NiSO4·6H2O催化合成肉桂酸乙酯的研究

第２８卷第６期

衡阳师范学院学报

Ｎｏ．６Ｖ０１．２８２

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７年１２月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎｇｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｄｅｃ：２００７

ＮｉＳ０４・６Ｈ２０催化合成肉桂酸乙酯的研究

唐斯萍，王美华，张复兴

（衡阳师范学院化学与材料科学系，湖南衡阳４２１００８）

摘

要：研究了以ＮｉＳＯ。・６Ｈ：Ｏ为催化剂．催化以肉桂酸和乙醇为原料合成肉桂酸乙酯的反应，考察了酸醇

比、催化剂用量、反应时间和反应温度等条件对内桂酸乙酯产率的影响。实验结果表明，＂－３酸：醇：催化剂＝１：６：０．３（物质的量之比）、反应温度为９０℃、反应时间为４ｈ时，肉桂酸乙酯的产率达８５．７％．关键词：肉桂酸；乙醇；ＮｉＳＯ。・６Ｈ２０；酯化；肉桂酸乙酯中图分类号：０６４３

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７３－－０３１３（２００７）０６一００９３一０３

１前言

讨了用ＮｉＳＯ。・６Ｈ。Ｏ催化合成肉桂酸乙酯，实验结果表明，ＮｉＳＯ。・６Ｈ。Ｏ的催化效果较好。肉桂酸乙酯又名苯基丙烯酸乙酯，为略带闪光的无色液体，存在于苏合香和枣花挥发油等天然植２实验部分物Ｌｌ－２３中，具有水果、花香香气，气息清爽而甜润，应２．１仪器与试剂

用于配置香水香精、皂用香精和香精的定香剂［３］，还醋酸酐、苯甲酸、无水碳酸钾等试剂均为分析可以用于食用香料的香精中。在食品、日化、医药、纯；北京ＸＴ４双回微熔点测定仪（温度计未经校涂料、电子领域得到广泛的应用¨］。

正）。

肉桂酸与无水乙醇的酯化反应常用的催化剂２．２

肉桂酸的制备

有强酸（浓硫酸［５Ｊ、磺酸［６－７］）、杂多酸［８。１１］和Ｌｅｗｉｓ肉桂酸参照文献［１５—１６］的方法合成，得无色晶

酸（氯化铁［１Ｚ－１３］，四氯化锡［１４３）。浓硫酸虽然活性体３０９，产率６８％。测定熔点１３３～１３４。Ｃ（文献高、价廉，但是极易发生副反应（如磺化、氧化、加值［１７］１３２～１３４℃）。

成、炭化），而且反应的选择性差，产品质量不好，设２．３

肉桂酸乙酯的制备

备腐蚀严重。杂多酸化合物对于许多反应具有很在装有回流冷凝管的１５０ｍＬ三颈烧瓶中依次

高的选择性和催化活性，并且具有不挥发、对热稳加入１．４８９（０．０１ｔ００１）肉桂酸、一定量的无水乙醇和

定和环境污染小、对设备的腐蚀小、再生速度快、酸适量的催化剂，加热回流搅拌一定时间后，稍微冷

性和氧化还原性易于调节的优点，但一般的杂多酸却，改成蒸馏装置，水浴加热蒸出过量的乙醇，冷能溶于有机反应体系。而用Ｌｅｗｉｓ酸催化合成肉桂却，残留液中加３０ｒａＬ水搅拌，用９０ｍＬ乙醚分三次酸乙酯，操作方便，设备腐蚀性小，副反应少，催化萃取肉桂酸乙酯，合并乙醚层，然后水洗乙醚层至剂用量少。有研究表明ＮｉＳＯ。・６Ｈ：Ｏ能有效地催中性，用无水ＭｇＳＯ；干燥产物，水浴蒸去乙醚（回化高位阻的醇与酸的反应，而用ＮｉＳＯ。・６Ｈ：Ｏ催收），减压蒸馏，收集１４２～１４４℃的馏分。

化合成肉桂酸乙酯的研究尚未见文献报道。本文探

收稿日期：２００７～１１一０５

基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（０６ＪＪ５００２２）；湖南省有机化学重点建设学科资助

作者简介：唐斯萍（１９７５一），女，湖南祁阳人，衡阳师范学院化学与材料科学系讲师，中山大学在读博士．

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方数据

衡阳师范学院学报２００７年第２８卷

３实验结果与讨论

３．１

反应温度对肉桂酸乙酯产率的影响

保持反应条件为：ｎ酸：ｎ醇一１：６、催化剂用量为

０．８９、反应时间为４ｈ，反应温度对肉桂酸乙酯产率的影响见图１。

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图１

反应温度对肉桂酸乙酯产率的影响

从图１可知，随着温度的升高，肉桂酸乙酯的产率也随之增加，但是当温度超过９０℃时，产率反而有所下降，这是因为温度太高，反应产物肉桂酸乙酯可能会发生聚合等后续反应，导致主产物的损失，所以酯化温度应控制在９０℃为最佳。

３．２

醇酸物质的量之比对肉桂酸乙酯产率的影响保持反应条件为：酸的用量为０．０１ｍｏｌ，催化剂

用量为０．８ｇ，反应时间为４小时，反应温度为９０℃条件下，通过改变乙醇的量来考察醇酸摩尔比对肉桂酸乙酯产率影响，结果见图２。

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醇酸比

图２

醇酸比对肉桂酸乙酯产率的影响

酯化反应是可逆反应，增加反应物的浓度无疑

可以使反应向生成物的方向移动。在乙醇与肉桂酸的反应中，醇过量可以使肉桂酸能够转化完全。由图２可以看出肉桂酸乙酯的产率随着醇酸摩尔比值的增加而增加，但当比值处于５：１～７：１时，肉桂酸乙酯的产率基本趋于稳定，当醇酸摩尔比值为６：１时，肉桂酸乙酯的产率稍高些，但当醇酸摩尔比值高于７：１时，肉桂酸乙酯的产率却开始下降。这是因为乙醇酸是反应原料又是溶剂，过多的乙醇稀释了反应原料肉桂酸的浓度，单位体积内肉桂酸

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方数据与催化剂的表面接解机率减少，所以导致产物肉桂酸乙酯的产率降低。

３．３

反应时间对肉桂酸乙酯产率的影响

固定反应条件为：用ＮｉＳＯ，・６Ｈ。（）作催化剂，

在ｎ酸：ｎ醇：ｎ催一ｌ：６：０．３，即ＮｉＳＯ。Ｉ・６Ｈ２

Ｏ为０．

８

ｇ，反应温度为９０℃的条件下，在保持上述其他反

应条件不变的情况下，通过改变反应时间来催化合

成肉桂酸乙酯，反应结果见图３。

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时间（ｈ）

图３反应时间对肉桂酸乙酯产率的影响

由图３可见，随着反应时间延长，产物肉桂酸乙酯的产率随着增加，但反应达到４ｈ后，肉桂酸乙酯的产率基本趋于稳定。这是因为此反应是一平衡反应，反应到４ｈ时，达到动态平衡状态，再延长时间，不仅不能提高肉桂酸乙酯的产率，只能造成能源的消耗。因此最佳反应时间为４小时。

３．４催化荆用量对肉桂酸乙酯产率的影响

固定反应条件为：在ｎ醇：ｎ酸一６：１，反应时间为４小时，反应温度为９０℃条件下，比较不同量的ＮｉＳＯ。・６Ｈ：Ｏ对反应的影响，结果见图４。

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催化剂用量（翻

图４催化剂用量对肉桂酸乙酯产率的影响

酯化反应是典型的可逆反应，其机理为亲核加成一消去反应，酸的存在，可使羰基活化，有利于亲核加成反应的发生，酸的浓度越大，活化羰基的程度越大，反应速度就越快，这样就缩短了反应时间。实验表明，当催化剂用量增加时，酯化反应达到平衡的时间缩短，反应速度和酯产率都会增高，但当

２００７年第６期唐斯萍，王美华，张复兴：ＮｉＳＯ。・６Ｈ２０催化合成肉桂酸乙酯

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催化剂用量超过０．８ｇ时，酯产率没什么太大的变化，从节约原料考虑，所以催化剂用量应控制在０．８ｇ，即酸和催化剂的物质的量之比为１：０．３较好。４结论

本研究首次采用ＮｉＳＯ。・６Ｈ：Ｏ为催化剂，催化肉桂酸和乙醇合成肉桂酸乙酯，结果表明，用ＮｉＳＯ。・６Ｈ。Ｏ做催化剂，反应条件温和，活性高，选［７］彭安顺，陈常兴，付广云．氨基酸催化合成肉桂酸乙酯

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［１０］Ｙａｎｇ

Ｓｈｕｉ

ｊｉｎ，ＹｕＸｉｅｑｉｎｇ，ＬｉａｎｇＹｏｎｇｇｕａｎｇ，ＨｕＹａｎ

ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ

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ｃｉｎｎａｍａｔｅ

ｗｉｔｈ

ｊｕｎ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃ

择性好，对设备几乎无腐蚀，不污染环境，产品色相ＴｉＳｉＷ，。０；ｏ／ＴｉＯ。［Ｊ］．信阳师范学院学报（自然科学符合要求，产品纯度高。研究表明，当保持酸、醇和版）２００３，１６（１）：７３—７５，７９．

催化剂的物质的量之比为１：６：０．３。反应温度为［１１］杨水金，余协卿，梁永光，等．ＴｉＳｉＷ，：Ｏ。／ＴｉＯ：催化合

９０℃，反应时间为４小时，酯的产率达８５．７％。

成肉桂酸系列酯［Ｊ］，石油化工，２００３，３２（３）：２３０—２３３．［１２］俞善信，俞超源．氯化铁催化合成肉桂酸酯［Ｊ］．化学试

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ＯｎＣａｔａｌｙｔｉｃＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＥｔｈｙｌＣｉｎｎａｍａｔｅｗｉｔｈＮｉＳ０４・６Ｈ２Ｏ

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（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄ

ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｅｎｇｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｅｎｇｙａｎｇＨｕｎａｎ４２１００８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｅｔｈｙｌ

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