Exercice 8 - Synthèses écoresponsables 2

La benzoïne est une molécule utilisée dans de nombreux domaines de l'industrie chimique, en pharmacologie et cosmétique par exemple.

L'équation de la réaction de synthèse est représentée ci-dessous :

Données :

Utilisation du four à micro-ondes pour la synthèse

Ronald Breslow a découvert en 1950 que l'on pouvait remplacer, dans la synthèse de la benzoïne, les ions cyanure par la thiamine (vitamine B1) comme catalyseur en milieu basique. À partir de 1980, le chauffage au four à micro-ondes a remplacé le chauffage à reflux dans cette synthèse.

Dans un four à micro-ondes domestique, un magnétron (générateur de micro-ondes) émet des
ondes électromagnétiques d'hyperfréquences (f = 2,45 GHz) canalisées dans un guide d'ondes pour arriver au-dessus du plateau tournant. Ces ondes sont ensuite dispersées par réflexions multiples sur les parois.

L'interaction entre les ondes électromagnétiques et les molécules du milieu réactionnel peut être modélisée par l'absorption, par ces molécules, de photons associés aux ondes. Selon l'énergie du photon absorbé, l'effet diffère, comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Données :

• Constante de Planck : \(\mathrm{h=6,63\times10^{-34}\;J\cdot s}\) ;
• \(\mathrm{1\;eV=1,602\times10^{-19}\;J}\).

Q1. Donner l'effet produit sur les molécules du milieu réactionnel par les ondes électromagnétiques émises dans le four à micro-ondes. Justifier.

Comparaison des différents protocoles

Le tableau suivant récapitule différents protocoles de synthèse ramenés à une quantité équivalente de benzaldéhyde de départ.

Q2. Justifier que l'évolution du protocole de cette synthèse va dans le sens d'une synthèse plus écoresponsable.

Donnée :

• Relation entre puissance P (en W) et énergie E (en J) : \(E=P\cdot\Delta t\), où \(\Delta t\) est la durée du transfert d'énergie, exprimée en s.
  

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