Oxydation d’un alcool par transfert de phase

[Pseox]

Bonjour, j’ai quelques difficultés sur mon TP de chimie orga, si quelques uns d’entre vous peut m’aiguiller je prends.

On réalise donc l’oxydation d’un alcool avec du permanganate sur potassium et du bromure de tetrabutylammonium. Nous ne sommes pas en milieu basique et donc je pense que l’on obtient le couple MnO4-/Mn2+ ?
Le nBu4NBr a t’il simplement le rôle de catalyseur ?
Après avoir agité la réaction pendant 2h, on ajoute du bisulfite de sodium, mais à quelle utilité ? Après cette étape, on filtre sur Célite avec un mélange toluène eau pour enfin décanter les 2 phases obtenues et acidifier la phase aqueuse. Cette dernière étape permet donc d’obtenir l’acide benzoïque ??

Merci d’avance
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[moco]

On aimerait bien comprendre. De quel alcool s'agit-il ? Est-il soluble dans l'eau ? Si non, dans quoi est-il dissous ? Comment se fait-il que tu obtiennes de l'acide benzoïque ?
L'oxydation par le permanganate ne se produit probablement pas par le couple MnO4-/Mn2+. Cette dernière réaction ne se produit qu'en milieu très acide. En milieu neutre ou peu acide, il s'agit du couple MnO4^-/MnO2, ce qui forme un dépôt brun de MnO2. L'as-tu obtenu ?
Pourquoi dis-tu qu'il y a oxydation par transfert de phase ?
Quant au bisulfite de sodium, il sert à réduire et détruire l'excès de permanganate de potassium. Tu devrais avoir observé la décoloration qu'il produit.
Pourquoi avoir utiliser un mélange de toluène et eau, quand on sait que le toluène ne se mélange pas à l'eau ?

[Pseox]

Il s’agit donc d’un alcool benzylique qui ait mit en solution dans 30mL de toluène. ce mélange est additionné lentement à une solution de permanganate de potassium et contenant du bromure de tetrabutylammonium. Le mélange réactionnel a été agité à température ambiante 2h.
Oui il me semble avoir obtenu une coloration brune sur la paroi du ballon. Je pensais que le bisulfite de sodium jouait le rôle de desséchant afin de éliminer les résidus d’eau présent dans le toluène. Tout ceci pour assurer une bonne décantation par la suite. Je parlais dnune oxydation de par transfert de phase mais c’est plutôt l’alcool qui s’oxyde en acide carboxylique par le transfert de phase, puisqu’il est d’abord dans le mélange avec le toluène pour par la suite se trouver en phase aqueuse…

[Baal149]

Bonjour,

Comme tu l'as dit, TBABr est un agent de transfert de phase. C'est différent d'un catalyseur même si le but est le même. Un catalyseur sert à accélérer une réaction en abaissant son énergie d'activation. Les agents de transfert de phase, eux, servent uniquement dans le cas de réactions avec plusieurs phases. Si les réactifs sont dans des phases différentes, la vitesse va être en partie limitée par la vitesse de transfert d'un réactif d'une phase vers l'autre. Avec un agent de transfert de phase, on accélère cette vitesse. En pratique, ça ne marche qu'avec des réactifs ioniques (l'agent de transfert de phase possède un ion pouvant être à la fois soluble à une phase organique et à la soluble à une phase aqueuse.

Je pensais que le bisulfite de sodium jouait le rôle de desséchant afin de éliminer les résidus d’eau présent dans le toluène. Tout ceci pour assurer une bonne décantation par la suite.

Sauf que tu dit avant

Après avoir agité la réaction pendant 2h, on ajoute du bisulfite de sodium, mais à quelle utilité ? Après cette étape, on filtre sur Célite avec un mélange toluène eau pour enfin décanter les 2 phases obtenues et acidifier la phase aqueuse.

Donc tu penses que tu peux sécher ton mélange de phase aqueuse + phase organique avant de les séparer ? Ton bisulfite va forcement être en contact avec l'eau (et même se dissoudre dans l'eau).

Je parlais dnune oxydation de par transfert de phase mais c’est plutôt l’alcool qui s’oxyde en acide carboxylique par le transfert de phase, puisqu’il est d’abord dans le mélange avec le toluène pour par la suite se trouver en phase aqueuse…

Vraisemblablement, l'oxydation se fait dans la phase organique (l'oxydant, ionique, peut aller dans la phase organique grâce à l'agent de transfert de phase). Quand tu obtiens l'acide carboxylique, celui-ci deviens plus soluble (que l'alcool) dans l'eau car il va se ioniser (au moins partiellement en fonction du pH).
NB : l'oxydation ne se fait pas au moment du transfert de phase (c'est ce que semble sous-entendre ta phrase), mais se fait en général dans la phase organique ; le transfert n'étant qu'une étape de plus dans la réaction.

PS : comme moco, j'ai du mal à voir l'utilisé de deux phases. Je suppose qu'il ne s'agit d'un TP pour montrer que ce genre de possibilité existe (et qui est utilisé dans d'autre cas de figure.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pseox]

Merci de votre réponse je comprends mieux en tout cas !
Je peux pas vous dire non plus pourquoi on utilise 2 phases.. c’est le TP qui l’indique..
Concernant le bisulfite de sodium, il est bien ajouté au mélange mais si il se solubilise dans l’eau je vois pas l’utilité…
Après cette étape on acidifie la solution aqueuse pour obtenir l’acide ??

[Baal149]

Pour le bisulfite, réponse apportée par moco :
"Quant au bisulfite de sodium, il sert à réduire et détruire l'excès de permanganate de potassium"

Et pour l'acide oui. Ton milieu doit être un peu basique (du au bisulfite). Donc ton acide benzoïque va être sous forme anionique. Pour obtenir sa forme neutre (et le séparer), il faut l'acidifier.

[moco]

Le bisulfite de sodium NaHSO3 contient un ion HSO3^- qui réagit avec l'ion permanganate selon l'équation :
5 HSO3^- + 2 MnO4^- + H+ --> 2 Mn^2+ + 5 SO4^2- + 3 H2O

[Pseox]

Super merci ! Donc ça c’est ce qui se passe avec le bisulfite ? Mais à quoi ça sert de détruire l’excès de permanganate ?

[moco]

Le permanganate est un oxydant très fort. Si on ne l'élimine pas, il va très probablement oxyder quelque impureté plus tard dans la suite des préparations. Et s'il le fait, il se transformera en dioxyde de manganèse MnO2 brun et insoluble, qu'on aura beaucoup de peine à éliminer, si on veut obtenir un produit présentable.