Synthèse d'une espèce chimique présente dans la nature

I. Notion de synthèse d'une espèce chimique

1. Définition

• La synthèse d'une espèce chimique est une transformation chimique au cours de laquelle les réactifs mis en jeu aboutissent à un ou plusieurs produit(s), dont l'espèce chimique recherchée.

• Remarque : il est conseillé de réviser la fiche suivante :

  Les transformations chimiques

2. Propriétés

• Le succès d'une synthèse dépend du respect de certaines conditions expérimentales, notamment la pression, la température, la proportion des réactifs, etc.

• Si l'espèce chimique synthétisée est identique à une espèce chimique présente dans la nature, alors celle-ci possède les mêmes propriétés physico-chimiques que l'espèce naturelle.

II. Protocole expérimental d'une synthèse

• La synthèse d'une espèce chimique s'effectue en plusieurs étapes.

• Certaines synthèses sont lentes à température ambiante. L'utilisation d'un chauffage à reflux permet d'accélérer la transformation chimique à température élevée :

  $\circ\quad$ Le mélange réactionnel est maintenu à ébullition ;

  $\circ\quad$ Les espèces chimiques qui se vaporisent lors du chauffage se condensent (plus exactement se liquéfient) grâce au réfrigérant vertical et refluent donc à l'état liquide vers le ballon ; ceci empêche la perte de réactifs ou de produit(s) due à la vaporisation.

  $\circ\quad$ L'agitation est nécessaire pour mélanger les réactifs et pour que le chauffage soit homogène.

• Pour séparer l'espèce synthétisée des autres produits éventuellement formés, plusieurs techniques sont possibles (vues au collège) :

  $\circ\quad$ Une extraction, si l'espèce chimique synthétisée est mélangée en phase liquide (plusieurs méthodes sont possibles) ;

  $\circ\quad$ Une filtration, si l'espèce chimique synthétisée est solide.

• Une fois isolée, l'identification de l'espèce chimique synthétisée doit être confirmée par le biais de ses caractéristiques physiques, en particulier :

  $\circ\quad$ Sa température de changement d'état ;

  $\circ\quad$ Sa masse volumique ;

  $\circ\quad$ Son indice de réfraction, par réalisation d'un test chimique ou par chromatographie.

• Cette confirmation a pour but de vérifier la pureté de l'espèce chimique synthétisée, de manière à vérifier que la transformation chimique s'est déroulée dans de bonnes conditions.

• Pour plus de détails, il est recommandé de relire les fiches suivantes :

  $\circ\quad$ Corps purs et mélanges ;

  $\circ\quad$ Identification d'une espèce chimique en solution.

III. Application : synthèse d'un arôme de lavande

1. Mise en situation

• L'acétate de linalyle est un liquide incolore à l'odeur de lavande.

• C'est un arôme qui entre dans la composition de l'huile essentielle de lavande.

• Il peut être synthétisé par action du linalol sur l'anhydride acétique.

2. Montage expérimental

• Le schéma ci-dessous est appelé un chauffage à reflux car on chauffe et on refroidit en même temps :

  

• Le linalol et l'anhydride acétique sont les réactifs de cette synthèse.

• Pendant la synthèse, le réfrigérant est ouvert car si on le fermait cela pourrait créer une surpression car on chauffe et on refroidit en même temps.

• Au cours de cette synthèse, nous allons obtenir de l'acétate de linalyle et de l'acide acétique : ce sont les produits de la réaction.

3. Extraire l'acétate de linalyle

• On verse les produits de la réaction dans une ampoule à décanter.

• On ajoute par petite quantité 25 mL d'eau. Cet ajout d'eau permet d'éliminer l'anhydride acétique restant et qui se transforme en acide acétique.

• La phase organique est constituée d'acétate de linalyle et d'acide acétique, il faut donc éliminer cet acétate de linalyle.

• On agite le mélange et on élimine la phase aqueuse qui est plus dense que la phase organique et qui va se retrouver en dessous.

• Il reste donc la phase organique avec de l'acide acétique.

• Pour l'éliminer, on utilise de l'hydrogénocarbonate de sodium. On verse donc 20 mL d'hydrogénocarbonate de sodium (qui en réagissant avec l'acide acétique, conduit à la formation d'ions acétate et de dioxyde de carbone), puis on attend que le dégagement gazeux ralentisse (ne pas mettre de bouchon sur l'ampoule à décanter sinon il va sauter).

• On élimine la phase aqueuse.

• Il peut y avoir encore quelque trace d'eau, qui seront éliminées en ajoutant du sulfate de magnésium anhydre.

• Enfin, nous avons extrait l'acétate de linalyle.

• On peut garder l'acétate de linalyle pour une chromatographie ultérieure.

IV. Conclusion

La chimie de synthèse joue un rôle important dans les domaines de la santé et de l'alimentation et contribue à l'amélioration du confort dans la vie de tous les jours.

_{= Merci à T_P pour avoir contribué à l'élaboration de cette fiche =}