超细高岭土负载碳酸钾在珀金反应中的应用研究(2)
本实验选用超细高岭土负载碳酸钾（具有用量少而催化活性高，价格低廉，使用方便，而且无需使用溶剂，后续处理简单，符合绿色环保要求等优点）作为催化剂，它是一种价廉易得的固体催化剂[15]，其水溶液呈碱性，因而能催化珀金反应。苯甲醛和乙酸酐为原料，通过珀金反应合成肉桂酸[16-18]。研究对超细高岭土负载碳酸钾催化合成肉桂酸的反应条件，对于以后取代无水碳酸钾来合成α，β—不饱和酸类物质具有重要的意义。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
WQF-510型傅里叶红外光谱仪（美国PERKIN-ELMER公司），Vario EL III元素分析仪（德国Element公司），KQ-500型超声波清洗器（昆山市超声波仪器有限公司），C型玻璃仪器气流烘干器（郑州欧卡仪器设备有限公司），DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市英欲高科仪器厂），ZNHW型数显恒温电热套，PL601-L型电子天平（梅特勒-托利多仪器 （上海）有限公司）
苯甲醛(A.R)，乙酸酐(A.R)，碳酸钾(A.R)，超细高岭土(C.P)，氢氧化钠(A.R),浓盐酸(A.R)， 活性炭
1.2 固体碱催化剂的制备
取一定量的碳酸钾溶于适量的蒸馏水中，再加入适量的超细高岭土，充分搅拌，然后一定温度下搅拌50min，逐渐升温，把水分蒸干，取出固体，在干燥箱中烘烤8h以上，研细，得到高岭土负载碳酸钾固体催化剂。
1.3 反应原理
本实验利用Perkin反应，将苯甲醛和乙酸酐混合后，在催化剂存在下加热，发生羟醛缩合反应，再脱水生成目标产物肉桂酸[19-22]。本实验用超细高岭土负载碳酸钾作催化剂，可以缩短反应时间。
1.4 主要试剂及产品的物理常数：（文献值[23]）
名称 分子量 性状 折光率 比重 熔点／℃ 沸点／℃ 溶解度
100g水
苯甲醛 106.12 无色液体 1.5450 1.044 -26 178-179 微溶
乙酸酐 102.08 无色液体 1.3900 1.082 -73 138-140 易溶
肉桂酸 148.16 无色结晶 1.5550 1.248 133-134 300 微溶
碳酸钾 138.21 无色晶体 1.4820 2.043 909 333.6 易溶
1.5 肉桂酸的合成
在250mL三口烧瓶中加入所需量的催化剂，新蒸馏的苯甲醛及乙酸酐，振荡使其混合均匀。三口烧瓶中间口接上空气冷凝管，侧口其一装上温度计，另一个用塞子塞上。用加热套低电压加热使其回流，反应液始终保持在150～170℃，使反应进行一段时间（回流）。如图1所示。
取下三口烧瓶，向其中加入50 mL水，20mL10%氢氧化钠水溶液，摇动烧瓶，使生成的肉桂酸形成钠盐而溶解，然后进行水蒸气蒸馏。用支管烧瓶作为水蒸气发生器，用喷灯加热。注意不能用喷灯直接加热烧瓶，烧瓶必须放在石棉网上。要尽可能的使蒸汽产生速度快，水蒸气蒸馏蒸到蒸出液中无油珠为止。如图2所示。
卸下水蒸气蒸馏装置，稍微冷却后，向三口烧瓶中加入约1.0g活性炭，加热沸腾5～10min，然后进行热过滤。将滤液转移至干净的200mL烧杯中，慢慢的用浓盐酸进行酸化至明显的酸性（大约用25mL浓盐酸）。然后进行冷却至肉桂酸充分结晶，之后进行抽气过滤。晶体用少量冷水洗涤，以除去存在于晶体表面的母液，否则干燥后仍要使晶体玷污。抽气过滤时，要把水分彻底抽干，在100℃下干燥，可得产品。
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