肉桂酸的制備

1、肉桂酸的制備綠藥1501 陳寧婷 2015303601031、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)肉桂酸的制備原理和方法。2、學(xué)習(xí)水蒸氣蒸餾的原理及其應(yīng)用，掌握水蒸氣蒸餾的裝置及操作方法。2、 基本原理芳香醛與具有-H的脂肪酸酐在相應(yīng)的無水脂肪酸鉀鹽和鈉鹽（也可以用碳酸鉀或叔胺的催化劑）共熱的作用下，可以發(fā)生類似羥醛縮合的反應(yīng)，生成，-不飽和酸。此反應(yīng)稱為Perkin反應(yīng)。肉桂酸，又名苯丙烯酸、3苯基2丙烯酸是從肉桂皮或安息香分離出的有機(jī)酸.肉桂酸是生產(chǎn)冠心病藥物“心可安”的重要中間體。其酯類衍生物是配制香精和食品香料的重要原料。它在農(nóng)用塑料和感 光樹脂等精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中也有著廣泛的應(yīng)用，是一種重要的精細(xì)化

2、工合成中間體5-6，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、香料、塑料、感光樹脂、食品添加劑等精細(xì)化學(xué)品的制備。肉桂酸的合成方法較多，主要有Perkin 法、苯乙烯-四氯化碳法、苯甲醛-丙二酸 法、苯甲醛-乙烯酮法、肉桂醛氧化法、氯代芳烴-丙烯酸及其衍生物法等。本實(shí)驗(yàn)制備肉桂酸采用Perkin反應(yīng)。2-4該工藝反應(yīng)時(shí)間較長，產(chǎn)率大約為55%-66%。1反應(yīng)式如下：Perkin反應(yīng)簡介：芳香醛與酸酐在堿性催化劑（強(qiáng)堿弱酸鹽）作用下，可以發(fā)生類似羥醛縮合作用，生成,-不飽和芳香酸。Perkin 反應(yīng)的催化劑通常是相應(yīng)酸酐的羧酸鉀或鈉鹽，有時(shí)也可用碳酸鉀或叔胺代替。反應(yīng)時(shí)，可能是酸酐受醋酸鉀（鈉）的作用，生成一個(gè)酸酐的負(fù)

3、離子，負(fù)離子和醛發(fā)生親核加成，生成中間物 羥基酸酐，然后再發(fā)生失水和水解作用而得到不飽和酸。反應(yīng)機(jī)理如下：3、 主要試劑和儀器1. 試劑：苯甲醛3.0 mL（0.03mol），乙酸酐5.5 mL (0.06mol)，無水醋酸鉀3.0g（0.03mol），飽和碳酸鈉溶液，濃鹽酸，活性炭。名稱分子量性狀比重熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解度：克/100ml溶劑水醇醚苯甲醛106.12無色液體1.044-26178-1790.3乙酸酐102.08無色液體1.082-73138-14012溶不溶肉桂酸148.16無色結(jié)晶1.248133-1343000.0424溶 2.儀器：150mL三口燒瓶，空氣冷凝管，250mL圓底

4、燒瓶，75°彎管，直形冷凝管，支管接引管，錐形瓶，量筒，燒杯，布氏漏斗，吸濾瓶，表面皿，紅外燈。4、 實(shí)驗(yàn)裝置制備肉桂酸的試驗(yàn)裝置如圖1、圖2所示。圖2重：1安全管； 2. 螺旋夾； 3. 水蒸氣導(dǎo)入管； 4. 餾出液導(dǎo)出管； 5. 接液管； 6. 水蒸氣發(fā)生中 圖1 制備肉桂酸的反應(yīng)裝置圖 圖二 水蒸氣蒸餾裝置圖儀器安裝要點(diǎn)1.水蒸氣發(fā)生器中水容量約占容積的1/22/3。2.安全管要插入水蒸氣發(fā)生器的底部。3.整套裝置應(yīng)在同一平面上，水蒸氣發(fā)生器支管與水蒸氣導(dǎo)入管應(yīng)呈直線連接，以保證水蒸氣的順利導(dǎo)入。5、 實(shí)驗(yàn)步驟1.在150 mL三口燒瓶中依次加入無水醋酸鉀3.0g，苯甲醛3.0

5、mL，乙酸酐5.5 mL，沸石 2 粒。2.安裝反應(yīng)裝置如圖 1，三口燒瓶一口堵塞，一口插入溫度計(jì)進(jìn)液面以下，一口裝空氣冷凝管。3.用電熱套加熱，控制溫度在150170回流1h。要注意控制加熱速度，防止物料從空氣冷凝管頂端逸出，必要時(shí)可再接一個(gè)冷凝管。4.將反應(yīng)液冷卻至約100左右，加入20mL 熱水，此時(shí)有固體析出。5.向三口燒瓶內(nèi)加入飽和碳酸鈉溶液，并搖動(dòng)三口燒瓶，用 pH 試紙檢驗(yàn)，直到 pH 值為 8 左右，約需飽和碳酸鈉溶液 1520 mL。6.如圖 2 安裝好水蒸氣蒸餾裝置，蒸出未反應(yīng)的苯甲醛，蒸到餾出液澄清無油珠時(shí)停止蒸餾（可用盛水的燒杯去接引管下接幾滴餾出液，檢驗(yàn)有無油珠），約

6、需 20min。7.將三口燒瓶中的剩余液轉(zhuǎn)入250mL 燒杯中，補(bǔ)加少量水至液體總量為125mL，再加 12 匙活性炭 。8煮沸脫色3min。在煮沸過程中，由于蒸發(fā)，可補(bǔ)加少量水。9趁熱減壓過濾，濾液轉(zhuǎn)入干凈的燒杯，冷卻到室溫。10.攪拌下慢慢加入濃鹽酸，到 pH 值為3左右，大約需要 1020mL。11.冷卻到室溫后，減壓過濾，濾餅用 510 mL 冷水洗滌，抽干。12.濾餅轉(zhuǎn)入表面皿，紅外燈下干燥。產(chǎn)品稱量，回收，計(jì)算產(chǎn)率。六、注意事項(xiàng)1）久置的苯甲醛含苯甲酸，故需蒸餾提純。苯甲酸含量較多時(shí)可用下法除去：先用10%碳酸鈉溶液洗至無CO2放出，然后用水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥，干燥時(shí)加入1%

7、對(duì)苯二酚以防氧化，減壓蒸餾，收集79/25mmHg，或62/10mmHg的餾分，沸程2，儲(chǔ)存時(shí)可加入0.5%對(duì)苯二酚。 2）無水醋酸鉀需新鮮溶解。將含水醋酸鉀放入蒸發(fā)皿內(nèi)，加熱至熔融，立即倒在金屬板上，冷后研碎，置于干燥器中備用。3）反應(yīng)混合物在加熱過程中，由于CO2的逸出，最初反應(yīng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)泡沫。這時(shí)候加熱溫度盡量低些，等到CO2大部分出去后，再小心加熱到回流態(tài)，這時(shí)溶液呈淺棕黃色。反應(yīng)結(jié)束的標(biāo)志是反應(yīng)時(shí)間已到規(guī)定時(shí)間，有小量固體出現(xiàn)。反應(yīng)結(jié)束后，再加熱水，可能會(huì)出現(xiàn)整塊固體，很不好壓碎，干脆不要去壓碎它（當(dāng)然能搞碎是最好的），以免觸碎反應(yīng)瓶。等水汽蒸餾時(shí)，溫度一高，它會(huì)溶解的。4)本實(shí)驗(yàn)中，

8、反應(yīng)物苯甲醛和乙酐的反應(yīng)活性都較小，反應(yīng)速度慢，必須提高反應(yīng)溫度來加快反應(yīng)速度。但反應(yīng)溫度又不宜太高，一方面由于乙酐和苯甲醛的沸點(diǎn)分別為140和178，溫度太高會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)物的揮發(fā)，另外，溫度太高，易引起脫羧、聚合等副反應(yīng)，故反應(yīng)溫度一般控制在150-170左右。反應(yīng)混合物在150-170下長時(shí)間加熱，發(fā)生部分脫羧而產(chǎn)生不飽和烴類副產(chǎn)物，并進(jìn)而生成樹脂狀物，若反應(yīng)溫度過高（200），這種現(xiàn)象更明顯。加熱的溫度最好用油浴，若用電爐加熱，必須使燒瓶底離開電爐45cm，電爐開小些，慢慢加熱到回流狀態(tài)，等于用空氣浴進(jìn)行加熱。如果緊挨著電爐，會(huì)因溫度太高，反應(yīng)太激烈，結(jié)果形成大量樹脂狀物質(zhì)，甚至使肉桂酸一

9、無所有，這點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。 5)肉桂酸有順反異構(gòu)，通常以反式存在，為無色晶體，熔點(diǎn)133。6)如果產(chǎn)品不純，可在水或3：1稀乙醇中進(jìn)行重結(jié)晶。7)蒸餾燒瓶的容量應(yīng)保證混合物的體積不超過其13，導(dǎo)入蒸汽的玻管下端應(yīng)垂直地正對(duì)瓶底中央，并伸到接近瓶底（插入容器底部的目的是使瓶內(nèi)液體充分加熱和攪拌，有利于更有效地進(jìn)行水蒸汽蒸餾。）。安裝時(shí)要傾斜一定的角度，通常為45左右。8)水蒸汽發(fā)生器上的安全管（平衡管）不宜太短，其下端應(yīng)接近器底，盛水量通常為其容量的12，最多不超過23，最好在水蒸汽發(fā)生器中加進(jìn)沸石起助沸作用。9)應(yīng)盡量縮短水蒸汽發(fā)生器與蒸餾燒瓶之間的距離，以減少水汽的冷凝。10)開始蒸餾前應(yīng)把

10、T形管上的止水夾打開，當(dāng)T形管的支管有水蒸汽沖出時(shí)，接通冷凝水開始通水蒸汽，進(jìn)行蒸餾。11)為使水蒸汽不致在燒瓶中冷凝過多而增加混合物的體積。在通水蒸汽時(shí)，可在燒瓶下用小火加熱。12)在蒸餾過程中，要經(jīng)常檢查安全管中的水位是否正合，如發(fā)現(xiàn)其突然升高，意味著有堵塞現(xiàn)象，應(yīng)立即打開止水夾，移去熱源，使水蒸汽發(fā)生器與大氣相通，避免發(fā)生事故（如倒吸），待故障排除后再行蒸餾。如發(fā)現(xiàn)T形管支管處水積聚過多，超過支管部分，也應(yīng)打開止水夾，將水放掉，否則將影響水蒸汽通過。13)當(dāng)餾出液澄清透明，不含有油珠狀的有機(jī)物時(shí)，即可停止蒸餾，這時(shí)也應(yīng)首先打開夾子，然后移去熱源。14)如果隨水蒸汽揮發(fā)餾出的物質(zhì)熔點(diǎn)較高，

11、在冷凝管中易凝成固體堵塞冷凝管，可考慮改用空氣冷凝管。15)加熱回流，控制反應(yīng)呈微沸狀態(tài)，如果反應(yīng)液激烈沸騰易使乙酸酐蒸氣冷凝管送出影響產(chǎn)率。16）有關(guān)水蒸氣蒸餾的基本原理及實(shí)驗(yàn)操作（1） 水蒸氣蒸餾的基本原理水蒸氣蒸餾是分離和純化有機(jī)物質(zhì)得常用方法，通過水蒸氣蒸餾可以實(shí)現(xiàn)液-液分離或液-固分離。但被提純或分離的物質(zhì)必須具備以下條件：（a）不溶或難溶于水。（b）與水一起沸騰時(shí)不發(fā)生化學(xué)變化或反應(yīng)。（c）在 100左右該物質(zhì)蒸氣壓至少在10mmHg以上。水蒸氣蒸餾常在下列情況下使用：（a） 在常壓下進(jìn)行簡單蒸餾易發(fā)生分解的高沸點(diǎn)有機(jī)物。 （b） 含有較多固體混合物，而用簡單蒸餾、萃取或過濾等方法

12、又難以分離。（c）混合物中含有大量樹脂狀物質(zhì)或不揮發(fā)性雜質(zhì)，采用蒸餾、萃取等方法又難以分離。水蒸氣蒸餾法的優(yōu)點(diǎn)在于使所需要的有機(jī)物可在較低的溫度下從混合物中蒸餾出來，可以避免在常壓下蒸餾時(shí)所造成的損失，提高分離提純的效率。同時(shí)在操作和裝置方面也較減壓蒸餾簡便一些，所以水蒸氣蒸餾可以應(yīng)用于分離和提純有機(jī)物。因此在常壓下用水蒸氣蒸餾，就能在低于 100的情況下將高沸點(diǎn)組分與水一起蒸出來。當(dāng)有機(jī)物與水一起共熱時(shí)，根據(jù)道爾頓(Dalton)分壓定律，整個(gè)系統(tǒng)的蒸氣壓應(yīng)為各組分蒸氣壓之和，即： P= PH2O+PA其中 P代表總的蒸氣壓，PH2O 為水的蒸氣壓，PA為有機(jī)物的蒸氣壓。當(dāng)總蒸氣壓 P與大氣

13、壓相等時(shí)，則混合物開始沸騰。顯然，混合物的沸點(diǎn)低于任一單獨(dú)組分的沸點(diǎn)，即有機(jī)物可以在比其沸點(diǎn)低得多得溫度下被蒸餾出來。 本實(shí)驗(yàn)中，水與苯甲醛混合物的沸點(diǎn)為97.9。此時(shí)： p=760mm Hg p水=703.5mm Hg p苯甲醛=56.5mm Hg在餾出物中，隨水蒸氣一起蒸出的有機(jī)物同水的質(zhì)量（mA和m水）之比，等于兩者的分壓（pA和p水）和兩者的分子質(zhì)量（MA和18）的乘積之比。所以餾出液中苯甲醛與水的質(zhì)量比等于：即每蒸出1g水伴隨蒸出苯甲醛0.473g。（2） 水蒸氣蒸餾的實(shí)驗(yàn)操作 水蒸氣蒸餾裝置如圖 2 所示。用 500 mL圓底燒瓶作水蒸氣發(fā)生器，內(nèi)盛水約占其容量的 1/22/3，以

14、長玻璃管作為安全管，管的下端接近瓶底，根據(jù)管中水柱的高低，可以估計(jì)水蒸氣壓力的大小。水蒸氣導(dǎo)管末端應(yīng)接近三口燒瓶底部，以使水蒸氣和被蒸餾物質(zhì)充分接觸并起攪拌作用。發(fā)生器的水蒸氣導(dǎo)出管與一個(gè) T 形管相連，T 形管的支管套一個(gè)短橡皮管，橡皮管上用螺旋夾夾住，T形管的另一端與蒸餾部分的導(dǎo)管相連，T 形管用來除去水蒸氣中冷凝下來的水分。在操作中，如果發(fā)生不正?，F(xiàn)象，應(yīng)立刻打開螺旋夾，使之與大氣相通。 將反應(yīng)裝置按圖 2 連接好，打開 T 形管上的螺旋夾，把水蒸氣發(fā)生器里的水加熱到沸騰，當(dāng)有水蒸氣從 T 形管的支管沖出時(shí)，再旋緊螺旋夾，讓水蒸氣通入三口燒瓶中，這時(shí)可以看到燒瓶中的混合物翻騰不息，不久在

15、冷凝管中就會(huì)出現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)和水的混合物。調(diào)節(jié)加熱溫度，使瓶內(nèi)的混合物不致飛濺得太厲害，并控制餾出液的速度約為每秒種 23 滴。為了使水蒸氣不致于在燒瓶內(nèi)過多地冷凝，在進(jìn)行水蒸氣蒸餾時(shí)通常也可將三口燒瓶溫?zé)?。在操作時(shí)，要隨時(shí)注意安全管中的水柱是否發(fā)生不正常的上升現(xiàn)象，以及蒸餾燒瓶中的液體是否發(fā)生倒吸現(xiàn)象，一旦發(fā)生這種現(xiàn)象，應(yīng)立刻打開螺旋夾，移去熱源，找出發(fā)生故障的原因。必須把故障排除后，方可繼續(xù)蒸餾。當(dāng)餾出液澄清透明，不再含有油滴時(shí)，一般即可停止蒸餾，這時(shí)應(yīng)首先打開螺旋夾，然后移去熱源，以免發(fā)生倒吸現(xiàn)象。7、 思考題1. 具有何種結(jié)構(gòu)的醛能進(jìn)行Perkin反應(yīng)？ 醛基與苯環(huán)之間相連的芳香醛。2.

16、本實(shí)驗(yàn)中在水蒸氣蒸餾前為什么用飽和碳酸鈉溶液中和反應(yīng)物？ 因?yàn)楸郊兹┛赡苡胁糠直谎趸杀郊姿?用飽和碳酸鈉溶液中和反應(yīng)物生成鹽苯甲酸鈉.這樣蒸餾的時(shí)候因?yàn)辂}的熔點(diǎn)高不會(huì)被蒸出,達(dá)到除雜效果（除苯甲酸）.但是不能調(diào)節(jié)pH太大（8左右就行）,否則會(huì)發(fā)生Cannizzaro 反應(yīng),羥基使苯甲醛歧化為苯甲酸和苯甲醇.3.為什么不能用氫氧化鈉代替碳酸鈉溶液來中和反應(yīng)物？因?yàn)橹泻蜁r(shí)必須使溶液呈堿性，控制pH8較合適，因?yàn)闅溲趸c的堿性太強(qiáng)，且加入的量不易控制，且易會(huì)發(fā)生坎尼查羅反應(yīng)。加入過量的氫氧化鈉會(huì)使肉桂酸與之中和形成可溶于水的肉桂酸鈉，從而不能使肉桂酸固體析出?？材岵榱_反應(yīng)：不含-氫原子的脂肪醛、芳

17、醛或雜環(huán)醛類在濃堿作用下醛分子自身同時(shí)發(fā)生氧化與還原反應(yīng)，生成相應(yīng)的羧酸(在堿溶液中生成羧酸鹽)和醇的有機(jī)歧化反應(yīng)。4.用水蒸氣蒸餾能除去什么？能不能不用水蒸氣蒸餾？如何判斷蒸餾終點(diǎn)？ 除去未反應(yīng)的苯甲醛；     不行，必須用水蒸氣蒸餾，因?yàn)榛旌衔镏泻写罅康慕褂蜖钗镔|(zhì)，通常的蒸餾、過濾、萃取等方法都不適用；     當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機(jī)物質(zhì)的油滴時(shí)，即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束（也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來檢查是否有油珠存在）。5. 怎樣正確進(jìn)行水蒸汽蒸餾操作？ （1）在進(jìn)行水蒸氣蒸餾之前，應(yīng)認(rèn)真檢查水

18、蒸氣蒸餾裝置是否嚴(yán)密。      （2）開始蒸餾時(shí)，應(yīng)將T形管的止水夾打開，當(dāng)水蒸氣發(fā)生器里的水沸騰，有大量水蒸氣溢出時(shí)再旋緊夾子，使水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中，并調(diào)整加熱速度，以餾出速度23滴/秒為宜。      （3）操作中要隨時(shí)注意安全管中的水柱是否有異常現(xiàn)象發(fā)生，若有，應(yīng)立即打開夾子，停止加熱，找出原因，排除故障后方可繼續(xù)加熱。6.水蒸氣通常在哪三種情況下使用？被提純物質(zhì)必須具備哪些條件？水蒸氣蒸餾常在下列情況下使用：（c） 在常壓下進(jìn)行簡單蒸餾易發(fā)生分解的高沸點(diǎn)有機(jī)物。 （d） 含有較多固體

19、混合物，而用簡單蒸餾、萃取或過濾等方法又難以分離。（c）混合物中含有大量樹脂狀物質(zhì)或不揮發(fā)性雜質(zhì)，采用蒸餾、萃取等方法又難以分離。被提純或分離的物質(zhì)必須具備以下條件：（a）不溶或難溶于水。（b）與水一起沸騰時(shí)不發(fā)生化學(xué)變化或反應(yīng)。（c）在 100左右該物質(zhì)蒸氣壓至少在10mmHg以上。7. 肉桂酸能溶于熱水，難溶于冷水，試問如何提純之？定出操作步驟，并說明每一步的作用。向三口燒瓶內(nèi)加入飽和碳酸鈉溶液，并搖動(dòng)三口燒瓶，用 pH 試紙檢驗(yàn)，直到 pH 值為 8 左右，約需飽和碳酸鈉溶液 1520 mL。如圖 2 安裝好水蒸氣蒸餾裝置，蒸出未反應(yīng)的苯甲醛，蒸到餾出液澄清無油珠時(shí)停止蒸餾（可用盛水的燒

20、杯去接引管下接幾滴餾出液，檢驗(yàn)有無油珠），約需 20min。將三口燒瓶中的剩余液轉(zhuǎn)入250mL 燒杯中，補(bǔ)加少量水至液體總量為125mL，再加 12 匙活性炭 。煮沸脫色3min。在煮沸過程中，由于蒸發(fā)，可補(bǔ)加少量水。趁熱減壓過濾，濾液轉(zhuǎn)入干凈的燒杯，冷卻到室溫。攪拌下慢慢加入濃鹽酸，到 pH 值為3左右，大約需要 1020mL。冷卻到室溫后，減壓過濾，濾餅用 510 mL 冷水洗滌，抽干。濾餅轉(zhuǎn)入表面皿，紅外燈下干燥。操作要注意：在制備熱的飽和溶液時(shí)，要在回流冷凝裝置中進(jìn)行，添加溶劑時(shí)，將燈焰移開，防止著火；熱抽濾時(shí)，動(dòng)作要快，防止過熱溶劑汽化而損失。8.苯甲酸和丙酸酐在無水丙酸鉀存在下相互

21、作用得到什么產(chǎn)物？寫出反應(yīng)式。9. 為什么在1大氣壓下，水蒸氣蒸餾時(shí)沸點(diǎn)必定低于100？ 當(dāng)水和不（或難）溶于水的化合物一起存在時(shí)，整個(gè)體系的蒸氣壓力根據(jù)道爾頓分壓定律，應(yīng)為各組分蒸氣壓力之和。即：P=P水+ PA （PA為與不（或難）溶化合物的蒸氣壓）當(dāng)P與外界大氣壓相等時(shí)，混合物就沸騰。這時(shí)的溫度即為它們的沸點(diǎn)，所以混合物的沸點(diǎn)將比任何一組分的沸點(diǎn)都要低一些。10. 肉桂酸制備實(shí)驗(yàn)為什么用空氣冷凝管做回流冷凝管？ 因?yàn)榛亓鳒囟瘸^150，易使水冷凝管炸裂。8、 參考文獻(xiàn)：1楊家強(qiáng)，張茂生，劉靜姿.肉桂酸的制備工藝優(yōu)化，遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，34（2），188-190.2趙慶華,韓麗琴,

22、劉建華,何星翰.肉桂酸的制備實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn).吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.12，27（4），208。3周蘇，肉桂酸的制備與應(yīng)用，陜西化工，1991，5，10-13.4曹燕明，夏加亮，羅燕花等，肉桂酸制備實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，大學(xué)化學(xué)，2013.12，28（6），29-32.5秦序，肉桂酸制備實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)，贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012.06，3，103-104.6張德華，鄭靜.肉桂酸制備實(shí)驗(yàn)裝置的教學(xué)改進(jìn)，師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，31（3）.7鄧映波，以Perkin反映為機(jī)理的肉桂酸制備方法的研究，長沙醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013.06，11（2），46-52.8 單尚，強(qiáng)根榮，金紅衛(wèi) 新編基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（）有機(jī)化學(xué)實(shí)

23、驗(yàn)化學(xué)工業(yè)出版社重結(jié)晶201530360103 綠藥1501 陳寧婷1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)習(xí)固體有機(jī)物重結(jié)晶提純的原理與方法；2.學(xué)習(xí)重結(jié)晶操作。2、 實(shí)驗(yàn)原理：固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系，一般溫度升高溶解度增大；反之，則溶解度降低。若把固體溶解在熱的溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時(shí)，由于溶解度降低，溶液變成過飽和而析出晶體。利用溶劑對(duì)被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以是被提純物質(zhì)從溶液中析出，而讓雜質(zhì)仍留在溶液中或被濾除，從而達(dá)到提純目的。3、 主要試劑及原理： 1.試劑： 粗萘，70%乙醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），活性炭。 2.儀器： 100ml 錐形瓶，球形冷凝管，布氏漏斗，吸濾瓶，表面皿，玻

24、璃釘。 四、實(shí)驗(yàn)裝置： 重結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示： 回流裝置 減壓過濾裝置5、 實(shí)驗(yàn)步驟：1.在100ml 錐形瓶中，加入3g 粗萘，25ml 70%乙醇，2粒沸石，安裝回流冷凝管。2.緩緩加熱至沸騰，此時(shí)瓶內(nèi)粗萘基本都溶解了。停止加熱，移去熱源。從冷凝管上口緩慢補(bǔ)加約7ml 70%乙醇。3.加熱煮沸，至粗萘完全溶解。停止加熱，待液體稍冷后，移去冷凝管，加半匙活性炭，再將冷凝管裝好。4.加熱煮沸5min。5.趁熱減壓過濾（布氏漏斗和抽濾瓶要先在水浴中預(yù)熱）。6.濾液倒入干凈的燒杯，自然冷卻，析出晶體。7.冷卻到室溫后，減壓過濾。濾餅用少量70%乙醇洗滌，抽干。8.將濾餅轉(zhuǎn)移到表面皿，在紅外燈下

25、干燥，稱重，回收，計(jì)算產(chǎn)率。6、 注意事項(xiàng)：1. 脫色。活性炭可以吸附有色物質(zhì)，使用活性炭脫色注意以下幾點(diǎn)：(1) 用量根據(jù)雜質(zhì)顏色而定，一般用量為固體容量得1%-5%，煮沸5-10min。一次脫色不好，可加活性炭，重復(fù)操作。(2) 注意不能向正在沸騰的溶液中加入活性炭，以免溶液暴沸。(3) 活性炭對(duì)水溶液脫色較好，對(duì)非極性溶液脫色較差。(4) 如發(fā)現(xiàn)濾液中有活性炭時(shí)，應(yīng)重新加熱過濾。2. 減壓過濾。用布氏漏斗趁熱過濾時(shí)，為避免在漏斗中析出晶體，需用熱水浴或蒸氣浴把漏斗預(yù)熱，然后用來減壓過濾。抽濾瓶也可同時(shí)預(yù)熱。布氏漏斗中鋪的圓形濾紙要剪得比漏斗內(nèi)徑小，使其緊貼于漏斗的底壁。在抽濾前，先用少量

26、溶劑把濾紙潤濕，然后打開水泵將濾紙吸緊，防止固體在抽濾時(shí)從濾紙邊沿吸入瓶中。布氏漏斗的斜口要遠(yuǎn)離抽氣口。用玻璃棒引導(dǎo)將脫色后的固液混合物分批倒入布氏漏斗中抽濾。過濾完成后，關(guān)閉水泵前應(yīng)先將抽濾瓶與水泵連接的橡皮管斷開，以免水倒流入抽濾瓶內(nèi)。3. 結(jié)晶的析出。結(jié)晶時(shí)，讓溶液靜置，使之慢慢的生成完整的大晶體，若在冷卻過程中不斷攪拌則得到較小的晶體。若冷卻后仍無晶體析出，可用下列方法使晶體析出。1） 用玻璃棒摩擦溶液內(nèi)壁。2）投入晶種。3）用冰水或其他冷凍溶液冷卻，如果不析出晶體而得油狀物時(shí)，可將混合物加熱到澄清后，讓其自然冷卻至開始有油狀物析出時(shí)，立即用玻璃棒劇烈攪拌，使油狀物分散在溶液中，攪拌至

27、油狀物消失為止，或加入少許晶種。4. 濾餅的洗滌。把濾餅盡量抽桿、壓干，拔掉抽氣的橡皮管，使恢復(fù)常壓。把少量溶劑均勻地灑在濾餅上，使溶劑恰能蓋住濾餅。靜置片刻，使溶劑滲透濾餅，待有濾液從漏斗下端滴下時(shí)，重新抽氣，再把濾餅抽干。這樣反復(fù)幾次，就可洗凈濾餅。七、思考：（1） 試述重結(jié)晶的原理和一般過程？ 重結(jié)晶的原理： 利用混合物中各組分在某種溶劑中溶解度不同或在同一溶劑中不同溫度時(shí)的溶解度不同而使它們相互分離。 固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度隨溫度的變化易改變，通常溫度升高，溶解度增大；反之，則溶解度降低。對(duì)于前一種常見的情況，加熱使溶質(zhì)溶解于溶劑中，當(dāng)溫度降低，其溶解度下降，溶液變成過飽和，從而析

28、出結(jié)晶。由于被提純化合物及雜質(zhì)的溶解度的不同，可以分離純化所需物質(zhì)。 重結(jié)晶的一般過程： （1）選擇適宜溶劑，制成熱的飽和溶液。 （2）熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)（包括脫色）。 （3）抽濾、冷卻結(jié)晶，除去母液。 （4）洗滌干燥，除去附著母液和溶劑。（2） 為什么萘的重結(jié)晶要采用回流裝置？ 萘的熔點(diǎn)較70%乙醇的沸點(diǎn)為低，70%乙醇加熱至沸后，萘呈熔融狀態(tài)而非溶解，采用回流裝置是為了減少溶劑的損失。（3）用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí)，哪些操作容易著火？如何防止？ 有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性，也有兩者兼有的。 通常是加熱溶解和過濾兩個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)造成溶劑大量揮發(fā)，此時(shí)遇明火或著火。嚴(yán)禁周圍一切明火，最好在通

29、風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行操作，可改用水浴加熱。常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器，因?yàn)樗鼈兤靠谳^窄，溶劑不易發(fā)，又便于搖動(dòng)，促使固體物質(zhì)溶解。要使用冷凝回流裝置，要用沸石避免爆沸。如果要加活性炭，等溶液稍稍冷卻再加，防止爆沸。過濾最好在通風(fēng)廚里進(jìn)行。（4） 活性炭為什么要在固體物質(zhì)全部溶解后加入，又為什么不能再溶液沸騰時(shí)加入？ 因?yàn)榛钚蕴渴莻€(gè)多孔物質(zhì)，能夠吸附雜質(zhì)，若固體物質(zhì)未完全溶解就加入活性炭，就無法觀察到晶體是否溶解，即無法判斷所加溶劑量是否合適?；钚蕴恳部赡芪疆a(chǎn)品。不能在沸騰的溶液中添加活性炭，否則會(huì)引起暴沸而沖出，使溶液沖出容器造成產(chǎn)品損失。而且沸騰時(shí)溫度太高不利于活性碳吸附。（5） 布氏漏斗過濾之后

30、，所的產(chǎn)品表面有母液吸附，如何洗滌？要注意什么問題？若濾紙大于布氏漏斗底面，會(huì)有什么不好？停止抽濾前，如不先拔掉橡皮管就關(guān)水閥，會(huì)產(chǎn)生什么問題？ 布氏漏斗過濾之后，所的產(chǎn)品表面有母液吸附，如何洗滌？要注意什么問題？如果需要洗滌沉淀物，則應(yīng)立即進(jìn)行洗滌，否則沉淀物在濾紙上放置過久會(huì)開裂或結(jié)塊，不易潤洗。可用原溶劑、蒸餾水或其它適當(dāng)?shù)南礈靹┻M(jìn)行潤洗。換一個(gè)潔凈的空燒杯以代替原來接受濾液的燒杯，這樣可以避免因沉淀穿透濾紙而要重新過濾大體積的液體。每次洗液用量以能浸沒所收集的沉淀物為宜。洗滌時(shí)，用少量洗液小心沿四周從上而下沖洗，將沉淀沖到漏斗底部，不可使液體流速過猛，否則會(huì)使沉淀沖出過濾器。也不可用玻

31、璃棒攪拌漏斗內(nèi)的物質(zhì)，以免劃破濾紙，前功盡棄。一般洗2到3次左右，可基本洗凈。洗滌時(shí)只要注意： 1、 不能用玻璃棒攪動(dòng)濾餅，否則濾餅松散后，過濾效果就差；再者有可能會(huì)戳破濾紙； 2、為了洗滌均勻，最好用玻璃棒引流以實(shí)現(xiàn)均勻淋洗。在濾餅上直接洗滌，效果很差，對(duì)清除雜質(zhì)起不了什么作用；如果只是除溶劑作用，那洗滌是有用的。洗滌時(shí)只要注意：1、不能用玻璃棒攪動(dòng)濾餅，否則濾餅松散后，過濾效果就差；再者有可能會(huì)戳破濾紙；2、為了洗滌均勻，最好用玻璃棒引流以實(shí)現(xiàn)均勻淋洗。要注意按照正常步驟操作，不要圖簡單而忽略，要洗滌均勻，最好用玻璃棒引流以實(shí)現(xiàn)均勻淋洗。若濾紙大于布氏漏斗底面，會(huì)有什么不好？1.濾紙直徑大

32、于布氏漏斗底部直徑時(shí)，濾紙不能正好平貼在漏斗底部，多余的濾紙邊將在漏斗底與漏斗邊產(chǎn)生皺折出現(xiàn)縫隙，使溶液走流走。2.大了，當(dāng)真空抽濾時(shí)，濾紙收到大氣壓力必然產(chǎn)生褶皺，形成連接混懸液與孔隙之間的直接連接，濾紙無法與漏斗底部緊貼，濾紙邊緣處會(huì)有許多小縫隙。抽濾的時(shí)候空氣從這些小縫隙流過了。這樣無法產(chǎn)生足夠的壓力來將溶液過濾。（同樣，濾紙?zhí)?，如果不能全部整體覆蓋漏斗底部的孔隙，形成混懸液與孔道之間的直接連接，濾紙不能發(fā)揮作用，造成操作失敗。）停止抽濾前，如不先拔掉橡皮管就關(guān)水閥，會(huì)產(chǎn)生什么問題？ 水有可能倒灌進(jìn)入開安全瓶.因?yàn)槌闉V時(shí)候，如果濾餅比較結(jié)實(shí)，抽濾瓶中真空度比較，沒有放空就關(guān)掉水閥，造成

33、泵頭位置壓力比開安全瓶高，水會(huì)倒流。（6）如何證明重結(jié)晶的產(chǎn)品是純粹的？ 1、可以測熔點(diǎn)，熔距在0.1度，則可以基本斷定重結(jié)晶產(chǎn)物很純。 2、采用化學(xué)分析的方法，采用酸堿滴定測試其含量。 3、采用儀器分析的方法，測試其純度，如HPLC、GC。 4、采用紅外光普法，測試其紅外光譜，與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行對(duì)比（7）試述你用過的漏斗有哪幾種，說出他們的名稱及用途？分類                       &