Question

【題目】肉桂酸是香料、化妝品、醫(yī)藥、塑料和感光樹脂等的重要原料。實(shí)驗(yàn)室可用苯甲醛和乙酸酐、醋酸鈉等原料經(jīng)下列反應(yīng)制取肉桂酸，其中苯甲醛為無色油狀液體。已知：

+CH3COOH

	苯甲醛	乙酸酐	肉桂酸	乙酸
溶解度(25℃，g/100g水)	0.3	遇水易水解成乙酸	0.04	互溶
沸點(diǎn)（℃）	179.6	138.6	300	118
相對(duì)分子質(zhì)量	106	102	148	60

填空：

Ⅰ．合成：反應(yīng)裝置如圖所示。向三頸燒瓶中先后加入研細(xì)的無水醋酸鈉、3.6 g苯甲醛和4.2 g乙酸酐，振蕩使之混合均勻。在150~170℃加熱1小時(shí)，保持微沸狀態(tài)。

(1)儀器A的名稱為________，其作用是__________。

(2)該裝置加熱要控制反應(yīng)呈微沸狀態(tài)，如果劇烈沸騰，會(huì)導(dǎo)致肉桂酸產(chǎn)率降低，可能的原因是(從平衡移動(dòng)角度解釋)_________。

(3)不能把無水CH3COONa換成CH3COONa·3H2O的原因是_________。

Ⅱ．粗品精制：將上述反應(yīng)后得到的混合物趁熱倒入圓底燒瓶中，進(jìn)行下列操作：在攪拌下，向反應(yīng)液中加入20 mL水

A.再慢慢加入碳酸鈉溶液

B.然后進(jìn)行水蒸氣蒸餾（已知水蒸氣蒸餾是分離提純有機(jī)化合物的重要方法之一，可使待提純的有機(jī)物在低于100℃的情況下隨水蒸氣一起被蒸餾出來，從而達(dá)到分離提純的目的）

C.待燒瓶?jī)?nèi)溶液冷卻至室溫，在攪拌下用加入鹽酸酸化，析出大量晶體，過濾，洗滌，干燥。

(4)飽和Na2CO3溶液的作用有_______。水蒸氣蒸餾除去的雜質(zhì)是______。

(5)若得到的肉桂酸晶體產(chǎn)品不純，應(yīng)采用____方法可得到純度更高的產(chǎn)品。

(6)若最后得到純凈的肉桂酸4.3 g，則該反應(yīng)中的產(chǎn)率是____(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 使反應(yīng)物冷凝回流 乙酸酐蒸出，反應(yīng)物減少，平衡左移 CH3COONa·3H2O受熱生成水會(huì)使乙酸酐水解 將肉桂酸轉(zhuǎn)化為肉桂酸鈉，溶解于水，中和乙酸 苯甲醛 重結(jié)晶 85.7%

【解析】

(1)根據(jù)儀器A的構(gòu)造確定其名稱，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)判斷儀器作用；

(2)該反應(yīng)在150～170℃的條件下進(jìn)行，根據(jù)表中各物質(zhì)的沸點(diǎn)可知，反應(yīng)物在這個(gè)條件下易揮發(fā)分析；

(3)乙酸酐遇水易水解，所以反應(yīng)中不能有水；

(4)根據(jù)肉桂酸難溶于水，肉桂酸鈉易溶于水；水蒸氣蒸餾裝置蒸餾除去未反應(yīng)的苯甲醛；根據(jù)苯甲醛是油狀物判斷；

(5)根據(jù)固體混合物中目標(biāo)組分溶解度隨溫度變化，從而用重結(jié)晶分離提純；

(6)先計(jì)算3.6 g苯甲醛、4.2 g乙酸酐的物質(zhì)的量，然后判斷哪種物質(zhì)過量，以不足量的物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算肉桂酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)產(chǎn)率=×100%計(jì)算。

(1)由示意圖可知儀器A的名稱為球形冷凝管；其作用是使揮發(fā)的未反應(yīng)的反應(yīng)物再流回到三頸燒瓶中，即冷凝管的作用是使反應(yīng)物冷凝回流；

(2)該反應(yīng)在150～170℃的條件下進(jìn)行，根據(jù)表中各物質(zhì)的沸點(diǎn)可知，反應(yīng)物在這個(gè)條件下易揮發(fā)，如果劇烈沸騰，乙酸酐蒸出，反應(yīng)物減少，平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致肉桂酸產(chǎn)率降低；

(3)苯甲醛與乙酸酐反應(yīng)制取肉桂酸，若使用醋酸鈉晶體，乙酸酐遇熱水易水解，所以反應(yīng)中不能有水，不能用醋酸鈉晶體(CH3COONa3H2O)代替無水CH3COONa；

(4)肉桂酸難溶于水，肉桂酸鈉易溶于水，可根據(jù)羧酸的酸性比碳酸酸性強(qiáng)，加入飽和Na2CO3溶液發(fā)生反應(yīng)將肉桂酸轉(zhuǎn)化為肉桂酸鈉，溶解于水，便于物質(zhì)提純；同時(shí)由于乙酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可以除去反應(yīng)產(chǎn)生的乙酸，便于得到純凈的肉桂酸；水蒸氣蒸餾裝置蒸餾除去未反應(yīng)的苯甲醛，由于苯甲醛是油狀物，故水蒸氣蒸餾時(shí)，當(dāng)餾出液澄清透明時(shí)，可判斷蒸餾結(jié)束；

(5)若得到的肉桂酸晶體產(chǎn)品不純，可根據(jù)其溶解度隨溫度的升高而增大，所溫度的降低而減小，采用重結(jié)晶法分離提純；

(6)3.6 g苯甲醛的物質(zhì)的量是n(苯甲醛)==0.0339 mol，4.2 g乙酸酐的物質(zhì)的量為n(乙酸酐)==0.0412 mol，二者反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量的比是1：1，n(乙酸酐)>n(苯甲醛)，所以乙酸酐過量，要以不足量的苯甲醛為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，肉桂酸的物質(zhì)的量n(肉桂酸)= n(苯甲醛)=0.0339 mol，實(shí)際產(chǎn)生肉桂酸的物質(zhì)的量是n==0.029 mol，所以產(chǎn)率=×100%=85.7%。