2012 - ASSO-ETUD
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Faculté des Sciences Section de chimie et biochimie Département de chimie physique 39. Oxydation de la benzoine en benzine Travaux Pratiques de chimie organique Par M. Laverrière Romain Assistante Tortoreto Cecilia Genève 2012 1. But de lʼexpérience[1] Le but de cette expérience est la synthèse de la benzine, cathalysée par de lʼacide nitrique, à partir de la benzile préparée préalablement durant lʼexpérience n°38. O O HNO3 O OH 2. Manipulations[1] Pour commencer, 45 mL dʼacide nitrique concentré, 30 mL dʼacide acétique glacial et 6 g de benzoine ont été placés dans un ballon tricol muni dʼun agitateur et surmonté dʼun réfrigérant. Puis, le tout a été chauffé à 100 °C pendant 1 heure jusquʼà la dissipation de la fumée rouge. Lʼavancement a pu être suivi par CCM (éluant : dichlorométhane). Ensuite, 150 mL dʼeau froide ont été ajoutés afin dʼobtenir un précipité jaune, aidé par agitation vigoureuse. Le tout a alors été filtré, et le solide lavé à lʼeau froide. Enfin, les cristaux obtenus ont été recristallisés à lʼéthanol. 3. Mécanisme de réaction[2] Le mécanisme nʼa pas été trouvé tel quel dans la littérature. Il a nécessité un peu de suggestion de la part des collègues à partir dʼune oxydation dʼun alcool similaire. O O O H Ph Ph Ph OH Ph H N O -H2O HO N O HO O N H+ OH O O O O O N O N O OH O OH + O OH Ph Ph N OH O HO Ph + Ph O O 1 4. Résultats & Discussion 4.1. Rendement ! 210.23 !"# !!!"#$%&" !"##$ !ℎé!"#$%& = !"##$!"#$%&#" ∗ = 6.0 ! ∗ ! = 5.94 ! !!!"#$%&#" 212.24 !"# Masse obtenue (g) 4.175 (Masse littérature (g)) (4.5) Masse théorique (g) 5.94 Rendement 70.3 % Le rendement est très bon. En effet, non seulement il est au-dessus de 50%, mais en plus il est très proche de la valeur littéraire pour cette expérience (76%). 4.2. Spectre RMN 1H (Annexe 2 & 3)[1] HB HA HA HC O HB HB O HC HA HA HB Proton HA HB HC δlitt (ppm) 7.95-8.02 7.46-7.58 7.62-7.70 [1] δexp (ppm) 7.976-7.997 7.504-7.543 7.652-7.689 Intégral 1.00 1.02 0.51 type Multiplet Multiplet Multiplet # protons 4 4 2 Le spectre H-RMN montre un produit tout à fait pure. Les déplacements expérimentaux correspondent totalement à ceux attendus et les intégrales reflètent bien la stœchiométrie des protons. On ne discerne aucunes impuretés. 4.3. Spectre IR (Annexe 4)[4] Le spectre IR fait apparaître tous les pics escompter, notamment celui de la fonction cétone (C=O) prédominant à 1657.25 cm-1. Par ailleurs, on constate que le pic à 3065.85 cm-1, correspondant à la fonction alcool (OH), est insignifiant. On peut donc considérer que le réactif nʼest plus présent dans le milieu. 2 4.4. Chromatographie CCM & point de fusion[3] : La chromatographie sur couche mince (éluant : dichlorométhane) donne un Rf de 0.7. Aucune valeur théorique nʼa pue être trouvée afin de comparaison. Pour la température de fusion : Tf expérimentale [3] Tf littéraire 93-94 °C 94-97 °C Les températures sont donc tout-à-fait semblables. 5. Conclusion Pour conclure, on voit par la H-RMN que le produit obtenu est celui désiré ce qui est confirmé par le spectre IR. De plus, aucune impureté ne semble être présente. Le rendement est lui aussi très bon compte tenu des prévisions du protocole. Finalement, on constate que la température de fusion expérimentale correspond bien à celle littéraire. Bref, lʼexpérience est une totale réussite. 3 6. Questions 6.1. Quel fréquence caractéristiques devez-vous rechercher en IR dans la benzoine et le benzile ? La benzoine admet typiquement un pic entre 3600-3200 cm-1 et entre 14101260. Cela correspond respectivement à lʼélongation et a la déformation de la fonction alcool (OH). Les deux molécules admettent un pic entre 1730-1650, correspondant à leur fonction cétone (C=O) (deux, dans le cas du benzile). 6.2. Quel est le mécanisme de lʼoxydation dʼun alcool secondaire en cétone par le trioxyde de chrome ? Dʼaprès les notes de cours[5] : R O R OH + OH2 R CrVI O + R O H O H O O + R 7. H H OH O R H + CrIV O OH CrVI OH O H O H Sources [1] Travaux Pratiques de Chimie Organique 3ème Semestre, 21 Novembre 2011 – 16 Mars 2012, 39 [2] Vollhart-Schore, Traité de chimie organique, 4ème édition française, (2004) [3] Acros (http://www.acros.com/) [4] SDBS (http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi) [5] A. Alexakis, Notes de cours 4 8. Annexes 8.1. Fiche de toxicité[3] Produit Benzoine Acide nitrique conc. Acide acétique N° CAS 119-53-9 7697-37-2 64-19-7 Formule MM (g/mol) Quantité Inflammabilité C14H12O2 212.24 6g Non HNO3 63.01 45 mL Non CH3COOH 60.05 30 mL Non Toxicité Non Très corrosif Corrosif Irrit. de la peau Oui Oui Oui Gants Latex Latex/Nitrile Latex Inhalation Cancérigène Autres Déchets Dangereux Non Flacon spécial Très dangereux Non Brûlure Bidon acide Dangereux Non Brûlure Bidon acide Réferences [3] [3] [3] 5 8.2. Spectre RMN 1H (CDCl3) 6 8.3. Spectre IR 7
