Etude de la stéréochimie de la réduction de cyclohexanones (effet de solvant) – Synthèse de la cyclohexanone par oxydation du cyclohexanol

Résumé du document

Dans ce document, notre objectif est, dans un premier temps, de réaliser la réduction de la 4-t-butylcyclohexanone par le tétrahydroborate de sodium dans l'éthanol absolu, puis dans un mélange THF/Ethanol (90/10) afin d'examiner l'influence du solvant, et donc l'influence sur la diastéréosélectivité de la réaction.
Ensuite, dans un second temps, le but est de procéder à l'oxydation du cyclohexanol et, de pouvoir faire une étude comparative oxydation/réduction.
Il est à noter que l'ensemble de ces manipulations seront caractérisé par CPG et IR.
Lors de la réduction de la 4-t-butylcyclohexanone par le tétraborate de sodium (NaBH4 ou borohydrure de sodium), cet hydrure réducteur attaque les cyclohexanones peut encombrés au niveau de carbonyle, selon une approche axiale la plus encombrée, pour donner majoritairement l'alcool le plus stable.
Lors de l'oxydation du cyclohexanol, l'agent oxydant est l'ion chloronium qui est réduit en ion chlorure, provenant de l'hypochlorite de sodium. Le cyclohexanol agit en tant que réducteur et est oxydé en cyclohexanone.

Extraits

[...] Nous obtenons une solution incolore. - La réaction est agitée pendant une heure à puis ramené à température ambiante, durant 15 min. A ce stade, la colonne desséchante est déconnectée. - 5 mL d'acide chlorhydrique et 7 mL d'acide chlorhydrique sont placés dans un erlenmeyer, lui même placé dans un bain de glace afin d'obtenir une solution froide. - Cette solution est ensuite placée dans l'ampoule à décanter afin de réaliser l'hydrolyse progressive de la solution, puis le mélange est agité vigoureusement pendant 30 min. [...]

[...] Etude de la stéréochimie de la réduction de cyclohexanones (effet de solvant) Synthèse de la cyclohexanone par oxydation du cyclohexanol 1. Introduction Lors de la réduction de la 4-t-butylcyclohexanone par le tétraborate de sodium (NaBH4 ou borohydrure de sodium), cet hydrure réducteur attaque les cyclohexanones peut encombrés au niveau de carbonyle, selon une approche axiale la plus encombrée, pour donner majoritairement l'alcool le plus stable. Lors de l'oxydation du cyclohexanol, l'agent oxydant est l'ion chloronium qui est réduit en ion chlorure, provenant de l'hypochlorite de sodium. [...]

[...] - Par le biais d'un bain de glace, la solution obtenue est refroidi et 10 mL d'hypochlorite de sodium sont ajoutés progressivement, grâce à l'ampoule à addition isobare, puis la solution est agitée une heure à température ambiante. Pendant l'agitation, l'excès d'hypochlorite à été testé grâce à des bandelettes test, mais en ce qui nous concerne, l'ajout d'hypochlorite n'a pas été nécessaire (cf. schéma 4). - Ensuite, par le biais d'une solution de bisulfite de sodium saturée, le milieu réactionnel est neutralisé. - Puis, par distillation à la vapeur d'eau, le produit brut est extrait du milieu réactionnel ; l'appareillage est rincé avec 10 mL d'éther après avoir collecté 5 mL de distillat (cf. schéma 5). [...]

[...] Réduction de la 4-t-butylcyclohexanone par le tétrahydroborate de sodium dans le mélange THF/Ethanol (90/10) - Dans un ballon tricol, muni d'un réfrigérant droit à air, ainsi que d'une ampoule à addition et d'un agitateur magnétique, le tout relié à une colonne à calcium, le tétrahydroborate de sodium (10 mmoles est placé dans 10 mL d'éthanol. - Le ballon est placé dans un bain de glace afin de maintenir une température de 0°C. - Grâce à l'ampoule à addition, un mélange de 4-t-butylcyclohexanone mmoles dans un mélange THF/Ethanol mL) est additionnée progressivement goutte à goutte sur une période de 15 min (cf. schéma 1). [...]

[...] La phase organique située au-dessus est placée dans un erlenmeyer et mL d'éther sont à nouveau ajouté à la phase aqueuse et nous procédons de même afin d'extraire le maximum de phase organique (cf. schéma 2). - La phase organique est séchée sur du sulfate de magnésium (MgSO4) : 2 à 3 spatules de MgSO4 sont placés dans l'erlenmeyer contenant la phase organique, nous agitons, puis, nous filtrons sur papier filtre, ce qui permet de collecter le MgSO4 (cf. schéma 3). - Grâce au rotovapor, le solvant (éther) est évaporé sous vide. Après cette étape, nous obtenons un solide blanc, de masse égale à 4,085g. [...]