TP réaction de friedel et crafts synthèse de l'acide o-(p-toluoyl)-benzoïque

[invited0f2dc32]

Bonjour,

j'ai quelques questions sur ce tp que j'ai effectué il y a peu :

on fait réagir de l'anhydride phtalique avec du toluène sous conditions acides (AlCl3) pour obtenir le composé suivant :
Après avoir fait le mécanisme je trouve le produit et qu'on obtient un dégagement de HCl mais d'après le protocole on doit ajouter de l'acide chlorhydrique à 50% au mélange réactionnel après l'avoir refroidi. Est-ce pour faire passer l'anhydride restant dans le milieu, en phase aqueuse?

Ensuite on doit ajouter de l'éther pour dissoudre le solide puis on évapore sous pression réduite la phase organique. Est ce comme je le pense pour éliminer le toluène? Puis on traite le résidu obtenu par de la soude à 10%. Au début je pensais que c'était pour neutraliser l'acide mais ça ne doit pas être ça vu qu'il est en phase aqueuse alors que notre produit est dans la phase organique mais on m'a dit que c'était pour déprotoner notre produit mais dans ce cas il passerait en phase aqueuse du coup je ne comprends pas

Ensuite on filtre la solution puis on traite le filtrat par de l'acide HCl concentré jusqu'à pH1. Bref j'ai du mal à comprendre à quoi servent tous ces traitements (j'ai l'impression qu'il y en a "en trop") et pourquoi à de tels pourcentages?

Enfin on me demande combien d'équivalents d'AlCl3 doit-on utiliser? Pouvez vous m'expliquer comment le déterminer?

Merci pour vos explications et vos réponses.
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[molecule10]

Bonsoir -yakari- Anhydride o-phtalique C8H4O3 masse moléculaire = 148 AlCl3 anhydre masse moléculaire = 133,5


Regarde la publication de synthèse ( http://eduscol.education.fr/rnchimie...ujet2_1990.pdf ) tu as la quantité nécessaire indiquée de AlCl3 . 17g d'anhydride o-phtalique ( 0,115 mol ) et 34g AlCl3 (= 0,255 mol ) ;

On a donc ( 0,255 : 0,115 ) = 2,22 équivalents de AlCl3 pour 0,115 mol d'anhydride .

On a du HCl qui part dans la réaction . On ajoute ensuite du HCl en solution aqueuse concentrée pour dissoudre les composés d'aluminium . Décanter la phase organique ; extraire avec de l'éther . Réunir les phases

organiques et évaporer les solvants . ( voir la description sur la référence ) . Ne pas laver avec du NaOH puisque l'on a un acide !

Bonnes salutations .

[inviteb7fede84]

Bonjour. Comme écrit par molecule10, l'addition d'HCl à 50% dans le milieu doit permettre la solubilisation des sels d'aluminium dans la phase aqueuse.

Ensuite le composé formé est extrait par de l'éther. Ce composé contient une fonction acide, donc tout ce qui n'a pas de caractère acide dans la solution éthérée correspond à des impuretés. On va donc traiter cette phase éthérée par de la soude de façon à récupérer dans la phase aqueuse uniquement les composés acides (dont le produit cherché). Ce qui va te donner une solution de sel de sodium du produit final, les impuretés restant dans l'éther.

On élimine la phase éthérée contenant les impuretés et on acidifie la phase aqueuse de façon à faire précipiter le produit final sous forme d'acide. Ce procédé de purification est connu sous le terme de "traitement acide/base"

[chimhet]

Bonjour,
Vous n’êtes pas dans l'eau.
Quand vous hydrolysez les AlCl3 dans le toluène (solvant?) vous libérez HCl qui dégaze et Al(OH)3 .
Comme une partie du HCl est partie, il faut en rajouter pour solubiliser Al(OH)3 + 3 HCl donne Al3+ + 3 Cl- + H2O

Il faut être à pH très acide 1 (ou 2) pour avoir uniquement RCOOH et non un équilibre avec DCOO- qui restera en phase aqueuse

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb7fede84]

Bonjour,
Vous n’êtes pas dans l'eau.
Quand vous hydrolysez les AlCl3 dans le toluène (solvant?) vous libérez HCl qui dégaze et Al(OH)3 .
Comme une partie du HCl est partie, il faut en rajouter pour solubiliser Al(OH)3 + 3 HCl donne Al3+ + 3 Cl- + H2O

Il faut être à pH très acide 1 (ou 2) pour avoir uniquement RCOOH et non un équilibre avec DCOO- qui restera en phase aqueuse

.

Quand on ajoute de l'HCl à 50%, je pense qu'on est dans l'eau...

[chimhet]

Bonjour,
Eh non. On rajoute l'eau goutte à goutte .
donc HCl est libéré dans le toluène et dégaze d’où l'utilité du piéger HCl.
C'est très net quand on fait la manip.

[inviteb7fede84]

Bonjour,
Eh non. On rajoute l'eau goutte à goutte .
donc HCl est libéré dans le toluène et dégaze d’où l'utilité du piéger HCl.
C'est très net quand on fait la manip.

Dans un système toluene/eau, HCl est dans l'eau et non dans le toluène.

En ce qui concerne l'addition d'HCl à 50%, je pense qu'il s'agit d'HCl 6M aq.

[chimhet]

Non , l'eau est en défaut dans un goutte à goutte.

Réaction dans le toluène: AlCl3 + epsilonH2O donne 3 HClgaz + Al(OH)3

et ensuite on ajoute HClaq dans le mélange eau/toluène pour remplacer les HCl qui sont partis à l'étape d'avant.
Je fais la manip tous les ans et il part bien du HCl gaz en début d'hydrolyse.

Le mode op de la référence citée par molécule10 est sans ambiguïté

exact pour HCl 50% c'est de 6N 50% c'est impossible

[HarleyApril]

bonsoir

dans le mode opératoire de molécule10, on commence par ajouter de l'eau avant de mettre HCl

Refroidir vers 0°C.
Couler (lentement au début), sous vive agitation, 100 cm3 d’eau glacée puis 30 cm3 d’acide
chlorhydrique concentré. (Remettre le piège à HCl)

HCl 6N est aussi appelé au demi, d'où le 50% ma foi un peu abusif, parce que c'est le concentré dilué par deux

cordialement

[invited0f2dc32]

Bonsoir,

désolé de répondre tardivement, voici le protocole complet du tp :

Dans un bicol rodé de 250ml surmonté d'une ampoule à brome et équipé d'un réfrigérant, 2,5gd'anhydride phtalique sont dissous dans 15ml de toluène anhydre.
Sous agitation magnétique, sont ajoutés en 2 fractions successives, 5g d'AlCl3 anhydre à l'aide d'un entonnoir à solide (prévoir 5ml de toluène anhydre pour récupérer l'AlCl3 collé sur les parois).
Après addition de chlorure d'aluminium, chauffer le toluène à 70°C (environ 30mn) jusqu'à l'arrêt du dégagement gazeux qui n'est pas très visible.

Le mélange réactionnel est ensuite refroidi à l'aide d'un cristallisoir rempli de glace et 25ml d'HCl à 50% sont ajoutés goutte à goutte par l'ampoule à brome, toujours sous agitation magnétique. Lorsque l'addition est terminée et le mélange réactionnel bien refroidi, 30ml d'éther éthylique sont ajoutés dans le ballon et l'agitation est maintenue jusqu'à la dissolution du solide. Le contenu est ensuite transvasé dans l'ampoule à décanter et les 2 phases sont séparées.La phase aqueuse est à nouveau extraite avec 30ml d'éther éthylique. La phase organique est évaporée sous pression réduite. Le résidu obtenu est traité par 25ml de soude à 10%. La solution obtenue est filtrée sur verre fritté si nécessaire, et le filtrat est traité par de l'HCl concentré (jusqu'à pH1). 60ml d'éther sont ensuite ajoutés, puis le mélange est transvasé dans l'ampoule à décanter. La phase éthérée est séparée et la phase aqueuse est extraite à nouveau avec 2x15ml d'éther éthylique. Les phases organiques rassemblées sont séchées sur Na2SO4 anhydre[...]Le produit final est hygroscopique, il sera recristallisé dans le toluène.

[invited0f2dc32]

Ne pas laver avec du NaOH puisque l'on a un acide !

Pourtant dans le protocole que je viens de mettre, le résidu obtenu de l'évaporation de la phase organique est bien traité par de la soude... Je ne préfère pas me référer au protocole dans ton lien qui, il me semble, diffère de celui qui correspond à mon tp car je ne mets jamais d'eau dans le milieu hormis celle présente dans l'HCl dilué et j'imagine aussi la soude diluée.

A shaddock61 : merci je pense avoir mieux compris Mais tout de même si on traite de l'acide (produit) par une base on va tendre vers un composé plus neutre qui devrait être moins soluble en phase aqueuse non...? Après hydrolyse, il y a ,si je ne me trompe pas, de l'eau, de l'HCl, du toluène n'ayant pas réagi et le produit dans le milieu (je me dis que l'anhydride étant en large défaut : voir mon protocole, dans la phase organique) il ne resterait que le toluène et le produit, donc on n'aurait plus qu'à évaporer le toluène pour l'éliminer et obtenir notre composé. Est ce que mon raisonnement tient la route...? A moins que le toluène ait un point d'ébullition plus haut que le produit auquel cas on dégraderait ce dernier

A chimhet : le toluène n'est pas le solvant. Pour le reste je n'ai pas tout compris. Il est tard donc je te relancerais demain merci à tous en tout cas.

[HarleyApril]

Bonjour

Tu obtiens ton produit brut que tu traites à la soude.
Tu formes ainsi le sel de sodium qui est soluble dans l'eau.
Ensuite, tu acidifies (tu neutralises donc ton acide et les éventuels sels d'aluminium sont alors sous forme AlCl4-). L'acide électriquement neutre passe dans la phase éthérée, les sels inorganiques ionisés restent dans l'eau.

Le toluène est à la fois le solvant de la réaction et le substrat sur lequel tu effectues l'acylation.
Il s'en va à l'évaporation.

Cordialement

[invited0f2dc32]

Bonjour,
Eh non. On rajoute l'eau goutte à goutte .
donc HCl est libéré dans le toluène et dégaze d’où l'utilité du piéger HCl.
C'est très net quand on fait la manip.

Tout d'abord le problème est que vous vous référez tous au protocole donné par molecule10 or dans mon TP je n'ajoute pas d'eau avant HCl 50% (je suis qu contraire dans un milieu anhydre avec des gardes CaCl2). Tu dis qu'il faut ajouter de l'HCl pour le rendre soluble en phase aqueuse car sous sa forme Al(OH)3 il serait encore un peu soluble en phase organique c'est bien ça? Et aussi est ce qu'on piège HCl pour déplacer l'équilibre vers la droite? J'imagine que c'est RCOO- à la place de DCOO-...?

Enfin à Harley April quand tu dis qu'en acidifiant "je neutralise mon acide", tu voulais dire qu'on retrouve l'acide qui était sous la forme de sel de sodium?

Merci tout le monde j'ai compris