Synthèse étahnoate de linalyle concours kiné APHP 2008

Dans l'essence naturelle de lavande , le composé odorant est l'éthanoate de linalyle. Ce composé peut être synthétisé au laboratoire à partir d'un acide carboxylique sur le linalol de formule semi-développée : Entourer le groupe d'atomes caractéristique de la fonction oxygénée. Nommer et indiquer la classe de cette fonction oxygénée. A quelle famille chimique l'éthanoate de linalyle appartient il ? Préciser le nom de l'acide carboxylique utilisé. Famille des esters. Acide utilisé : acidé éthanoïque ou acide acétique. Ecrire l'équation de la transformation chimique correspondant à cette synthèse en utilisant les formules semi-développées.   Quelles sont les caractéristiques de cette transformation chimique ? Lente, limitée par l'hydrolyse de l'ester, pratiquement athermique. On note x l'avancement molaire défini par la quantité de matière d'éthanoate de linalyle formé. Donner l'allure de l'évolution de l'avancement molaire x de la réaction en fonction du temps. Donner l'expression de la vitesse volumique de la réaction en fonction de l'avancement molaire x à une date t et préciser la signification de chaque terme. v(t) =1/V dx(t)/dt avec V : volume de la solution en L ; t le temps en minute par exemple x : avancement molaire ; v(t) : vitesse en mol L-1 min-1. Justifier à l'aide de la relation précédente et par construction graphique l'évolution de la vitesse volumique au cours du temps. [dx(t)/dt]t représente le coefficient directeur de la tangente à la courbe x=f(t) à une date t donnée. La vitesse de la réaction est proportionnelle à ce coefficient. Or au cours du temps les tangentes ( segments rouges sur le graphe) sont de moins en moins inclinées par rapport à l'horizontale. Le coefficient directeur de ces droites diminue. La vitesse de la réaction diminue au cours du temps.   Définir le temps de demi-réaction noté t½. Comment le déterminer graphiquement ? Le temps de demi- réaction est la durée au bout de laquelle l'avancement molaire est égal à la moitié de l'avancement final xfin. Pour réaliser la synthèse on prépare un mélange équimolaire des deux réactifs auquel on ajoute de l'acide paratoluène sulfonique. Ce dernier catalyse la synthèse étudiée. A quoi sert un catalyseur ? Un catalyseur augmente la vitesse de la réaction : l'équilibre est atteint plus rapidement ; la composition du mélange à l'équilibre n'est pas modifié. Une fois la transformation terminée et après refroidissement, on sépare l'éthanoate de linalyle par distillation. A partir de V=40 mL de linalol, on récupère V' = 2,5 mL d'acétate de linalyle. Définir puis calculer le rendement. Le résultat obtenu est-il en accord avec l'alcool utilisé ? Données : densité du linalol d = 0,87 ; densité de l'éthanoate de linalyle d'= 0,89. Masse molaire du linalol M(linalol) = 154 g/mol ; M( éthanoate de linalyle)=196 g/mol Aide aux calculs : 196*0,011 ~ 0,89*2,5 ; 0,87*40 ~154*0,22. Rendement = 100 * masse réelle d'ester / masse théorique dans le cas d'une réaction totale. Masse réelle d'ester : V'd' = 2,5*0,89 Quantité de matière linalol = quantité de matière théorique d'ester = Vd/M(linalol) = 40*0,87/154 Masse théorique d'ester : 40*0,87/154 *196 rendement : 100*2,5*0,89*154/( 40*0,87*196) ~ 100*2,5*0,89*154/ (154*0,22*196) = 196*1,1/(0,22*196) = 1,1/0,22 = 10*0,11/(2*0,11) = 5 %. Ce faible rendement est en accord avec le fait que le linalol est un alcool tertiaire. Pour améliorer le rendement, on peut faire réagir le lonalol avec un dérivé de l'acide utilisé. Donner la formule et le nom de ce dérivé.

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