EXERCICE 108
Corrigé
Enoncé :
Synthèse du rouge de méthyle :
Cet exercice est consacré à l'étude du rouge de méthyle, utilisé comme
indicateur coloré acido-basique. La formule semi-développée du rouge de méthyle
est la suivante :
1) Le benzène réagit avec le dibrome en présence
d'un catalyseur, selon la réaction (1). On obtient un composé organique monobromé A .
1-1) Donner la formule semi-développée du composé A .
1-2) Indiquer la formule d'un catalyseur possible pour
cette réaction.
2) A réagit avec un mélange d'acide sulfurique concentré et d'acide nitrique
concentré (mélange sulfonitrique), à basse
température, pour donner un mélange de deux isomères, B (isomère ortho) et C .
2-1) Donner les formules semi-développées des composés B
et C .
2-2) Ecrire la réaction (2) : formation de B à partir de A .
2-3) Expliquer pourquoi cette réaction doit être
effectuée à basse température.
3) B est traité par du magnésium dans l'éther anhydre pour donner D. La
solution éthérée contenant D est versée sur de la carboglace (dioxyde de
carbone solide) pour donner E .Après hydrolyse acide de E, on obtient F .
3-1) Identifier D,E et F
(formules semi-développées).
3-2) Donner l'équation de la réaction traduisant le
passage de E à F .
4) F est traité par de l'étain métallique (Sn) en milieu acide pour donner G
:
Ecrire l'équation de la réaction sachant que l'étain métallique est
transformé en ions Sn2+ (les demi-équations électroniques sont demandées).
5) G réagit avec le nitrite de sodium en milieu acide vers 0°C pour former
un composé ionique H .
5-1) Donner la formule semi-développée de H .
5-2) Donner le nom et la formule semi-développée du
composé organique qui se forme si on augmente la température du milieu
réactionnel.
6) Par ailleurs, on traite de l'aniline avec de l'iodométhane
; une mole d'aniline réagit alors avec deux moles d'iodométhane
pour former I . Identifier I (nom et formule
semi-développée).
7) On fait alors réagir I avec H pour former le rouge de méthyle.
7-1) Ecrire l'équation de réaction de I avec H.
7-2) Indiquer la nature de cette réaction en choisissant
deux mots parmi les suivants : oxydation, addition, substitution, élimination,
électrophile, nucléophile, radicalaire. Justifier.
Corrigé
1) 1-1) 
(C6H5Br) Composé A.
1-2) Catalyseur possible :
AlCl3 ou AlBr3 ou FeCl3.
2) 2-1) 
Composé B
et 
Composé C
2-2) (2) 
2-3) Cette réaction doit être effectuée à basse température sous peine d'obtenir des dérivés dinitrés ainsi qu'une oxydation du cycle benzénique.
3) 3-1)
Composé
D 
Composé E 
Composé F.
3-2) 
4)
5) 5-1) 
Composé H
.
5-2) 
acide 2-hydroxybenzoïque
(acide salicylique). C'est le composé qui se forme si on augmente la
température du milieu réactionnel.
6) Composé I N,N-diméthylaniline 
7) 7-1) 
7-2) Substitution électrophile :
On remplace un "H" par un groupement d'atomes en para de l'azote de
la fonction amine de la N,N-diméthylaniline,
le réactif (ion diazonium) étant électrophile.