水蒸气蒸馏装置示意图

实验技术二十　肉桂酸的制备（Perkin反应）

【实验目的】

（1）了解通过珀金（Perkin）反应制备肉桂酸的基本原理和方法。

（2）掌握空气冷凝管回流和水蒸气蒸馏操作。

（3）进一步熟悉巩固减压过滤、重结晶操作。

【实验原理】

芳香醛酸酐在相应羧酸的钠盐或钾盐的存在下发生缩合，生成α，β－不饱和酸的反应，称为Perkin反应。本实验就是利用Perkin反应制得肉桂酸。

反应式如下：

【仪器及药品】

1.仪器

三颈烧瓶（50mL，1个）、空气冷凝管（1支）、温度计（250℃，1支）、75°弯管（1个）、直形冷凝管（1支）、接引管（1个）、锥形瓶（1个）、玻璃空心塞（1个）、水蒸气蒸馏装置（1套）、吸滤瓶（1个）、布氏漏斗（1个）。

2.药品

苯甲醛（3.2g，3mL，0.03mol）、乙酸酐（6.0g，5.5mL，0.06mol）、无水CH₃COOK （3g，0.03mol）、Na₂CO₃、活性炭、浓盐酸。

【物理常数】

见表5－8。

表5－8　试剂物理常数表

【实验装置】

见图5－12和5－13。

图5－12　水蒸气蒸馏装置

1—安全管；2—螺旋夹；3—水蒸气导入管；4—馏出液导出管；5—接液管；6—水蒸气发生器

图5－13　利用原反应容器进行水蒸气蒸馏装置

实验中要求做到以下几点。

（1）水蒸气发生器中水容量占容器容积的1／2～2／3。

（2）安全管要插入水蒸气发生器的底部。

（3）整套装置应在同一平面上，水蒸气发生器支管与水蒸气导入管应呈直线连接，以保证水蒸气的顺利导入。

【实验步骤】

在50mL三口圆底烧瓶中加入3.00g无水醋酸钾、3mL新蒸馏的苯甲醛和5.5mL乙酐，振荡使三者混合。装上温度计和空气冷凝管（温度计水银球在液面下不能碰到瓶底）。在石棉网上加热回流1h，温度保持在150～170℃。

向反应液趁热（100℃）倒入25mL左右热水，一边摇一边慢慢加入适量固体碳酸钠（约5g），直到反应液呈碱性。然后进行水蒸气蒸馏，直至馏出液无油珠为止。

剩余液中加入少许活性炭，加热回流5～10min。趁热过滤；将滤液小心用浓HCl酸化，使溶液呈现明显酸性。用冰水冷却，待肉桂酸全部析出，过滤，收集结晶，并以少量过冷水洗涤结晶，抽滤除去水分。产物可在30%乙醇中重结晶。产量2～2.5g。

【操作要点】

（1）仪器必须充分干燥。因为乙酸酐遇水即水解成乙酸；无水碳酸钾也极易吸潮。

（2）加热回流时要使反应液始终保持微沸状态，反应温度严格控制在150～170℃之间。反应时间45～60min。

（3）水蒸气蒸馏操作要点如下：

①操作前，仔细检查整套装置的严密性；

②先打开T形管的止水夹，待有蒸汽逸出时再旋紧止水夹；

③控制馏出液的流出速度，以2～3滴／秒为宜；

④随时注意安全管的水位，若有异常现象，先打开止水夹，再移开热源，检查、排除故障后方可继续蒸馏；

⑤蒸馏结束后先打开止水夹，再停止加热，以防倒吸。

（4）活性炭脱色后要趁热过滤。

（5）用浓HCl酸化时，要酸化至呈明显酸性。若滤液过多，先浓缩至15mL左右，再进行酸化。

【本实验的成败关键】

反应用的仪器干燥与否和反应温度的控制是关键。