3-α-呋喃基丙烯酸的合成及其含量测定

3-α-呋喃基丙烯酸的合成及其含量测定

一、实验目的

1．掌握用Perkin反应制备ɑ,?-不饱和芳香酸的合成原理和操作方法； 2．掌握用酸碱滴定法测定其含量的方法。 二、基本原理

芳香醛和具有α-氢原子的脂肪酸酐在碱性催化剂的作用下，可以发生类似羟醛缩合的反应，生成ɑ,?-不饱和芳香酸，这个反应叫做Perkin反应。催化剂通常是相应酸酐的羧酸盐（钠或钾盐），有时也可以用碳酸钾或叔胺代替。

α-呋喃甲醛和醋酸酐在无水醋酸钾的催化下作用共热发生Perkin反应，可得到3-α-呋喃基丙烯酸。

+(CH3CO)2OOCHOK2CO3H+OCHCHCOOH

三、仪器试剂

圆底烧瓶，空气冷凝管，电热套，酸碱滴定管

呋喃甲醛，乙酸酐，无水碳酸钾，邻苯二甲酸氢钾，氢氧化钠，酚酞，95%乙醇 四、操作步骤

1．3-α-呋喃基丙烯酸的制备

在100mL圆底烧瓶中，依次加入5mL新蒸过的呋喃甲醛[1]、14mL乙酸酐和6g无水碳酸钾，装上空气冷凝管，用电热套加热回流1.5小时。小功率加热0.5h，调大功率继续加热回流1h[2]，并不时摇动，防止严重焦化。搅拌下趁热将反应物倒入盛有80mL蒸馏水的烧杯中[3]，用固体碳酸钠中和3-α-呋喃基丙烯酸至弱碱性，加入活性炭后煮沸5~10分钟，趁热过滤。滤液在冰水浴中边搅拌边滴加20%盐酸，至pH=3（或刚使果红试纸变兰），使3-α-呋喃基丙烯酸析出完全，抽滤，用少量蒸馏水洗涤2次[4]。粗产品用适量1：3乙醇水溶液重结晶，抽滤，洗涤，尽量抽干。将产品移到贴有标签的表面皿上，在红外灯下烘干（大约需要3~5分钟）。将产品用研钵研细，装入称量瓶中供纯度测定用。

2．3-α-呋喃基丙烯酸的产品纯度测定 （1）0.1mol·L-1NaOH标准溶液的标定

用减量法准确称取0.4~0.6g邻苯二甲酸氢钾基准物质两份分别放入两个250ml锥形瓶中，加入40~50ml水使之溶解（必要时可加热），加入2~3滴酚酞指示剂，用0.1mol·L-1NaOH标准溶液滴定至呈微红色，保持半分钟内不褪色，即为终点。计算每次标定的NaOH溶液的浓度、平均浓度及相对相差。 （2）产品纯度的测定

准确称取产品0.27~0.35g两份，用20~30mL 1:1乙醇水溶液溶解，加入2~3滴酚酞指示

剂，用标准NaOH溶液滴定至呈微红色，保持半分钟内不褪色，即为终点。平行测定两次，计算每次所测样品中3-α-呋喃基丙烯酸的百分含量、平均百分含量及相对相差。

本实验约需10小时。 五、结果与讨论

1．在减压过滤较强酸性溶液时，为防止滤纸受吸而破裂，最好使用两层滤纸。 2．为使样品分析结果准确，注意过滤时防止把滤纸毛带入；把样品在红外灯下干燥好后，马上置干燥器中冷却至室温再称量。

3．数据记录与处理

表1 NaOH溶液浓度的测标数据

实验序号 邻苯二甲酸氢钾质量（g） 碱滴定管滴定初始刻度（mL） 碱滴定管滴定终了刻度（mL） NaOH溶液的体积（mL） NaOH溶液浓度（mol·L-1） NaOH溶液浓度平均值（mol·L-1） 相对偏差（%）

表2 3-α-呋喃基丙烯酸含量的测定数据

实验序号 样品质量（g） 碱滴定管滴定初始刻度（mL） 碱滴定管滴定终了刻度（mL） NaOH溶液的体积（mL） 样品的量百分含量（%） 样品的量百分含量平均值（%） 相对偏差（%） 试分析实验中误差产生的原因。 4．计算3-α-呋喃基丙烯酸的产率。 5．为提高产率，实验注意事项有哪些？ 六、注意事项

［1］甲醛存放过久会被氧化聚合成棕黑色，甚至黑色，因此使用前需蒸馏提纯，收集

155~162℃的馏分。但最好在减压下以氮气鼓泡蒸馏，收集54~55℃/17mmHg的馏分。若现有的呋喃甲醛呈淡红色透明液，可以不经处理，直接使用。 ［2］反应开始时应控制加热速度（由于逸出二氧化碳，最初有泡沫出现）。

1 2 1 2 ［3］为使转移完全，尽量减少不必要的损失，提高产率，可用20~30mL饱和碳酸钠洗涤反

应容器3次。

［4］溶剂用量要少，不要使滤液体积太大而使后处理麻烦。 七、思考题

1．什么是Perkin反应？

2．请自己设计一套合成3-α-苯基丙烯酸的路线实验方案。

3．用电热套长时间加热有机物，为防止产品焦化严重，你应该采取那些措施？ 4．写出形成3-α-呋喃基丙烯酸的反应机理，在该反应条件下为什么得到(E)异构体？ 5．指出制备下列产物所用原料及反应条件。

RNO2OPhMePhCNPhCO2EtMeO

八、参考文献

［1］北京大学化学系有机化学教研室．有机化学实验[M]．北京：北京大学出版社，1990． ［2］谷珉珉，贾韵仪，姚子鹏编著．有机化学实验[M]．上海：复旦大学出版社，1991． 九、附录

3-α-呋喃基丙烯酸的IR：KBr disc

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