synthese d'un ester

[invite9f60ab2b]

bonjour, je suis au niveau bac +2 et j'ai quelques petits problèmes sur un Tp, donc je fais appel à votre aide
je dois synthétiser l'ester dérivé du cholesterol. je noterai l'alcool dont il est issu ROH, car la formule est tres compliqué
on fait donc la reaction suivante ROH+ (CH3CO)2 = ROOC-CH3 + CH3COOH dans l'acide acetique comme solvant.

déjà je me demande pourquoi utilise -t on de l'acide acetique comme solvant. est uniquement le solvant , a t il un role de catalyseur ?
est ce que lorsqu'on utilise un anhydride d' acide à la place d'un ac carboxylique, il y a besoin de faire une catalyse acide ?

la reaction est-elle totale ? je vois pose cette question cr il faut ensuite faire l'extraction de l'éther et déterminer phase aqueuse, phase organique.

apres avoir chauffé à reflux, on remplace le chauffe balon par un bain d'eau glacée pr refroidir et on ajoute 40mL d'eau.
pourquoi ajoute-on cette eau ? à quoi elle sert ?
esnuite il faut verser le melange dans un erlenmeyer, rincer le ballon 2 fois avec de l'ether, ajouter les 2 fractions etherée et agiter. tout mettre dans l'ampoule à decanter et recueillir la phase organique.
je me demandais s'il restait encore un peu d'alcool à la fin de l'esterification, et si oui, dans quelle phase va-t-il ?

voilà, j'ai posé pas mal de questions, mais j'aimerais bie comprendre toutes les etapes de ce tp.
je remercie d'avance ce qui prendrot la patience de me repondre.
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[invited5c60496]

Résumé sur les estérifications !

(1) R'-OH + R-COOH <---> R-COOR' + H20 réaction équilibré

si l'alcool est primaire --> rendement de l'estérification est de 2/3 pour un alcool primaire. mais avec des alcools secondaires et tertiaires les rendement dégringoles ! ( dans ton cas donc ça serait un BIG problème)

cependant on peut déplacer la réaction : CF "Loi de modérations ds équilibres".

Il y a des cas ou on n'as pas d'équilibres, avec les chlorures d'acyles et les dianhydrides :

(2) R'-OH + R-COCl ==> R-COOR' + HCl ( à piéger )

(3) R'-OH + R-CO-O-OC-R ==> R-COOR' + R-COOH

Les réactions sont totales (sur le papier).

Le solvant : acide acétique : CH3-COOH, le même composé que tu forme et qui avec ton alcool subit un équilibre (réaction N°1); comme c'est un acide faible il joue pas en général le rôle de catalyseur.

Pour la réaction 1 : catalyse avec H2SO4 en général.

cette équilibre ne gène pas la réaction car la réaction 3 est totale donc déplacerais l'équilibre de (1) dans le sens de reformation des produits (sens -1 pour la réaction 1).

Pour la catalyse on utilise dans le cas de la réaction (1) un acide pour augmenter le caractère electrophile du carbone portant la C=O.
formation d'une mésomérie R-C⁺-(OH)2.

Pour les chlorures d'acyles et les dianhydrides qui sont plus réactifs et qui génère des réactions totales, je pense pas que cela soit nécéssaire...mais pas sûr !

tu rajoute de l'eau sur R-COOR' et si on suit la réaction (1) tu devrais faire une hydrolyse mais ce n'est pas le cas ... ^_^héhé.

Je te laisse réfléchir sur cette question, la réponse est simple mais faut bien que tu te la pose au moins une fois hihihihihi

Pour l'ajout d'eau c'est faillot, tu fait une extraction de la phase organique mais c'est possible que si t'as une phase aqueuse mais ta réaction (type 3) n'en créé pas donc ...

Reste de l'alcool...pas si tu le mets en défaut et donc suffit d'ajouter un peu de dianhydride en plus...^_^hé hop une question d'esquivé...

t'a un alcool...pose toi deux questions : est-il miscible à l'eau ? à l'éther ?..........t'as ta réponse...

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Bonne chance pour ton TP, mais y'a des estérification plus imple et plus drôle (surtout les ester odorants qui se distille directement...mais ça ferait un TP de 30min) ....^_^ héhéhé

[invite9f60ab2b]

alors j'ai reflechi au rajout de l'eau et e fuillant sur le net, j'ai trouvé que eau+ anhydride = acide carboxylique. donc ça permet l'hydrolyse de l'anydride restant. par contre, je comprends pas pourquoi, ça ne ferait pas, comme vous l'avez dit une reacton de leau sur l'ester. pourriez vous me donner plus d'explicatons svp ?
ensuite je ne comprends pas le role de l'acide acetique. ok c'est le solvant. mais estce qu'il reagit avec l'ester ? et pourquoi ce solvant en particulier ?
au départ on met en presence 1g de cholesterol dont la masse molaire est 386g et 4 mL d'anhydride. et là j'ai eu quelques problèems car je voulais savoir qui était le reactif limitant sauf qu'on ne me donnait pas la concentration de l'ahnydride, donc je pouvais pas calculer sa quantité de matière initiale. finalement j'ai trouvé sa densité sur le net qui est de 1.08. et j'ai trouvé que l'alcool était e défaut.

est ce que c'est juste de dire qu'il reste des traces d'alcool dans la phase organique à la fin du chauffage à reflux ? ou est-ce qu'il en reste quand même une quantité non négligeable ?

et enfin j'ai encore un petite question, apres avoir lavé la phase organique à la soude, séché et evaporé l'ether, on fait une recristallisation de l'ester . mais pourquoi ? je ne vois les impuretés qu'l faudrait eliminer puisque apres ts les lavages, sechages et evaporation il ne me reste plus que l'ester ?


voilà
merci pour votre aide

[invited5c60496]

Pour le problème avec l'eau, c'est simplement que tes réactions tu les effectus en chauffant mais n'oublie pas :
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apres avoir chauffé à reflux, on remplace le chauffe balon par un bain d'eau glacée pr refroidir et on ajoute 40mL d'eau.
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En mettant ta réaction dans un bain d'eau glacée et non pas à reflux tu stoppe cinétiquement toutes réactions chimiques : donc pas de réactions avec l'eau....^_^ héhé

Pour le solvant, je crois qu'on choisit un acide répondant au dianhydride pour éviter un problème de réaction parasite : regarde bien les formules de ton anhydride et de ton solvant : y'aurais pas comme une ressemblance : CH3-CO-O-OC-CH3 et CH3-CO-OH.

Techniquement tout ton alcool est consomé si il est en défaut, en pratique je sais pas mais si il en reste la constante d'équilibre de la réaction est tellement grande que ça ne doit pas être un truc en, 10^-10 à 10^-50. totalement négligeable !

Les cristallisations permettent de s'assurrer qu'on obtienne un produit purifié mais des fois c'est pas utile; dans ton cas je pense pas qu'il pourrait y avoir beaucoup d'impureté.


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PS : des fois les cristallisations tournent mal et tu peux perdre pas mal en rendement même si tu purifie à fond.

Ex : j'ai un connaissance qui avait un prduit pur à +85 %, la recistallisation lui permis d'avoir un truc pur mais elle a perdue >90% de son produit
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[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9f60ab2b]

le mode operatoire ce n'est pas moi qui l'ai fait, on me l'a donné, donc s'ils demandent de faire une recristallisation, elle doit bien servir à quelque chose ! à eliminer quelles impuretés, je ne sais pas trop ! c'est la question que je me posais car je croyais qu'on les avait déjà toutes eliminées grave aux lavages, decantation , sechage, evaporation de l'éther. vous en pensez quoi ?

est ce que vous êtes d'accord que l'eau qu'on rajoute à froid c'est pr hydrolyer l'anhydride en exces ?

pour l'acide acetique, vous pensez donc qu'il n'a qu'un role de solvant ? je me creuse la tete car dans mon enoncé ils me demandent s'il n'a que le role de solvant, et s'ils posent la question, je me dis qu'il doit bien avoir un autre role, mais je ne vois pas lequel

voilà
encore merci pour votre aide

[invitea2369958]

Bonsoir,

L'acide acétique est une source de protons dc il sert à la fois de solvant et de "catalyseur acide" (je mets entre guillements car il est en large excès)

sinon pour la recristallisation elle ne sert peut-être à rien mais ils vont en font faire une pour apprendre ! Non sérieux elle doit avoir son utilité mais j'ai l'impression que tu te prends la tête pour rien !

et pour l'hydrolyse de l'anhydride, je suis d'accord mais elle te premet également d'avoir une phase aqueuse...

[invited5c60496]

Je suis pas d'accord pour l'hydolyse de l'anhydride ! ...t'ajoute de l'eau àprès avoir refroidit ton milieu réactionnel donc ta réaction d'hydrolyse peut pas avoir lieu; à froid les cinétiques de ces réactions sont bloquées ! et en plus t'hydrolyserais de préférérence ton acide acétique car il est en très large excès...donc pas d'Hydrolyse possible ! ( à mon humble avis) !

Et en plus tu fais tes extractions après l'ajout d'eau donc tu laisse pas le temps aux réactions de se faire !

[invite9f60ab2b]

alors à ton avis ran2 à quoi sert l'ajout d'eau ? et surtout puisque mon anhydride est en exces si on ne l'elimine par hydrolyse que devient-il ? il faut absolument l'éliminer.
je ne suis pas au courant de tous ces problèmes de cinetique, je ne suis qu'en 2eme année de deug. ça donne quoi l'hydrolyse d'un acide carboxylique ? je crois bien n'avoir jamais vu cette reaction

[invitea2369958]

Je suis pas d'accord pour l'hydolyse de l'anhydride ! ...t'ajoute de l'eau àprès avoir refroidit ton milieu réactionnel donc ta réaction d'hydrolyse peut pas avoir lieu; à froid les cinétiques de ces réactions sont bloquées ! et en plus t'hydrolyserais de préférérence ton acide acétique car il est en très large excès...donc pas d'Hydrolyse possible ! ( à mon humble avis) !

Et en plus tu fais tes extractions après l'ajout d'eau donc tu laisse pas le temps aux réactions de se faire !

Bonsoir,

C'est quoi ce délire, à froid les cinétiques sont bloquées ????

Par exemple, lorsque tu fais un lithien tu le fais ds le THF et tu refroidis ton ballon avec un mélange acetone/carboglace pour te permettre d'atteindre -78°C et la réaction fonctionne très bien alors laisse moi rire avec tes réactions bloquées

Ensuite pour l'hydrolyse de ton acide acétique va falloir m'expliquer comment tu l'expliques

ciao

[shaddock91]

Bonjour.

Ac2O est assez difficile à hydrolyser à température ambiante, tu risques d'en récupérer dans le produit final, la recristallisation éliminera les dernières traces.

[invite9f60ab2b]

et l'anhydride qu'il reste apres hydrolyse va dans la phase organique ? c'est bien ça ? et c parce qu'il va dans la phase organique qu'il en reste un peut dans l'ester final ?

[invited5c60496]

Euh, WestCoast85, pour l'histoire les lithiens sont vraiment beaucoup plus réactifs et instables que les esters et anhydrides, c'est pourquoi on peut faire de comparaison en ce qui concerne la cinétique !

Pour l'anhydride, étant très polaire et pouvant faire en plus les liaisons hydrogènes, il y a de grande chance qu'il parte en phase aqueuse ! ( tu pourras essayer avec un tube à essais pour voir si c'est vrai) ! et en plus il doit avoir une certaine affinité avec l'acide acétique dans lequel il est miscible !

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[invitea2369958]

OK Ran2 mais ne dit pas que les cinétiques sont bloquées à froid car cela ne veut rien dire !
Sinon, bien entendu que les 2 réactions sont totalement différentes...