TP Dibenzilidèneacétone [PDF]

Zitiervorschau

BTS Métiers de la chimie

1ère année

TP n° 13

Travaux Pratiques de Synthèse Organique

Condensation des aldéhydes et cétones : synthèse de la dibenzilidèneacétone Compétences travaillées : Réaliser : - techniques expérimentales : filtration-lavages, recristallisation, Valider : - mesure de la température de fusion, analyse par CCM Communiquer : - analyse de spectres RMN1H, IR et spectre de masse

Généralités Les réactions de condensations des composés ayant un groupement carbonyle, C=O, et particulièrement celles qui mettent en œuvre les aldéhydes, les cétones, les esters sont nombreuses et importantes en synthèse organique. Elles font intervenir, dans leur étape déterminante, l’attaque de carbone du carbonyle par un réactif nucléophile, ce qui entraîne la formation d’un intermédiaire réactionnel tétraédrique dans lequel l’atome d’oxygène porte une charge négative :

Dans un grand nombre de cas, cet intermédiaire est ensuite protoné pour donner le produit final :

L’agent de protonation est souvent l’eau, soit formée in situ, soit ajoutée au milieu réactionnel. Ces réactions sont fréquemment catalysées par les bases fortes, OH -, RO-, NH2-, mais aussi par les acides protoniques. La structure des composés carbonylés influe beaucoup sur leur réactivité vis-à-vis des entités nucléophiles. En règle générale, plus l’encombrement stérique autour du carbonyle est important, plus sa réactivité est faible. De même, plus les substituants de l’atome de carbone sont donneurs d’électrons, plus sa polarisation positive est atténuée et, par conséquent, sa réactivité diminuée.

La dibenzylidèneacétone (1,5-diphényl-1,4-pentadièn-3-one) est obtenue par une réaction de condensation en milieu basique du benzaldéhyde et de l’acétone selon le schéma suivant :

La dibenzylidène acétone est préparée à l’état solide ; ce produit est irritant par contact avec la peau.

1

TP13 : condensation des composés carbonylés

BTS1 2013-2014

2

TP13 : condensation des composés carbonylés

BTS1 2013-2014

Mode opératoire 1. Réaction d’élimination

a. Dans un réacteur de 250 mL, correctement équipé, introduire 9,4 g d’hydroxyde de sodium et 95 mL d’eau. Agiter pour dissoudre complètement le solide. b. Refroidir pour introduire ensuite 75 mL d’éthanol à 95°. c. Préparer un mélange de 10,0 g de benzaldéhyde et 5,5 g d’acétone. Verser la moitié de ce mélange, tout en agitant et en maintenant la température entre 20 et 25°C. d. Attendre 15 minutes après le premier ajout et ajouter le reste du mélange. Laisser réagir 30 minutes après la fin de l’addition. e. Filtrer sur Büchner. f. Laver à l’eau glacée. g. Essorer et peser. Soit m1 la masse de produit brut obtenu.

2. Purification a. b. c. d.

Séparer la masse m1 en deux masses égales m2 et m3. Mettre la masse m2 à l’étuve à 80°C jusqu’à masse constante, soit m’2 la masse de produit brut sec. Recristalliser la masse m3 dans un mélange éthanol/eau. Essorer soigneusement. Sécher le produit purifié à l’étuve (80°C). Soit m’ 3, la masse de produit purifié sec obtenue.

Contrôles de la pureté ● ●

Déterminer le point de fusion du produit purifié. Réaliser une CCM : Plaque : gel de silice Eluant : acétate d’éthyle, cyclohexane (1/7) Dépôts : - benzaldéhyde de référence - dibenzylidèneacétone de référence - dibenzilidèneacétone brute - dibenzylidène acétone purifiée Solvant : éther Révélation  : UV (254 nm)

Données nécessaires Nom Benzaldéhyde

Données M = 106,12 g.mol Teb = 178 °C d = 1,043

Sécurité -1

D

n20 = 1,545

Peu soluble dans l'eau, soluble dans l’éthanol Acétone (propanone)

M = 58,08 g.mol-1 Teb = 56 °C d = 0,79 D n20

= 1,3585 Soluble dans l'eau, soluble dans l’éthanol Dibenzilidèneacétone

H302 P280 P301 + P310

H336 H319 H225 P261 P280 P305 + P351 + P338 P210 P240

M = 234,30 g.mol-1 Tfus non donnée Très peu soluble dans l’eau, Soluble dans l’acétone Relativement soluble dans l’éthanol

3

TP13 : condensation des composés carbonylés BTS1 2013-2014 Ethanol M = 46,07 g.mol-1 Teb = 78 °C d = 0,78 D n20

Hydroxyde de sodium

= 1,36

M = 40,00 g.mol-1 Soluble dans l’eau et dans l’éthanol

H225 P210

P240

H314 P280 P301 + P330 + P331 P305 + P351 + P308 P302 + P352

Compte-rendu 1. Calculer les quantités de matière et la masse théorique. 2. Exprimer les rendements suivant en fonction des différentes masses : ● R1 : rendement en produit brut sec ● R2 : rendement de la recristallisation ● R : rendement global 3. Préciser le rôle de l’éthanol. 4. Pourquoi doit-on maintenir la température entre 20 et 25°C ? 5. Justifier l’emploi d’eau glacée pour le lavage du produit brut. 6. Justifier l’emploi d’un mélange de solvants pour la recristallisation. 7. Commenter la CCM. 8. Spectroscopies : a. Identifier les bandes caractéristiques de la dibenzilidèneacétone dans le spectre proposé ci-dessous. b. Analyser complètement le spectre RMN1H de la dibenzilidèneacétone. c. Spectre de masse de l’acétone : i. Identifier les pics de base et de l’ion moléculaire. ii. Expliquer la formation des pics à m/z = 43 et m/z = 15. A quelles entités correspondent-ils ?

Spectre IR de la dibenzilidèneacétone

4

TP13 : condensation des composés carbonylés

BTS1 2013-2014

Spectre RMN1H de la dibenzilidèneacétone

Spectre de masse de l’acétone

5

BTS 1ère année NOM : ......................................................... N° Poste :…… TP N° : …………….. Date : ……/……/…

Prénom : .....................................................

CONDENSATION DES DERIVES CARBONYLES m1 (humide) =

m1’ (sec, calculé) =

m2 (humide) =

m2’ (sec, pesé) =

m3 (humide mis à recristalliser) =

m'3 (recristallisé sec) =

Aspect du produit :

Tfus = Etalon utilisé : Rendement en produit brut R1 = Rendement de recristallisation R2 = Rendement de la synthèse R =

6

TP13 : condensation des composés carbonylés

BTS1 2013-2014

CCM

7

BTS 1ère année

TP 8 Condensation des dérivés carbonylés - Corrigé

8