Synthèse
du paracétamol
Le paracétamol se trouve dans
toutes les pharmacies familiales. C'est une molécule entrant dans la
composition des médicaments comme le Dafalgan®, le Doliprane®...
qui comptent aujourd'hui parmi les médicaments les plus utilisés en
France avec l'Aspirine®. Le paracétamol a les mêmes
propriétés analgésiques et antipyrétiques (il fait baisser la fièvre)
que l'aspirine, mais à efficacité égale, il présente moins d'effets
indésirables. Ce mode opératoire propose de synthétiser la molécule de
paracétamol (molécule ci-contre) et de vérifier la qualité du produit
synthétisé. |
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- On réalisera, avec le plus de précautions possibles, les manipulations
décrites ci-dessous.
- Une bonne répartition des tâches au sein du groupe de travail est
fortement conseillée pour mener jusqu’au bout le TP.
- On répondra aux questions en s’aidant des données qui figure à la fin
de ce TP.
- Synthèse du paracétamol brut
a) dissolution du para-aminophénol
Dans un ballon de 250 mL, introduire successivement 2,75g de
para-aminophénol, 25 mL d'eau et 2 mL environ d'acide éthanoïque pur. Adapter
un réfrigérant puis porter dans un bain-marie à 80 °C environ, en agitant de
temps à autre, pour obtenir la dissolution complète.
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Q1 : Pourquoi a-t-on chauffer le mélange ?
Q2 : Quels groupes caractéristiques reconnaît-on dans le
para-aminophénol |
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b) Synthèse du paracétamol
- Ramener la solution à température ambiante en refroidissant le
ballon dans un bain d'eau froide (baisser le support élévateur puis
remplacer la cuve par un cristallisoir d’eau froide).
- Ajouter, par le haut du réfrigérant, par petites quantités,
3,5 mL d'anhydride éthanoïque.
- L'addition terminée, porter au bain-marie vers 60 °C pendant 5 à
10 minutes.
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Q3 : Quel groupe caractéristique reconnaît-on dans l’anhydride
éthanoïque ?
Q4 : Ecrire l’équation bilan de la synthèse du
paracétamol issu de la réaction entre le para-aminophénol et l’anhydride
éthanoïque.
Q5 : Quel groupe caractéristique reconnaît-on dans le
paracétamol ?
Q6 : Déterminer les quantités de réactifs mis en jeu.
Q7 : Quelle masse de paracétamol peut-on espérer
obtenir si on suppose la réaction totale ?
c) Cristallisation
- Refroidir ensuite dans un bain d'eau glacée et attendre la
cristallisation totale. Si vous ne l’observez pas, gratter le fond du
ballon avec un agitateur en verre puis le replacer dans l’eau glacée.
- Filtrer les cristaux sur büchner à l’aide de la pompe à vide, rincer
avec un peu d'eau glacée.
- Garder une pointe de spatule de ces cristaux pour déterminer leur point
de fusion puis étudier le produit obtenu par chromatographie.
Q8 : Faire un schéma annoté de la filtration sous vide
Q9 : Pourquoi rincer à l’eau glacée ?
II. Purification du paracétamol par recristallisation
- Transvaser les cristaux dans le ballon de 250 mL qui a été rincé à
l'eau, et ajouter 40 mL d'eau.
- Porter à ébullition jusqu’à dissolution complète
- Laisser refroidir, puis placer dans un bain d'eau glacée. Le paracétamol
se recristallise (grattre également le fond du ballon si vous ne l’obtenez
pas).
- Filtrer sur büchner les cristaux obtenus ; les rincer avec un peu d'eau
froide
- Placer les cristaux dans une coupelle.
Q10 : Justifier la méthode mise en œuvre pour
recristalliser le paracétamol.
Q11 : Déterminer à l’aide du banc de Kofler la
température de fusion des cristaux.
III. Chromatographie sur couche mince (CCM)
- Placer dans 4 cavités du pilulier, 1 mL environ d’éluant puis
dissoudre dans chacune de ces 4 cavités une pointe de spatule de :
- paracétamol brut
- paracétamol purifié
- poudre issue d’un comprimé de Doliprane
- para-aminophénol.
- Réaliser la chromatographie sur couche mince de 4 solutions. Laisser
sécher puis révéler sous UV.
Q12 : Déterminer le rapport frontal Rf du
para-aminophénol et du paracétamol authentique constitué par l'échantillon
de Doliprane.
Q13 : Comparer avec les Rf observés
pour le paracétamol brut et recristallisé. Conclure
DONNEES :
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Para-aminophénol |
Anhydride éthanoïque |
Paracétamol |
|
Masse molaire (g.mol-1) |
109,0 |
102,0 |
135,0 |
- Masse volumique de l’anhydride éthanoïque : r
=1,08 g.cm-3
- Température de fusion du paracétamol : Tf=170 °C
- Solubilité dans l’eau :
- para-aminophénol : 8 g.L-1 à 20 °C ; 33 g.L-1
à 60°C et 80 g.L-1 à 100°C
- paracétamol : 10 g.L-1 à 20 °C ; 250 g.L-1
à 100°C
- anhydride éthanoïque : grande.
MATÉRIEL
- Ballon de 250 mL.
- Coupelle en plastique
- Éprouvettes de 10 mL et 50 mL.
- Cuve thermostaté.
- Cristallisoir.
- Réfrigérant à boules
- Dispositif de filtration sous vide
- Banc de Kofler.
- Support élévateur
- Matériel pour CCM (avec détection sous UV).
- Para-aminophénol (solide).
- 2 mL d’acide éthanoïque pur (tube à essai noté A)
- 3,5 mL d’anhydride éthanoïque. (tube à essai noté B)
- Éluant : acétate de butyle/cyclohexane/acide formique.
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Bénédicte COLLIAU et
Professeurs de sciences-physiques
Lycée Augustin Thierry 41000 Blois