Synthèse des acides en chimie organique

Résumé du document

Cet exposé a pour but de regrouper les principales voies de synthèse des acides en chimie organique. Il présente notamment des méthodes utilisées à l'échelle industrielle (procédé Monsanto). Plusieurs voies de synthèse décrites dans ce document sont actuellement réalisées en laboratoires. La majorité des mécanismes réactionnels y sont représentés ainsi que des protocoles expérimentaux.

Extraits

[...] Hydrolyse des nitriles L'hydratation d'un nitrile fournit dans un premier temps l'amide. Mécanisme en milieu acide 3 L'iminol se tautomérise en amide non substitué plus stable du fait de la grande énergie de liaison du groupe carbonyle. Mécanisme en milieu basique 3 La transformation se poursuit par l'hydrolyse de l'amide Hydrolyse des amides Selon la nature du milieu, on obtient l'acide carboxylique ou bien l'ion carboxylate. En milieu basique 4 La réaction débute par l'attaque du carbonyle de l'amide par l'ion hydroxyde. [...]

[...] L'acide protoné est un acide beaucoup plus fort que l'ion ammonium. La dernière étape est irréversible. Notons que l'ion n'est pas, à proprement parler, un catalyseur puisqu'il est consommé dans la dernière étape Synthèse d'acide carboxylique par réactions d'additions-éliminations au niveau du carbonyle des halogénures d'acyles, anhydrides d'acides Mécanisme général L'addition d'un nucléophile symbolisé par conduit à un intermédiaire tétraédrique moins stable que les réactifs de départ. La double liaison entre le carbone et l'oxygène a été remplacée par deux liaisons simples dont l'énergie de dissociation est moindre. [...]

[...] Chauffer la solution dans un bain d'huile entre 115 et 120°C pendant 57 minutes. La refroidir puis la diluer avec un volume équivalent d'eau, soit 100mL ; un solide cristallin se forme : il s'agit de l'acide qui précipite. Filtrer sur Büchner et rincer le précipité à l'eau froide jusqu'à ce que le pH, de très acide, atteigne la valeur de pKA de l'acide synthétisé. 225mL d'eau sont utilisés pour obtenir 25,20g d'acide qui, une fois séchés (24h au dessiccateur a 30mbar), ne représentent plus que 8,925g. [...]

[...] Ceux-ci s'additionnent sur une double liaison du dioxyde de carbone (CO2) introduit en excès pour former un sel de magnésium de l'acide carboxylique correspondant. Deux méthodes sont envisageables pour additionner le réactif de Grignard sur le CO2. On peut par exemple faire buller du CO2 dans une solution d'éther contenant le réactif de Grignard approprié. Une autre méthode consiste à additionner goutte à goutte une solution de réactif de Grignard sur de la carboglace (CO2 solide).Dans cette dernière méthode la carboglace sert de réactif mais également d'agent réfrigérant. [...]

[...] Le produit a précipité Synthèse de l'acide benzoïque (par la voie acide) 10 En présence d'acide concentré, il est possible d'hydrolyser la fonction nitrile d'un acide carboxylique, à condition de ne pas travailler à trop haute température pour ne pas détruire, avec dégagement de CO2, la fonction acide ainsi formée. Cette réaction a été mise en application sur le benzonitrile pour synthétiser l'acide benzoïque. Protocole expérimental Réactifs : - Benzonitrile - Acide sulfurique concentré - Acide acétique glacial Hydrolyse du benzonitrile : introduire 10,014g (98,2mmol) de benzonitrile, 30mL d'acide acétique glacial, 30mL d'eau, et 30mL d'acide sulfurique concentré. [...]