Pour s'entraîner

On souhaite réaliser la synthèse du camphre par oxydation du bornéol. Pour cela, après avoir réalisé la réaction dans un ballon, on suit le protocole suivant :

• verser le contenu du ballon dans une ampoule à décanter et y ajouter 100 mL d'eau et 25 mL de solvant organique ;
• laisser décanter puis séparer les deux phases ;
• extraire à nouveau la phase aqueuse avec 25 mL de solvant organique ;
• après avoir lavé et séché les phases organiques réunies, éliminer le solvant pour récupérer uniquement le camphre synthétisé.

1. Quel est l'intérêt de la première étape ? En utilisant les données, choisir un solvant adapté pour cela.

2. Schématiser et légender le montage utilisé pour cette étape. Indiquer la position de chaque phase.

3. Proposer une méthode expérimentale permettant d'éliminer le solvant lors de la dernière étape.

• Bornéol : presque insoluble dans l'eau, soluble dans la propanone et l'éther diéthylique, T_{\text {fus}}= 208 °C ;
• Camphre : très peu soluble dans l'eau, très soluble dans l'éther diéthylique et dans la propanone, T_{\text {fus}}= 180 °C ;
• Réactif de Jones : soluble dans l'eau, insoluble dans la propanone et l'éther diéthylique ;
• Propanone : miscible avec l'eau et l'éther diéthylique, T_{\text {éb}}= 56 °C, d= 0,78 ;
• Éther diéthylique : non miscible avec l'eau, T_{\text {éb}}= 35 °C, d= 0,71.

On réalise la synthèse de l'aspirine \mathrm{C}_{9} \mathrm{H}_{8} \mathrm{O}_{4} à partir d'acide salicylique \mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}_{3} et d'anhydride éthanoïque \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}_{3} selon la réaction suivante :

À partir de 10,0 g d'acide salicylique et de 14,0 mL d'anhydride éthanoïque, on obtient, après traitements et purification, 6,2 g d'aspirine.

1. Quel est le réactif en excès ?

2. Déterminer la valeur du rendement de la synthèse.

3. Commenter l'efficacité de cette synthèse.

Angelica keiskei, plante contenant naturellement de la chalcone et réputée pour ses vertus thérapeutiques.

Pour réaliser la synthèse de la chalcone, on suit le protocole suivant :

• placer dans un mortier en porcelaine les 2 réactifs ainsi que de l'hydroxyde de sodium \mathrm{NaOH} solide ;
• broyer le mélange pendant 5 minutes jusqu'à ce qu'il se solidifie et se morcelle ;
• procéder à une filtration sous vide du mélange obtenu et laver le solide plusieurs fois avec de l'eau froide ;
• placer ensuite le solide obtenu à l'étuve.

1. Quel est l'intérêt de réaliser une réaction sans solvant ?

2. Quel est le rôle d'un solvant ? Quelle opération permet de se passer de solvant dans cette synthèse ?

3. Quel est ici le rôle de l'hydroxyde de sodium ?

4. Pourquoi lave-t-on le solide avec de l'eau froide ?

5. Pourquoi place-t-on ensuite le solide à l'étuve ?

6. Proposer une méthode expérimentale permettant de vérifier que le produit synthétisé est pur.

7. Proposer un protocole expérimental permettant de le purifier dans le cas où il ne serait pas pur.

• Température de fusion de la chalcone : 59 °C ;
• La chalcone n'est pas soluble dans l'eau, elle est soluble dans l'éthanol à chaud mais pas à froid ;
• Les impuretés formées au cours de la réaction ne sont pas solubles dans l'eau mais sont solubles dans l'éthanol ;
• L'hydroxyde de sodium est soluble dans l'eau.

1. Sachant que cette réaction permet de remplacer un groupement hydroxyle par un atome de chlore, écrire l'équation bilan permettant de modéliser cette transformation.

2. Proposer une méthode permettant de vérifier la pureté du produit obtenu.

3. Calculer la quantité de matière de produit pur obtenu.

4. Sachant que l'acide chlorhydrique est introduit en excès, déterminer le rendement de cette synthèse.