L'aspirine ne soigne pas que la douleur : bac S Polynésie 09 /2010

En 1829, le pharmacien français henry Leroux isole le principe actif de l'écorce de saule, la salicine. Il faudra encore près de trois quart de siècle pour passer de la salicine à l'acide acéthylsalicylique que la firme allemenande bayer commercialise finalement en 1899 sous le nom d'aspirine. Pendant plus de 100 ans, ce médicament a permis de soulager les douleurs et la fièvre. Récemment, de nouvelles indications thérapeuthiques sont apparues comme la prévention de certains cancers. Sa synthèse au laboratoire est relativement aisée. Données : Masse molaire ( g/mol) : acide salicylique : 138 ;  acide acéthylsalicylique : 180. Masse volumique de l'anhydride éthanoïque r =1,08  g mL-1. pKa du couple acide acéthylsalicylique / ion acéthylsalicylate : 3,5 à la température de l'expérience. L'acide salicylique et l'aspirine sont des solides peu solubles dans l'eau, solubles dans l'éthanol. l'anhydride éthanoïque est un liquide  qui réagit vivement avec l'eau. Pictogrammes relevés sur le flacon d'anhydride éthanoïque : Entourer et nommer les deux groupes fonctionnels caractéristiques de l'aspirine. Déterminer la masse molaire de l'anhydride éthanoïque. anhydride éthanoïque C4H6O3 :  M =4*12+6+3*16=102 g/mol.   l'anhydride éthanoïque réagit vivement  et totalement avec l'eau en donnant de l'acide éthanoïque. Ecrire l'équation associée à la réaction  . Synthèse de l'aspirine. On peut obtenir l'aspirine à partir d'anhydride éthanoïque et d'acide salicylique  ou d'acide éthanoïque et d'acide salicylique.             Ecrire les équations associées à ces réactions. Quelle est la transformation qui permet d'atteindre l'avancement maximal ? Pourquoi ? La réaction entre l'acide salicylique et l'anhydride est totale. En absence d'eau, la réaction inverse, l'hydrolyse de l'ester ne se produit pas. L'avancement maximal est atteint. Quelles précautions doit-on prendre pour l'utilisation de l'un au moins des réactifs ? Pictogrammes relevés sur le flacon d'anhydride éthanoïque : L'anhydride éthanoïque est corrosive : mettre des gants, des lunettes de protection et une blouse ; travailler sous hotte aspirante. Dans un ballon bien sec de 250 mL, on introduit 13,8 g d'acide salicylique, 25 mL d'anhydride éthanoïque ainsi que quelques gouttes d'acide sulfurique concentré. Après chauffage à reflux, traitement et purification, on obtient une masse de cristaux m = 9,0 g. Choisir parmi les montages proposés celui qui convient pour cette synthèse. Indiquer le sens de circulation de l'eau de refroidissement dans le réfrigérant. Pourquoi a-t-on choisi un ballon initialement bien sec ? L'anhydride éthanoïque réagit vivement avec l'eau en donnant de l'acide éthanoïque. Définir et calculer le rendement de la synthèse. Quantités de matière initiales : acide salicylique n = m/M = 13,8 /138 = 0,10 mol ; anhydride éthanoïque : masse : 25*1,08 =27 g ; n' = 27/102 =0,265 mol L'acide salicylique est en défaut ( réactif limitant ). On peur obtenir au mieux 0,10 mol d'aspirine. Rendement : quantité de matière réelle / quantité de matière théorique *100 quantité de matière réelle d'aspirine : 9/180 =0,050 mol. rendement : 0,050 / 0,10 *100 = 50 %. Contrôle de la qualité de l'aspirine obtenue. On introduit la totalité des cristaux obtenus dans une fiole jaugée de 100,0 mL. On ajoute un peu d'éthanol afin de dissoudre l'aspirine, on complète à l'eau distillée  jusqu'au trait de jauge et on agite. On prélève VA =10,0 mL de cette solution que l'on dose à froid avec une solution d'hydroxyde de sodium ( ou soude ) de concentration  molaire apportée cB =0,25 mol/L. En notant AH l'aspirine, écrire l'équation de la réaction de titrage. AH aq + HO-aq = A-aq + H2O(l). Pourquoi dose -ton l'aspirine à froid et avec la soude diluée plutôt qu'à chaud et en présence d'hydroxyde de sodium concentrée ? A froid et en présence de soude diluée, on dose uniquement la fonction acide carboxylique. A froid, la saponification de l'ester, n'a pas le temps de se produire. A chaud et en présence de soude concentrée, on dose l'acide carboxylique et on saponifie le groupe ester de l'aspirine. Le volume équivalent de solution d'hydroxyde de sodium nécessaire au titrage est Véq =20,0 mL. Peut-on considérer que l'aspirine est pure ? Quantité de matière d'aspirine = quantité de matière de soude versée à l'équivalence Quantité de matière d'aspirine =VéqcB =20,0 10-3 * 0,25 =5,0 10-3 mol dans 10 mL Soit 0,0050 *10 = 0,050 mol dans 100 mL de solution de la fiole jaugée. Soit en masse : 0,050*180 = 9,0 g. Les cristaux sont donc purs. Donner le principe d'une autre méthode permettant de vérifier la pureté de l'aspirine obtenue. La chromatographie sur couche mince ( CCM) permet de déparer et d'identifier les constituants d'un mélange. Il faudra deux espèces pures, l'acide salicylique et l'aspirine, servant de référence. Le troisième dépôt sera réalisé à partir de l'aspirine synthétisée.

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