Synthése de la phénacétine - Académie de Lyon

FICHE 1
PRÉSENTATION
|Titre |SYNTHESE DE LA PHENACETINE |
|Type |Activité documentaire |
|d'activité | |
|Objectifs de |Contrôle de la réaction par spectroscopies IR et RMN. |
|l'activité | |
|Références par|Cette activité illustre le thème : AGIR / Défis du XXIème siècle |
|rapport au | |
|programme | |
| |et le sous thème : Synthétiser des molécules, fabriquer de |
| |nouveaux matériaux |
| | |
| |en classe de terminale S |
| |Notions et contenus |Compétences exigibles |
| | | |
| |Sélectivité en chimie |Identifier des réactifs et des |
| |organique |produits à l'aide de spectres et de|
| |Composé polyfonctionnel : |tables fournis. |
| |réactif chimio-sélectif, | |
| |protection de fonctions. | |
| | | |
|Conditions de |Prérequis : Thème : OBSERVER / Analyse spectrale : |
|mise en ?uvre |Exploiter un spectre IR pour déterminer des groupes |
| |caractéristiques à l'aide de tables de données ou de logiciels. |
| |Relier un spectre RMN simple à une molécule organique donnée, à |
| |l'aide de tables de données ou de logiciels. |
| | |
| |Durée : 1h |
| |Contraintes matérielles : aucune |
|Remarques |Cette activité est à mettre en relation avec l'activité |
| |expérimentale : la synthèse du paracétamol. |
|Auteur |Brigitte VRAY |Académie de LYON | FICHE 2
LISTE DU MATÉRIEL
Titre de l'activitÉ SYNTHESE DE LA PHENACETINE
Le matériel nécessaire aux manipulations disposé sur la paillasse du
professeur. . Aucun
.
.
.
Le matériel nécessaire aux manipulations disposé sur la paillasse des
élèves. . Aucun
.
.
.
FICHE 3 Fiche pour le professeur
Titre de l'activitÉ SYNTHESE DE LA PHENACETINE 1ère étape : Préparation du paracétamol : Le paracétamol se prépare par acétylation de la fonction amine du 4-
aminophénol, selon le schéma suivant : [pic] [pic]
1. En comparant les formules des 2 molécules, quelles fonctions sont
modifiées au cours de cette réaction ?
On observe le passage de la fonction amine à la fonction amide. 1. Les spectres IR du 4-aminophénol et du paracétamol sont donnés ci-
après.
[pic] [pic]
Une table nécessaire à l'interprétation des spectres est donnée en
annexe (1). a) Identifier les bandes d'absorption situées entre 3200 cm-1 et 3600 cm-
1 pour les 2 spectres. On observe 2 bandes d'absorption pour le 4-aminophénol dues au groupe
NH2 et 1 bande d'absorption pour le paracétamol correspondant au
groupement -NH- de l'amide. b) Sur le spectre IR du paracétamol, identifier la bande d'absorption
située entre 1640 cm-1 et 1680 cm-1. Cette bande d'absorption correspond à la vibration d'élongation de la
liaison C = O de l'amide. c) A partir des groupes caractéristiques identifiés, montrer que
l'acétylation du 4-aminophénol s'est produite.
Ces 2 spectres montrent bien le passage du groupe amine du 4-
aminophénol vers le groupe amide du paracétamol. 2ème étape : Préparation de la phénacétine : La phénacétine se prépare par alkylation du paracétamol en milieu basique
en présence d'iodoéthane, selon le schéma suivant : [pic] [pic]
1. La réaction est une substitution nucléophile SN.
Justifier cette qualification en précisant le mécanisme réactionnel. Cette réaction est une substitution (SN) car l'halogène I est remplacé par
un groupement d'atomes.
Elle est nucléophile (SN), car l'ion phénate obtenu en milieu basique porte
un doublet libre, et apporte les électrons nécessaires à la nouvelle
liaison, c'est donc un réactif nucléophile.
2. Analyser les spectres RMN du paracétamol et de la phénacétine donnés
ci-après.
Pour chaque signal, l'intensité est donnée sous forme de chiffres (1H,
2H et 3H).
Une table nécessaire à l'interprétation des spectres est donnée en
annexe (2).
[pic] |Proton|Déplacement |Allure |Intégration|Remarque |
| |chimique ? (ppm) | | | |
|H (a) |6,8-7,4 |multiplet |2H |Proton aromatique |
|H (b) |8,2 |singulet |1H |Aucun proton comme proche |
| | | | |voisin |
|H (c) |2,0 |singulet |3H |Aucun proton comme proche |
| | | | |voisin |
|H (d) |9,0 |singulet |1H |Aucun proton comme proche |
| | | | |voisin |
[pic]
|Proton|Déplacement |Allure |Intégration|Remarque |
| |chimique ? (ppm) | | | |
|H (a) |6,8-7,4 |multiplet |2H |Proton aromatique |
|H (b) |8,0 |singulet |1H |Aucun proton comme proche |
| | | | |voisin |
|H (c) |2,1 |singulet |3H |Aucun proton comme proche |
| | | | |voisin |
|H (d) |4,0 |quadruplet|2H |Chaque proton possède 3 proches|
| | | | |voisins |
|H (e) |1,3 |triplet |3H |Chaque proton possède 2 proches|
| | | | |voisins |
3. Montrer à partir de cette analyse que l'alkylation s'est faite sur la
fonction phénol et n'a pas touché la fonction amide.
Dans le spectre RMN de la phénacétine, la chaine alkyle est présente,
l'alkylation s'est donc faite. La présence du pic large de l'amide à
environ 8 ppm et la disparition du singulet 1H à 9 ppm prouvent que
l'alkylation s'est faite sur la fonction phénol et n'a pas touché la
fonction amide.
FICHE 4 Fiche ÉlÈve
Titre de l'activitÉ SYNTHESE DE LA PHENACETINE La phénacétine ou N-(4-éthoxyphényl)acétamide, composé analgésique et
antipyrétique, peut être préparée à partir du 4-aminophénol en deux étapes. Le produit intermédiaire est le paracétamol, ou N-(4-hydroxyphényl)
éthanamide.
1ère étape : Préparation du paracétamol : Le paracétamol se prépare par acétylation de la fonction amine du 4-
aminophénol, selon le schéma suivant : [pic] [pic]
2. En comparant les formules des 2 molécules, quelles fonctions sont
modifiées au cours de cette réaction ? 3. Les spectres IR du 4-aminophénol et du paracétamol sont donnés ci-
après. a) Identifier les bandes d'absorption situées entre 3200 cm-1 et 3600 cm-
1 pour les 2 spectres. b) Sur le spectre IR du paracétamol, identifier la bande d'absorption
située entre 1640 cm-1 et 1680 cm-1. c) A partir des groupes caractéristiques identifiés, montrer que
l'acétylation du 4-aminophénol s'est produite.
Une table nécessaire à l'interprétation des spectres est donnée en annexe
(1).
Spectre IR du 4-aminophénol [pic]
Spectre IR du paracétamol
[pic]
2ème étape : Préparation de la phénacétine : La phénacétine se prépare par alkylation du paracétamol en milieu basique
en présence d'iodoéthane, selon le schéma suivant : [pic] [pic]
1. La réaction est une substitution nucléophile (SN).
Justifier cette qualification en précisant le mécanisme réactionnel. 2. Analyser les spectres RMN du paracétamol et de la phénacétine donnés
ci-après.
Pour chaque signal, l'intensité est donnée sous forme de chiffres (1H,
2H et 3H).
Une table nécessaire à l'interprétation des spectres est donnée en
annexe (2). Spectre RMN du paracétamol
[pic]
Spectre RMN de la phénacétine [pic] 3. Montrer à partir de cette analyse que l'alkylation s'est faite sur la
fonction phénol et n'a pas touché la fonction amide.