Synthèse de l’acide cyclopropanedicarboxylique

Résumé du document

Dans ce document TP, nous exposerons à travers la préparation de l'acide cyclopropanedicarboxylique, une méthode de synthèse permettant une homologation à deux atomes de carbone supplémentaires d'un dérivé halogèné en acide carboxylique. Cette synthèse est similaire à une synthèse malonique puisque dans un premier temps, nous formerons par déprotonation l'énolate correspondant au malonate de diéthyle. On fera alors réagir cet énolate sur un composé bromé, le 1,2-dibromoéthane avant d'acidifier le mélange afin d'obtenir l'acide cyclopropanedicarboxylique. On notera que cette synthèse est d'autant plus intéressante qu'elle fait intervenir un catalyseur par transfert de phase.

Extraits

[...] Résultats Dans cette préparation, le réactif limitant est le malonate de diéthyle puisque la soude et le 1,2-dibromoéthane sont introduits en excès et que la réaction avec le 1,2-dibromoéthane se fait mole à mole. On a donc On recueille 3,89g d'acide cyclopropanedicarboxylique. Application numérique : On a donc un bon rendement de Caractérisation du produit La caractérisation des produits se fait par mesure du point de fusion au moyen d'un banc Kofler. On mesure : 137°C alors que les tables donnent un point de fusion égal à 134-138°C. Ceci montre que notre produit est relativement pur. [...]

[...] On peut également noter que cette réaction est d'autant plus intéressante puisqu'elle fait intervenir une catalyse un peu particulière par son mode d'action : la catalyse par transfert de phase. Données Constantes physiques Sécurité 1,2-dibromoéthane R45 Peut causer le cancer R23/24/25 Également toxique par inhalation, contact avec peau et par ingestion. R36/37/38 Irritant pour les yeux, les voies respiratoires et la peau. S53 Éviter l'exposition, se procurer des instructions spéciales avant utilisation. S44 En cas de malaise, consulter un médecin (si possible, lui montrer l'étiquette). Hydroxyde de sodium R35 Provoque de graves brûlures. [...]

[...] On fera alors réagir cet énolate sur un composé bromé, le 1,2-dibromoéthane avant d'acidifier le mélange afin d'obtenir l'acide cyclopropanedicarboxylique. On notera que cette synthèse est d'autant plus intéressante qu'elle fait intervenir un catalyseur par transfert de phase. Équation bilan et mécanisme 1 Équation bilan 3 Mécanisme Protocole expérimental 1 Réaction Environ 35 g de soude en pastilles (0,875 mol) ainsi que 75 mL d'eau sont introduits dans un tricol de 250 mL équipé d'un agitateur magnétique. Un réfrigérant, un thermomètre et une ampoule de coulée sont adaptés au tricol avant de refroidir à la température ambiante la solution de soude grâce à un bain de glace. [...]

[...] On ajoute alors doucement et en contrôlant la température qui ne doit jamais dépasser de l'acide chlorhydrique concentré jusqu'à un pH inférieur à 2. On notera que si le mélange réactionnel devient très trouble, il est nécessaire de le filtrer sur coton avant de passer à l'étape suivante Traitement Le traitement de notre solution se fait en plaçant le mélange dans une ampoule à décanter et en extrayant le diacide par trois fois 20 mL d'acétate d'éthyle. Ensuite on sature la phase aqueuse avec du chlorure de sodium afin de faciliter la séparation du produit puis on l'extrait avec 20 mL d'acétate d'éthyle. [...]

[...] S26 En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l'eau et consulter un spécialiste. S37/39 Porter des gants appropriés et un appareil de protection des yeux et du visage S45 En cas d'accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l'étiquette). Acide chlorhydrique R34 Provoque des brûlures. R37 Irritant les voies respiratoires. S26 En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l'eau et consulter un spécialiste. S45 En cas d'accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin (si possible lui montrer l'étiquette). [...]