Oxydation de la benzoïne en benzyle

Sandrine TP de chimie organique
Perrothon Abbi
Synthèse de la page 39
Oxydation de la
benzoïne en benzyle
1

Sandrine TP de chimie organique
Perrothon Abbi
Synthèse de la page 39
1.But:
Le but de cette synthèse est d'oxyder, à l'aide d'acide nitrique, le benzoïne afin de former
du benzyle.
2.Le mécanisme:
Le mécanisme de cette synthèse n'a pas été trouvé dans une source tel qu'un livre ou un
site internet, mais a été proposer par mon assistant. Le mécanisme serait le suivant:
wFormation du produit désiré par l'attaque du doublet de l'oxygène sur l'azote, puis
élimination de deux proton H+ qui élimine le ion H2NO3- et forme ainsi le produit désiré.
wTransformation du ion sortant en NO2
2
O
OH N
O
O
HO
O
ON
O
O
-
OH
H
O
ON
O
O
-
OH
H
H
- 2H
+
O
ON
O
O
-
OH
O
ON
O
O
-
OH
O
ON
O
O
-
OH

Sandrine TP de chimie organique
Perrothon Abbi
Synthèse de la page 39
Durant la réaction il y a donc dégagement de gaz, à savoir du dioxyde d'azote, qui est un
gaz fortement polluant et toxique.
3.Les réactifs:
wBenzoïne:
Ce produit est classé dans la classe de toxicité 3 de la Suisse et c'est, comme tous les
petits composés contenant un benzène, un produit cancérigène. Il se présente sous la
forme de cristaux blancs.
wAcide acétique glacial:
Ce produit est inflammable, et peut causer de graves brûlures, il est également nocif
lors d'inhalation.
wAcide nitrique concentré:
Ce produit est extrêmement corrosif, il faut le manipuler avec plus de précautions que
les autres produits (gants plus épais...) , il peut causer de très graves brûlures et est
dangereux par inhalation. C'est un produit qui facilite l'inflammation des matières
combustibles.
4.Le produit:
Ce produit peut être à la base de nombreuses autres synthèses pour donner des produits
bien plus complexes. C'est le cas d'une expérience du même fascicule ou le benzile est
transformé en tétraphénylcyclopentadiènone.
Ce produit semble avoir des nombreuses vertus, il est employé dans les anti-parasitaires,
dans certains médicaments et en parfumerie.
5.Manipulations:
45 ml d'acide nitrique concentré sont placés dans un ballon tricol de 250 ml muni d'un
condenseur, auquel est fixé un tuyau qui se termine par un entonnoir et qui est plongé
dans une solution de NaOH (neutralise le gaz NO2et le rend moins toxique). 3 ml d'acide
acétique glacial y sont ajoutés, ainsi que 6.03g de benzoïne. Le mélange est chauffé à
3
N
O
O-
HO
+ H+
N
HO
O-
HO
- H2ON
O
O

Sandrine TP de chimie organique
Perrothon Abbi
Synthèse de la page 39
100°C en maintenant une faible agitation. Au bout d'une heure environ, quand le
dégagement de gaz n'est plus perceptible, l'avancement de la réaction est vérifié par
chromatographie sur couche mince (CCM) en utilisant comme éluant CH2Cl2.Surla
plaque est spoté le mélange réactionnel et, pour permettre une comparaison, de la
benzoïne pure dissoute dans un peu d'éluant (sur la plaque apparaissent plusieurs
marques pour le mélange réactionnel dont une à la même hauteur que la marque de la
benzoïne et une tache effilée se situant plus haut: cf reproduction). Une fois la réaction
terminée, 150 ml d'eau froide sont ajoutés, le mélange est fortement agité. Un précipité
jaune se forme. Le tout est ensuite filtré et lavé avec de l'eau froide. Les cristaux sont
recristallisés avec de l'éthanol (en prenant garde à la sur saturation) puis séchés sous vide
quelques instants et enfin placés dans un désicateur.
6.Les résultats:
6.1 Le rendement:
La masse obtenue après séchage des cristaux est de 4.62 g.
La quantité maximale pouvant être obtenue est de:
6.03 g / 212.3 g/mol = 28.4 mmol
La quantité obtenue est de:
4.62 g / 211.3 g/mol = 21.9 mmol
Le rendement est donc de:
21.9 mmol / 28.4 mmol · 100 = 77.0%
Le rendement attendu est de 76%. La valeur un peu supérieur est sûrement due à des
traces d'eau restée dans les cristaux, malgré le séchage avec le désicateur.
Le rendement total étant le produit des rendement obtenu pour les deux étapes, ce dernier
est le suivant:
0.77 · 0.488 = 0.376
Ce qui donne un rendement totale de 37.6%
6.2 Le point de fusion:
Les tables donne une température de fusion pour le benzyle comprise entre 94 et 96°C.
Dans le cas du produit, il s'est mis à fondre peu avant 98°C, il est difficile d'être plus précis
avec les appareils mis à disposition.
4

Sandrine TP de chimie organique
Perrothon Abbi
Synthèse de la page 39
6.3 Le spectre infrarouge:
La molécule qui devrait être mise en évidence par le spectre est la suivante:
Les signaux devant apparaîtrent sur le spectre et ceux observés sont répertoriés dans le
tableau suivant:
Liaison Pic attendu [cm-1] Pic observé [cm-1]
(=C-H) élongation 3000-3150 3031-3017 fines et petites
(C=C) élongation 1600-1500 1597-1582 fine moyenne et
fine petite
(H-Ph) élongation 900-700 Nombreuses fines et fortes
ou moyennes 873-685
(C=O) 1700 (1730-1710) deux
cétones en s-trans 1683 large et forte
(C=O) élongation 1450-1050 Nombreuses dont deux fines
et fortes à 1450 et 1176
Finger print Nombreuses fortes en
dessous de 875
Les références données dans le protocole (3056, 1682, 1597, 1582, 1450, 1274, 1256,
1212, 1176 et 875) correspondent bien avec celles trouvées. Des pics à 1287 (fin et petit),
1228 (fin et petit) 1203 (fin et moyen), 1176 (fin et moyen) et 873 (large et moyen) sont
observés mais difficilement attribuables.
Le spectre infrarouge fait ressortir les fonctions attendues, mais il reste passablement
d'autres pics (moyens et petits) entre 1300-1200 qui restent inexpliqués mais qui
pourraient être dus à du bruit en raison d'une faible quantité de produit dissout et donc à
un étalement vertical important.
Le spectre infrarouge semble, tout comme le point de fusion, mettre en évidence la
présence du bon produit. Pour la recherche de traces de benzoïne voir question 1.
6.4 Le spectre RMN:
Le spectre a été fait dans le CDCl3. Il faut remarquer que la molécule est symétrique, donc
5
O
O