Aldéhydes et Cétones - Université de Genève

 Aldéhydes et Cétones
TP Organique de 1ère année,
Université de Genève, Science II, Laboratoire G.
15 mai 2011
Romain Laverrière
[email protected]
Groupe 15
Introduction
Les aldéhydes et les cétones sont deux groupes de molécules organiques de la famille des composés
carbonylés. Cette famille se distingue par la possession d’une fonction carbonyle principale, c’est-àdire un carbone lié à un atome d’oxygène au moyen d’une double liaison (C=O).
Bien qu’appartenant à une même famille de composés organiques, l’aldéhyde et la cétone ont des
propriétés différentes et réagissent donc différemment l’une par rapport à l’autre ce qui permet de les
identifier grâce à des procédés chimiques que nous verrons lors de ce TP.
Résumé
Durant de TP, une série de tests sera réalisé afin de déterminer si les inconnus sont des cétones ou des
aldéhydes.
-­‐1-­‐ Méthodologie :
Plusieurs échantillons inconnus (n°68, n°69 et n°88) contenant un aldéhyde ou une cétone ont été reçus. Les
tests qui suivent ont alors été réalisés afin de les déterminer par mesure de leur point de fusion.
• 1. Formation de 2,4-dinitrophénylhydrazones
Dans un premier temps, 40 mg de l’inconnu liquide ont été mélangés à 3 mL de réactif contenant 2 g de 2,4dinitro phénylhydrazine, 100 mL de MeOH ainsi que 4 mL de H2SO4 concentré. Puis, le tout a été chauffé
brièvement avant d’avoir été laissé cristalliser. Une recristallisation dans 3 mL d’éthanol a alors été opérée
sur les cristaux préalablement lavés à l’eau afin d’éliminer toutes traces d’acidité. Le produit final a donc été
une 2,4-dinitro phénylhydrazone dont le point de fusion a permis de caractériser l’aldéhyde ou la cétone par
lequel il a été formé (cf. schéma de réaction 1).
• 2. Formation de semicarbazone
Du chlorhydrate de semicarbazide a été utilisé en tant que réactif. Quant à la pyridine, elle a été utilisée afin
de libérer le semicarbazide, instable, de son chlorhydrate. Ainsi, 5 mL du réactif a été placé dans 3
éprouvettes. À ceci ont été ajoutés deux gouttes d’inconnu, puis 0.5 mL de méthanol afin d’obtenir une
solution claire. Ensuite, environ 7 gouttes de pyridine ont été ajoutées et les éprouvettes chauffées quelques
minutes après quoi elles ont été refroidies à température ambiante, ce qui a provoqué une cristallisation.
Enfin, une recristallisation a été opérée afin d’éliminer les impuretés. Le point de fusion des cristaux finaux
permet de caractériser une nouvelle fois l’aldéhyde ou la cétone par lequel ils ont été formés (cf. schéma de
réaction 2).
• 3. Test de Tollens
Pour préparer le réactif de Tollens, 1.0 mL d’une solution aqueuse de AgNO3 5% a été placé dans une
éprouvette, ainsi que 0.5 mL de la solution aqueuse de NaOH 10%. Un précipité gris (Ag2O) est alors
apparu. Ensuite, 0.25 mL d’une solution aqueuse à 3% d’hydroxyde d’ammonium y a été ajouté et la solution
agitée. L’addition de NH4OH s’est poursuivie jusqu’à dissolution du précipité. Finalement, 0.5 mL de réactif
de Tollens a été placé dans 3 éprouvettes puis une goutte de chaque inconnu y a été insérée. Un miroir
d’argent s’est formé sur les parois du tube s’il s’agissait d’un aldéhyde (cf. schéma de réaction 3).
• 4. Test de Schiff
Le réactif de Schiff étant déjà préparé, 1 mL de réactif a été placé dans les 3 éprouvettes avant qu’y soit
ajoutée une goute d’inconnu. La solution a alors pris une coloration magenta s’il s’agissait d’un aldéhyde (cf.
schéma de réaction 4).
• 5. Formation d’Iodoforme – Test des Méthylcétones
Ce test a permis d’isoler les composés méthylcétones (pour une cétone) ou acétaldéhydes (comparable a un
méthylcétone). Pour ce faire, une goutte de chaque inconnu a été dissoute dans 0.5 mL de 1,2diméthoxyéthane. Suite à cela, 0.5 mL de solution 10% NaOH y a été ajouté, puis 0.75 mL de solution
d’iode. Le tout a finalement été dilué avec 2.5 mL d’eau. Le test positif s’est alors traduit par un précipité
jaune (iodoforme) (cf. schéma de réaction 5).
-­‐2-­‐ Schémas de réaction
• 1. Formation de 2,4-dinitrophénylhydrazones
• 2. Formation de semicarbazone
• 3. Test de Tollens
• 4. Test de Schiff
-­‐3-­‐ • 5. Formation d’Iodoforme – Test des Méthylcétones
Résultats
N° inconnu
n°68
n°69
n°88
1
2
Test
Observation
2,4-dinitrophénylhydrazone
Semicarbazone
Tollens
Schiff
Iodoforme
2,4-dinitrophénylhydrazone
Semicarbazone
Tollens
Schiff
Iodoforme
2,4-dinitrophénylhydrazone
Semicarbazone
Tollens
Schiff
Iodoforme
Tfus = 123-126 °C
Tfus = 184-186 °C
Précipité noir 1
Précipité jaune
Tfus = 106-107 °C
Tfus = 109 °C
Mirroir
Sol. violette vive
Sol. opaque
Tfus = 214-217 °C
Tfus = 198-200 °C
Mirroir
φjaune et φnoire 2
Sol. brune
Caractère
Composé
Cétone
Acétone
Aldéhyde
n-Heptanal
Aldéhyde
Furfural
Une fois l’éprouvette chauffée.
L’éprouvette présentait une phase jaune dans laquelle se trouvait une phase noire. C’est typique du furfural !
Acétone
n-Heptanal
Furfural
Discussion
Les tests se sont bien passés. En général, le résultat attendu était observé sauf dans certains cas comme pour le
test de Schiff qui a donné un résultat déroutant pour le furfural. Il s’est avéré plus tard que le furfural réagit
justement différemment lors de ce test et qu’il est normal d’observer une solution biphasée jaune (aqueux) et
noir (organique). Peut-être que cela est dû a sont cycle contenant une fonction éther. En ce qui concerne le nHeptanal, la couleur violette apparue lors du même test atteste bien la présence d’un aldéhyde.
La recristallisation ne s’est pas toujours avérée nécessaire même si elle a été pratiquée après chaque
cristallisation. En effet, appart la perte de produit, les cristaux ne semblaient pas forcément plus purs après.
Conclusion
En bref, les expériences ont permis non seulement d’identifier les composés comme cétones ou aldéhydes, mais
aussi de les déterminer et cela relativement rapidement sans difficulté. Ainsi, le n°68 se révèle être de l’acétone,
le n°69 du n-Heptanal et le n°88 du furfural.
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