acdbenzi

PREPARATION DE L'ACIDE BENZILIQUE

Le D.D.T. est un pesticide interdit car non biodégradable. L'acide benzilique est une molécule proche du D.D.T., avec un groupe -COOH au lieu du groupe -CCl₃du D.D.T. et est biodégradable. On le prépare à partir du benzile, par une réaction dite de transposition dont ni le mécanisme ni l'équation chimique ne sont demandés. L'équation de la réaction est la suivante :

1) Données :
Benzile :
    M = 210,2 g.mol^-1 T_f = 95 °C pureté en masse : 99 %
    Insoluble dans l'eau, très soluble dans l'éthanol et l'éther, soluble dans l'acétone et dans le toluène.
    Irritant pour les yeux et la peau.
Acide benzilique :
    M = 228,3 g.mol ^-1 T_f à déterminer, supérieure à 140 °C.
    Insoluble dans l'eau, très soluble dans l'alcool et l'éther.
    Très soluble à chaud dans le toluène, peu soluble à froid.
    pKa » 3
Potasse :
    Corrosif, soluble dans l’éthanol, provoque de graves brûlures.
Ethanol absolu :
    Inflammable. Miscible à l'eau, l'éther, l'acétone.
    Forme avec l'eau un azéotrope de T_eb=78°C
Propanone:
    T_eb= 57 °C
    Inflammable.

2) Mode opératoire :
2-1) Réaction :

Dans un ballon tricol de 250 mL, équipé d'un système d'agitation et d'une ampoule de coulée, préparer une solution de potasse en introduisant 10 g d'hydroxyde de potassium en pastilles puis en les dissolvant dans 20 mL d'eau et 25 mL d'éthanol à 95 °.
Introduire ensuite dans le ballon 5,60 g de benzile. Adapter un réfrigérant à boules sur le ballon puis porter à reflux. Maintenir le reflux, sous agitation, pendant 10 min.
Laisser le milieu réactionnel refroidir jusqu'à la température ambiante. Modifier alors le montage, pour éliminer la majeure partie de l'éthanol par distillation. Noter t₁, la température de passage des vapeurs et arrêter la distillation dès que la température évolue.

2-2) Isolement du brut :

Ajouter dans le ballon 100 mL d'eau distillée pour dissoudre le solide formé.
Transvaser dans un bécher et refroidir à température ambiante.
Ajouter alors, par fraction de 5 mL, avec précaution, une solution d'acide chlorhydrique à 6 mol.L^-1 jusqu'à un pH de l’ordre de 1, vérifié au papier pH.
Filtrer sur büchner, procéder à des lavages à l'eau glacée (100 mL, par fraction de 25 mL) puis essorer.
Peser le produit brut essoré, noter la masse m obtenue, puis faire deux parts de masses sensiblement égales m₁ et m₂.
Mettre une des parts, m₁, dans une coupelle tarée et placer dans l'étuve à 80 °C pour séchage. Noter m'₁ la masse obtenue après séchage.
Conserver l'autre moitié, m₂, pour la purification.

2-3) Purification par recristallisation :

Recristalliser la masse m₂ d'acide benzilique dans le mélange M (cyclohexane / acétate d’éthyle) en prenant toutes les précautions nécessaires.
Noter V le volume de mélange M utilisé.
Placer l'acide benzilique purifié à l'étuve (80 °C), à masse constante : noter m'₂ la masse obtenue après séchage.

    2-4) Contrôles de pureté :
        2-4-1) Mesurer T_f, température de fusion du produit pur.
        2-4-2)Réaliser une C.C.M. sur plaque de gel de silice.

On réalisera trois dépôts de gauche à droite : benzile de départ (fourni), acide benzilique brut (à préparer : en solution à 2% dans la propanone) et acide benzilique pur de référence (fourni).
Eluer avec le mélange (cyclohexane/acétate d'éthyle/acide acétique) fourni.
Révéler sous la lampe U.V.(254 nm).

Compte-rendu