synthèse d`une oléfine par déshydratation d`un alcool

TP de Chimie Organique
Fournier Coralie
Assistante : Francesca Giacomina 07.12.2009
N°14 Oléfine
- 1 -
SYNTHÈSE D’UNE OLÉFINE PAR
DÉSHYDRATATION D’UN ALCOOL

TP de Chimie Organique
Fournier Coralie
Assistante : Francesca Giacomina 07.12.2009
N°14 Oléfine
- 2 -
1. Introduction
1.1 But du projet
Le but de cette expérience est de déshydrater un alcool, le 2-méthylcyclohexanol (C7H14O) en milieu
acide. Cela permettra d’obtenir un mélange de deux produits, le 1-méthyl-1-cyclohexène et le 3-méthyl-1-
cyclohexène (C7H12).
1.2 Schéma de la réaction
Tout d’abord, l’alcool est protoné par l’acide phosphorique. Cela permet d’obtenir une molécule d’eau, qui
est un très bon groupe partant, se dissociant ainsi facilement de la molécule. Un carbocation est alors créé.
OH
H3PO4
O
H
H
Par la suite, il y a attaque d’une molécule d’eau sur l’hydrogène adjacent au carbocation. Il y a deux
possibilités d’attaque ce qui amène donc la formation de deux produits.
Première possibilité, formation du 1-méthyl-1-cyclohexène :
H
H2O
H3O+
Deuxième possibilité, formation du 3-méthyl-1-cyclohexène :
H3O+
H
H2O

TP de Chimie Organique
Fournier Coralie
Assistante : Francesca Giacomina 07.12.2009
N°14 Oléfine
- 3 -
2. Déroulement de la synthèse
10.8 mL (environs 10 g) de 2- méthylcyclohexanol sont mélangés à 2.5 mL d’acide phosphorique. Le
mélange est chauffé pendant 20 minutes dans un bain d’huile à une température comprise entre 80 et 90 °C.
La température est progressivement augmentée jusqu’à environs 160 °C, température d’ébullition de l’alcool.
A ce moment là, la distillation du mélange commence. Nous aurions dû observer des températures de vapeur
comprise entre 100 et 120 °C, mais le thermomètre indiquait une valeur de température de 80 °C. La colonne
vigreux, étant mal isolée, a peut-être influencé la mauvaise indication de la température sur le thermomètre.
Le distillat et alors séché avec du sulfate de sodium anhydre, puis filtré à l’aide d’une pipette
contenant un peu de ouate. Par la suite, le pourcentage de chaque isomère présent dans le distillat est
mesuré grâce à une analyse par CPV (chromatographie en phase gazeuse).
Finalement une analyse IR (infra rouge) et une analyse RMN (résonnance magnétique nucléaire) sont
effectuées.
3. Résultats et discussions
3.1 Rendement
Le rendement théorique pour cette synthèse s’élève à environs 75%.
Lors de cette expérience, 6.08 g de produit sont obtenus. Le rapport de la synthèse étant de 1 :1,
nous observons les calculs suivants :
€
nalcool =noléfine =malcool
MMalcool
=10.04
114.19 =0.0876 mol
Par conséquent la masse de produit théorique à obtenir s’élève à :
€
mthéorique =noléfine ⋅MMoléfine =0.0876 ⋅96.17 =8.42 g
et le rendement obtenu est :
€
η =mobtenu
mthéorique
=6.08
8.42 =72.21%
Par conséquent, cette synthèse a plutôt bien fonctionné, puisque le rendement obtenu est de 72.21%
pour 75% attendu.

TP de Chimie Organique
Fournier Coralie
Assistante : Francesca Giacomina 07.12.2009
N°14 Oléfine
- 4 -
3.2 Analyse CPV
Trois analyses CPV sont effectuées. Tout d’abord une analyse de l’échantillon seul.
Nous remarquons distinctement deux groupes de pics. Un groupe se situant près de 1.3-1.4 et un autre
groupe se situant à 1.6. Cela correspond à nos deux produits. Il n’y a pas deux pics bien distincts, ce sont des
superpositions de pics, certainement parce que l’aiguille tremblait un peu lors de la mesure et qu’elle n’a donc
pas été faite rapidement d’un seul coup. Nous devons alors additionner les pourcentages correspondant à
chaque groupe de pics. Nous obtenons pour le premier groupe, qui correspond certainement au 3-
methylcyclohexène, un pourcentage de 28 %. Le deuxième produit, le 1-methylcyclohexène est présent à 69
%. Le 1-methylcyclohexène étant plus stable que le 3-methylcyclohexène, par le fait que l’alcène est plus
substitué, se trouvera en majorité dans le mélange. Pour en être sur, nous aurions pou faire une analyse CPV
d’un échantillon ne contenant que le 1-methylcyclohexène (ou le 3-methylcyclohexène) et comparer les
valeurs des pics obtenus, malheureusement nous n’avions pas cette possibilité.
Nous remarquons un troisième pic situé à 3.4, le pique est très petit, moins de 1%, cela correspond
certainement au produit de départ, le 2-methylcyclohexanol. Afin de confirmer cela, une analyse de
l’échantillon et de la référence (produit de départ) est effectuée et nous remarquons que le pic situé à 3.5 est
plus grand, ce qui confirme qu’il y à plus de produit à ce niveau là, ce qui est logique puisque la référence
(contenant le 2-methylcyclohexanol) est ajouté.
De plus, une analyse effectuée uniquement avec la référence confirme que le produit de départ
amène un pic situé à environs 3.5.
L’analyse CPV aura permis de confirmer que deux produits sont présents dans l’échantillon. Un
premier produit présent à 28 % et un second à 69 %. De plus, une très légère quantité de produit de départ
est encore présent dans l’échantillon.
3.3 Analyse spectre RMN
L’analyse à résonance magnétique nucléaire (RMN), nous permet d’observer ici deux régions
distinctes entre les hydrogènes aliphatiques, dans la partie droite du spectre, et les hydrogènes des doubles
liaisons, plus déblindés, donc plus sur la gauche de spectre.
Dans la partie gauche du spectre, il y a trois pics. Un premier pic à 5.407 qui correspond à l’hydrogène
de la double liaison. Puisqu’il est tout seul, il correspond à l’hydrogène insaturé de la molécule 1-
méthylcyclohex-1-ène. Les deux autres pics situés à 5.543 et 5.629 correspondent aux deux hydrogènes
insaturé du 3-méthylcyclohex-1-ène.
Tous les pics situés sur la droite du spectre correspondent certainement aux hydrogènes aliphatiques
des deux isomères présents.
D’autres pics importants sont présents sur le spectre, mais ils correspondent aux différents solvants
utilisés. Sinon aucun autre pic n’est présent ce qui traduit une certaine pureté du produit.
3.4 Analyse spectre IR
Le spectre obtenu est relativement proche du spectre théorique, bien que loin d’être identique,
puisque nous obtenons un mélange de deux isomères et que le spectre théorique est uniquement celui du 3-
methylcyclohex-1-ène.
Notre produit de départ contient un groupe OH, d’après les tables théoriques un pic correspondant à
ce groupe devrait se situer entre 1410-1260, or sur le spectre IR, il n’y a pas de pic majeur dans cette région,
ce qui indiquerait qu’il n’y aurait plus ou très peu de produit de départ.

TP de Chimie Organique
Fournier Coralie
Assistante : Francesca Giacomina 07.12.2009
N°14 Oléfine
- 5 -
De plus, toujours d’après les tables théoriques, la vibration d’une double liaison C-H engendrerait un
pic proche de 2920 et nous observons un pic à 2925, ce qui prouve qu’un produit avec une insaturation à bien
été synthétisé.
4. Conclusion
Cette synthèse aura permis d’obtenir, comme attendu, deux produits, le 1-methylcyclohex-1-ène et le
3-methylcyclohex-1-ène. Cette synthèse est efficace, puisque le rendement obtenu est de 72 %. Grâce à
l’analyse CPV, nous pouvons conclure que le produit majoritaire est le 1-methylcyclohex-1-ène présent à
environs 70 %. Le 3-methylcyclohex-1-ène, moins stable, est lui présent à environs 30 %.
5. Annexes
• Fiche de toxicité
• Spectre RMN
• Spectre RMN théorique SDBS
• Spectre IR
• Spectre IR théorique SDBS
• Trois analyses CPV
6. Sources bibliographiques
[1] Vollhart,Schore, « Traité de chimie organique », (1999)