PREPARATION DE L'IODOBENZENE
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L'iodobenzène est obtenu en deux étapes: une diazotation de l'aniline suivie d'une réaction de Sandmeyer sur le produit intermédiaire.
1) Données
Aniline : M = 93,1 g.mol-1 d =
1,02 Tf= -6,2
°C Teb = 184,4 °C
Peu soluble
dans l'eau (34 g.L-1 à 20°C, 64 g.L-1 à 90°C), très soluble dans l'éthanol,
le benzène, le chloroforme, l'acétone et l'éther de pétrole.
Nocif par
inhalation, par contact avec la peau et par ingestion; très toxique pour les
organismes aquatiques.
Acide chlorhydrique
: M = 36,5 g.mol-1
d = 1,18 pureté (en masse): 35%.
Très soluble
dans l'eau.
Provoque des
brûlures ; irritant pour les voies respiratoires.
Nitrite de sodium
: M = 69,0 g.mol-1
Soluble dans
l'eau (820 g.L-1 à 20 °C), peu soluble dans l'éthanol.
Favorise l'inflammation
des matières combustibles ; toxique en cas d'ingestion.
Iodure de
potassium : M = 166,0 g.mol-1
Hydroxyde de
sodium : M = 40,0 g.mol-1
Solution
utilisée : concentration voisine de 300 g.L-1 (30 %).
Hygroscopique, corrosif.
Très soluble
dans l'eau, dissolution exothermique.
La solution
est corrosive, l'inhalation des vapeurs est irritante.
Iodobenzène : M = 204,0 g.mol-1 d =
1,83 Tf= -31,4 °C Teb= 188,6
°C
Très peu
soluble dans l'eau (0,34 g.L-1 à 30 °C).
Soluble dans
l'éthanol, le chloroforme. Soluble en toute proportion dans l'éther.
Inflammable
; nocif par inhalation ; toxique pour les organismes aquatiques.
2) Mode opératoire
2-1) Diazotation de l’aniline.
- Equiper un réacteur de
500mL d'une agitation mécanique permettant l'utilisation d'un bain de
glace ou d'un bain-marie, d'une ampoule de coulée, d'un réfrigérant à reflux
et d'un thermomètre.
- Introduire,
successivement, dans le réacteur : 45 mL d'eau,
30 g de glace pilée, 17 mL d'acide chlorhydrique
concentré et 7,4 mL d'aniline. Agiter.
- Refroidir en dessous de
5 °C dans un mélange de glace-sel.
- Pendant ce temps,
dissoudre 6,0 g de nitrite de sodium dans 25 mL
d'eau ; refroidir au bain de glace.
- Une fois les deux
solutions amenées à une température inférieure à 5°C, placer la solution
de nitrite dans l'ampoule de coulée puis l'ajouter lentement dans le réacteur.
La température du mélange réactionnel ne doit pas dépasser 5 °C.
- Laisser réagir 5 minutes
puis effectuer le test de fin de diazotation au
papier ioduro-amidonné : il doit bleuir
instantanément.
- Si le test était négatif
il faudrait préparer une petite quantité de solution de nitrite de sodium,
l'ajouter puis refaire le test.
- Conserver l'ensemble en
dessous de 5 °C.
2-2) Réaction de Sandmeyer.
- Parallèlement au travail
précédent, préparer une solution de 14,3 g d'iodure de potassium dans 23 mL d'eau. Refroidir cette solution à environ 5°C.
- Placer cette solution
dans l'ampoule de coulée et l'additionner pendant environ 2 minutes.
Enlever, ensuite, le bain de glace et le remplacer par un bain d'eau que l'on
chauffera pour porter le milieu réactionnel à 80 °C.
- Quand le dégagement
gazeux est terminé (l'agitation étant coupée, il faut attendre deux ou
trois secondes pour voir apparaître une bulle), laisser refroidir dans un
bain d'eau (à renouveler) jusqu'à atteindre la température de 20 °C.
- Alcaliniser le mélange
avec de la soude à 30 % : procéder par fractions de 1 mL
avec vérification du pH après chaque addition.
2-3) Isolement de l'iodobenzène brut.
- Ajouter 60 mL d'E.D. dans le mélange réactionnel, puis,
- Modifier le montage pour
réaliser une hydrodistillation.
- Distiller jusqu'à ce que
les gouttes de distillat soient limpides (distillation d'eau).
- Transvaser le distillat
dans une petite ampoule à décanter. Séparer l'iodobenzène.
- Sécher le produit sur du
sulfate de magnésium anhydre.
- Filtrer (papier filtre
ou laine de verre), dans un flacon préalablement taré et étiqueté.
- Peser l'iodobenzène brut recueilli.
2-4) Contrôle de pureté.
- Déterminer l'indice de
réfraction de l'iodobenzène brut recueilli.
- Effectuer la correction
de température pour donner l'indice à 20 °C grâce à la relation :
n20
= nT
+ 0,00045 (T - 20), T en °C.