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16 septembre 2011 5 16 /09 /septembre /2011 17:18

fonctions concernées: les esters et les anhydrides.

 

5-1 introduction  

Deux tests permettent d'identifier un ester de type R-C(=O)-O-R ou un anhydride (de type R-C(=O)-O-C(=O)-R).

Le premier contribue à identifier l'un ou l'autre et le second permet la différenciation entre ester et anhydride.

 

5-2 test à l'hydroxylamine NH2-OH

 

réactif: solution éthanolique à 0.5M en chlorure d'hydroxylammonium HONH3+, Cl- ou NH2-OH,HCl. 

 

mode opératoire: quelques gouttes du composé à étudier avec 1 cm3 du réactif et 0.2 cm3 d'une solution 6M en hydroxyde de sodium. Après chauffage et refroidissement, ajouter 1 cm3 d'acide chlorhydrique 1M et 2 cm3 d'éthanol. Verser une goutte d'une solution aqueuse à 5% de chlorure de fer(III)

observation: une coloration magenta apparait suite à la formation d'un complexe du fer(III). 

 

équation: R1C(=O)-O-R2 +  NH2-OH ---(+NaOH)--->   R1C(=O)-NH-OH + R2-OH

 

5-3 test par hydrolyse basique

 

cette réaction est plus rapide avec un anhydride qu'avec un ester. 

 

réactif: solution aqueuse en hydroxyde de sodium 1M. 

mode opératoire: 1 cm3 du composé à étudier avec 2 cm3 d'eau déminéralisée contenant une goutte du réactif et quelques gouttes de phénolphtaléine. chauffer au bain marie. 

observation: disparition rapide de la coloration rose (milieu basique: zone de virage à pH 9.4) avec un anhydride.  

 

équation: R1-C(=O)-O-C(=O)-R2 + OH- ------>  R1C(=O)-O- + R2-(C=O)-OH

R1C(=O)-O- forme basique moins basique que OH-

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16 septembre 2011 5 16 /09 /septembre /2011 07:16

                      1-introduction:

 

La benzocaïne ou 4-aminobenzoate d'éthyle est synthétisé par réduction du 4-nitrobenzoate d'éthyle.

Il est utilisé comme anesthésique local, mais aussi dans l'aquaculture de l'ormeau ou comme traitement contre l'éjaculation précoce!

 Attention, ce composé est considéré comme irritant !

 

2-données techniques:

 

chlorure de calcium

M = 111.0 g.mol-1 

éthanol

téb = 78°C / d = 0.79 / M = 46.1 g.mol-1

4-nitrobenzoate d'éthyle

M = 195.2 g.mol-1

zinc

M = 65.4g.mol-1

diéthyléther

téb = 34.6°C / d = 0.72 / M = 74.1 g.mol-1 

 

3-mode opératoire:

 

1/         dans un monocol de 250 cm3, introduire une solution préparée à partir de 13 cm3 d'eau déminéralisée et 1.2 g de chlorure de calcium, puis 55 cm3 d’éthanol, 2.5 g de 4-nitrobenzoate d'éthyle et 20 g de zinc,

2/         chauffer à reflux durant 70 minutes,

3/         refroidir à température ambiante et transvaser dans un bécher de 250 cm3 tout en maintenant le refroidissement,

4/         filtrer sur un entonnoir Büchner et laver le résidu solide avec 30 cm3 d'éther diéthylique,

5/         transvaser le filtrat dans une ampoule à décanter de 250 cm3 contenant 75 cm3 d'une solution saturée en chlorure de sodium; après avoir agité avec précaution, récupérer la phase organique,

6/         laver la phase aqueuse avec 30 cm3 d'éther diéthylique et réunir les deux phases organiques,

7/         sécher les phases organiques avec 7 g de sulfate de magnésium anhydre, en agitant 15 minutes,

8/         distiller l'éther diéthylique (température inférieure à 50°C),

9/        cristalliser la solution résiduelle en ajoutant 30 cm3 d'eau déminéralisée glacée, maintenir le refroidissemne tdurant 15 minutes,

10/       filtrer sur fritté et laver le solide avec 25 cm3 d'eau déminéralisée glacée,

11/       essoer et sécher à l'étuve réglée à 60°C durant 20 minutes,

 

12/       réaliser la CCM de préférence sur une plaque sensible aux UV avec trois dépôts des solutions à 1% dans l’éthanol de 4-nitrobenzoate d'éthyle, de 4-aminobenzoate d'éthyle brut et de 4-aminobenzoate d'éthyle de référence. L’éluant est un mélange cyclohexane - éthanoate d'éthyle - acide éthanoïque (4/4/1).

 

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15 septembre 2011 4 15 /09 /septembre /2011 17:37

Deux hypothèses:

 

- soit de l'allemand "Becher", qui se traduit par timbale, gobelet, coupe,

 

- soit de Johann Becher (1635-1692) médecin et chimiste allemand.

Ses travaux portèrent:

- sur l'existence d'un acide primitif à l'origine de tous les autres,

- sur la combustion, en affectant à chaque substance trois terres: la vitrifiable, la mercuriale et le combustible. Selon lui lorsqu'une substance brule, de la terre combustible est libérée.sur la métallurgie et en particulier sur la transformation des métaux lors de leur chauffage

 - sur la transmutation du sable de Hollande ou du Danube en or!

- sur la théorie du phlogistique: le point de départ était que la chaleur était constituée d'un fluide que Johann Becher a nommé le phlogistique (d'après le grec phlogistos « inflammable »). Il a été associé au feu. La perte de masse résultant d'une combustion était attribuée au départ du phlogistique; la masse qui partait était de la chaleur. La théorie affirme que tous les matériaux inflammables contiennent du phlogiston, une substance incolore, inodore, impondérable qui serait dégagée en brûlant. Une fois brûlée, la substance « déphlogistifiée » apparaîtrait sous sa vraie forme. Cette théorie fut tolérée jusqu'au milieu du XVIIIème siècle jusqu' à la parution des travaux d'un certain Lavoisier!



Johann Becher écrivit: "...chemists are a strange class of mortals, impelled by an almost insane impulse to seek their pleasure among smoke and vapor, soot and flame, poisons and poverty, yet among all these evils I seem to live so sweetly, that [I'd die before I'd] change places with the Persian King..." A méditer!

 

Ce récipient bien connu est de forme cylindrique, avec un bec verseur et à graduations très approximatives (de couleur blanche). Il est principalement en verre (simple ou borosilicaté) et de toutes tailles, de capacités allant de 25 cm3 à 1000 cm3, voir plus...

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9 septembre 2011 5 09 /09 /septembre /2011 16:16

fonctions concernées: les aldéhydes, les cétones.

 

4-1 introduction  

Six tests permettent d'identifier un aldéhyde ou une cétone.

Les deux premiers contribuent à identifier l'un ou l'autre, les trois suivants permettent la différenciation entre aldéhyde et cétone et le dernier permet de préciser un peu mieux quant à la nature de la cétone.

 

4-2 test à la DNPH

 

réactif: 100 cm3 d'une solution méthanolique à 2% en 2,4-dinitrophénylhydrazine ou DNPH: (NO2)2C6H3-NH-NH2 et à 4% en acide sulfurique concentré. 

mode opératoire: 1 cm3 de la solution de DNPH puis quelques gouttes du composé à étudier. observation: un précipité jaune est caractéristique de ces deux fonctions. 

 

équation: R1R2C=O +  (NO2)2C6H3-NH-NH2 ------>   (NO2)2C6H3-NH-N=C-R1R2

 

4-3 test au métabisulfite de sodium ou hydrogénosulfite de sodium 

 

réactif: solution saturée d'hydrogénosulfite de sodium NaHSO3. 

mode opératoire: 2 cm3 du composé à étudier sont versés dans 5 cm3 du réactif. 

observation: un précipité cristallin.  

 

équation: R1R2C=O + NaHSO3  ------>  R1R2C(-OH)-SO3Na

 

4-4 test au réactif de Schiff

 

réactif: 100 cm3 d'une solution aqueuse à 0.1% en pararosaniline hydrochlorure ou [4-(bis(4-aminophényl)méthylidène)-1-cyclohexa-2,5-dienylidène]azanium chlorure ou C19H18N3Cl, à 1% en hydrogénosulfite de sodium et à 1% en acide chlorhydrique concentré.  

 

mode opératoire: quelques gouttes du composé à tester dans 1 cm3 du réactif ci-dessus.    

observation: formation d'une coloration rose uniquement avec les aldéhydes.

 

4-5 test au réactif de Tollens

 

réactif: solution aqueuse à 10% en nitrate d'argent et solution aqueuse à 10% en hydroxyde de sodium. Mettre des volumes égaux de ces deux solutions dans un bécher et verser très lentement une solution aqueuse diluée d'ammoniaque jusqu'à dissolution du précipité d'oxyde d'argent Ag2O. 

 mode opératoire: quelques gouttes du composé à tester dans 1 cm3 du réactif ci-dessus.    

observation: formation d'un miroir d'argent sur les parois du récipient uniquement avec les aldéhydes (parfois un bain marie peut être nécessaire).

  

équation: R1C(=O)-H + 2 OH- + 2 Ag ------>  R1C(=O)-OH + 2 Ag + H2O 

 

4-6 test à la liqueur de Fehling

 

réactif: solution aqueuse légèrement acide (+ quelques gouttes d'acide sulfurique dilué) à 7% en sulfate de cuivre et solution aqueuse à 12% en hydroxyde de sodium et à 34% en tartrate de sodium et de potassium (sel de Seignette: K+ -O-C(=O)-CH(-OH)-CH(-OH)-C(=O)-O- Na+). Mettre des volumes égaux de ces deux solutions juste avant usage. 



 mode opératoire: quelques gouttes du composé à tester dans 1 cm3 du réactif ci-dessus.    

observation: formation d'un précipité rouge d'oxyde de cuivre(I), uniquement avec les aldéhydes (le bain marie est nécessaire).

  

équation: R1C(=O)-H + 2 OH- + Cu2+  ------>  R1C(=O)-OH + Cu + H2O

  

4-7 test iodoforme        

 

réactif: solution aqueuse à 20% en iodure de potassium et à 10% en diiode. 

  

 mode opératoire: quelques gouttes du composé à tester dans 1 cm3 d'eau versées sur 2 cm3 d'une solution à 5% en hydroxyde de sodium et ajouter le réactif au goutte à goutte jusqu'à ce que la coloration persiste (surtout à chaud).  

observation: formation d'un précipité jaune d'iodoforme CHI3, uniquement avec les cétones méthylées du type CH3-C(=O)-R (le bain marie est nécessaire).

  

équation: CH3-C(=O)-R + 3 I2 + 4 OH- ------>  CHI3 + R-C(=O)-O- + 3 I- + 3 H2O 

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9 septembre 2011 5 09 /09 /septembre /2011 09:23

Il s'agit de la réaction de Hell-Volhard-Zelinski.

 

Son but est de passer d'un acide organique vers un acide organique alpha halogéné, c'est à dire portant un atome d'halogène sur l'atome de carbone voisin de la fonction acide organique, en présence du bromure de phosphore comme catalyseur.

 

Equation générale:

 

R1R2-CH-C(=O)-OH ------> R1R2-CX-C(=O)-OH

 

avec X = Cl ou Br.

 

Remarque:

 

pour X = I, présence de diiode I2 avec l'acide chlorosulfurique.

 

 Mécanisme:

 

R1R2-CH-C(=O)-OH ------> R1R2-CH-C(=O)-X halogénation sur la fonction acide carboxylique 

R1R2-CH-C(=O)-X ------> R1R2-C=C(-OH)-X équilibre céto-énolique

R1R2-C=C(-OH)-X ------> R1R2-CX-C(=O)-X halogénation sur l'atome de carbone alpha

R1R2-CX-C(=O)-X ------> R1R2-CX-C(=O)-OH

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2 septembre 2011 5 02 /09 /septembre /2011 15:39

                       1-introduction:

 

L'additif E 355 n'est autre que l'acide adipique ou acide 1,6-hexanedioïque, synthétisé par oxydation de la cyclohexanone, en milieu basique.

 

Il est utilisé pour la synthèse du nylon 6-6 mais aussi comme additif alimentaire ou cosmétique.  

 

Equation:

 

C6H10O + 2 KMnO4 ------> H2O + 2 MnO2 + 2 K+ + -O-C(=O)-(CH2)4-C(=O)-O-

 

2-données techniques:

 

permanganate de potassium (nocif):        

M = 158.0 g.mol-1

 

cyclohexanone (inflammable) : 

d = 0.95 / M = 98.1 g.mol-1

 

hydroxyde de sodium (corrosif) :         

M = 40.0 g.mol-1   

 

sulfite de sodium (nocif):

M = 126.0 g.mol-1

 

acide chlorhydrique concentré (corrosif):

M = 36.5 g.mol-1                                         

  

3-mode opératoire (temps cumulé):

 

durée: 2 heures maximum. 

 

1/        dans un tricol de 100 cm3, équipé d'un réfrigérant, d'une ampoule de coulée et dun système d'agitation, introduire 2.5 grammes  de permanganate de potassium, 12.5 cm3 d'eau déminéralisée 1.8 grammes de cyclohexanone (10'),

  

2/         chauffer au bain-marie et agiter puis verser 1 cm3 de solution d'hydroxyde de sodium à 10% (20'),

 

3/         à 70°C (température du bain-marie, ne devant pas dépasser après 80-85°C), verser au goutte à goutte 50 cm3 d'une solution de permanganate de potassium à 60 g.L-1, tout en agitant (45'),

 

4/         agiter 10' à température ambiante (55'),

 

5/         ajouter 5 g de sulfite de sodium, tout en agitant; puis agiter pendant 10' (70'), 

 

6/         filtrer sur un entonnoir Büchner, rincer le tricol avec 10 cm3 d’eau déminéralisée et laver le précipité avec 15 cm3 d'eau déminéralisée (80'),

 

7/         transvaser le filtrat dans un bécher de 250 cm3, lui-même dans un mélange eau+glace+sel (85'),

 

8/         ajouter, sous une hotte, de l'acide chlorhydrique concentré jusqu'à avoir un pH proche de 1 (95'),

 

9/         laisser cristalliser, en surveillant le mélange eau+glace+sel, puis filtrer le produit brut avec un entonnoir Büchner, laver le produit cristallisé avec 10 cm3 d'eau déminéralisée glacée, essorer et sécher sur papier filtre (115'),

 

10/       peser le produit brut (120').

 

[11/       recristallisation possible dans l'eau]

 

4-résultats:

 

rendement massique en produit brut: 15%!

point de fusion: 152°C 

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24 août 2011 3 24 /08 /août /2011 10:06

                      1-introduction:

L'essence de mirbane (utilisée en apiculture et en cosmétique) n'est autre que le nitrobenzène.                

 

Le nitrobenzène est synthétisé par nitration du benzène, en présence d'un catalyseur: l'acide sulfurique. Ce dernier se présente sous forme de mélange sulfo-nitrique puisque mélangé avec le réactif principal: l'acide nitrique.

 

C'est une substitution électrophile, avec comme agent électrophile l'ion NO2+:

 

H2SO4 + HNO3 ------> HSO4- + H2NO3+

 

H2NO3+ ------> NO2+ + H2O

 

    C6H6 + NO2+ ------> C6H5-NO2 + H+

 

Equation simplifiée:

 

C6H+ HNO3 ---(H2SO4)---> C6H5-NO2 + H2O

               

                       2-données techniques:

 

acide sulfurique (corrosif):        

M = 98.0 g.mol-1

 

benzène (toxique et inflammable): 

d = 0.88 / M = 78.0 g.mol-1

 

acide nitrique (corrosif):         

M = 63.0 g.mol-1                                           

 

3-mode opératoire (temps cumulé):

 

durée: 2 heures maximum. 

 

1/         sous une hotte, dans un bicol  de 250 cm3, introduire 5 cm3 d'eau déminéralisée, 25 cm3 d'acide sulfurique au goutte à goutte tout en agitant (refroidir à une température légèrement inférieure à 60°C, éventuellement), 15 cm3 d'acide nitrique au goutte à goutte et tout en agitant (même condition de température que précédemment) (25'),

 

2/        verser au goutte à goutte 15 cm3 de benzène, tout en agitant vigoureusement (toujours avec la température proche de 60°C, mais inférieure) (40'),

  

3/        continuer l'agitation durant 15 minutes (attention à la température!) (55'),

 

4/        verser ensuite dans 50 cm3 d'eau déminéralisée glacée (60'),

 

5/       verser le mélange dans une ampoule à décanter de 250 cm3 et isoler la phase organique (65'),

 

6/        laver la phase organique avec 25 cm3 d'une solution de soude à 5%, puis avec 10 cm3 d'eau déminéralisée (80'),

 

7/         sécher la phase organique avec 1 gramme de chlorure de calcium (90'),

 

8/        rectifier le nitrobenzène (ne pas aller à sec!) (115'),

 

9/       peser le produit pur sec (120').

 

4-résultats:

 

rendement massique: 50%

température d'ébullition: 205°C 

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13 août 2011 6 13 /08 /août /2011 09:28

boy ou support-élévateur

 

description: constisué de deux plateaux dont la distance est réglable au moyen d'une molette dépendante d'une vis à double pas

 

utilité: évidente pour la maîtrise des chauffages

possibilité de surélever ou de baisser un appareil chauffant

pour avoir la température souhaitée dans le milieu réactionnel

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13 août 2011 6 13 /08 /août /2011 09:26

I ou J?

 

indice: F ou D

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12 août 2011 5 12 /08 /août /2011 17:51

                      1-introduction:

L'hypnone (utilisée dès 1886 par le docteur Dujardin-Beaumetz comme hypnotique, puisque provoquant un sommeil profond) n'est autre que l'acétophénone.                

 

L'acétophénone ou méthylphénylcétone est synthétisé par acylation du benzène, en présence d'un catalyseur: le chlorure d'aluminium.

 

Le chlorure d'aluminium ou trichlorure d'aluminiu AlCl3 doit être  parfaitement anhydre, ainsi que les réactifs. 
 

Equation simplifiée:

 

CH3-C(=O)-Cl + C6H6 ---(AlCl3)---> CH3-C(=O)-C6H5 + HCl

               

                       2-données techniques:

 

chlorure d'aluminium anhydre (nocif):        

M = 132.5 g.mol-1

 

benzène (toxique et inflammable): 

d = 0.88 / M = 78.0 g.mol-1

 

chlorure d'éthanoyle (corrosif et nocif):         

M = 78.5 g.mol-1                                           

 

méthylphénylcétone (inflammable et nocif)

M = 120.0 g.mol-1

 

3-mode opératoire (temps cumulé):

 

durée: 2 heures maximum. 

 

1/         sous une hotte, dans un tricol (parfaitement sec) de 100 cm3, introduire 3.0 grammes de chlorure d'alminium et 6.0 de benzène désséché sur chlorure de calcium (pendant 1 heure, tout en agitant) (10'),

  

2/        équiper le tricol d'un réfrigérant à boules et d'une ampoule de coulée, verser dans cette dernière 2.0 g de chlorure d'éthanoyle et introduire ce dernier au goutte à goutte tout en agitant, la température du milieu réactionnel ne devant pas dépasser 30°C (35'),

 

3/         chauffer au bain-marie à 50°C, tout en agitant (50'),

 

4/         verser, avec précaution et tout en agitant énergiquement,  le milieu réactionnel dans un bécher de 150 cm3 contenant 30.0 de glace et 5 cm3 d'acide chlorhydrique concentré à 35% (60'),

 

5/         verser le mélange dans une ampoule à décanter de 250 cm3 et isoler la phase organique (65'),

 

6/        laver la phase organique avec 10 cm3 d'une solution de soude à 5%, puis avec 10 cm3 d'eau déminéralisée (80'),

 

7/         sécher la phase organique avec 1 gramme de chlorure de calcium (90'),

 

8/        rectifier la méthylphénylcétone (115'),

 

9/       peser le produit pur sec (120').

 

4-résultats:

 

rendement massique: 50%

température d'ébullition: 202°C 

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