Synthèse d’espèces chimiques

 

 

I. La chimie de synthèse

1. Définition

On appelle synthèse d'une espèce chimique une transformation au cours de laquelle les réactifs mis en jeu conduisent à un produit dont l'espèce chimique est recherchée.

 

2. Utilité de la chimie de synthèse

Certaines molécules naturelles présentent des inconvénients (effets secondaires ou indésirables). La chimie de synthèse essaie de fabriquer des espèces ayant les propriétés recherchées mais pas les désavantages.

Grace à la synthèse chimique, il est possible :

·Â Â  de reproduire pour des raisons écologiques ou économiques des molécules qui existent en trop petite quantité dans la nature (principes actifs de médicaments, arômes etc…).

·Â Â  de créer de nouvelles molécules (plastiques, colorants, médicaments etc…).

 

3. La chimie industrielle

La chimie industrielle de synthèse comporte essentiellement trois secteurs:

·Â Â  La chimie lourde: c’est la chimie des grands volumes de production et des faibles coûts. Par exemple la fabrication du polyéthylène (bouteilles de lait, sacs, emballages, etc...).

·Â Â  La chimie fine: la chimie fine est la chimie des produits élaborés. Elle permet la réalisation de molécules complexes à la mise au point longue et coûteuse. Elle est très utilisée en pharmacie (fabrication de l'aspirine ou du paracétamol par exemple).

·Â Â  La chimie des spécialités: c'est une chimie intermédiaire entre la chimie lourde et la chimie fine. Elle permet la fabrication de produits courants (arômes, médicaments courants, parfums, colorants, lessives, etc...).

 

 

II. Les étapes d’une synthèse

1. Les conditions expérimentales (protocole opératoire)

La réussite d'une synthèse dépend du respect des conditions expérimentales (température, pression, proportions des réactifs, catalyseurs, etc...).

Le protocole opératoire, sorte de «recette» de la synthèse, précise:

- la nature et les quantités des réactifs et solvants utilisés;

- les règles de sécurité à respecter lors des manipulations des espèces chimiques;

- le montage réactionnel à utiliser (bien souvent un chauffage à reflux, qui évite les pertes de matière);

- l'ordre des étapes de séparation pour isoler la molécule fabriquée;

- une étape de vérification de la nature de la-molécule isolée.

 

Les étapes se succèdent dans un ordre bien précis, permettant au final de récupérer l'espèce chimique fabriquée avec le meilleur rendement possible.

 

2. Un exemple de montage: le chauffage à reflux

Certaines synthèses sont lentes à température ordinaire. Il est possible de les accélérer en chauffant le mélange réactionnel.

 

Lors d'un chauffage à reflux, un condenseur à eau (ou à air) empêche la perte de réactifs ou de produits par vaporisation.

                 

 

 

3. Le traitement

Le produit obtenu en fin de synthèse se trouve dans le ballon mélangé avec d'autres espèces chimiques. Il est nécessaire d'isoler le produit en réalisant une extraction. Pour cela, on utilise différentes techniques:

·Â Â  Le lavage

·Â Â  La décantation

·Â Â  L'extraction par solvant

·Â Â  L'hydrodistillation

·Â Â  La distillation