SUJET
Le paracétamol ou N-(4-hydroxyphényl)éthanamide est obtenu par acylation du 4-aminophénol par l’anhydride éthanoïque en milieu aqueux, ce qui évite l’acylation de la fonction phénol du 4 aminophénol. Le paracétamol est un analgésique et un antipyrétique présent dans une cinquantaine de médicaments.
La molécule de paracétamol ne contient pas de fonction acide carboxylique contrairement à l’aspirine. Le paracétamol n’a donc pas certains de ses inconvénients comme l’irritation de la muqueuse gastrique. Il présente peu d’effets secondaires et n’intervient pas dans le processus de coagulation du sang comme l’aspirine. La consommation de ce médicament très bien toléré est en forte croissance.
1) Données :
(toutes les températures de changement d’état sont données sous une pression de 1,013 bar)

4-aminophénol :  M = 109,1 g.mol-1 Tf = 188 °C pureté : 97,5%.
    Solubilité dans l’eau, à 20 °C : 0,8 g/100 g et à 100 °C : 8,5 g/100 g
    Dans de l’eau acidifiée la solubilité à 20 °C est de 5,2 g/100 g
    Très soluble dans l’éthanol.
    Se décompose à l’air et à la lumière.
    Toxique par inhalation, et par contact avec la peau.

Paracétamol :  M = 151,7 g.mol-1         150 °C < Tf  < 200 °C
    Solubilité dans l’eau, à 20 °C : 1 g/100 g et à 100 °C : 25 g/100 g
    Dans de l’eau acidifiée la solubilité à 20 °C est de 1,4 g/100 g
    Se décompose à l’air et à la lumière.

Anhydride éthanoïque : M = 102,1 g.mol-1 d = 1,08 Pureté : 99%         Teb = 140 °C
    Se dissout dans l’eau et réagit avec elle
    Corrosif, lacrymogène, inflammable.

Acétate d’éthyle :  Teb = 77 °C
    Très inflammable, effet irritant sur les muqueuses.

Cyclohexane :  Teb = 81 °C
    Facilement inflammable.

Acide méthanoïque (ou acide formique) :   Teb = 101 °C
    Corrosif. Provoque de graves brûlures.

Ethanol absolu :             Teb = 78 °C
    Extrêmement inflammable.

2) Mode opératoire :

Certains réactifs utilisés étant toxiques et irritants, il est nécessaire de travailler avec des gants et des lunettes, et si possible sous la hotte.

    2-1) Acylation du 4-aminophénol

• Dans un réacteur, muni d’une agitation , d’un réfrigérant à reflux, d’une ampoule de coulée et d'un thermomètre, introduire 10 g de 4-aminophénol.
• Sous vive agitation, introduire rapidement 30 mL d’eau.
• Ajouter 12 mL d’anhydride éthanoïque, en 5 minutes environ.
• Agiter et porter à reflux pendant 20 minutes.

    2-2) Extraction du produit brut du milieu réactionnel

• Refroidir jusqu’à 50 °C puis transférer le contenu du ballon dans un bécher, et refroidir, à une température inférieure à 10 °C, dans un bain d’eau glacée.
• Filtrer sur büchner et laver avec un minimum d’eau glacée.
• Essorer le solide, puis le sécher sur papier filtre.
• Peser le produit brut ; noter m, masse totale de produit brut humide obtenu.
• Séparer le produit brut humide en deux parts de masse sensiblement égale : m1 et m2.
• Placer le produit de masse m1 à l’étuve à 100°C et le sécher  à masse constante. Soit m1’ la masse de produit brut sec ainsi obtenu.

    2-3) Purification

• A l'aide d'un montage approprié, recristalliser le produit de masse m2 dans l’eau. Noter le volume V de solvant utilisé.
• Filtrer sur büchner.
• Sécher à l’étuve le produit purifié obtenu.
• Peser et noter la masse m2’ de produit purifié et sec

    2-4) Contrôles de pureté

• Réaliser une C.C.M. sur gel de silice :
- déposer sur la plaque :
        le 4-aminophénol de référence en solution à 1 % dans l’éthanol absolu (fourni)
        le paracétamol de référence en solution à 1 % dans l’éthanol absolu (fourni)
        le produit brut sec en solution à 1 % dans l’éthanol absolu (à préparer)
        le produit purifié en solution à 1 % dans l’éthanol absolu (à préparer)
- éluer avec un mélange acétate d’éthyle / cyclohexane / acide formique (6/4/1) ( fourni )
- révéler sous la lampe U.V.(254 nm)

• Déterminer la température de fusion du produit pur fourni.









Questions : 1) Écrire l’équation de la réaction d’acylation du 4-aminophénol  par l’anhydride éthanoïque.

    2) Calcul des rendements

        2-1) Déterminer les quantités de matières de tous les réactifs introduits ; désigner le réactif limitant et en déduire la masse théorique mt de N-(4-hydroxyphényl)éthanamide, sachant que la réaction s'effectue mole à mole.

        2-2) Définir et donner les expressions littérales de :

Rp, rendement de la purification, en fonction de m2 et m2'
Rs, rendement de la synthèse, en fonction de m2', m2, m et mth.
        2-3) Calculer Rp, et Rs.
    3) Questions sur le mode opératoire.

        3-1) Donner la composition du milieu réactionnel à la fin du chauffage à reflux.
        3-2) Pourquoi faut-il abaisser la température du milieu réactionnel en dessous de 10 °C avant de procéder à la filtration sur büchner ?
        3-3) Extraction du produit brut.
            3-3-1) Quel est le rôle du lavage à l’eau ?
            3-3-2) Faire l’inventaire des espèces chimiques contenues respectivement dans le gâteau et dans le filtrat.
            3-3-3) Pourquoi faut-il laver avec un minimum d’eau ?
            3-3-4) Pourquoi l’eau doit-elle être glacée ?
            3-3-5) Comment pourrait-on vérifier l’efficacité du lavage ?
        3-4) Indiquer les propriétés que doit posséder un solvant de recristallisation.
        3-5) Proposer un test chimique qui permettrait de s’assurer que la fonction phénol n’a pas réagi lors de cette synthèse.


Veuillez m'aider svpppp merciii d'avance

Edit Coll : suppression du soulignage pour la lisibilité