Préparation de la pinacolone

PREPARATION DE LA PINACOLONE

Préparation de la pinacolone à partir du pinacol :

Le traitement en milieu acide du pinacol (ou 2,3‑diméthylbutane‑2,3‑diol) permet d'obtenir la pinacolone (ou 3,3‑diméthylbutan‑2‑one). Il s'agit d'une réaction de transposition pinacolique.

1) Travail préliminaire :

Rechercher dans la bibliographie les conditions d’utilisation des différents produits utilisés pour réaliser la synthèse et la purification de la pinacolone.

Compléter le tableau suivant :

Nom du produit	Formule	Phrase de risques R	Phrase de sécurité S	Pictogramme de sécurité	Quantité utilisée	Mode de prélèvement
Pinacol				Xi	20g
Acide sulfurique concentré					20mL
Chlorure de sodium
Sulfate de magnésium anhydre					Une pointe de spatule
Produit de la réaction : Pinacolone					.

2) Données :

	M/g.mol^-1	d	t_f/°C	t_eb/°C	n_D à 20 °C
pinacol	118,17		43	174
pinacolone	100,16	0,80	-59	106	1,3952

Azéotrope eau –pinacolone : t_eb = 85 °C, contient environ 15 % d'eau.

Solubilités

Solvant	Eau
Pinacol	légèrement soluble à froid, très soluble à chaud
Pinacolone	légèrement soluble à froid (2,4 % à 15 °C)

3) Synthèse :

- Préparer dans un bécher un mélange de 80 mL d’eau et 20 mL d’acide sulfurique concentré en respectant les précautions d’usage.

- Introduire ce mélange dans un ballon de 250 mL et ajouter 20 g de pinacol (ou 2,3‑diméthyl‑2,3‑butanediol).

- Porter à reflux pendant 20 minutes, puis refroidir.

- Transformer le montage de façon à pouvoir effectuer une hydrodistillation.

- Relarguer le distillat avec du chlorure de sodium, puis séparer les deux phases.

- Sécher la phase organique sur sulfate de magnésium anhydre.

- Rectifier la phase organique.

- Déterminer la masse m de pinacolone obtenue.

- Stocker le produit dans le récipient prévu à cet effet.

4) Contrôle de la synthèse :

- Mesurer l'indice de réfraction du produit obtenu.

- Analyser par chromatographie en phase gazeuse la pinacolone préparée. Il sera fourni par le centre d'examen le chromatogramme en phase gazeuse du mélange pinacol-pinacolone. Aucun calcul n’est demandé.

- Tracer au spectromètre I.R. le spectre infra-rouge de la pinacolone préparée.

5) Questions :

5-1) Écrire l'équation de la réaction mise en jeu au cours de la synthèse.

5-2) Préciser le rôle de l'acide sulfurique.

5-3) Indiquer la nature du distillat obtenu au cours de l’hydrodistillation.

5-4) Quel est le but du relargage ?

5-5) Pourquoi sèche-t-on la phase organique ?

5-6) Calculer la masse théorique m_th de pinacolone attendue. En déduire le rendement R de la synthèse.

5-7) Interpréter les spectres IR du pinacol et de la pinacolone commerciaux donnés en annexe. On se limitera aux bandes caractéristiques de chacun des deux produits.

5-8) Commenter le chromatogramme en phase gazeuse du mélange pinacol-pinacolone fourni par le centre d’examen : choix de la colonne, choix de la température du four, ordre de sortie des constituants.

5-9) a) Commenter le spectre IR de la pinacolone obtenue, en particulier les caractéristiques montrant que la réaction a eu lieu.

b) Commenter le chromatogramme en phase gazeuse de la pinacolone préparée.

c) D'après l'ensemble des résultats, que peut-on dire de la pureté du produit obtenu ?

Annexe

Spectre IR du pinacol

Spectre I.R. de la pinacolone

Nom : Prénom : Poste :

FEUILLE DE RESULTATS

(à rendre avec la copie)

Première synthèse

masse de produit brut humide : m₀ =

masse de produit brut humide mis à l'étuve : m₁ =

masse de produit brut sec : m'₁ =

masse de produit brut humide à recristalliser : m₂ =

masse de produit recristallisé sec : m'₂ =

rendement en produit brut sec : R₁ =

rendement de la recristallisation : R₂ =

rendement en produit recristallisé sec : R₃ =

aspect du produit brut :

aspect du produit pur :

température de fusion :

Deuxième synthèse

masse de pinacolone obtenue : m =

rendement : R =

aspect de la pinacolone obtenue :

température de distillation : t =

indice de réfraction mesuré : n = à t =

indice de réfraction corrigé à t = 20 °C : n =