Réaction des aldéhydes et des cétones

Gramegna Morchio
Andrea
28/06/2004
Réaction des aldéhydes et des cétones
1. But
Le but de cette expérience est de mettre en évidence deux groupes fonctionnels très
important en chimie, les aldéhydes et les cétones, à travers différents tests qui sont propres
pour chaque groupe fonctionnel.
2. Partie théorique
On peut remarquer que ces deux groupes ont tous les deux le groupe carbonyle
C δ+ = O δ -. Cette liaison est fortement polarisée. L’atome oxygène possédant deux doublets
libres, il attire les électrons du carbone vers lui, ce qui rend ce dernier avec une charge partiel,
δ+, et l’oxygène δ-.
3.Partie expérimentale
Mode opératoire
Formation de 2,4-dinitro phénylhydrazones :
NO2
H2NNH
R
NO2
+
R
C O
R'
R'
C
NO2
N-N
NO2
H
La réaction de formation de 2,4-dinitro phénylhydrazone permet de mettre en évidence
la présence d’un groupement carbonyle. Cette réaction à la 2,4-dinitro phénylhydrazine se
réalise sur les aldéhydes et les cétones. Dans cette expérience et aussi les autres, deux tests
sont effectués avec les deux inconnus, puis un avec une cétone et un autre avec l'aldéhyde de
référence. De cette manière il est plus facile de voir si les tests sont positifs et/ou négatifs,
pour déterminer à la fin quel est le produit inconnu.
Comme produit référence nous avons :
aldéhyde :
Cétone :
O
O
CH3
H
aldéhyde
cétone
1
Gramegna Morchio
Andrea
28/06/2004
Les numéros des deux inconnues sont : n°15et n°21.
J'ai fait réagir 40 mg de notre inconnue avec 3 ml du réactif. J'ai très légèrement
chauffé et ai laissé cristalliser. J'ai cristallisé, filtré et les manipulations nécessaires à la
recristallisation avec l’éthanol ont été faites à la fin. Le tout est séché et les points de fusions
ont été déterminés.
Produits
Points de fusion
[°C]
~108
~105
N°15
N°21
Le produit n°15 est selon le tableau (cf. Annexe I), n-Heptanal et le produit n°21 est le
2-Heptanone.
Formation de semicarbazone :
O
H2NNH C NH
2
+
O
R
C O N N C NH2
R'
R
C O
R'
Semicarbazide
Semicarbazone
Le semicarbazide n’est pas très stable, c'est donc le chlorhydrate de semicarbazide qui
est utilisé pour cette expérience. Dans cette partie j'ai utilisé de la pyridine afin de libérer le
semicarbazide à partir de son chlorhydrate.
1 millimole d’inconnue a été ajoutée dans 0.5 ml de solution de chlorhydrate de
semicarbazide avec du méthanol pour obtenir une solution claire. Par la suite j'ai ajouté la
pyridine et j'ai chauffé quelques minutes. Il faut faire attention à ce que le méthanol ne
commence pas à bouillir et à s’éjecter de l’éprouvette. J'ai refroidit la solution pour induire
par la suite la cristallisation. J'ai filtré les cristaux et rincé respectivement avec l’eau et par
méthanol. A la fin, il faut recristalliser comme cela a été fait dans le test précédent. J'ai pris
les points de fusions de mes deux produits.
Produits
Points de fusion
[°C]
*
N°15
N°21
~ 165
* Remarque n°1 : le point de fusion de l'inconnue n° 15 n'a pas pu être pris car je n'avais pas assez de
cristaux
Le produit n°21 est selon le tableau (cf. Annexe I) le Diéthyl cétone.
Remarque n°2 : il est évident qu'il y a une erreur ici, car je ne trouve pas le même produit
lorsque je compare les deux produits que j'ai trouvés pour cette expérience et pour l'expérience
précédente. C'est moi qui ai commis une erreur, il n'y a aucun doute là-dessus ; je n'ai sûrement pas
fait assez attention lorsque j'ai pris les points de fusions de mes produits. Je m'en excuse.
2
Gramegna Morchio
Andrea
28/06/2004
Test de Tollens :
Mise en évidence spécifique pour les aldéhydes:
Ag(NH3)2OH
+
R C
O
2 Ag
H
O
+
R C
NH4+
O-
+ OH2 + 3 NH3
Oxydant
carboxylate
L’aldéhyde est facilement oxydé en acide carboxylique. L’agent oxydant est réduit en
argent métallique selon la réaction ci-dessus. Ceci est observé par apparition d’un miroir sur
les parois de l’éprouvette.
J'ai placé 1 ml de la solution à 5% de AgNO3 dans de l'eau et 0.5 ml de solution à 10%
de NaOH. Lorsqu'il y a un précipité gris (Ag2O) qui fait son apparition, j'ai ajouté 0.25 ml
d'une solution à 3% d'hydroxyde d'ammonium (0.1 ml d'hydroxyde d'ammonium concentré
est dilué dans de l'eau jusqu'à un volume de 1 ml). L'éprouvette a été bouchée et je l'ai agitée.
J'ai répété l'adjonction de la solution d'hydroxyde d'ammonium et j'ai agité jusqu'à la
dissolution du précipité.
J'ai placé alors 5ml du réactif de Tollens et ai ajouté l'aldéhyde de référence en le
faisant glisser sur le bord pour augmenter l’effet de miroir. J'ai procédé de la même manière
avec mes deux solutions inconnues.
Résultats :
Produits
N°15
Résultat
miroir d'argent →
aldéhyde
pas de miroir
d'argent → cétone
N°21
3
Gramegna Morchio
Andrea
28/06/2004
Test de Schiff :
Mise en évidence spécifique des aldéhydes:
NH2
Cl
NH2
Cl
O
H2N+
C
R C
SO2 , H2O
C SO3H
HO2SNH2
H3C
H3C
NH2
NH2
incolore
OH
HNSO2C R
H
Cl
HO
R C S O2NH
H
C
H3C
OH
HNSO2C R
H
magenta
1 ml du réactif de schiff a été placé dans une éprouvette et j'y ai ajouté la solution
d’aldéhyde ; une seule goutte de celle-ci provoque la coloration rose : si mes inconnues
mélangées avec la solution de schiff donnent une coloration rose, ça eut dire que se sont des
aldéhydes.
Résultats :
Produits
N°15
observations
coloration rose →
aldéhyde
pas de coloration
rose → cétone
N°21
4
H
Gramegna Morchio
Andrea
28/06/2004
Formation d’Iodoforme – Test des méthylcétones
Cette réaction met en évidence plus la composition de nos produits. En effet ce test
met en évidence la nature méthyle.
O
R C CH3
+
O
3
I2
+
4 OH-
+
R C
O
CHI3
+
3
Iodoforme
Les méthylcétones sont mises en évidence par le Iodoforme dans une solution basique.
Le résultat positif sera la formation d’iodoforme qui a une coloration jaune. Il faut aussi
remarquer que ce test est positif pour l’acétaldéhyde car c’est à la fois un méthylcétone et un
aldéhyde.
J'ai introduit dans une éprouvette une goutte de mon inconnue n°21 dans 0.5 ml d'eau
et j'ai ajouté 0.5 ml d'une solution à 10% de NaOH. 0.75 ml de la solution d'iode (qui était
déjà préparée par les assistants) ont été ajouté très lentement dans l'éprouvette.
J'ai dissout tout d’abord l'inconnue n°15 dans 1,2-diméthoxyéthane. j'ai par la suite J'y
ai ensuite ajouté 0.5 ml d'une solution à 10% de NaOH. Et le même volume d'iode a été
introduit dans l'éprouvette à la fin.
Résultats :
Produits
N°15
N°21
Observations
pas de changements
changements →
méthylcétone
4.Conclusion
Lors de cette expérience, j'ai appris comment cela était possible de déterminer deux
produits (une cétone et un aldéhyde) par différents méthodes qui donnent de bons résultats. Il
y a des expériences qui sont plus efficaces plus faciles à réaliser. Je pense par exemple à
l'expérience avec le réactif de schiff ou encore avec la solution d'iode qui sont très rapides et
efficaces.Toutes mes expériences se sont bien déroulées avec une seule petite exception,
l'expérience du sémicarbazoïde (cf. remarque n°1).
Pour finir, je me permets de faire une seule petite remarque : les points de fusions ne
sont vraiment pas faciles à prendre car je trouve que les appareils qui ont été mis à disposition
n'étaient pas totalement efficaces. C'est peut-être pour cette raison que je n'ai pas réussi à
trouver les bons points de fusions car les produits trouvés selon le tableau de la première
expérience et de la seconde ne correspondent pas, ils ne sont pas les mêmes alors que cela
devrait être le cas.
5
OH2