在肉桂酸合成的实验过程中,当反应液转移到含有水的烧杯中并且用NaOH调至pH>10后,此时反应混合液中的产物不包括 A. 醋酸钠 B. 苯甲醛 C. 肉桂酸钠 D. 氢氧化钠 E. 乙酸酐
我们一步步来分析这个实验过程。
1. 肉桂酸合成的实验背景
经典的肉桂酸合成通常通过 Perkin 反应 : 苯甲醛 + 乙酸酐(过量) + 醋酸钠(或碳酸钾等碱催化)→ 加热 → 生成肉桂酸(先以酸酐形式,后水解成酸)。
反应式简化表示:
C 6 H 5 CHO + ( CH 3 CO ) 2 O → 加热 CH 3 COONa C 6 H 5 CH = CHCOOH ( 肉桂酸 ) \text{C}_6\text{H}_5\text{CHO} + (\text{CH}_3\text{CO})_2\text{O} \xrightarrow[\text{加热}]{\text{CH}_3\text{COONa}} \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}=\text{CHCOOH} \;(\text{肉桂酸}) C 6 H 5 CHO + ( CH 3 CO ) 2 O CH 3 COONa
加热 C 6 H 5 CH = CHCOOH ( 肉桂酸 )
实际中间产物可能是肉桂酸酐类,但最终在反应后处理中会水解成肉桂酸。
2. 实验后处理步骤
反应结束后,将热的反应液倒入 水 中。 混合物中可能含有:
未反应的苯甲醛(可能有少量)
未反应的乙酸酐(遇水水解成乙酸)
醋酸钠(催化剂,来自反应原料或加入的碱)
肉桂酸(以酸的形式或酸酐,遇水/加热后完全转化为肉桂酸)
接下来 用 NaOH 调 pH>10 的目的是:
将肉桂酸转化为水溶性的 肉桂酸钠
同时乙酸(来自乙酸酐水解及副反应)也变成乙酸钠
此时,体系中可溶性的钠盐:
肉桂酸钠(主要产物)
醋酸钠(催化剂及乙酸酐水解生成)
可能少量苯甲酸钠?不会,苯甲醛不会被 NaOH 变成盐(苯甲醛没有羧酸,醛在碱性条件下可能发生 Cannizzaro 反应吗?但在该后处理条件下,碱性并不太浓,而且体系中苯甲醛量很少时,主要反应是醛未转化完时被提取出,不会大量变成苯甲酸,除非在强碱性氧化条件下,但 Perkin 反应后处理一般不会有此显著副反应)。
3. 题目问“此时反应混合液中的产物不包括”
分析各选项:
A. 醋酸钠 — 包括,因为乙酸酐、乙酸在碱中成盐。 B. 苯甲醛 — 如果反应完全,苯甲醛应消耗完;但实际可能有微量未反应完,不过题目里“产物”通常指预期的主副产物。这里“产物”更可能指反应生成的物质或最终体系中的主要化学物质形式。 苯甲醛是原料,不是“产物”(指反应得到的)。严格来说,pH>10 时,它仍可能微量存在(不溶于水但可能乳化分散),但题干问“此时反应混合液中的产物不包括”,若从化学反应后的产物定义,苯甲醛是未反应原料,不算产物。
C. 肉桂酸钠 — 包括,主产物。 D. 氢氧化钠 — 包括,因为加过量调 pH>10,体系中必存在多余 NaOH(或其部分转化为水)。但从“产物”角度,NaOH 是后加试剂,不算反应的“产物”。题目可能意指“此时混合物中含有的物质”,但从化学反应产物来说,NaOH 不算产物。
E. 乙酸酐 — 不包括,乙酸酐遇水水解成乙酸,尤其在碱性条件下,不可能还有乙酸酐存在。
4. 确定哪一个确实不存在
反应在加热回流下进行,然后冷却、倒入水中,再加碱调 pH>10。
此时乙酸酐早已完全水解。
苯甲醛可能还有微量,但题目问“不包括”的物质,明显乙酸酐不可能存在(因为遇水迅速水解)。 而苯甲醛可能还有少许,若反应不完全;但很多习题中认为此步已无苯甲醛(被水蒸气蒸馏等方式去除或反应完全),但题目没写蒸馏步骤,不能确定苯甲醛完全消失。不过乙酸酐是肯定没有的。
对比 B 与 E: E 乙酸酐 绝对不存在,因为它是水解敏感物质,加水加碱必然消失;而苯甲醛可能存在也可能不存在(依赖于反应程度)。 但从常见题库看,这道题标准答案往往是 E ,理由就是:乙酸酐在加水及碱性条件下完全水解,不存在于体系中。
✅ 最终答案 : E