Isoniazide

[Jonquille54]

Bonjour !
J'ai un TP à préparer, qui portera sur la synthèse de l'isoniazide.
Tout ce qui concerne les calculs de rendement, les spectres IR et RMN, tableaux d'avancement, pas de problème, mais j'ai des questions portant sur le protocole dont je n'ai absolument pas la moindre idée des réponses (je n'ai jamais vraiment eu de cours de chimie orga, et dans le peu que j'ai vu, rien ne m'aide pour ces questions).

Je voudrais savoir si vous pouviez m'aider...

Voici les questions sur lesquelles je bloque :
Préparation de l’isonicotinate d’éthyle
a) Pourquoi utilise-t-on de l’éthanol absolu (anhydre) ? Quel est le rôle de l’acide
sulfurique ? Justifiez les quantités d’éthanol et d’acide sulfurique utilisées.
b) Justifiez les différentes températures (ajout d’H2SO4 à froid puis chauffage au reflux).
c) Pourquoi met-on le mélange réactionnel dans de la glace? Quel est le rôle de la glace?
d) A quoi sert le Na2CO3? Pourquoi ne fait-on pas directement une extraction après le
chauffage? Indiquez la nature des produits éliminés lors de l’extraction.

Préparation de l’isoniazide
e) L’éthanol doit- il être anhydre ?
f) Pourquoi fait-t-on la synthèse en deux étapes et pas directement par réaction entre l’acide
isonicotinique et l’hydrazine ?


Et voici le sujet :


Je vous remercie d'avance pour l'attention que vous avez apporté à ce message, et pour l'aide que vous m'apporterez peut-être.

Jonquille54
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[Kemiste]

Bonsoir et bienvenue sur le forum.

Merci de commencer par nous présenter ce que tu as fait ou au moins tes réflexions sur le sujet (http://forums.futura-sciences.com/ch...ces-forum.html).

[Jonquille54]

Bonjour et excusez moi de ne pas avoir dit ce que j'avais fait sur ce tp.
Le problème est que je n'ai vraiment aucune idée des réponses...

Pour la question a), je me doute qu'on utilise de l'éthanol absolu car la réaction doit être anhydre, mais je ne sais pas pourquoi...
Pour la question c), je pense que l'utilisation de la glace permet une cristallisation, afin de purifier le produit.
Pour la question d), après des recherches, je pense qu'avant ajout de Na2CO3, le produit est protoné et donc soluble dans l'eau, donc on ne peut pas l'extraire directement. Pour cela, on ajoute le Na2CO3 pour se mettre à pH basique, pour rendre neutre le produit et le rendre soluble dans le solvant d'extraction.

Pour la question e), puisqu'ensuite, on fait le lavage avec de l'acétone froid, j'imagine qu'il faut que l'éthanol soit anhydre pour qu'il n'y ait pas d'eau, mais je ne sais pas pourquoi.

Et pour la question f), après recherche sur internet, j'ai cru comprendre qu'il y a une attaque nucléophile de la fonction amine de l'hydrazine sur le carbonyle de l'isocotinatle d'éthyle, ce qui donne un amide. Et la 2ème fonction amine de l'hydrazine peut également attaquer l'acide isocotinique et donne alors un bisamide, et donc que c'est une réaction parasite, mais je ne sais pas où est la 2ème attaque, ni en quoi faire la synthèse en 2 étapes empêche cette réaction...

[Kemiste]

Pour la question a), je me doute qu'on utilise de l'éthanol absolu car la réaction doit être anhydre, mais je ne sais pas pourquoi...

Quelle est la fonction qui se forme ? Quel peut-être le problème avec l'eau ?

Pour la question c), je pense que l'utilisation de la glace permet une cristallisation, afin de purifier le produit.

La cristallisation se fait-elle mieux à froid ou à chaud ?

Pour la question d), après des recherches, je pense qu'avant ajout de Na2CO3, le produit est protoné et donc soluble dans l'eau, donc on ne peut pas l'extraire directement. Pour cela, on ajoute le Na2CO3 pour se mettre à pH basique, pour rendre neutre le produit et le rendre soluble dans le solvant d'extraction.

Tu as en effet un motif pyridine qui est basique. En milieu acide on a donc une protonation (formation d'un pyridinium) et le composé a donc peu de chance d'être soluble dans les solvants organiques.

Pour la question e), puisqu'ensuite, on fait le lavage avec de l'acétone froid, j'imagine qu'il faut que l'éthanol soit anhydre pour qu'il n'y ait pas d'eau, mais je ne sais pas pourquoi.

La fonction qui se forme est-elle compatible avec la présence d'eau ?

Et pour la question f), après recherche sur internet, j'ai cru comprendre qu'il y a une attaque nucléophile de la fonction amine de l'hydrazine sur le carbonyle de l'isocotinatle d'éthyle, ce qui donne un amide. Et la 2ème fonction amine de l'hydrazine peut également attaquer l'acide isocotinique et donne alors un bisamide, et donc que c'est une réaction parasite, mais je ne sais pas où est la 2ème attaque, ni en quoi faire la synthèse en 2 étapes empêche cette réaction...

Il y a-t-il formation d'une fonction "amide" en méttant juste en solution une amine et un acide carboxylique ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jonquille54]

a) C'est un aldéhyde qui se forme ? COOEt ? Du coup, si on ajoute de l'eau, ça déprotonera la molécule ?.

c) Pour une cristallisation, on la fait à chaud, du coup ce n'est pas ça... J'avais également pensé que la réaction pouvait être exothermique, et donc on met de la glace pour éviter cela.

d) Ma réponse était donc bonne ?

e) Si ma réponse est bonne en d), alors j'imagine que si on ajoutait de l'eau, le produit ne se mélangerait pas puisqu'il est basique, et donc on aurait 2 phases.

f) Sur le principe, je crois qu'il faut ajouter du HCl, mais dans mon TP, on n'en ajoute pas, donc ce n'est sûrement pas la bonne réponse...

Et pour la question b), je n'ai toujours aucune idée...

[Kemiste]

a) C'est un aldéhyde qui se forme ? COOEt ? Du coup, si on ajoute de l'eau, ça déprotonera la molécule ?.

Un aldéhyde est une molécule du type R-(C=O)H. Ici c'est un ester. Regarde du coté de l'équilibre acide/ester

c) Pour une cristallisation, on la fait à chaud, du coup ce n'est pas ça... J'avais également pensé que la réaction pouvait être exothermique, et donc on met de la glace pour éviter cela.

Ce que je voulais dire c'est que le produit cristallise (~ précipite) à chaud ou à froid ?

d) Ma réponse était donc bonne ?

Oui

e) Si ma réponse est bonne en d), alors j'imagine que si on ajoutait de l'eau, le produit ne se mélangerait pas puisqu'il est basique, et donc on aurait 2 phases.

Non ce n'est pas le "problème" ici. Comme pour l'ester, il faut s’intéresser à l’existence ou non d'un équilibre et si l'eau vient modifier cet équilibre.

f) Sur le principe, je crois qu'il faut ajouter du HCl, mais dans mon TP, on n'en ajoute pas, donc ce n'est sûrement pas la bonne réponse...

Si tu mets du HCl en présence d'une "amine" que va-t-il se passer ? Idem entre un acide carboxylique et une "amine" ?

Et pour la question b), je n'ai toujours aucune idée...

C'est ici que la notion d'exothermique intervient quand on ajoute l'acide sulfurique. De plus, pourquoi chauffer une réaction ? Sur quel paramètre le chauffage intervient-il ?