Acylation Friedel Crafts ; dimère Al2Cl6 ; organomagnésien concours Capes interne 2008

L'une des étape de la synthèse est la réaction du chlorure d'éthanoyle sur le toluène C6H5-CH3. Il s'agit d'une acylation de Friedel et Crafts. Le produit A est obtenu majoritairement.  De quel type de réaction s'agit-il? Donner la formule de A. Substitution électroplile sur le noyau benzénique. Le chlorure d'éthanoyle peut être obtenu par action du chlorure de thionyle SOCl2 sur l'acide éthanoïque en présence de pyridine. Donner léquation de la réaction correspondante.  SOCl2 +CH3-COOH --> CH3-COCl + SO2+HCl. Quel est le rôle de la pyridine ? Solvant polaire aprotique basique : neutralisation de HCl formé.  Donner la représentation de Lewis de plus grand poids du chlorure de thionyle ; en déduire sa géométrie d'après la théorie VSEPR. Préciser la valeur des angles de valence. Un doublet non liant occupe un volume moyen plus important qu'un doublet liant. Liaison multiple : le volume occupé par les électrons croît d'une liaison simple à une liaison triple ; cela entraîne une diminution de l'angle opposé la liaison multiple. Les angles seront donc inférieurs à 109°, plus proches de 95 à 100°. Le soufre peut ne pas respecter la règle de l'octet. Expliquer. présence des orbitales 3d vacantes. Le chlorure d'aluminium AlCl3 joue le rôle de catalyseur lors de cette acylation. Préciser le rôle et les caractéristiques d'un catalyseur. Accélère une réaction lente thermodynamiquement possible. Le catalyseur n'apparaît pas dans le bilan : il est régénéré en fin de réaction. Donner une formule de Lewis du chlorure d'aluminium. Pourquoi dit-on qu'il s'agit d'un acide de Lewis ? Dans de nombreux solvants, le chlorure d'aluminium se trouve sous forme de dimère de formule Al2Cl6. Expliquer et donner le schéma de Lewis du dimère. Un atome est d'autant plus stable qu'il satisfait à la règle de l'octet : c'est le cas de l'aluminium dans le dimère. Donner le mécanisme de la réaction d'acylation. Les positions en ortho du méthyle étant encombrées, la substitution est majoritaire en para. Le composé B est mis en solution dans l'éthoxyéthane Et2O anhydre. On ajoute des copeaux de magnésium et on obtient C.   Donner la formule de C formé. A quelle famille de de composé appartient-il ? Quel est le nom du chercheur qui obtint le prix Nobel pour leur découverte ? Organomagnésiens ; V. Grignard.  Pourquoi le solvant doit-il être anhydre ? Il faut travailler en milieu anhydre, sinon l'organomagnésien est détruit par l'eau ( la réaction est vive); de plus l'éther, par ses propriétés basiques, stabilise l'organomagnésien formé. colonne Vigeux ou réfrigérant droit surmonté d'un dispositif déshydratant contenant CaCl2. ampoule de coulée ; ajout goutte à goutte du dérivé bromé ballon bicol contenant de l'éther anhydre et les copeaux de magnésium Dispositif d'agitation Réactions indésirable : réaction de couplage de Wurtz RBr + RMgBr = R-R + MgBr2. On l'évite en ajoutant goutte à goutte le dérivé bromé et en utilisant le magnésium en excès.   L'éthoxyéthane peut être synthétisé par synthèse de Williamson. On fait réagir le sodium solide sur l'éthanol en milieu anhydre puis on ajoute du chloroéthane. Donner l'équation de la réaction du sodium solide sur l'éthanol. De quel type de réaction s'agit-il ? C2H5OH + Na = C2H5O- + Na+ + ½H2. Le nombre d'oxydation du sodium varie, il passe de 0 à +I : il s'agit d'une oxydoréduction. Pourquoi ne peut-on pas obtenir l'ion éthanolate par action d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium sur l'éthanol ? L'eau est un acide beaucoup plus fort que l'éthanol. La base conjuguée de l'éthanol, l'ion éthanolate, est une base beaucoup plus forte que l'eau. Le transfert de proton de l'éthanol à l'eau n'est pas réalisable. La réaction prépondérante a lieu entre la base la plus forte, l'ion éthanolate, et l'acide le plus fort, l'eau.

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