1° S - Retour Sommaire - Revoir la leçon 18

(Pensez à utiliser la commande "Précédente" du navigateur et la touche F11 du clavier)

 

EXERCICES 18-C

Hémisynthèse de l'aspirine

 

Rappel : Le benzène a 2 représentations topologiques :


EXERCICE


ENONCE : Hémisynthèse de l'aspirine

La molécule d’acide acétylsalicylique (ou aspirine) a pour formule :

 

 

· 1- Préparation de Gerhardt


En 1853,
Gerhardt réussit la synthèse de l’acide acétylsalicylique.

La dernière étape de cette synthèse est la réaction entre l'acide 2-hydroxybenzoïque (acide salicylique) et l’acide éthanoïque (acide acétique). L’équation-bilan de cette réaction est :

Cette réaction fait intervenir la fonction alcool de la première molécule et la fonction acide de la deuxième molécule. C'est une réaction d'estérification qui sera étudiée ultérieurement dans les études.

On se contentera de préciser la signification de la double flèche et d'indiquer en quoi cela est un inconvénient lors de la fabrication de l’aspirine.

 

· 2- Préparation d'Hoffman


En 1897, Hoffmann met au point dans les laboratoires de la firme Bayer un nouveau procédé d’obtention de l’acide acétylsalicylique commercialisé en 1899 sous le nom d’aspirine.

Il utilise aussi l'acide 2-hydroxybenzoïque mais remplace l’acide éthanoïque par l’anhydride éthanoïque (anhydride acétique). La préparation industrielle se fait en présence d’un catalyseur (acide sulfurique) et à une température de l’ordre de 90 °C.

a. Ecrire, en utilisant les formules semi-développées, l’équation-bilan de la réaction réalisée par Hoffman sachant que les 2 réactifs sont l'acide 2-hydroxybenzoïque et l'anhydride éthanoïque et que l'un des 2 produits formés est l'aspirine. Quel est le second produit ?

Le catalyseur accélère la réaction. Il participe à la réaction mais il est régénéré à la fin. Il n'intervient donc pas dans la réaction bilan.

b. Après réaction, puis refroidissement du mélange, l’aspirine est filtrée, lavée et purifiée. Si le rendement de l'opération est de 90 %, quelle masse d’aspirine peut- on espérer fabriquer à partir de 250 kg d’acide salicylique et d’un excès d’anhydride acétique ?

Données :

M (acide salicylique) = 138 g/mol

M (acide acétylsalicylique) = 180 g/mol

 
SOLUTION :


·
1-
Préparation de Gerhardt

Les fonctions oxygénées présentes dans la molécule d'aspirine sont les fonctions acide carboxylique et ester.

Aspirine

Le groupe fonctionnel acide carboxylique est :

Le groupe fonctionnel ester (hors programme en 1° S) est :

La double flèche indique une réaction réversible qui aboutit à un équilibre entre les quatre composés chimiques. Ceci est un inconvénient car le rendement théorique de la réaction de préparation de l'aspirine sera inférieur à 100 %.

 

· 2- Préparation d'Hoffman

a. Ecrivons, en utilisant les formules semi-développées, l’équation-bilan de la réaction réalisée par Hoffman sachant que les 2 réactifs sont l'acide 2-hydroxybenzoïque et l'anhydride éthanoïque et que l'un des 2 produits formés est l'aspirine.

Précisons quel est le second produit formé :

La réaction d'Hoffman faisant intervenir un anhydride est, théoriquement, totale (flèche simple).

Remarque : Le catalyseur (acide sulfurique) accélère la réaction. Il participe à la réaction mais il est régénéré à la fin. Il n'intervient donc pas dans la réaction bilan.

b. Après réaction, puis refroidissement du mélange, l’aspirine est filtrée, lavée et purifiée. Si le rendement de l'opération est de 90 %, indiquons la masse d’aspirine que l'on peut espérer fabriquer à partir de 250 kg d’acide salicylique et d’un excès d’anhydride acétique.

On est partie de 250 kg d'acide salicylique.

m (acide salicylique) = 250 kg = 250000 g correspondent à :

N1 = m (acide salicylique) / M (acide salicylique) = 250000 / 138 = 1811,6 moles d'acide salicylique

D'après les coefficients de la réaction ci-dessus on devrait obtenir 1811,6 moles d'aspirine. En fait, des pertes font que le rendement n'est que de 90 %. On obtiendra donc :

N2 = 1811,6 ´ 90 / 100 = 1630 moles d'aspirine

La masse d’aspirine que l'on peut espérer fabriquer à partir de 250 kg d’acide salicylique et d’un excès d’anhydride acétique est donc :

m = 1630 ´ 180 = 293479 g = 293 kg


A VOIR :

Exercice 18-A : Connaissances du cours n° 18.

Exercices 18-B : Composés organique oxygénés - Alcool benzylique et acide benzoïque

Exercice 18-C : Hémisynthèse de l'aspirine. (ci-dessus).

Retour Sommaire - Informations