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FICHE 1PRÉSENTATION

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Academic year: 2022

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(1)

FICHE 1

PRÉSENTATION

Titre SYNTHESE DE LA PHENACETINE

Type d'activité Activité documentaire

Objectifs de

l’activité Contrôle de la réaction par spectroscopies IR et RMN.

Références par rapport au programme

Cette activité illustre le thème : AGIR / Défis du XXIème siècle

et le sous thème : Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux en classe de terminale S

Notions et contenus Sélectivité en chimie organique Composé polyfonctionnel : réactif chimio-sélectif, protection de fonctions.

Compétences exigibles

Identifier des réactifs et des produits à l’aide de spectres et de tables fournis.

Conditions de mise en œuvre

Prérequis : Thème : OBSERVER / Analyse spectrale :

 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

(2)

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

(3)

FICHE 3

FICHE POUR LE PROFESSEUR TITRE DE L’ACTIVITÉ

SYNTHESE DE LA PHENACETINE

1

ère

étape : Préparation du paracétamol :

Le paracétamol se prépare par acétylation de la fonction amine du 4-aminophénol, selon le schéma suivant :

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.

(CH

3

CO)

2

O H

2

O

Spectre IR du 4-aminophénol

Spectre IR du paracétamol

(4)

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 NH

2

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 :

OH

NHCOCH 3 + C 2 H 5 I NaOH

Bu 4 NBr NaI OC 2 H 5

NHCOCH 3 +

OH

NHCOCH 3 + C 2 H 5 I NaOH

Bu 4 NBr NaI OC 2 H 5

NHCOCH 3 +

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).

C

2

H

5

I K

2

CO

3

(d) (b) (c)

(a) (a) (a) (a)

Spectre RMN du paracétamol

(5)

Proton Déplacement chimique

 (ppm) Allure Intégration Remarque

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

Proton Déplacement chimique

 (ppm) Allure Intégration Remarque

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.

(d) (e)

(a) (a)

(a) (a)

(b) (c)

Spectre RMN de la phénacétine

(6)

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.

1

ère

étape : Préparation du paracétamol :

Le paracétamol se prépare par acétylation de la fonction amine du 4-aminophénol, selon le schéma suivant :

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).

(CH

3

CO)

2

O BRUXELLES - Dimanche 01 juin 2008 06h00

La police a interpellé dans la nuit de samedi à dimanche un ressortissant néerlandais qui était en possession de 20 kilos de phénacétine à la gare du Midi à Bruxelles, a-t-on appris auprès du parquet de Bruxelles.

L'homme a été interpellé à la descente de son train. La phénacétine est un analgésique utilisé comme produit de coupe de la cocaïne. Elle se présente sous la forme d'une fine poudre blanche qui rappelle celle de la cocaïne.

La phénacétine est utilisée depuis longtemps comme anti-fièvre, mais on a découvert qu'elle était cancérigène et pouvait provoquer des problèmes rénaux et des maladies du sang. On l'a donc retirée du marché.

Depuis le début des années 2000, elle est régulièrement utilisée pour frelater de la cocaïne. En mars dernier, la police avait interpellé dans un train Eurostar en partance pour Londres un Bruxellois en possession de 30 kilos de cette substance.

L’avenir.net

H

2

O

(7)

Spectre IR du 4-aminophénol

Spectre IR du paracétamol

(8)

2

ème

étape : Préparation de la phénacétine :

La phénacétine se prépare par alkylation du paracétamol en milieu basique en présence d’iodoéthane, selon le schéma suivant :

OH

NHCOCH 3 + C 2 H 5 I NaOH

Bu 4 NBr NaI OC 2 H 5

NHCOCH 3 +

OH

NHCOCH 3 + C 2 H 5 I NaOH

Bu 4 NBr NaI OC 2 H 5

NHCOCH 3 +

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 C

2

H

5

I

K

2

CO

3

(9)

Spectre RMN de la phénacétine

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.

(10)

ANNEXE 1 :

Tableau des bandes caractéristiques en spectroscopie infrarouge.

(11)

ANNEXE 2 :

Table de valeurs de déplacement chimique  (ppm) de quelques protons en spectroscopie RMN.

Type de proton Déplacement chimique  (ppm)

-CH-C 0,8 à 1

CH

3

–C–O- 1,15 à 1,3

CH

3

–CO–NH

2

(ou NR

2

) 2 à 2,1

-CH-O-Ar 3,7 à 4,3

ArOH 4,5 à 10

-CO–NH- 5,5 à 8,5

ArH 6,0 à 9,5

Références

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