Différencier une synthèse d'une hémisynthèseExercice

Soit un protocole de synthèse d'un agent anticonvulsivant, la 5,5-diphénylhydantoïne (ou phénantoïne) :

  • Dans un ballon de 200 mL, dissoudre 2,00 g de benzile et 0,96 g d'urée dans 50 mL d'éthanol.
  • Ajouter 5 mL d'une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium à 0,1 mol.L−1.
  • Chauffer à reflux pendant 2 h.
  • Après refroidissement à température ambiante, ajouter 150 mL d'eau glacée et agiter.
  • Filtrer pour enlever le solide beige pâle qui est un sous-produit.
  • Transvaser le filtrat dans un bécher de 400 mL.
  • Ajouter au filtrat, goutte à goutte et en agitant, de l'acide chlorhydrique à 6 mol.L−1 jusqu'à ce que la précipitation de la phénantoïne soit complète.
  • Filtrer par Büchner et laver le produit à l'eau glacée.
  • Sécher à l'étuve.

S'agit-il d'une synthèse ou plutôt d'une hémisynthèse ?

Soit un protocole simplifié d'élaboration de l'aspirine ci-dessous :

  • Dissoudre 1 équivalent molaire d'acide salicylique (\ce{C7H6O3}) dans du dichlorométhane anhydre à raison de 0,24 mmol/mL et placer rapidement le tout à 0°C sous atmosphère sèche.
  • Ajoutez deux à trois équivalents de triéthylamine au mélange réactionnel, préférez une base séchée sur tamis moléculaire.
  • Ajoutez goutte à goutte 1,2 équivalent molaire de chlorure d'acétyle (\ce{C2H3ClO}) sous vive agitation, un échauffement devrait se produire ainsi que l'apparition d'un précipité blanc.
  • En fin d'addition, on laisse la réaction revenir à température ambiante et l'agitation est poursuivie sur la nuit.
  • La réaction est traitée par addition à froid d'une solution concentrée de chlorure d'ammonium.
  • Les deux phases sont séparées puis la phase aqueuse est extraite deux fois à l'acétate d'éthyle.
  • Les phases organiques sont mélangées, le tout est séché sur sulfate de sodium ou de magnésium puis le solvant est évaporé à l'aide d'un évaporateur rotatif pour laisser apparaître un solide blanc.

S'agit-il d'une synthèse ou plutôt d'une hémisynthèse ?

Soit le protocole (simplifié) de synthèse du paracétamol par réaction entre le para-aminophénol et l'anhydride éthanoïque :

  • Introduire le para-aminophénol dans un ballon ainsi que des grains de pierre ponce.
  • Rajouter environ 50 mL d'eau distillée et 3,5 mL d'acide éthanoïque pur.
  • Faire le montage du chauffage à reflux.
  • Adapter une ampoule de coulée sur le deuxième col du ballon contenant 7 mL d'anhydride acétique.
  • Allumer le chauffe-ballon et chauffer jusqu'à dissolution complète du para-aminophénol.
  • Baisser le chauffe-ballon et refroidir le ballon dans une bassine remplie d'eau froide puis ajouter goutte à goutte l'anhydride acétique.
  • Remettre le chauffe ballon en place et laisser chauffer à reflux pendant environ 15 minutes.
  • Pendant ce temps, refroidir environ 100 mL d'eau distillée.
  • Refroidir le mélange dans un bain de glace : des cristaux blancs de paracétamol apparaissent lentement par cristallisation.
  • Attendre quelques minutes que la précipitation du paracétamol soit terminée.
  • Filtrer le solide blanc sous vide sur un filtre Büchner et le rincer à l'eau préalablement refroidie pour éliminer les impuretés.
  • Sécher le paracétamol entre deux morceaux de papier filtre.

S'agit-il d'une synthèse ou plutôt d'une hémisynthèse ?

Soit un protocole simplifié d'élaboration d'un ester à l'odeur caractéristique de rhum, l'acétate d'isoamyle :

  • Réaliser un montage pour effectuer une hydrodistillation (chauffe-ballon sur élévateur, ballon de 100 mL, colonne de Vigreux, réfrigérant et bécher pour récupérer le distillat).
  • Dans le ballon placer quelques grains de pierre ponce (pour régulariser l'ébullition) puis 25 mL d'éthanol, 25 mL d'acide méthanoïque et environ 5 mL d'acide sulfurique concentré.
  • Mettre en route le chauffe-ballon. La distillation de l'ester se fait à 54,3°C.
  • Maintenir alors la température un peu au-dessus de cette valeur pour éviter l'ébullition des autres composants tels que l'éthanol.
  • Laisser la réaction se poursuivre jusqu'à obtention de quelques millilitres d'ester.

S'agit-il d'une synthèse ou plutôt d'une hémisynthèse ?
(L'éthanol, présent dans toutes les boissons alcoolisées, peut être considéré comme une molécule simple.)

Soit un protocole d'élaboration de synthèse de la cyclohexanone à l'aide du dichromate de sodium dihydraté.

  • Dissoudre 15,0 g de dichromate de sodium dihydraté dans 25 mL d'acide éthanoïque à chaud dans un erlenmeyer.
  • Dissoudre 15,0 g de cyclohexanol dans 10 mL d'acide éthanoïque dans un erlenmeyer de 250 mL.
  • Refroidir les deux erlenmeyers à 15°C puis mélanger les deux solutions, en rinçant avec un peu d'acide éthanoïque.
  • Laisser le mélange se réchauffer pour que la réaction démarre. Maintenir la température à 60°C pendant 15 minutes, puis à 65°C pendant 20 minutes. Lorsque la température baisse, attendre encore 5 minutes puis verser le mélange dans un ballon de 500 ml que l'on installera pour une hydrodistillation.
  • Rincer l'erlenmeyer avec 100 mL d'eau puis les ajouter dans le ballon.
  • Poursuivre l'hydrodistillation 10 minutes après la disparition des gouttes huileuses.
  • Ajouter au distillat 0,2 g de chlorure de sodium par millilitre d'eau. Dissoudre en remuant. Ajouter 25 mL d'éther, décanter.
  • Laver la phase organique avec 25 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium à 10%.
  • Laver avec une solution saturée de chlorure de sodium.
  • Sécher sur sulfate de sodium anhydre.
  • Distiller l'éther puis la cyclohexanone.

S'agit-il d'une synthèse ou plutôt d'une hémisynthèse ?

Soit un protocole de synthèse d'un agent anticonvulsivant, la 5,5-diphénylhydantoïne (ou phénantoïne) :

  • Dans un ballon de 100 mL, introduire 2,00 g de benzoïne, 3,80 g d'acétate de cuivre monohydraté, 15 mL d'acide acétique glacial et 5 mL d'eau.
  • Porter le mélange à reflux ( déclencher alors le chronomètre).
  • Effectuer des prélèvements du mélange réactionnel à différents instants et faire, à côté du dépôt du mélange réactionnel, un pour chaque réactif et encore un pour le produit.
  • Révéler les plaques CCM au fur et à mesure pour suivre l'évolution de la synthèse.
  • Arrêter le reflux lorsque que l'on peut considérer que la réaction est terminée (le reflux ne doit pas dépasser 45 min).
  • Filtrer sur Büchner le mélange réactionnel chaud.
  • Transvaser le filtrat dans un bécher de 250 mL, rincer la fiole à l'eau glacée et refroidir le bécher de façon à ce que la cristallisation soit complète.
  • Mesurer le pH du filtrat avant le premier lavage.
  • Filtrer sur Büchner, laver le gâteau avec de l'eau glacée en contrôlant la qualité des lavages (de nombreux lavages sont nécessaires).
  • Essorer et sécher le produit brut sur papier filtre.

S'agit-il d'une synthèse ou plutôt d'une hémisynthèse ?

Exercice précédent