Aurélie 05/02/10
 

 

 Chimie organique, synthèses du paracétamol et de la phénacétine, concours capes interne 2010.

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.




Etude de la phénacétine .
Citer les fonctions présentes, en plus du noyau aromatique, dans la molécule de phénacétine.

Interpréter le spectre RMN de la phénacétine.


1 : singulet, proton du groupe amide (NHCO ) ( aucun proton comme proche voisin ) ;
2 : les 4 protons aromatiques ; quadruplet ;
3 : 
quadruplet : ( CH3-CH2-O ), chaque proton possède  3 proches voisins ;
4 : singulet ; groupe méthyle en alpha du carbonyle.
5 :
triplet : groupe méthyl ( CH3-CH2-O ), chaque proton possède  2 proches voisins.

Proposer une molécule étudiée dans le secondaire ayant des propriétés analgésiques comme le paracétamol ou la phénacétine.
L'aspirine ( acide acéthylsalicylique) provoque des troubles gastriques en cas de dose élevée.

Synthèse de la phénacétine.
Cette synthèse s'effectue en deux étapes : la synthèse du paracétamol et la transformation du paracétamol en phénacétine.
Synthèse du paracétamol.
On fait réagir le paraminophénol et l'anhydride éthanoïque en milieu aqueux.
para-aminophénol : M = 109,13 g/mol ; Tfus = 187 °C ; très peu soluble dans l'eau ; très soluble dans l'éthanol à froid et à chaud ; toxique par contact et inhalation.
paracétamol : M1 =151,16 g/mol ; Tfus = 170 °C ; solubilité dans l'eau : 1 g dans 100 g à 20°C et 25 g dans 100 g d'eau à 100 °C ; soluble dans l'éthanol à froid et à chaud ;
anhydride éthanoïque : M2 = 102,09 g/mol ; Tfus = -73,1°C ; Téb = 139,5 °C ; densité d = 1,0820 ; corrosif et inflammable.


Dans un ballon tricol de 250 mL muni d'une agitation mécanique, d'un réfrigérant à reflux et d'une ampoule de coulée, introduire 10,0 g de para-aminophénol.
Sous agitation vigoureuse, ajouter 30 mL d'eau puis 12,0 mL d'anhydride éthanoïque.
Porter le mélange à reflux pendant 30 min.
Refroidir puis transvaser dans un becher. Refroidir dans un bain de glace : le paracétamol précipite.
Filtrer sur Büchner et laver  à l'eau glacée.
Essorer et sécher sur papier filtre. Placer le produit brut humide ontenu à l'étuve  à 90°C pendant 30 min ; on obtient alors une masse de produit brut sec m = 10,2 g.

 
Nommer les fonctions présentes dans la molécule de paracétamol et donner le nom officiel du paracétamol.
N-(4-hydroxyphényl)éthanamide


Le paracétamol possède une fonction amide et un fonction phénol.
Ecrire la formule semi-développée de l'anhydride éthanoïque et entourer le groupe fonctionnel présent.


Ecrire l'équation de la réaction de synthèse.
L'anhydride éthanoïque réagit avec la fonction amine  ( et  pas avec le groupe OH ) possédant le caractère nucléophile le plus fort.
(CH3-CO)2 O + HO-C6H4-NH2 = CH3-COOH + HO-C6H4-NH-CO-CH3
Ecrire l'équation-bilan de la réaction de l'anhydride éthanoïque avec l'eau.
(CH3-CO)2 O +H2O ---> 2 CH3-COOH très rapide.
Quel est le nom du montage utilisé lors de cette synthèse. Proposer un schéma légendé.
Chauffage à refflux.

1 : agitateur magnétique ( agitation du milieu réactionnel )
2 : turbulent magnétique ( assure l'agitation du milieu réactionnel)
3 : ballon tricol
4 : réfrigérant à eau ( condense les vapeurs qui retombent dans le milieu réactionnel)
5 : ampoule de coulée ( ajouter lentement un réactif )
7 : entrée de l'eau ; 6 : sortie de l'eau.





Comment peut-on vérifier la qualité des lavages  à l'issue de la filtration ?
Les lavages éliminent l'acide acétique formé : on peut vérifier le pH du filtrat ( le pH doit être neutre en fin de lavage ).

Quelle technique peut-on utiliser afin de purifier le paracétamol brut synthétisé ?
La recristallisation permet de séparer le paracétamol des impuretés en jouant sur la différence de solubilité du paracétamol et des impuretés dans un solvant. On dissout l'ensemble à chaud dans le volume miminum de solvant, puis on laisse refroidir.
Les cristaux de paracétamol brut sont ensuite dissous dans 20 mL d’eau bouillante. La solution est ensuite refroidie dans de la glace jusqu’à la cristallisation, aussi complète que possible
[ solubilité dans l'eau : 1 g dans 100 g à 20°C et 25 g dans 100 g d'eau à 100 °C ]

Après purification, on récupère m' = 8,3 g  de paracétamol. Calculer le rendement de la synthèse.
10,0 g de para-aminophénol ; M = 109,13 g/mol ; n = m/M = 10,0 / 109,13 =9,16 10-2 mol.
 12,0 mL d'anhydride éthanoïque ; densité d = 1,0820 ; M2 = 102,09 g/mol ;
masse : 12,0 * 1,0820 =12,984 g ; n2 = masse / M2 = 12,984 / 102,09 =0,1272 mol ( en large excès ).
On peut donc obtenir au mieux 9,16 10-2 mol de paracétamol ;  M1 =151,16 g/mol ;
mthéorique = 9,16 10-2 *151,16  =13,85 g
rendement : m' / mthéorique =8,3 / 13,85 = 0,599 ~0,60 ( 60 %).








Le paracétamol peut être transformé en phénacétine en milieu basique en présence de bromoéthane.
Ecrire l'équation de cette réaction.

De quel type de réaction s'agit-il ? Proposer un mécanisme réactionnel.
Substitution nucléophile SN2.
En milieu basique la fonction phénol se trouve sous forme d'un ion phénate.










retour -menu