Synthèse de l`acétate de linalyle
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Date : Travail en groupe : (NOMS) T3 ST2 Activité expérimentale et documentaire SYNTHÈSE DE L’ACÉTATE DE LINALYLE : DE SA FABRICATION À SON IDENTIFICATION Compétences expérimentales s’ APPROPRIER A ANALYSER A RÉALISER A VALIDER A COMMUNIQUER A ÊTRE… et FAIRE PREUVE… A B B B B B B C C C C C C D D D D D D Objectif : réaliser la synthèse de l’acétate de linalyle, molécule biologiquement active. L’acétate de linalyle a des propriétés sédatives, anti-inflammatoires. L’acétate de linalyle est naturellement produit par les fleurs de lavande et est un des principaux constituants de l’huile essentielle de lavande. Travail à faire : réaliser puis analyser chaque étape du protocole. Documents utiles : - le chapitre 24 qui, à travers des exemples reprends toutes les étapes d’un protocole : vocabulaire, aides, bilan… - les documents (fournis en annexe) qui permettent d’avoir des informations essentielles pour cette synthèse-là. LE PORT DE LUNETTES ET DE GANTS DE PROTECTION EST INDISPENSABLE. Des hottes aspirantes sont à votre disposition pour certaines manipulations. ETAPE 1 : SYNTHESE DE L’ACETATE DE LINALYLE Dans un ballon sec de 100 mL, introduire 5,0 mL d’anhydride acétique puis 3,0 mL de linalol. Ajouter 3 grains de pierre ponce. Réaliser le montage de chauffage à reflux puis porter le mélange à ébullition douce. Après 25 minutes d’ébullition, arrêter le chauffage, retirer le chauffe ballon tout en maintenant la circulation d’eau dans le réfrigérant. COMPTE RENDU : ANALYSER UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL a) b) c) d) e) f) g) h) Pourquoi chauffer ? Pourquoi chauffer à reflux ? Schématiser ce montage ? Écris l’équation de la transformation chimique qui se produit avec les formules semi-développées. Que contient le ballon en fin de réaction en supposant que la réaction soit totale et que le linalol soit le réactif limitant ? Y a-t-il une ou plusieurs phases liquides. Pourquoi le ballon doit-il être initialement sec ? Pourquoi avoir choisi l’anhydride acétique comme réactif plutôt que l’acide acétique moins dangereux ? ETAPE 2 : HYDROLYSE DE L’EXCES D’ANHYDRIDE ACETIQUE ET SEPARATION DES PHASES AQUEUSE ET ORGANIQUE Principe : Cette opération a pour but d’éliminer l’anhydride acétique qui n’aurait pas complètement réagit avec le linalol. En ajoutant de l’eau, on fait en sorte que l’anhydride acétique en excès se transforme en acide acétique. Préparer 15 mL d’eau avec une éprouvette graduée. Par le sommet du réfrigérant, ajouter doucement et par petites quantités, l’eau dans le ballon. Laisser encore refroidir quelques minutes. Éventuellement refroidir le ballon sous l’eau froide. Transvaser le contenu du ballon (sauf les grains de pierre ponce) dans une ampoule à décanter de 100 mL. Agiter le contenu de l’ampoule (voir FICHE METHODE B 21.2). Laisser décanter. TSVP → 840902690 Page 1 sur 3 16/04/17 Séparer la phase organique et la phase aqueuse. Évacuer la phase aqueuse fortement concentrée en acide dans un flacon destiné à un recyclage ultérieur. Laver le ballon, mettre les grains de pierre ponce à la poubelle. Faire sécher le ballon dans l’étuve pour le groupe suivant. COMPTE RENDU : ANALYSER UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL a) Quel est l’objectif de l’ajout d’eau ? b) Schématise l’ampoule à décanter après décantation. Indique puis justifie les positions des deux phases ? c) Indique sur le schéma les compositions des deux phases. NB : la phase organique contient encore de l’eau et de l’acide acétique en petites quantités. ÉTAPE 3 : PURIFICATION DE L’ACETATE DE LINALYLE Ajouter dans l’ampoule à décanter 20 mL de solution d’hydrogénocarbonate de sodium à 5%, attendre que le dégagement gazeux se ralentisse. Boucher l’ampoule à décanter et agiter en oubliant pas de dégazer souvent (voir FICHE METHODE B 21.2). Laisser à nouveau décanter, éliminer la phase aqueuse (à l’évier) et recueillir la phase organique dans un petit bécher sec. COMPTE RENDU : ANALYSER UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL a) b) c) d) Quel est l’objectif de l’ajout de la solution d’hydrogénocarbonate de sodium ? Quelle est la nature du gaz qui se dégage ? Écris l’équation de la transformation chimique qui se produit. Schématise l’ampoule à décanter après décantation. Indiquer la composition des deux phases ? Ajouter 1,0g de poudre de chlorure de calcium anhydre dans la phase organique. Verser l’acétate de linalyle (sans le chlorure de calcium) ainsi purifié dans un nouveau petit bécher sec préalablement pesé. Peser à nouveau ce bécher afin de déterminer la masse d’acétate de linalyle obtenu. COMPTE RENDU : ANALYSER UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL e) Quel est l’objectif de l’ajout de chlorure de calcium ? f) Déterminer le rendement de cette synthèse ÉTAPE 4 : IDENTIFICATION ET CONTROLE DE LA PURETE PAR C.C.M. On dispose d’une plaque de chromatographie constituée d’une fine couche de silice (phase fixe) collée sur une feuille plastique (voir FICHE PRATIQUE B18). Effectuer de faibles dépôts d’acetate de linalyle industriel (I), de linalol (L) et d’acétate de linalyle synthétisé précédemment (S) à l’aide de piques en bois (chaque pique ne doit toucher qu’un seul liquide). Éluer sous hotte aspirante avec du dichlorométhane. Révéler en plongeant dans un bain de permanganate de potassium. COMPTE RENDU : ANALYSER UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL a) b) c) d) Schématise le chromatogramme après révélation. Que nous apprend ce chromatogramme ? Qu’en déduis-tu concernant le rendement précédemment calculé ? Propose une technique pour terminer d’isoler l’acétate de linalyle. Informations 840902690 Page 2 sur 3 → 16/04/17 INFORMATIONS SERVANT À L’ANALYSE DU PROTOCOLE Document 1 : Le terme « acétate » est équivalent à « éthanoate » en nomenclature officielle. De même, pour le terme « acétique » équivalent à « ethanoïque ». Document 2 : Un alcool comme le le linalol réagit totalement avec l’anhydride acétique. On obtient un ester, l’acétate de linalyle, et de l’acide acétique. La réaction chimique peut alors s’écrire sous la forme : linalol + anhydride acétique acétate de linalyle + acide acétique Document 3 : Pour obtenir un ester on peut aussi faire réagir un alcool avec de l’acide acétique au lieu de l’anhydride acétique. La réaction est alors moins rapide et présente un équilibre chimique. Document 4 : L’anhydride acétique réagit totalement avec l’eau. Le produit de cette transformation est l’acide acétique. Cette réaction est appelée hydrolyse de l’anhydride acétique. Document 5 : linalol anhydride acétique acétate de linalyle Document 6 : Caractéristiques de chacune des espèces chimiques mises en jeu Densité Temp. d’ébullition Solubilité dans l’eau Solubilité dans l’acétate de linalyle Indice de réfraction Linalol 0,87 199°C Assez faible Anhydride acétique 1,08 139,5 °C bonne Acétate de linalyle 0,89 220°C Très faible Acide acétique 1,18 85°C Très bonne Très bonne Assez bonne Totale Assez bonne 1,462 1,3904 1,450 1,372 Sécurité Document 7 : L’hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3 (s) est un solide ionique. Sa solution aqueuse s’écrit : (Na+(aq) + HCO3-(aq)). C’est une espèce ampholyte appartenant aux couples acidobasiques suivant : CO2,H2O / HCO3-(aq) et HCO3-(aq) / CO32-(aq). Document 8 : L’ion éthanoate est très soluble dans l’eau mais il l’est très faiblement dans l’acétate de linalyle. Document 7 : Un desséchant est un composé capable d'absorber les dernières traces d'eau présentes dans un solide, un liquide ou un gaz. Le séchage est essentiel car des traces de solvant peuvent jouer un rôle important sur la détermination de la pureté du composé synthétisé, ou peuvent réagir avec chimiquement avec le composé. Les plus utilisés sont le sulfate de magnésium anhydre MgSO 4 et le chlorure de calcium anhydre CaCl2.Outre les desséchants chimiques, il est possible d'effectuer un séchage par voie physique en utilisant un dessiccateur ou une étuve. Document 8 : Le rendement d’une synthèse est le rapport entre la quantité de produit réellement obtenu et la quantité maximale théorique calculée à partir des quantités initiales de réactifs. NB : dans cette définition, on peut remplacer le mot « quantité » par la « masse ». Relation mathématiquement expriment le rendement : 840902690 quantité réelle quantité max imale théorique Page 3 sur 3 (100 en %) 16/04/17
