Synthèse magnésienne : préparation du triphénylméthanol

Résumé du document

Lors de ce TP, nous allons synthétiser le triphénylméthanol, pour cela nous utiliserons la réaction entre la benzophénone et un réactif de Grignard (organomagnésien). Nous devrons manipuler en milieu anhydre car les organométalliques réagissent violemment avec l'eau. A la fin, on analysera le produit obtenu et on évaluera la qualité de la synthèse (...)

Extraits

[...] L'éther boue à cause de la chaleur produite par la réaction suivante : Mg + Br-CH2-CH2-Br Br-CH2-CH2-Mg-Br Quand l'éther ne boue plus, tout l'intermédiaire réactionnel a été synthétisé, on peut donc commencer l'ajout (sous agitation) de la solution de bromobenzène de façon lente (goutte-àgoutte) pour synthétiser le bromure de phenylmagnésien. L'addition de la solution doit durer 15min environ Le mélange devient vert. Attention, la température ne doit pas trop grimper, sinon une réaction parasite peut se produire : 2 R-X + Mg R-R + Mg-X2 c'est la réaction de Würtz Une fois l'addition terminée, on poursuit l'agitation 15min au bain-marie puis on refroidit dans un bain eau/glace Le mélange devient jaune/vert Le bromure de phénylmagnésien est responsable de cette couleur On ajoute la benzophénone au goutte-à-goutte sous agitation (15min) Le mélange devient rose/rouge Ensuite on place le mélange au bain-marie pendant 15min. [...]

[...] Le rendement de la réaction est de 45% ce qui est relativement faible, plus de la moitié du substrat n'a pas réagit malgré la présence de 1,5 équivalent d'organomagnésien. Il serait intéressant de chercher si des conditions expérimentales particulières pourraient nous permettre d'augmenter le rendement, peut-être avec une plus grande quantité de réactif de Grignard. [...]

[...] Réaction préparation de l'organomagnésien Magnésium Bromobenzène Benzophénone Triphénylméthanol M(Mg) = 24 g/mol M(Ph-Br) = 157 g/mol M(Ph2-CO) = 182 g/mol M(Ph3-OH) = 260 g/mol m(Mg) = 1,2 g m(Ph-Br) = 7,9 g m(Ph2-CO) = 6g m(Ph3-OH) = 3,9 g n(Mg) = 0,05 mol n(Ph-Br) = 0,05 mol n(Ph2-CO) = 0,033 mol n(Ph3-OH) = 0,015 mol Inflammable Téb = 156°C Tfus = 49°C Inflammable Irritant Dangereux pour l'environnement Combustible Dangereux pour l'environnement Tfus = 164°C Précautions Toutes les manipulations doivent être effectuées en milieu anhydre, les magnésiens pouvant exploser ou s'enflammer au contact de l'eau. Nous utiliserons donc une verrerie aussi sèche que possible, un solvant anhydre et on veillera à bien contrôler les réactions (ajouter lentement les réactifs et surveiller la température) afin de ne prendre aucun risque. [...]

[...] Leur formation se fait dans l'éther anhydre car en présence d'eau ils sont détruits selon la réaction suivante : R-Mg-X + 2 H2O R-H + Mg(OH)2 + H-X Cette réaction est rapide et très exothermique. Mécanisme réactionnel : Source : Chimie Organique Clayden, Greeves, Warren, Wothers. Edition De Boeck p.143 La réaction entre la benzophénone et le bromure de phénylmagnésien est une réaction radicalaire : Conclusion La synthèse a fonctionné correctement, le produit obtenu est d'une grande pureté comme le montre les différentes analyses. Cependant une recristallisation est indispensable car le produit brut est très pollué par la benzophénone. [...]

[...] On obtient un solide blanc Tfus triphénylméthanol pur = 164°C Données expérimentale m triphénylméthanol brut = 9,2g Tfus théorique = 164°C m triphénylméthanol pur = 3,9g Tfus pur = 164°C rendement recristallisation = 3,9 / 9,2 = 42% rendement réaction = 0,015 / 0,033 = 45% Analyse des résultats - Chromatographie sur couche mince (silice) éluant : acétate d'éthyle / cyclohexane rapport frontaux : triphényméthanol brut contient triphénylméthanol + benzophénone Rf1 = 1,5 / 3,1 = 0,48 Rf2 = 0,8 / 3,1 = 0,26 triphénylméthanol pur Rf = 0,8 / 3,1 = 0,26 contient triphénylméthanol benzophénone commercial Rf = 1,5 / 3,1 = 0,48 contient benzophénone les 3 dépôts superposés contient triphénylméthanol + benzophénone Rf1 = 1,5 / 3,1 = 0,48 Rf2 = 0,8 / 3,1 = 0,26 Rf triphénylméthanol = 0,26 Rf benzophénone = 0,48 La chromatographie nous indique que le produit après recristallisation est pur, toute la benzophénone a été éliminée. Le point de fusion nous confirme l'absence de résidu fus théorique = Tfus mesurée). rendement de la recristallisation = 3,9 / 9,2 = 42% Le produit brut contient beaucoup de benzophénone (plus de la moitié). Questions Le magnésium est un métal très électropositif, la liaison C-Mg est très polarisé vers le carbone (densité électronique plus forte sur le carbone que sur le magnésium). [...]