PREPARATION DE L'ACIDE 2-IODOBENZOÏQUE A PARTIR DE L'ACIDE 2-IODOBENZOÏQUE

PREPARATION DE L'ACIDE 2-IODOBENZOÏQUE
Mode opératoire

Cette préparation est une synthèse permettant d'illustrer les réactions de substitution sur un ion diazonium. Ici, le groupe amino de l'acide 2-aminobenzoïque sera remplacé en fin d'opération par un groupe iodo. C'est une réaction en deux étapes.

1) Données :

• Acide 2-aminobenzoïque : irritant pour les yeux
masse molaire M =137 g.mol^-1
• Nitrite de sodium : toxique par ingestion
favorise l'inflammation des matières combustibles
masse molaire M = 69 g.mol^-1
• Acide chlorhydrique concentré : provoque de graves brûlures par contact
d =1,18 ; pureté = 35 %
masse molaire M = 36,5 g.mol^-1
• Monoxyde d’azote NO et dioxyde d'azote NO₂ : gaz toxiques (le monoxyde d'azote incolore s'oxyde spontanément à l'air en dioxyde d'azote roux)
• Iodure de potassium : masse molaire M = 166 g.mol^-1
• Acide 2-iodobenzoïque : masse molaire M = 248 g.mol^-1

Potentiels d'oxydo-réduction (en V), par rapport à l'électrode standard à hydrogène.
• HNO₂(aq)/NO(g) 0,99
• I₂(aq)/I^-(aq) 0,54
•HSO₄^-(aq)/HSO₃^-(aq) -0,92

2) Mode opératoire
2-1) Diazotation de l'acide 2-aminobenzoïque:
Dans un tricol de 250 mL muni d'une agitation mécanique, d'un réfrigérant, d'une ampoule de coulée et d'un thermomètre, introduire progressivement sans passer par l'ampoule de coulée, 5,0 g d'acide 2-aminobenzoïque, 35 mL d'eau et 10 mL d'acide chlorhydrique concentré.
Chauffer doucement sous agitation jusqu'à dissolution totale. Refroidir ensuite le mélange entre 0 °C et 10 °C. Un précipité apparaît.
Préparer dans un bécher une solution de 3 g de nitrite de sodium dans 7 mL d'eau. Refroidir cette solution jusqu'à 0 °C et l'introduire dans l'ampoule de coulée.
Verser cette solution goutte à goutte dans le mélange réactionnel en maintenant la température inférieure à 10 °C.
A la fin de l'addition, rincer l'ampoule avec 3 mL d'eau glacée et les introduire dans le ballon.
Laisser agiter dans la glace pendant 10 minutes.
Effectuer un test au papier ioduroamidonné afin de vérifier l'excès d'acide nitreux.
2-2) Réaction de substitution:
Préparer un piège à gaz en haut du réfrigérant et récupérer les gaz émis dans une solution de soude au demi (1/2) additionnée de quelques gouttes de bleu de bromothymol.
Dans un bécher de 100 mL, préparer une solution de KI en dissolvant 9 g d'iodure de potassium dans 15 mL d'eau. Refroidir cette solution jusqu'à une température inférieure à 10 °C.
Introduire la solution de KI dans l'ampoule de coulée et l'ajouter progressivement au ballon en maintenant la température entre 5°C et 10 °C. Un dégagement gazeux peut se produire alors. En fin d'addition laisser le mélange revenir à température ambiante.
Chauffer au bain-marie à 40 °C jusqu'à cessation du dégagement gazeux en agitant vigoureusement.

2-3) Extraction:
Refroidir progressivement à température ambiante puis dans la glace.
Ajouter 4 mL d'hydrogénosulfite de sodium.
Filtrer et laver le solide à l'eau froide (200 mL, par fractions de 100 mL). Soit m la masse obtenue.

2-4) Purification :
Faire sécher à l'étuve réglée à 100 °C la moitié du produit brut; soit m₁ sa masse.
Recristalliser l'autre moitié de masse m₂ dans le solvant mixte eau-éthanol (Noter les volumes d'eau et d'éthanol utilisés):
Recouvrir le produit brut avec de l'éthanol, porter à reflux jusqu'à ce que tout soit dissous (le cas échéant rajouter progressivement un volume mesuré d'éthanol).Ajouter alors progressivement, par le haut du réfrigérant, de l'eau jusqu'à ce que la solution devienne légèrement trouble. Reporter à reflux et dissoudre si nécessaire le précipité résiduel avec quelques gouttes d'éthanol. Noter le volume V_S de mélange total utilisé.Filtrer et rincer avec de l'eau glacée.
Essorer et sécher à l'étuve réglée à 100 °C. Noter m'₂, masse de produit sec obtenue.

2-5)Contrôles de pureté :
2-5-1) Mesurer la température de fusion du produit purifié.

        2-5-2) Réaliser une CCM sur gel de silice :
                • faire quatre dépôts : produit brut obtenu, acide 2-iodobenzoïque pur, acide 2-aminobenzoïque de départ, acide 2-iodobenzoïque de référence, tous en solution dans l'éthanol absolu.
                • éluer avec un mélange d'acétate d'éthyle et d'acide acétique glacial, fourni, de composition: 10mL d'éthanoate d'éthyle pour 5 gouttes d'acide acétique glacial.
                • révéler sous U.V (254 nm)

VERS LE COMPTE-RENDU