13- Synthèse du paracétamol

TS – Chimie – L10 – TP n° 13
Synthèse du paracétamol
Le paracétamol est le médicament le plus prescrit en France. Comme l’aspirine, le paracétamol est un analgésique et
un antipyrétique, mais il est dépourvu d’action anti-inflammatoire et ne présente pas les contre-indications de
l’aspirine.
La réaction entre le para-aminophénol et l’anhydride acétique produit du paracétamol. Cette réaction produit
également de l’acide acétique :
Aspect
Para-aminophénol
Solide blanc
Anhydride
éthanoïque (ou
acétique)
Liquide
incolore
Paracétamol
Solide Blanc
Acide éthanoïque
(ou acétique)
Liquide
incolore
Solubilité dans
l’eau
Température de
changement d’état
Masse molaire
(g.mol-1)
8 g.L-1 à 20°C
33 g.L-1 à 60 °C
85 g.L-1 à 100 °C
liquide incolore
réagit avec l’eau
en donnant
l’acide dont il est
issu
10 g.L-1 à 20 °C
250 g.L-1 à 100
°C
Tfus = 184°C
109,2
Tfus = - 73,1°C
Téb = 140°C
102,9
Tfus = 168°C
151,2
Très soluble
Tfus = 16 ;6°C
Téb = 118°C
60,1
Pictogramme de
sécurité
1) Que signifient ces pictogrammes ? Quels sont les risques ? Quelles précautions faut-il prendre ?
Etape n°1 : dissolution du para-aminophénol
On dissout le para-aminophénol dans l’acide acétique pur pour favoriser la rencontre et le contact des espèces
chimiques et ainsi permettre leur transformation chimique.
 Dans un ballon bicol de 250 mL, placer dans l'ordre :
 2,50 g de para-aminophénol ;
 50 mL d'eau distillée ;
 5,0 mL d'acide éthanoïque pur prédosé en dispensette (sous la hotte au bureau).
 Ajouter un agitateur magnétique.
 Adapter une ampoule de coulée sur le deuxième col et y introduire 7,0 mL d’anhydride acétique.
 Fixer, à l’aide du clip, le réfrigérant à eau sur le ballon. Mettre en route la circulation d’eau froide dans le
réfrigérant.
 Monter l'agitateur magnétique chauffant. Mettre l’agitation sur 6 et faire chauffer thermostat 5 (environ
80°C) durant 15 min.
Faire vérifier le montage par le professeur
2) Faire un schéma annoté du dispositif expérimental.
3) Quel est le rôle du réfrigérant ? de l’agitation ?
4) Quel est l’intérêt de ce montage appelé montage de chauffage à reflux ?
Manipulation n°2 : synthèse
 Au bout de 15 min, laisser refroidir le ballon en baissant l’élévateur. Laisser la circulation d’eau dans le
réfrigérant.
 Une fois la solution à la température ambiante, mettre sous le ballon un cristallisoir contenant de l’eau
froide.
 Ajouter, très doucement, les 7 mL d'anhydride acétique en agitant régulièrement.
 Retirer le ballon. Le placer dans un cristallisoir contenant de la glace et agiter jusqu’à la cristallisation totale.
Gratter les parois du ballon avec une baguette en verre pour favoriser la cristallisation.
5) Quel est le rôle de l’ampoule de coulée ?
6) Pourquoi introduit-on l’anhydride acétique progressivement ?
Manipulation n°3 : séparation du paracétamol
 Filtrer sur büchner le mélange obtenu, rincer l’erlenmeyer avec de l’eau distillée afin de récupérer tout le
solide formé.
 En prélever une très petite quantité et la placer à l’étuve.
 Transvaser le reste du solide dans un erlenmeyer.
7) Quel est l’avantage d’une filtration sur Büchner par rapport à une simple filtration ?
8) Pourquoi rince-t-on le solide ? Pourquoi utilise-t-on de l’eau glacée ?
Manipulation n°4 : purification par recristallisation du paracétamol





Transvaser les cristaux bruts dans un erlenmeyer, y ajouter 10 mL d'eau.
Porter à ébullition. S'il reste des cristaux non dissous, rajouter 5 mL d'eau.
Refroidir dans un bain d'eau glacée. Agiter avec une baguette en verre.
Filtrer et rincer les cristaux sur Büchner, sous vide.
Mettre les cristaux dans un petit cristallisoir. Peser.
9) Pourquoi chauffe-t-on ?
10) Estimer le volume minimum d’eau nécessaire pour recristalliser le produit brut ? Pourquoi mettre le minimum
d’eau ?
11) Quelle est la nature des impuretés susceptibles d’être éliminées lors de la purification. Justifier.
12) Comment choisit-on le solvant de recristallisation ?
Manipulation n°5 : Caractérisation : température de fusion
 Mesurer, au banc Köfler, les points de fusion du produit brut et du produit obtenu après purification et
séchage.
13) Noter la valeur du point de fusion sur votre compte-rendu et conclure.
Manipulation n° 6 : Chromatographie
Mise en solution des produits à analyser
Les produits à analyser sont solides. Pour réaliser la chromatographie sur couche mince de ces différentes
espèces, nous devons les solubiliser.




Peser une masse m = 0,10 g de produit synthétisé.
Introduire dans un tube à essai, une pointe de spatule de solide synthétisé.
Ajouter 2 mL d’acétate de butyle.
Agiter jusqu’à la dissolution complète du produit.
Chromatographie
 Réaliser une chromatographie avec les 3 dépôts suivants :
 Dépôt A : para-aminophénol en solution ;
 Dépôt B : produit synthétisé en solution ;
 Dépôt C : paracétamol commercial en solution.
 Eluer un mélange (déjà préparé au bureau) d’acétate de butyle (3 mL), de cyclohexane (2,0 mL), d’acide
formique (0,5 mL) et d’acétone (10 gouttes).
 Faire la révélation sous ultra-violet.
14) Reproduire l’aspect de la plaque de chromatographie après révélation. Interpréter le chromatogramme.
15) Calculer le rendement de cette synthèse.
AUTO-EVALUATION
CAPACITES ET ATTITUDES
Réaliser
• Réaliser ou compléter un schéma permettant de mettre en œuvre le protocole expérimental
• Réaliser le dispositif expérimental correspondant au protocole
• Respecter les règles de sécurité
• Maîtriser certains gestes techniques
Analyser
• Observer et décrire les phénomènes
Valider
• Extraire des informations des données expérimentales et les exploiter
Communiquer
• Rendre compte de façon écrite
CODE
REA
REA1
REA2
REA3
REA4
ANA
ANA5
VAL
VAL1
COM
COM1
D
C
B
A
Complément : sélectivité de la réaction
En cas de douleurs, l’aspirine ou le paracétamol est prescrit, pourtant il ne s’agit pas des mêmes molécules.
L’aspirine a, entre autres, un effet anticoagulant que n’a pas le paracétamol.
On donne ci-après les équations relatives aux synthèses de l’aspirine et du paracétamol :
1) Nommer les groupes caractéristiques présents dans les réactifs intervenant dans ces synthèses. Identifier ceux
qui réagissent. Quelles sont les fonctions créées ?
2) Lors de la réaction entre le para-aminophénol et l’anhydride acétique, le paracétamol se forme majoritairement,
mais une autre espèce chimique peut aussi se former minoritairement. En s’inspirant de la réaction de synthèse
de l’aspirine, donner la formule topologique de cette espèce.
3) On dit que le paracétamol est obtenu via une réaction sélective. Définir ce qu’est une réaction sélective.
Matériel
Binôme
- 2 erlenmeyers 150 mL
- balance électronique
- spatule
- baguette de verre
- éprouvettes graduées 5mL, 50 mL
- réfrigérant à eau adapté à un ballon bicol
- ampoule de coulée adaptée au bicol
- chauffe ballon, potence, support élévateur, 2 pinces et noix de serrage, clip
vert
- agitateur magnétique chauffant
- pipette graduée 2mL + propipette
- cristallisoir pour glace pilée
- mini cristallisoir pour récupérer cristaux
- filtration sur büchner
- papier filtre adapté
- plaque CCM
- Capillaires (3 par binöme)
- acétate de butyle
Bureau - hotte
- para-aminophénol solide
- acide acétique pur en dispensette (5mL)
- anhydride acétique en dispensette (7mL)
- Eluant CCM : d’acétate de butyle (3 mL), de cyclohexane (2,0 mL), d’acide
formique (0,5 mL) et d’acétone (10 gouttes) en dispensette ?
- paracétamol commercial en solution (CCM)
- para-aminophénol en solution (CCM)
- glace pilée
- banc köfler
- étuve
- lampe UV