Secher de l'acide paratoluène sulfonique

[invite2ed47791]

Bonjour.

J'ai dans mon laboratoire un flacon d'acide paratoluène sulfonique monohydraté H₃C-C₆H₄-SO₃.H₂O. Le problème c'est qu'il est assez rose, ce qui, d'après ce que l'on m'a dit, signifie qu'il est très hydraté (trop pour l'utilisation que je dois en faire).
Ma question est donc comment faire en sorte qu'il redeviennent comme à son état d'origine : monohydraté ?

J'ai essayé l'étuve à 50 °C pendant une nuit, cela n'a pas changé grand chose. J'ai aussi essayé de mettre le flacon ouvert dans une enceinte fermée contenant un dessicateur, sans succès non plus.
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[moco]

Et si tu le mettais dans un récipient fermé en présence d'anhydride phosphorique comme déshydratant ?

[invite2ed47791]

J'ai essayé cela mais à la place de l'anhydride phosphorique, j'ai mis des "cristaux" violets absorbeurs d'humidité utilisés dans les dessicateurs.
Je n'ai pas d'anhydride phosphorique dans mon laboratoire. Peut-être que je pourrais utiliser du dichlorure de calcium à la place ?

Sinon, j'envisage aussi de dissoudre l'acide paratoluène sulfonique dans un solvant, d'ajouter du sulfate de magnésium, de filtrer et d'évaporer à l'évaporateur rotatif.
Quel solvant choisir alors ? Il doit solubiliser l'acide paratoluène sulfonique, être miscible à l'eau et avoir une température d'ébullition pas trop élevée. Je pense à l'acétone ou à l'éthanol. Mais je ne me souviens pas avoir déjà mis du sulfate de magnésium dans ces solvants. Est-ce compatible ?

Je crains aussi qu'au final j'obtienne de l'acide paratoluène sulfonique totalement anhydre alors que je veux qu'il soit monohydraté.

[invite441f4daf]

Pour l'utiliser dans l'une de mes réactions d'un de mes projets en cours, l'acide p-toluènesulfonique est soluble dans l'acétone.

Ton idée de le dissoudre dans un solvant, le sécher sur MgSO₄ (ou autre type tamis ect...) puis évaporer est pas bête. Tu peux toujours tanter l'expérience pour voir si c'est mieux.
Après, ton APTS est rose comment? C'est vraiment foncé foncé ou juste une p'tit peu rose?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2ed47791]

Mon acide paratoluènesulfonique est un peu plus rose que celui d'un autre flacon neuf, beaucoup moins rose et pâteux que le vieux flacon du labo d'à coté, et un peu trop rose pour son utilité...

Je pense que je vais faire différents essais sur un petite quantité à chaque fois, pour voir. Je vous tiens au courant et reste à l'écoute de nouvelles solutions.

[moco]

Je me demande si la couleur rose a vraiment quelque chose à voir avec le degré d'hydratation. Est-ce que ce ne serait pas plutôt la conséquence d'une oxydation ? On sait bien que le phénol s'oxyde à l'air en prenant une couleur rose. Ton acide n'est pas du phénol bien sûr. Mais est-ce qu'un petit pourcentage de l'acide p-toluène-sulfonique ne pourrait pas lentement s'hydrolyser en formant un phénol, ou un de ses produits d'oxydation, comme une quinone ?

[shaddock91]

Bonjour. l'APTS monohydrate est "relativement" stable dans le temps, mais il m'est arrivé de retrouver "de très vieux millésimes" passablement dégradés. J'avais pensé à une réaction avec le bouchon...

[invite2ed47791]

L'acide paratoluenesulfonique est peut-être stable dans un flacon bien fermé, mais si l'air ambiant s'en approche, il semble en absorber rapidement l'humidité.

[moco]

Beaucoup de produits organiques, même parmi les plus stables, finissent par se dégrader avec le temps, et s'oxydent ou s'hydrolysent. Même si cette action ne touche qu'un millième de pourcent de la matière organique, elle est bien visible lorsque le produit dégradé est coloré.
Je me demande si ce n'est pas là la clé de ton problème. Auquel cas, il n'y a qu'une solution : recristilliser ton acide.

[invite2ed47791]

Je n'ai pas le niveau en chimie organique pour dire s'il y a dégradation ou non. En revanche, j'ai observé dans le vieux flacon du laboratoire d'à côté que l'APTS était devenu très franchement rose et qu'il était devenu "pâteux". On voyait clairement que c'était gorgé de liquide. Cela semble confirmer que l'APTS est très hygroscopique (c'est d'ailleurs confirmé par sa fiche de sécurité).

Quant à la recristallisation, les deux sujets que j'ai trouvés sur ce forum (en faisant une recherche que j'aurai d'ailleurs dû faire beaucoup plus tôt) préconisent l'hexane ou l'acétate d'éthyle ou plutôt de consulter le Vogel. Ces deux solvants sont hydrophobes et ne débarrasseront pas de l'eau (à moins que je mette du sulfate de magnésium et que je filtre à chaud, mais ça me semble délicat). La recristallisation ne sera donc utile que pour se débarrasser des éventuels produits de dégradation, sous réserve que ces derniers soient beaucoup moins solubles à chaud dans le solvant choisi que l'APTS.

http://forums.futura-sciences.com/ch...llisation.html

http://forums.futura-sciences.com/ch...tion-apts.html

[invite42d02bd0]

Pour l'avoir sec tu dois le recrystalliser dans de l'acétate d'éthyle (rapidement pour éviter d'hydrolyser ce solvant)

[mach3]

pour virer l'eau je suggérerais un entrainement au toluène par évaporateur rotatif. L'eau et le toluène formant un hétéroazéotrope, l'eau sera entrainée avec le toluène. On obtiendra un mélange biphasé dans la récup de l'évapo, ce qui permet de constater l'efficacité du traitement.

Il n'est pas nécessaire que tout l'APTS soit dissous pendant la procédure. Je préconise en revanche de procéder à l'entrainement une deuxième fois. Si la récup de l'évapo est monophasée, alors c'est bon c'est sec, sinon, il faut refaire une 3é fois...

Il y a par contre des chances que le solide obtenu soit anhydre et non monohydraté (un Karl-Fischer ou une TG devrait faire l'affaire pour le savoir, si tu en disposes). Ce n'est pas un problème si tu l'utilises de façon catalytique, en revanche si c'est en tant que réactif, attention aux stoechiométries...

m@ch3

[HarleyApril]

bonjour
industriellement, c'est effectivement ce qui est pratiqué
on distille du toluène pour sécher l'APTS
au labo, on peut utiliser un appareil de Dean Stark
surtout si la suite est une déshydratation dans le toluène avec cet appareil !

ceci étant, l'expérience montre que certains lots d'APTS ne fonctionnent pas sans qu'il y ait un lien avec la coloration rose
il est donc judicieux de noter quel lot on a utilisé ...

cordialement

[invite2ed47791]

Encore une piste supplémentaire !

J'ai testé l'idée de mettre l'APTS dans un récipient fermé qui contient un dé séchant : CaCl2 (en masse équivalente à l'APTS et non mélangé bine sûr). Ce n'est pas très concluant. Il aurait peut-être fallut broyer les morceaux d'APTS aussi. Bref.

Pour revenir sur la piste de l'entrainement de l'eau via un hétéroazéotrope, je crains d'avoir du mal à me débarrasser du toluène à la fin car sa température d'ébullition est assez élevée (111 °C). Pourrais-je remplacer le toluène par du cyclohexane (plus volatile car ébulition à 81°C) ? Je n'ai pas envie qu'il reste des traces de solvants à la fin dans mon APTS final.

[HarleyApril]

question bête
tu veux en faire quoi de ton acide para toluènesulfonique ?
peut-être que le solvant que tu utilises ensuite pourrait convenir pour azéotroper ...

cordialement

[mach3]

je crains d'avoir du mal à me débarrasser du toluène à la fin car sa température d'ébullition est assez élevée (111 °C).

c'est ce qu'on pourrait croire mais en fait le toluène part quand même plutôt facilement au rotavap. Je n'ai jamais eu de difficulté pour l'enlever personnelement.
Au pire tu peux faire une dernière phase de séchage à l'étuve.

Essaie sur une petite quantité, tu verras bien si ça marche.

Sinon, je rejoins Harley, selon le solvant que tu vas utiliser ensuite, il y aura p-t moyen de faire l'entrainement d'eau avec ce solvant, ce qui permet de ne pas sécher totalement.

m@ch3

[invite2ed47791]

Je commence par un erratum, l'acide para-toluène sulfonique monohydrate a pour formule H₃C-C₆H₄-SO₃H.H2O
(j'avais oublié le H acide dans mon premier post)


Voici le protocole que j'ai testé.

Dans un ballon : 25 g d'acide para-toluène sulfonique et 130 mL de cyclohexane. Dean Stark et réfrigérant à boule. Agitation magnétique. Chauffage au bain d'huile (jusqu'à 140°C dans le bain d'huile). La température dans le ballon monte jusqu'à 80 °C (normal, c'est la température d'ébullition du cyclohexane).

L'APTS devient liquide (nettement rose, limpide) et ne se mélange pas avec le cyclohexane. L'APTS liquide reste vers le fond du ballon. La vivacité de l'agitation magnétique permet quand même une grande surface de contact avec le cyclohexane.

L'ébullition est vive, reflux à plus de 4 gouttes par seconde.
On recueille environ 2 mL d'eau en 3 heures hier et moins d'1 mL en 7 heures aujourd'hui (j'ai laissé refroidir la nuit entre les deux).

Ce soir, j'ai coupé le chauffage et laissé l'agitation vive car je ne veux pas obtenir un gros bloc d'APTS au fond du ballon, je préfèrerai des grains.

A demain soir pour la suite !

[invite42d02bd0]

Mais pourquoi veux tu séchers l'APTS? Dans 90% des cas ce n'est pas nécessaire...

Quelle réaction veux tu faire?

[invite2ed47791]

Suite et fin de l'expérience.

Ce matin, dans mon ballon, l'APTS s'est solidifié autour de l'olive aimantée en un gros bloc de couleur rose.
Cette expérience n'étant pas du tout dans mes priorités. J'ai laissé tombé et jeter tout ça. C'était juste pour satisfaire ma curiosité et m'amuser. Je rachèterai un flacon d'APTS (ça ne coute pas très cher) et je veillerai à bien le refermer après chaque utilisation en ajoutant du parafilm (ou même en le conservant dans un dessicateur). J'achèterai des petits flacons pour avoir du produit neuf souvent et pas un gros flacon qui mettra trop longtemp à se vider.

J'ai quand même fais un nouveau test : dans un cristallisoir, j'ai répandu un peu de mon APTS rose (pas celui que je viens de récupérer dans le cyclohexane), j'ai broyé les agglomérats et mis à l'étuve à 70 °C. On verra lundi.

[invite2ed47791]

Après donc deux jours complets à 70 °C (vois mon message précédent), ce n'est franchement pas mieux, voire même pire. La couleur n'a pas vraiment changée et la texture est moins sèche.

[invite42d02bd0]

Je me répète... Mais pourquoi veux tu sécher ton APTS?!