Réduction d’une cétone, synthèse de l’hydrobenzoine

FARHAT wala

L3 BCB CV

 TP 3 : Réduction d’une cétone, synthèse de l’hydrobenzoine

1 )INTRODUCTION

Les réactions de réduction sont souvent difficiles. En effet, les molécules organiques possèdent souvent plusieurs fonctions susceptibles d’être reduites.il est alors nécessaire de choisir le réactif qui permettra de réduire la fonction désirée sans toucher aux autres .une réaction de réduction consiste a un transfert d’hydrogène : c’est le cas des hydrures du NaBH4.le borohydrure de sodium est un réactif hautement sélectif qui réduit les aldéhydes ou les cétones aux alcools correspondants sans réduire les groupements fonctionnels. Dans ce TP, on va faire une synthèse de l’hydrobenzoine a partir de la réduction du benzile avec du NaBH4.

2)MODE opératoire :

On introduit dans un ballon du benzine et de l’éthanol. on chauffe a reflux avec une agitation magnétique jusqu'à dissolution complète du benzile .on laisse refroidir puis on introduit le NaBH4 en faisant une simple agitation a température ambiante pour 30 min .ensuite ,on ajoute 10 ml d’eau distillée et on chauffe a reflux durant 5 min. après laisser refroidir un peu le ballon, on ajoute du HCL ;on met le ballon refroidir dans un bain d’eau glacée en attendant la formation des cristaux et on filtre sur Buchner et on finie par rincer avec de l’eau glacée. Finalement on sèche le produit et on pèse .on réalise une chromatographie sur couche mince pour vérifier la pureté du produit obtenu.

3)résultats et discussions :

*benzile :M=210,23 g/mol et m=0.8 g   Alors n=m/M=3.8 mmol

*NaBH4 :M=37.83 g/mol et m=0.2 g   Alors n=m/M=5.3 mmol

*ethanol :M=46 g/mol et Ro=m/V=0.79 g/ml     Alors n=V*Ro/M=0.17 mol

La réaction de synthèse de l’hydrobenzoine est :

    2 benzile + NaBH4 + 4Et-OH→ 2hydrobenzoine + NaB(OEt)4

T0    3.8           5.3          0.00017              0                             0

Ti    3.8-2x       5.3-x     0.00017-4x            2x                         x

Tf     0               3.4          0.00016               3.8                      1.9

Dans ce tableau d’avancement toutes les quantités de matière sont indiquées en mmol et le benzile représente le réactif limitant .ce qui nous permet de calculer la masse théorique en hydrobenzoine :n=3.8 mmol et M=214.27 g/mol alors mthé=0.8 g

Apres avoir cristalliser et sécher notre produit final, on a pesé et on a trouvé une masse expérimentale de 0.48 g ce qui nous fait un rendement de :R=mexp/mthé=60%

Ensuite on a mesuré le point de fusion de l’hydrobenzoine (=136°) ce qui correspond a peu prés a la valeur marquée dans le Handbook(139°).

Puis pour verifier la pureté du produit on réalise une chromatographie sur couche mince

La CCM est une simple méthode qui consiste a placer sur une feuille, une tache et de la laisser éluer en la trempant dans un solvant ou un mélange de solvant. L’éluant diffuse le long du support.la tache migre sur la feuille plus au moins vite selon la nature des interactions qu’elle subit de l part du support et de l’éluant. on prépare une plaque en silice qui représente la phase stationnaire après on prépare l’éluant :

1*on fait une CCM du benzile de référence dans 3 éluant différents :-100%d’éther de pétrole

                     -100%d’acétate d’éthyle

                       -100%dichloromethane

A la fin de l’élution on fait le rapport frontal de chaque CCM .en effet le Rf des produits dépend de leur affinité relative pour la phase stationnaire et la phase mobile .dans notre cas, la phase stationnaire est polaire(silice).ainsi, plus un composé est polaire, plus il aura d’affinité pour la phase stationnaire et par conséquent, plus il sera retenu sur la plaque. Plus on augmente la polarité de l’eluant, plus il entre en compétition avec la phase stationnaire et puisqu’il est en mouvement, plus il entraine le composé avec lui .

Alors d’après cet interprétation , on trouve que l’acétate d’éthyle a un Rf (=2/3) très élevé , il emporte trop le composé avec lui , le dichloromethane emporte très peu le compose sur la plaque(un Rf très faible) et finalement l’éther de pétrole qui emporte très très faiblement le compose .ainsi, pour trouver le meilleur éluant on va faire un mélange(polaire/apolaire) avec des proportions différentes pour travailler une CCM dans les meilleurs conditions ,alors on va faire 2 taches de benzile de référence et l’hydrobenzoine de référence  sur 3 feuille de silice  et on fait l’élution dans 3 solvants différents :

1)80%d’ether de petrole+20%d’acetate d’ethyle

2)40%d’ether de petrole+60% d’acetate d’ethyle

3)40% d’acetate d’ethyle+60% d’ether de petrole

Alors d’après le calcul des Rf on constate que le 3 eme éluant a plus d’affinité avec les composes avec un Rf=2/3 ,ainsi il est le meilleur éluant qu’il faut utiliser.

Finalement ,on réalise une CCM pour contrôler l’évolution de la réaction alors on met une tache du produit synthétisé et une autre du benzile de référence et on fait éluer dans le meilleur solvant (60%ether de petrole et 40%acetate d’ethyle) .a la fin de l’élution ,on fait une révélation sous la lumière UV, on observe une seule tache de benzile arrivée jusqu'à la fin de la plaque , ce qui explique que le réactif est totalement consommé a la fin de la réaction ,ainsi notre réaction est totale.et on observe une seule et unique tache du produit final d’hydrobenzoine arrivée au milieu de la plaque(bien avant le réactif) ,alors on peut conclure que notre produit final est assez pur.

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