Aurélie 30/04/13
 

 

Synthèse de l'ibuprofène, RMN, chromatographie, d'après concours Assistant d'ingénieur Lille 2010.
Assistant en techniques de synthèse chimique.

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Synthèse de l'ibuprofène.
L'ibuprofène est un anti-inflammatoire et un analgésique développé dans les années 1960. Masse molaire M = 206,3 g/mol ; Tfusion = 76°C. Solide blanc soluble dans l'acétone, l'éthanol, le chloroforme, l'éther.
Cette molécule peut être obtenue par la suite réactionnelle suivante :

Comment appelle-t-on la réaction qui permet d'obtenir A ?
Acylation de Friedel et Crafts.
Donner la formule semi-développée et le mécanisme de formation de A en trécisant le rôle et la nature chimique de AlCl3.
AlCl3 joue le rôle de catalyseur, c'est un acide de Lewis.

Pourquoi l'orientation para est-elle favorisée ?
Le cycle benzénique possède déja un substituant ( -CH2-CH(CH3)2, très encombrant. Il y a gène stérique en positions ortho.

Donner la formule semi-développée des composés B, C, D et E.



.


La synthèse de l'ibuprofène conduit à un mélange racémique.
Indiquer le carbone asymétrique et dessiner l'énantiomère S, qui est la molécule active, en représentation de Cram.

A la fin  de synthèse le ( +/-)-ibuprofène est purifié par recristallisation.
Expliquer le principe de cette méthode de purification.
Dissoudre à chaud le solide dans le minimum de solvant. Les impuretés doivent être solubles à chaud comme à froid dans ce solvant. Laisser refroidir, l'ibuprofène cristallise. Filtrer sur Büchner.
Citer d'autres techniques de purifications applicable dans ce cas.

Extraction par solvants.
Quelle mesure physique permet de vérifier la pureté du composé ?
La mesure du point de fusion.
Les spectres RMN  1H et 13C découplé proton sont représentés ci-dessous :

Attribuer les signaux observés pour les déplacements chimiques suivants :
d =7,2 ppm, doublets, 2H : protons du cycle aromatique situés en ß du carbone asymétrique. ( effet déblidant du groupe COOH ).
d =3,7 ppm,  multiplet, 1H : proton situé en a du groupe COOH couplé avec les protons du groupe méthyle.
d =0,9 ppm, doublet, six protons équivalents ( 2 groupes méthyles) couplé avec un autre proton. -CH(CH3)2.




Attribuer les signaux observés pour les déplacements chimiques suivants :
d = 181,11 ppm : atome de carbone du groupe COOH.
d = 129 ppm : atomes de carbone du cycle aromatique.
d = 127 ppm : atomes de carbone du cycle aromatique.
Pourquoi doit-on enregistrer le spectre découplé protons ?
Suppressions des éclatements de résonance dues aux couplages avec les protons.

L'ibuprofène soumis aux traitements thermiques et oxydant conduit à divers produits de dégradation caractérisés par GC / MS.
Sur le schéma ci-dessous, identifier les différentes parties d'un appareil de chromatographie en phase gazeuse équipé d'un détecteur FID.

A droite, le gaz vecteur et l'injecteur ; au centre, la colonne placée dans une enceinte thermostatée ; à gauche, le détecteur.
Citer d'autres types de détecteur utilisés en chromatographie en phase gazeuse.
- détecteur à ionisation de flamme : très sensible.
- détecteur électrique, basé sur le principe du pont de Wheatstone ( catharomètre ).
- détecteur à absorption électronique.
- spectromètre de masse et la spectroscopie infrarouge.

Les spectres de masse obtenus lors de l'analyse GC/MS par impact électronique ( IE 75 eV) ont permis la caractérisation des différents produits de dégradation de l'ibuprofène et entre autre le composé 2 ci-contre. ce composé est associé à l'un des spectres de masse présentés ci-dessous. Lequel ? Justifier.
M(C12H18O)=12*12+18+16=178 g/mol. ( pic moléculaire).
m/z = 163 : pic le plus stable associé à : m/z = 43, associé à (CH3)2CH.
m/z = 57, associé à (CH3)2CH-CH2. ;





  


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