Exemple d’une catalyse acide : synthèse d’une coumarine

Résumé du document

Dans ce document, notre principal objectif est de synthétiser la 7-hydroxy-4-méthylcoumarine, d'effectuer sa purification par recristallisation ; ainsi que sa caractérisation par RMN 1H et 13C, IR et point de fusion.
Les dérivés de la coumarine sont des composés ayant des propriétés anticoagulantes et sont utilisés comme colorants dans des dispositifs photovoltaïques.
La réaction de Pechmann permet d'accéder à de nombreux composés possédant cette structure.
Cette méthode qui n'utilise pas de solvant a été récemment mise au point par deux chercheurs japonais et elle présente l'avantage d'être très rapide et de donner d'excellents rendements.

Extraits

[...] - Puis l'erlenmeyer est placé dans un bain-marie d'eau tiède chauffé à le tout sous agitation magnétique, pendant 30 min (cf. schéma 1). - Ensuite, après, avoir laissé refroidir l'erlenmeyer contenant le mélange réactionnel à l'air libre mL d'eau distillée sont ajoutés, sous agitation : le solide cristallise. - L'erlenmeyer est placé dans un bain de glace afin d'achever la recristallisation. (Afin d'amorcer la formation de cristaux, les parois de l'erlenmeyer sont grattées à l'aide d'une baguette de verre). - Sous pression réduite, le solide est collecté dans un entonnoir avec un verre fritté (cf. [...]

[...] Spectroscopie Résonance magnétique nucléaire : (cf. feuilles ci-jointes) RMN 1H (Acétone, 300MHz) : 2.41 (CH3, 3H, ; 6.07 1H, ; 6.73 1H, d,3J6,8= 2,3 Hz) ; 6.84 1H, dd, 3J5,6= 8,6 Hz ; 3J6,8= 2,3 Hz) ; 7.59 1H, 3J5,6= 8,6Hz) ; 9.50 1H, RMN 13C (Acétone, 300MHz) : 206 (C7-OH) 10) CH2, (R-CH3) Infra-rouge : (cf. spectre) - Elongation des liaisons O-H : vers 3500 cm-1 - Elongation de la liaison C=O : vers 1670 cm- Conclusions Au cours de ce TP, nous avons réalisé la synthèse de la 7-hydroxy-4- méthylcoumarine, effectué sa purification par recristallisation ; ainsi que sa caractérisation. [...]

[...] - Les cristaux purifiés sont collectés et recueillis dans un pilulier taré, puis mis dans une étuve à sécher. Nous obtenons un solide jaune, la 7-hydroxy-4-méthylcoumarine de masse égale à 2,590 g avant la recristallisation et de masse égale à 1,105g, après recristallisation Observations - Evolution de l'aspect du contenu de l'erlenmeyer pendant la formation de la 7-hydroxy-4-méthylcoumarine : Le milieu devient homogène, liquide et de coloration jaune, alors qu'il était initialement incolore Mécanismes réactionnels 9. Résultats : Rendement Masse de cristaux bruts obtenus : 2,590 g Température de fusion des cristaux bruts : 184°C Masse de cristaux obtenus après recristallisation : 1,105 g Température de fusion des cristaux recristallisés: 185°C Rendement : La masse expérimentale du produit obtenu est de 1,105 g. [...]

[...] - Après le séchage, et la mesure du point de fusion (cf. 9/Résultats), le produit est recristallisé dans un mélange éthanol- eau (70/30) : ce mélange est placé à chauffer sur la plaque chauffante avec 3 grains de pierre ponce ; dans un bécher propre, un minimum de ce mélange est ajouté au produit jusqu'à dissolution complète de ce dernier. Puis, le tout est placé dans un bain de glace afin de le refroidir, et qu'il recristallise. - Comme précédemment, Sous pression réduite, le solide est collecté dans un entonnoir avec un verre fritté (cf. [...]

[...] Il est à noter que les quantités de produit obtenues sont correctes compte tenu des incertitudes de mesures et de manipulations . Nous pouvons remarquer que l'étape de recristallisation est la source d'une grande perte en masse de produit : si nous avions disposé d'un peu plus de temps pour cette étape, nous pensons que nous aurions obtenu un meilleur rendement Bibliographie - Lalande J Parenty A., Synthèse d'une coumarine, L'actualité Chimique, Mars 2003, 27-30 - Sugino T., Tanaka K., Solvent-free coumarin synthesis, Chemistry Letters 110-111 - Sayama K., Hara K., Mori N., Satsuki M., Suga S., Tsukagoshi S., Abe Y., Sugihara H., Arakawa H., Photosensibilization of a porous TiO2 electrode with merocyanine dyes containing a carboxyl group and a long alkyl chain, Chem. [...]