T.P. de chimie N°13 : Hémi-synthèse de l’aspirine ; Contrôle qualitatif et quantitatif. I- Hémi-synthèse de l’aspirine. L’aspirine est une molécule complexe présentant plusieurs fonctions dont un groupement ester. L’hémi-synthèse de l’aspirine consiste simplement à synthétiser la molécule à partir de l’alcool et de l’acide correspondant. (La synthèse n’est que partielle car on suppose que l’acide et l’alcool ont été préparés auparavant.) O O A partir de quel alcool et de quel acide peut préparer la C molécule d’acide acétylsalicylique (aspirine) ? CH3 Il est possible de remplacer l’acide par l’anhydride O correspondant. La réaction est alors Totale. Ecrire C l’équation-bilan de la synthèse de l’aspirine. OH Expliquez pourquoi l’ensemble du matériel doit-être Acide acétylsalicylique ou aspirine parfaitement sec ? 1. Protocole. Dans un ballon surmonté d’un réfrigérant à eau, on introduit 7,5 g d’acide salicylique (l’alcool) , 10,5 mL d’anhydride éthanoïque et quelques gouttes d’acide sulfurique. Le mélange est porté à 70°C pendant 30 min. On ajoute ensuite 150 mL d’eau très froide et l’aspirine cristallise. On procède alors à une filtration sous vide sur un büchner. 2. Questions Annoter le schéma du chauffage à reflux et faire celui de la filtration sous vide. Quel est l’intérêt de ce type de montage ? Quel est le rôle de l’acide sulfurique ? Pourquoi ajoute-t-on de l’eau en fin de synthèse ? Pourquoi est-elle froide ? On suppose que l’on obtient 7,6 g d’aspirine en fin de synthèse, calculer son rendement. (La densité de l’anhydride est 1,1). Pourquoi ce rendement n’est-il pas de 100% ? Quelles sont les principales pertes ? II- Titrage de l’aspirine d’un comprimé du Rhône. 1. Protocole. Ecraser dans un mortier, un comprimé d’aspirine. Dissoudre cette poudre dans une fiole jaugée de 50,0 mL avec un solvant eau/alcool. Minimiser les pertes de produit. Prélever 20,0 mL de cette solution à l’aide d’une pipette et l’introduire dans un bécher. Ajouter environ 80 mL d’eau. Placer le bécher dans un bain de glace. Préparer le titrage (suivi par conductimètrie) en remplissant la burette d’une solution d’hydroxyde de sodium de concentration c = 1,0 .10-1 mol/L et en étalonnant le conductimètre (réglé sur le calibre 2 mS.cm-1). Une fois le mélange suffisamment froid, procéder au titrage (hors du bain de glace). Tracer la courbe donnant la conductivité en fonction du volume de solution titrante ajoutée. En déduire le volume équivalent de ce titrage. 2. Questions. Pourquoi le solvant utilisé est-il un mélange eau/alcool ? Pourquoi le titrage est-il effectué à température faible ? Ecrire la réaction de titrage. Déduire du volume équivalent obtenu, la concentration de la solution d’aspirine préparée puis la quantité de matière d’aspirine contenu dans un comprimé. Comparer le résultat obtenu avec les indications du fabricant. III- Test de pureté de l’aspirine synthétisé. Ce test sera réalisé par chromatographie sur couche mince. 1. Protocole. Dans trois béchers, on dissout, dans le solvant éthanol, les espèces suivantes (1 seule espèce par solution) : L’acide salicylique ; l’aspirine du commerce, l’aspirine synthétisé. Sur une plaque de chromatographie sur couche mince, tracer une ligne de dépôt à 0,8 cm du bord inférieur. Faire trois dépôts correspondant aux trois tubes à essais. (Nommer distinctement les dépôts) Procéder à l’élution. L’éluant utilisé est un mélange (acétate de butyle, cyclohexane, acide méthanoïque) ; il doit recouvrir le fond de votre cuve à chromatographie (bécher fermé par un verre de montre). Arrêter l’élution lorsque le front de l’éluant est à environ 1 cm de bord supérieur de la plaque. Noter ce front au crayon. Révéler la plaque à la lampe UV. Noter la position des différentes tâches. 2. Questions. Faire un schéma de la chromatographie. Calculer les rapports frontaux de chaque tâche. (Rappel : RF = h/he <1) Conclure sur la réussite ou non de la synthèse. Conclure sur la pureté du produit obtenu et sur la nature des éventuelles impuretés. Compétences expérimentales testées : T.P. chimie N°14 Non acquis Ecrire l’équation d’une estérification à partir d’un anhydride Calculer le rendement d’une estérification Réaliser et exploiter un titrage conductimétrique Réaliser et exploiter une CCM A revoir Bonne maîtrise Matériel TP Aspirine : 8 groupes : Mortier + pilon Fiole jaugée de 50 mL Pipette 20 mL + poire 2 béchers Burette + porte électrode sur support Conductimètre + pot pour solution étalon Cristallisoir 1 cuve chromato (pot) + verre de montre + plaque de chromato + pince. 1 pissette d’eau distillée Bureau : 3 L de mélange eau/alcool à 40/60. 110 mL d’un mélange 60 mL d’acétate de butyle, 40 mL de cyclohexane, 10 mL d’acide méthanoïque Lampe à UV Comprimés d’aspirine du Rhône (18 au moins) Soude 1,0. 10-1 (précise) 1,5 L Solution étalon de chlorure de potassium à 10-2 mol/L 3 béchers + crayon gras Ethanol Acide salicylique + spatule Glaçons (2ème heure) Montage de chauffage à reflux avec réfrigérant à eau et un chauffage par bain marie avec thermomètre. Cristallisoir. Balance au 100ème. Acide salicylique + spatule + capsule Anhydride éthanoïque + Eprouvette 20 mL Acide sulfurique concentrée (en petit flacon avec compte-gouttes) Büchner. Eprouvette 200 mL Glaçons (au bout de 35 min)