TP : SYNTHESE DE L'ASPIRINE

+

CH3 C

O

O

CCH3

O

+ CH3 COOH

OH

COOH

O CO CH3

COOH

=

acide salicylique anhydride acétique aspirine acide acétique

a) La réaction utilisée pour réaliser la synthèse de l’aspirine est une réaction de synthèse d’un ester (fabrication d’un groupement ester)

b) Si on remplaçait l’anhydride acétique pour obtenir l’acide acétylsalicylique à partir de l’acide salicylique on utiliserait acide éthanoïque :

c) L’avantage que présente la réaction avec l’anhydride acétique est que c’est une réaction totale.

d) L'intérêt du réfrigérant à eau, dans ce mode opératoire, est de permettre de chauffer le mélange réactionnel (pour augmenter la vitesse de réaction) sans perdre de mélange réactionnel. Ce montage est le montage à chauffage à reflux

e) Les moyens utilisés ici pour augmenter la vitesse de la réaction sont :

- Augmentation de la température du mélange réactionnel (on augmente l’agitation thermique et donc la proportion des chocs efficaces sur l’ensemble de chocs entre molécules).

- Introduction d’un catalyseur : acide sulfurique concentrée.

f) Le schéma du dispositif utilisé :

g) On rince avec de l'eau glacée pour deux raisons :

L’acide acétylsalicylique est très peu soluble dans l’eau froide.

On doit éviter de réaliser l’hydrolyse de l’acide acétylsalicylique, ainsi le fait de rincer à l’eau glaçée permet de stoppée cette réaction (on réalise une trempe).

h) On pourrait vérifier expérimentalement que les cristaux sont secs, en réalisant un test de présence de l’eau (en utilisant du sulfate de cuivre anhydre).

i) Lorsqu'on ajoute de l'eau par le sommet du réfrigérant il se produit une réaction d’hydrolyse de l’anhydride acétique :

CH3 -C

O

OH

Supports

Chauffe-Ballon

Ballon à fond rond

Réfrigérant à boules

5,00 g d’acide salicylique

10 mL d’anhydride acétique

quelques gouttes d’acide sulfurique concentré

quelques grains de pierre ponce.

CH3 -C

O

O

CH3 -C

O

+ H2O = 2 CH3 -C

O

OH

j) Etablissons un tableau d'avancement.

Soit n1 la quantité de matière initiale d’acide salicylique :

n1 = m1 / M(acide salicylique)

n1 = 5,00 / 138

n1 = 3,62.10-2

mol

Soit n2 la quantité de matière initiale d’anhydride acétique :

m2 = (anhydride acétique).V avec (anhydride acétique) = 1,05 kg.L-1

= 1,05 g.mL-1

m2 = 1,05 x 10

m2 = 11 g (arrondi par excès pour respecter les C.S.)

n2 = m2 / M(anhydride acétique)

n2 = 11 / 102

n2 = 1,1.10-1

mol

Si la réaction est totale (c’est le cas)

Si l’acide salicylique est limitant :

3,62.10-2

– Xmax = 0 Xmax = 3,62.10-2

mol

Si l’anhydride acétique est limitant :

1,1.10-1

– 2.Xmax = 0 Xmax = 5,5.10-2 mol

Donc le réactif limitant est l’acide salicylique est le réactif limitant et Xmax = 3,62.10-2

mol

k) La masse maximale d'aspirine théoriquement formée est :

mth(aspirine) = nf(aspirine).M(aspirine)

mth(aspirine) = Xmax.M(aspirine)

mth(aspirine) = 3,62.10-2

x 180

mth(aspirine) = 6,5 g

On peut en déduire le rendement de la synthèse. Pour cela, nous allons considérer que le solide obtenue est constitué à 100 % d’aspirine (ce qui n’est pas exactement le cas, nous le verrons par la suite) et que nous n’avons rien perdu dans nos différentes manipulations :

On rappel que le rendement de l'estérification est le rapport entre la quantité de matière d'ester effectivement obtenue nef et la quantité de matière d'ester que l'on obtiendrait si la réaction était totale nf(aspirine) = Xmax

)(aspirinen

n

f

ef

maxX

nef

Or

nef = mef / M(aspirine) avec mef la masse effectivement obtenue d’aspirine ici mef = 1,27 g

nef = 1,27 / 180

nef = 7,06.10-3

mol

Ainsi

2

3

max 10.62,3

10.06,7

X

nef

%5,19

Réactifs Produits

+

CH3 C

O

O

CCH3

O

+ CH3 COOH

OH

COOH

O CO CH3

COOH

=

Etat du système

Avancement (en mol)

Mol d’acide salicylique

Mol d‘ anhydride acétique

Mol d’ aspirine

Mol d’acide acétique

Etat initial X = 0 3,62.10-2 1,1.10

-1 0 0

Au cours de la transformation

X 3,62.10-2

– X 1,1.10-1

– 2.X X 2.X