CM80 : Sujet d entraînement. 2 Synthèse de l ibuprofène et chimie verte

Documents pareils
EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)

Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN

TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL PHYSIQUE-CHIMIE

Titre alcalimétrique et titre alcalimétrique complet

LABORATOIRES DE CHIMIE Techniques de dosage

EXERCİCE N 1 : «Synthèse de l éthanamide» (7 pts)

DÉTERMINATION DU POURCENTAGE EN ACIDE D UN VINAIGRE. Sommaire

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

ACIDES BASES. Chap.5 SPIESS

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

pka D UN INDICATEUR COLORE

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

SP. 3. Concentration molaire exercices. Savoir son cours. Concentrations : Classement. Concentration encore. Dilution :

Synthèse et propriétés des savons.

Exercices sur le thème II : Les savons

TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie

Chapitre 7 Les solutions colorées

Perrothon Sandrine UV Visible. Spectrophotométrie d'absorption moléculaire Étude et dosage de la vitamine B 6

Partie 1. Addition nucléophile suivie d élimination (A N + E) 1.1. Réactivité électrophile des acides carboxyliques et groupes dérivés

(aq) sont colorées et donnent à la solution cette teinte violette, assimilable au magenta.»

259 VOLUMETRIE ET TITRATION DOSAGE DU NaOH DANS LE DESTOP

Présentation du programme. de physique-chimie. de Terminale S. applicable en septembre 2012

Fiche professeur. L analyse spectrale : spectroscopies IR et RMN

SECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

Résonance Magnétique Nucléaire : RMN

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants

AGREGATION DE BIOCHIMIE GENIE BIOLOGIQUE

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

Rappels sur les couples oxydantsréducteurs

Nouveau programme de première S (2011) : l essentiel du cours.

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

Meine Flüssigkeit ist gefärbt*, comme disaient August Beer ( ) et Johann Heinrich Lambert ( )

BREVET D ÉTUDES PROFESSIONNELLES AGRICOLES SUJET

TPG 12 - Spectrophotométrie

Séquence 5 Réaction chimique par échange de protons et contrôle de la qualité par dosage

Suivi d une réaction lente par chromatographie

A chaque couleur dans l'air correspond une longueur d'onde.

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Animations. Liste des 114 animations et 145 vidéos présentes dans la Banque de Ressources Physique Chimie Lycée. Physique Chimie Seconde

LES SUBSTITUTIONS NUCLÉOPHILES EN SÉRIE ALIPHATIQUE S N 1 ET S N 2

Fiche de révisions sur les acides et les bases

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

La spectrophotométrie

TP n 1: Initiation au laboratoire

Comment déterminer la structure des molécules organiques?

Le ph, c est c compliqué! Gilbert Bilodeau, agr., M.Sc.

SPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE

Physique Chimie. Utiliser les langages scientifiques à l écrit et à l oral pour interpréter les formules chimiques

Site : mail : mennier@isnab.fr SUJET ES - session 2003 Page 1 68-(7(6VHVVLRQ

Les solutions. Chapitre 2 - Modèle. 1 Définitions sur les solutions. 2 Concentration massique d une solution. 3 Dilution d une solution

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique

Application à l astrophysique ACTIVITE

DM n o 8 TS Physique 10 (satellites) + Chimie 12 (catalyse) Exercice 1 Lancement d un satellite météorologique

SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures. L usage d une calculatrice est interdit pour cette épreuve. CHIMIE

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

Correction ex feuille Etoiles-Spectres.

Spectrophotométrie - Dilution 1 Dilution et facteur de dilution. 1.1 Mode opératoire :

Enseignement secondaire

THEME SANTE Problème : Quel diagnostic médical pour Madame X?

- pellicule de fruits qui a un rôle de prévention contre l'évaporation, le développement de moisissures et l'infection par des parasites

Fiche 19 La couleur des haricots verts et cuisson

Mise en pratique : Etude de spectres

Bleu comme un Schtroumpf Démarche d investigation

BAC BLANC 2014 / CORRECTİON

Liquides oraux : et suspensions. Préparations liquides pour usage oral. Solutions

SESSION 2013 ÉPREUVE À OPTION. (durée : 4 heures coefficient : 6 note éliminatoire 4 sur 20) CHIMIE

Comment suivre l évolution d une transformation chimique? + S 2 O 8 = I SO 4

Acides et bases. Acides et bases Page 1 sur 6

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

PROGRAMME DE PHYSIQUE - CHIMIE EN CLASSE DE SECONDE GÉNÉRALE ET TECHNOLOGIQUE

Physique Chimie. Réaliser les tests de reconnaissance des ions Cl -,

β-galactosidase A.2.1) à 37 C, en tampon phosphate de sodium 0,1 mol/l ph 7 plus 2-mercaptoéthanol 1 mmol/l et MgCl 2 1 mmol/l (tampon P)

A B C Eau Eau savonneuse Eau + détergent

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR QUALITÉ DANS LES INDUSTRIES ALIMENTAIRES ET LES BIO-INDUSTRIES

Centre Universitaire LA CITADELLE 220, avenue de l Université B.P DUNKERQUE CEDEX 1 GUIDE DES ETUDES LICENCE PROFESSIONNELLE

Fiche professeur. Rôle de la polarité du solvant : Dissolution de tâches sur un tissu

5.5.5 Exemple d un essai immunologique

U-31 CHIMIE-PHYSIQUE INDUSTRIELLES

CORRIGE. CHAP 04-ACT PB/DOC Electrolyse de l eau 1/12 1. ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UNE NAVETTE SPATIALE

Séquence 1. Physique Couleur, vision et image Chimie La réaction chimique. Sommaire

De nombreux composés comportant le squelette aryléthanolamine (Ar-CHOH-CH2-NHR) interfèrent avec le

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Critères pour les méthodes de quantification des résidus potentiellement allergéniques de protéines de collage dans le vin (OIV-Oeno )

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

A N A L Y S E U R E N L I G N E D A G V D E S B I C A R B O N A T E S D E L A L C A L I N I T E

HRP H 2 O 2. O-nitro aniline (λmax = 490 nm) O-phénylène diamine NO 2 NH 2

4. Conditionnement et conservation de l échantillon

Compléments - Chapitre 5 Spectroscopie

FORMATION ASSURANCE QUALITE ET CONTROLES DES MEDICAMENTS QUALIFICATION DES EQUIPEMENTS EXEMPLE : SPECTROPHOTOMETRE UV/VISIBLE

Contenu pédagogique des unités d enseignement Semestre 1(1 ère année) Domaine : Sciences et techniques et Sciences de la matière

Chapitre 4 - Spectroscopie rotationnelle

1) Teneur en amidon/glucose. a) (Z F) 0,9, b) (Z G) 0,9, où:

Transcription:

CM80 : Sujet d entraînement Durée : 2 heures Documents et calculatrices autorisés. Les documents 1 à 3 mentionnés dans l énoncé se trouvent en dernière page du sujet. 1 Spectroscopie du paracétamol (6 pts) 1. La formule topologique du paracétamol est indiquée dans le document 2. Écrivez la formule semi-développée du paracétamol. Entourez et nommez les groupes fonctionnels de la molécule. Quel est le nom officiel (IUPAC) de cette molécule? 2. Le spectre d absorption UV-Visible du document 2 est celui d une solution aqueuse de paracétamol à c = 7, 0.10 5 mol.l 1. Sachant que la cuve utilisée est de largeur l = 1, 0 cm, que vaut le coefficient d extinction molaire maximale ɛ max de la molécule? 3. À quelle longueur d onde λ max l extinction molaire ɛ max est-elle définie? Quelle est la couleur du paracétamol? 4. À quelles liaisons chimiques sont dues les différentes bandes d absorption (notées (a), (b), (c), (d), et (e)) du spectre IR du paracétamol? Comment ce spectre IR serait-il modifié en phase condensée? Données : a. On nomme "phényl" le groupe : b. La bande d absorption IR due aux liaisons N H est similaire à la bande d absorption des liaisons O H et se situe à un nombre d onde moins élevé. 2 Synthèse de l ibuprofène et chimie verte L ibuprofène constitue le principe actif de divers médicaments, de par ses propriétés antiinflammatoire, antalgique et antipyrétique. Son nom en nomenclature officielle est acide 2-(4-isobutylphényl)propranoïque. Cet exercice comporte trois parties indépendantes conduisant à étudier la structure de la molécule d ibuprofène, sa synthèse dans le cadre de la chimie verte (une spécialité de l UTC!) et le dosage d un médicament. 2.1 La molécule d ibuprofène (8 pts) La formule topologique de l ibuprofène est représentée dans le document 1. 1. Donnez la formule brute de l ibuprofène. Écrivez sa formule développée et entourez le groupe fonctionnel de la molécule. Comment s appelle ce groupe? 2. La molécule d ibupofène est chirale. a) Expliquer la cause de cette chiralité en la nommant et en la repérant sur la formule semi-développée que vous venez d écrire. b) Cette chiralité entraîne l existence de deux énantiomères de l ibuprofène. Comment reconnaître si des molécules sont énantiomères? Aucun schéma n est attendu. c) Écrivez les représentations de Cram de ces deux énantiomères. 1

Diverses techniques d analyse ont permis de connaître la structure de la molécule d ibuprofène. Les spectroscopies IR (infrarouge) et RMN (résonance magnétique nucléaire) en sont deux exemples. 3. Déterminez l origine des bandes d absorption 1 et 2 du spectre infrarouge IR (document 1) en exploitant les données du document 3. 4. a) Analysez le signal (g) du spectre RMN de l ibuprofène (document 1) et entourez le ou les atomes d hydrogène associés à ce signal sur la formule développée de la question 1. Expliquez notamment pourquoi le signal (g) est un singulet. b) Analysez le signal (a) du spectre RMN de l ibuprofène (document 1) et entourez le ou les atomes d hydrogène associés à ce signal sur la formule développée de la question 1. Expliquez notamment pourquoi le signal (a) est un doublet. 2.2 Synthèse de l ibuprofène (3 pts) Les procédés BHC et Boots sont deux méthodes de fabrication de l ibuprofène. Le but de cette partie est de comparer ces deux techniques dans le cadre de la chimie verte. La chimie verte La chimie verte s inscrit dans une logique de développement durable et de recherche permanente de sécurité optimale. Pour cela les processus mis en jeu doivent éliminer ou au moins réduire l utilisation de substances nocives pour l homme et l environnement. Les synthèses chimiques doivent privilégier des méthodes produisant le minimum de substances dérivées inutiles, surtout si elles sont polluantes. Classiquement, pour évaluer l efficacité d une synthèse chimique, on détermine son rendement sans se préoccuper des quantités de sous-produits formés. Dans le cadre de la chimie verte, pour prendre en compte la minimisation des quantités de déchets, on définit un indicateur appelé utilisation atomique (UA). L utilisation atomique UA est définie comme le rapport de la masse molaire du produit souhaité, sur la somme des masses molaires de tous les produits : M (produit souhaité) UA = i M i (produits) La conservation de la masse conduit à une deuxième expression de cet indicateur : UA = M (produit souhaité) j M j (réactifs) Plus cet indicateur UA est proche de 1, plus le procédé est économe en termes d utilisation des atomes et moins la synthèse génère de déchets. Exemple : on synthétise le produit P par réaction entre R et S. Au cours de la transformation, il se forme aussi les espèces Y et Z selon l équation de la réaction : rr + ss P + yy + zz où r, s, y et z sont les coefficients stœchiométriques. L utilisation atomique s exprime par : UA = M(P ) M(P ) + ym(y ) + zm(z) = M(P ) rm(r) + sm(s) 2

Le procédé BHC, dont l utilisation atomique est de 77 %, met en jeu trois étapes faisant appel à des transformations catalysées : 1. Déterminez la formule brute de la molécule 1. 2. À quelle famille de réactions chimiques appartiennent les réactions des 3 étapes de la synthèse (substitution, addition ou élimination)? 3. Calculer la valeur de l utilisation atomique du procédé Boots mettant en jeu six étapes dont le bilan global est traduit par l équation de réaction suivante : C 10 H 14 + C 4 H 6 O 3 + C 2 H 5 ONa + C 4 H 7 ClO 2 + H 3 O + + NH 2 OH + 2 H 2 O C 13 H 18 O 2 + sous produits 4. Indiquez, en justifiant votre réponse, quel est le procédé de synthèse de l ibuprofène répondant le mieux à la minimisation des déchets recherchée dans le cadre de la chimie verte. Données : masses molaires des composés mis en jeu dans le procédé Boots : M (H 2 O) = 18, 0 g.mol 1 ; M (H 3 O + ) = 19, 0 g.mol 1 ; M (NH 2 OH) = 33, 0 g.mol 1 ; M (C 2 H 5 ONa) = 68, 0 g.mol 1 ; M (C 4 H 6 O 3 ) = 102, 0 g.mol 1 ; M (C 4 H 7 ClO 2 ) = 122, 5 g.mol 1 ; M (C 10 H 14 ) = 134, 0 g.mol 1 ; M (C 13 H 18 O 2 ) = 206, 0 g.mol 1. 2.3 Dosage d un médicament (3 pts) L étiquette d un médicament classé dans la catégorie pharmaco-thérapeutique anti-inflammatoire non stéroïdien fournit les informations suivantes : Composition Ibuprofène...400 mg Excipients : amidon de maïs, silice colloïdale anhydre, amidon prégélatinisé, acide stéarique. Forme pharmaceutique Comprimé enrobé (boîte de 30) 3

Pour vérifier la quantité d ibuprofène contenu dans un comprimé, on procède à un titrage acido-basique selon le protocole suivant : Étape 1. Préparation de la solution aqueuse d ibuprofène On broie le comprimé contenant l ibuprofène dans 20 ml d éthanol. On filtre le mélange obtenu. Le filtrat, contenant l ibuprofène, est ensuite dilué dans de l eau afin d obtenir V s = 100 ml de solution S. On admettra que cette solution S d ibuprofène a le même comportement qu une solution aqueuse. Étape 2. Titrage acido-basique La totalité du volume V S de solution S est dosé à l aide d une solution aqueuse d hydroxyde de sodium (Na + + HO ) de concentration c B = 1, 50.10 1 mol.l 1. L indicateur coloré de fin de réaction est la phénolphtaléïne. L équivalence est détectée pour 12,8 ml de solution d hydroxyde de sodium. 1. Écrivez l équation de la réaction support de dosage. 2. Comment repère-t-on expérimentalement l équivalence lors du titrage? 3. Déterminez la valeur de la masse d ibuprofène dans un comprimé, déterminée par ce dosage. 4. Calculez l écart relatif entre la masse mesurée et la masse annoncée par l étiquette. 5. Question bonus : Justifiez l usage de l éthanol dans le protocole. Données : Phénolphtaléine : incolore pour ph < 8,2 ; zone de virage pour ph compris entre 8,2 et 10 ; rose pour ph > 10. Substance Solubilité dans l eau Solubilité dans l éthanol ibuprofène noté RCOOH très faible importante base conjuguée notée RCOO importante excipients pratiquement nulle pratiquement nulle éthanol forte 4

3 Documents O Document 1 : Spectres IR et RMN de l ibuprofène. Formule topologique. OH Document 2 : Spectres UV-visible et IR du paracétamol. Formule topologique. Document 3 : Références pour analyses spectrales IR et RMN. Références : l étude de l ibuprofène est inspirée d un sujet de Baccalauréat S Spécialité Physique (Pondichéry 2013), l autre exercice est inspiré de Physique-chimie, Tle S, 2012 (Ed. Nathan). 5