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13 septembre 2012 4 13 /09 /septembre /2012 17:33

Il s'agit de Boudreau, illustre chimiste inconnu dont on ne trouve aucune trace dans la littérature, inventeur du célèbre vase de Boudreau..

 

C'est un vase à trop-plein afin de déterminer la masse volumique d'un composé solide.   

                                        

 

   

                                                                               

 

 

         
                       

 

         
                       
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13 septembre 2012 4 13 /09 /septembre /2012 17:32

Cp2NbS2Me ???

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13 septembre 2012 4 13 /09 /septembre /2012 16:46

                       Présentation:

                       de formule brute C27H44O.

                       

                       Bref historique:

                       1921: identification par Mellanby,

                       1927: synthèse par Windaus. 

                                               

                       Nomenclature:

                       son nom scientifique est le (3Z)-3-[(2E)-2-(6-méthylheptaen-2-yl)-7a-

                       méthyloctahydro-4H-indén-4-ylidène)éthylidène]-4-méthylidènecyclohexanol

                       ou

                       (3β,5Z,7E)-9,10-sécocholesta-5,7,10(19)-triène-3-ol".

                      

                       De formule semi-développée:

                      

                                                       

                              Structure chimique du cholécalciférol

                     

                      

                             La numérotation se fait à partir de l'atome d'oxygène (n°1) puis en tournant

                     dans le sens des aiguilles d'une montre.  

                     

                      Particularité:

                      c'est une vitamine liposoluble. C'est une forme de vitamine D. Elle possède une

                      double origine, soit apportée par l'alimentation ou soit synthétisée par l'organisme

                      au niveau de la peau sous l'action des rayons solaires ou ultraviolets (longueur

                      d'onde = 340 nm). Il faut savoir que deux formes de vitamine D existent : la

                      vitamine D2 ou ergocalciférol et la vitamine D3 ou cholécalciférol. 

 

                       Synthèse:

Image LL_20_PICT.jpg

 

                    

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12 septembre 2012 3 12 /09 /septembre /2012 18:21

                        Présentation:

                        dérivé du polyuréthane: polymère d'uréthane (ou carbamate).

 

                         Bref historique:       

                       1959: obtention par Shivers (firme DuPont).

 

                                       polyaddition entre diisocyanate et diol:

                                                                     

                      

 

 

 

                                                                     

                                                                    polymère avec fonction amide et fonction ester

                      

                       Particularité:                              

                       nom générique: élasthanne.

                      

                      Avantages notables:

                       - élasticité importante (6 fois),

                       - retour après étirement,

                       - séchage rapide.

                      

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11 septembre 2012 2 11 /09 /septembre /2012 15:51

1- INTRODUCTION                         

 Cette synthèse est l'enchaînement chronologique d'une réaction d'addition (1) suivie d'une réaction d'élimination (2). C'est une réaction de condensation en milieu basique, avec élimination d'une molécule d'eau (c'est le caractère acide des atomes d'hydrogène en alpha du groupement carbonyle!, d'où la réaction en milieu basique).

                         

Le composé intermédiaire est un aldol.

                                 

"the synthetic reaction is a base-catalysed condensation reaction between two carbonyl compounds. the aldol condensation leadind to beta-hydroxyaldehydes or beta-hydroxyketones followed by dehydration"

                                 

"the mechanism is explained in the simple case of the self-condensation of an aldehyde in the presence of base. Here the nucleophilic, mesomerically stabilised alpha-carbanion (the enolate ion) formed by the action of base, attacks the electrophilic carbonyl acrbon of a second aldehyde molecule to form, after proton exchange with the solvent, the beta-hydroxyaldehyde"

                                 

(1)

                     

RCH2-C(=O)-H + HO- ----> [ R-CH--C(=O)-H <----> RCH=C(-O-)-H ] ----> R-CH2-C(-O-)-CHR-C(=O)-H 

--( + H+)--> R-CH2-CH(-OH)-CHR-C(=O)-H

                         

(2)

                        

R-CH2-CH(-OH)-CHR-C(=O)-H --(-H2O)--> R-CH2-CH=CR-C(=O)-H

                 

Ici R = CH3.

      

Le 2-méthylpentèn-2-al (ou 2-méhtylpent-2-ènal)  existe sous deux formes Z et E. La plus favorable est la forme Z, afin  d'éviter les répulsions électroniques entre les doublets non liants de l'atome d'oxygène et la chaîne carbonée du groupe éthyl.

 

                      

Attention; ce composé est considéré comme irritant par contact et par inhalation; il doit doncêtre manipulé avec des gants et sous hotte.

 

2- DONNEES TECHNIQUES

sodium hydroxyde:

M = 40.0 g.mol-1

propanal:

d = 0.8 / téb = 48°C / n(D,20) = 1.3620 / M = 58.1 g.mol-1

diéthyléther:     

d = 0.7 / téb = 35°C / n(D,20) = 1.3530 / M = 74.1 g.mol-1

magnésium sulfate anhydre :

M = 120.4 g.mol-1

2-méthylpentèn-2-al :

d = 0.9 / téb = 137°C / n(D,20) = 1.4500 / M = 98.1 g.mol-1

 

3- MODE OPERATOIRE

1/         dans un tricol de 100 cm3 équipé d’un réfrigérant à boules, d’une agitation magnétique et d’une ampoule de coulée, introduire 20 cm3 d’une solution à 5% d’hydroxyde de sodium,

2/         additionner en 30 minutes sous vive agitation 47 grammes de propanal et ensuite agiter durant 20 minutes,

3/         transvaser dans une ampoule à décanter de 100 cm3 et isoler la phase organique,

4/         laver la phase aqueuse avec 40 cm3 de diéthyléther et réunir les deux phases organiques,

5/         sécher avec 8 grammes de sulfate de magnésium anhydre durant 15 minutes,

6/         distiller l’éther,

7/         rectifier le produit pur.

 

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10 septembre 2012 1 10 /09 /septembre /2012 18:16

Application 4:

Question :

Lors de l’analyse élémentaire quantitative, 0.300 g d’un composé organique donne 0.44 g de dioxyde de carbone et 0.18 g d’eau. La densité de vapeur de ce composé est 2.06. Quelle est la formule brute de ce composé ? Une mole de ce corps est neutralisée par une mole d’hydroxyde de sodium. A quelle famille appartient ce composé organique ? En donner la formule semi-développée.

Réponse:

Ce composé organique a pour masse molaire 60.0 g.mol-1 et pour formule brute C2H4O2. Comme il s’agit d’un acide carboxylique, il est question de l’acide éthanoïque (ou acide acétique).

 

Démonstration :

L’analyse élémentaire quantitative permet de calculer les pourcentages en carbone et en hydrogène. Pour le premier élément, il faut partir du fait qu’il y a 12 grammes de carbone dans une mole de dioxyde de carbone de masse molaire 44 g.mol-1. En appliquant la proportionnalité, cela donne 0.12 gramme de carbone dans l’échantillon et donc un pourcentage de 40.0% en carbone. Pour le second élément, il faut partir du fait qu’il y a 2 grammes d’hydrogène dans une mole d’eau de masse molaire 18 g.mol-1. En appliquant la proportionnalité, cela donne 0.02 gramme d’hydrogène dans l’échantillon et donc un pourcentage de 6.7% en hydrogène.

Il y a donc 40.0% en carbone et 6.7% en hydrogène pour une masse molaire de 40.0 g.mol-1.

Comme cet échantillon est un acide carboxylique (formule générale CnH2nO2), il a pour formule brute C2H4O2 et n’est autre que l’acide éthanoïque.

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10 septembre 2012 1 10 /09 /septembre /2012 18:10

Application 7:

Question :

Expliquer la faible réactivité de cétones.

 

Réponse:

Les effets stériques et électroniques des groupements alkyls expliquent cette particularité.

 

Démonstration :

Les cétones ont pour formule brute générale CnH2nO et pour formule semi-développée générale R-C(=O)-R’ (où R et R’ sont des groupements alkyls). Les cétones sont isomères des aldéhydes mais de formule semi-développée différente R-C(=O)-H. La double liaison entre l’atome de carbone et l’atome d’oxygène est polarisée respectivement δ+ et δ-.       L’effet inductif donneur +I de chaque groupement alkyl atténue la charge positive de l’éventuel carbocation et le rend moins réactif. De plus l’encombrement stérique des groupements alkyls gène l’approche de réactifs nucléophiles. Exemple de la pentan-3-one :           

 

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10 septembre 2012 1 10 /09 /septembre /2012 18:08

Application 4:

Question :

Une oxyme R1R2C=N-OH peut être transformé en amide R1C(=O)-NR2H. Ecrire et nommer le produit obtenu à partir de l’oxime de la cyclohexanone.

 

Réponse: Il s’agit de la transposition de Beckmann (1886). Elle permet le passage d’une oxyme vers un amide, en présence d’acide sulfurique concentré comme catalyseur. Cette synthèse donne le ε-caprolactame.

 

Démonstration : Il faut remarquer le déplacement du groupement R2 pour suggérer la nécessité d’une transposition, celle de Beckmann.

L’oxyme de la cyclohexanone (C6H10)=N-OH est obtenu à partir de la cyclohexanone (C6H10)=O en présence d’hydroxylamine NH2OH.

Puis, en milieu acide, il y a départ d’une molécule d’eau pour donner (C6H10)=N+. Cette élimination entraîne la migration d’un atome de carbone, afin d’obtenir un carbocation intermédiaire stable (moins il est substitué, plus il est stable). Cela donne un hétérocycle à sept côtés, incluant l’atome d’azote relié à un atome de carbone chargé positivement par une double liaison.

La double liaison se transforme en triple liaison, avec migration de la charge positive sur l’atome d’azote.

Après addition d’eau et déprotonation, il y a formation d’un iminol R1C(-OH)=NR2. Ce dernier donne lieu à une tautomérie dite iminol ó amide, cette dernière étant favorisée par principalement la conjugaison entre le doublet non liant de l’atome d’azote et le groupement carbonyle.

Globalement il s’agit d’une migration anti par rapport au groupement OH de l’oxyme.

 

 

       

 

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10 septembre 2012 1 10 /09 /septembre /2012 17:58

Application 3:

Question :

Le propane et le 2-méthylbutane peuvent réagir avec le phosgène COCl2 (Davy, le jeune frère – 1812) en présence d’un rayonnement ultraviolet et en solution dans l’acide chlorhydrique. Détailler le mécanisme en nommant les produits organiques principaux obtenus.

 

Réponse: Des chlorures d’acide sont obtenus comme respectivement le chlorure de 2-méthylpropanoyle CH3-CH(-CH3)-C(=O)-Cl et le chlorure de 2-éthyl-2-méthylpropanoyle CH3-C(-CH2-CH3)(-CH3)-C(=O)-Cl.

 

Démonstration : C’est un mécanisme radicalaire. En écrivant l’alcane sous la forme R-H, cela donne :

-      C(=O)Cl2    --(UV)à   .C(=O)Cl + Cl.

-       R-H + Cl.    --à    R. + HCl

-      R. + C(=O)Cl2    --à    R-C(=O)-Cl + Cl.   

Ici R est soit le groupement CH3-CH(-CH3) ou soit CH3-C(-CH2-CH3)(-CH3). Cela s’explique par le fait que plus un groupement radicalaire est substitué, plus il est stable.

Prenons comme exemple le propane, deux groupements radicalaires sont envisageables : CH3-CH2-CH2. et  CH3-CH.-CH3. La formation du second est favorisée en raison de son caractère dit secondaire (donc plus substitué) alors que le premier est dit primaire.

Dans le cas du 2-méthylbutane, quatre groupements radicalaires sont envisageables : CH3-CH(-CH3)-CH2-CH2., CH3-CH(-CH3)-CH.-CH3, CH3-C.(-CH3)-CH2-CH3,et CH2.-CH(-CH3)-CH2-CH3.

La formation du troisième est favorisée en raison de son caractère dit tertiaire (doublement substitué) alors que les trois autres sont primaires ou secondaire.

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10 septembre 2012 1 10 /09 /septembre /2012 17:56

Application 2:

Question :

A partir du 1,2-dichlorobenzène, du 1,3-dichlorobenzène et du 1,4-dichlorobenzène, nommer les composés obtenus dans chaque cas lors d’une troisième substitution.

 

Réponse: Cinq dérivés substitués sont envisageables.

 

Démonstration : Il faut savoir que tout atome d’halogène exerce à la fois un effet inductif attracteur –I et un effet mésomère donneur +M ; mais que ce dernier est plus actif que le premier. Cet antagonisme explique que le groupement halogène ait un effet désactivant sur la troisième substitution (comme sur la seconde d’ailleurs !). Cependant il a un effet orienteur en 2 (ortho) et 4 (para) ; ce dernier, pour des raisons d’encombrement stérique, est souvent privilégié.

En nommant le troisième substituant S :

-      le 1,2-dichlorobenzène (noté 1)) donne le 3-S-1,2-dichlorobenzène et le 4-S-1,2-dichlorobenzène,

-      le 1,3-dichlorobenzène (noté 2)) donne le 2-S-1,3-dichlorobenzène et 4-S-1,3-dichlorobenzène,

-      le 1,4-dichlorobenzène (noté 3)) donne le 2-S-1,4-dichlorobenzène.

 

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