Réaction de Diels-Alder catalysée

Résumé du document

Dans ce document TP, nous exposerons à travers la préparation du 4-methylcyclohex-3-enecarboxylate d'éthyle un exemple de réaction de Diels-Alder catalysée. La réaction de Diels-Alder est une réaction entre un diènophile et un diène. Ce type de réaction s'effectue généralement à haute température. Par exemple, la réaction que nous nous proposons d'effectuer entre l'isoprène et l'acrylate d'éthyle conduit à l'adduit correspondant après 8 heures à 150°C. Ces conditions étant relativement « dures », nous allons montrer qu'il est possible d'obtenir notre produit en adoucissant sensiblement les conditions opératoires grâce à l'ajout d'un acide de Lewis.

Extraits

[...] La réaction de Diels-Alder est une réaction entre un diènophile et un diène. Ce type de réaction s'effectue généralement à haute température. Par exemple, la réaction que nous nous proposons d'effectuer entre l'isoprène et l'acrylate d'éthyle conduit à l'adduit correspondant après 8 heures à 150°C. Ces conditions étant relativement dures nous allons montrer qu'il est possible d'obtenir notre produit en adoucissant sensiblement les conditions opératoires grâce à l'ajout d'un acide de Lewis. Équation bilan et mécanisme 1 Équation bilan 2 Mécanisme Protocole expérimental 1 Réaction Dans un ballon de 100 mL sont ajoutés sous argon AlCl3 3mmol), puis du toluène anhydre (25mL). [...]

[...] Remarque sur le mode d'action du catalyseur Afin d'adoucir les conditions opératoires de cette réaction de Diels- Alder, on utilise un acide de Lewis (AlCl3) qui en se fixant sur l'oxygène du carbonyle du diènophile (acrylate d'éthyle) abaisse le niveau énergétique de la LUMO. Cet abaissement entraîne une diminution de l'écart énergétique entre la LUMO du diènophile et la HOMO du diène (isoprène) ce qui facilite alors la réaction. Résultats Dans cette préparation, le réactif limitant est l'acrylate d'éthyle puisque l'isoprène est introduit en excès et que la réaction se fait mole à mole. On a donc On recueille 1.90 g de produit. [...]

[...] S16 Conserver à l'écart de toute flamme ou source d'étincelles - Ne pas fumer. S33 Eviter l'accumulation de charges électrostatiques. Isoprène R12 Extrêmement inflammable. S2 Conserver hors de la portée des enfants. S9 Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé. S16 Conserver à l'écart de toute flamme ou source d'étincelles - Ne pas fumer. S29 Ne pas jeter les résidus à l'égout. S33 Eviter l'accumulation de charges électrostatiques. [...]

[...] On peut également caractériser notre produit grâce à son indice de réfraction et son Rf : Rf : 0,51 (éther de pétrole/acétate d'éthyle 90 : 10 ; révélation : acide phosphomolybdique) nD17,5 = 1,4592 Pour conclure, ce TP permet de mettre en œuvre une réaction de Diels-Alder en synthétisant majoritairement le 4-methylcyclohex-3-enecarboxylate d'éthyle. Cette réaction met également en évidence l'importance que peut avoir un catalyseur sur les conditions opératoires. Données Constantes physiques Sécurité Acrylate d'éthyle R11 Facilement inflammable. R20/22 Nocif par inhalation et par ingestion. R36/37/38 Irritant pour les yeux, les voies respiratoires et la peau. R43 Peut entraîner une sensibilisation par contact avec la peau. S9 Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé. [...]