Corrigé 7 - Synthèses écoresponsables 1

Q1. Dans le meilleur des cas, la totalité des atomes des réactifs mis en jeu dans la synthèse se retrouve dans le produit souhaité : l'économie d'atomes prend alors la valeur de 1 (ou 100 %).

Cela est possible, par exemple, pour des réactions d'addition comme :

Q2. Pour chaque procédé, on fait la somme de toutes les étapes : les espèces qui sont produites dans une étape et le réactif dans une autre s'éliminent. On obtient alors les bilans ci-dessous.

Procédé 1 : benzène + propène + dioxygène (donne phénol + acétone)

Procédé 2 : benzène + dioxygène (donne phénol)

Q3. Pour le premier procédé, le calcul d'économie d'atomes s'écrit : `EA = \frac{M_"phénol"}{M_"benzène"+M_"propène"+M_"dioxygène"}= \frac{94}{78+42+32}=0,62=62%`.

Q4. Pour comparer les deux procédés, on liste les informations mises à disposition et on examine en quoi elles participent ou non à une synthèse écoresponsable.

• Éviter les déchets : on peut penser que le procédé 2 est meilleur que le procédé 1 car ce dernier utilise des acides et des bases à chaque étape de fabrication. En revanche, le sous-produit du procédé 1, l'acétone, est réutilisé : ce sous-produit n'est donc pas une source de déchet.
  
• Maximiser l’économie d’atomes : le procédé 2 est meilleur que le procédé 1 (100 % contre 62 %). 
  
• Utilisation de catalyseurs : les deux procédés en utilisent, ce qui est une bonne chose.
  
• Minimiser les besoins énergétiques : le procédé 1 est meilleur que le procédé 2, car les températures mises en jeu sont moins élevées.
  
• Limiter les risques d’accidents : le procédé 2 est meilleur que le procédé 1, au vu des pictogrammes liés au propène et à la propanone.
  
• Utiliser des matières premières renouvelables : le procédé 2 est meilleur que le procédé 1, car ce dernier utilise le propène, issu du pétrole (non renouvelable).
• Concevoir des produits chimiques plus sûrs : pas de différence entre les deux, car on forme le même produit.

Avec ces informations, le procédé 2 semble meilleur que le procédé 1. Pour s'en assurer, il faudrait des informations sur ces autres aspects de la chimie verte :

• solvants et auxiliaires plus sûrs ;
• synthèses chimiques moins nocives pour l’environnement et pour l’humain ;
• réduction des dérivés ;
  
• conception de produits non persistants ;
  
• analyse en temps réel pour éviter la pollution inutile ;
  
• limitation des risques d’accidents.