PROTOMETRIE EN MILIEUX ANHYDRE : Les réactions acide-base en milieu anhydre

PROTOMETRIE EN MILIEUX ANHYDRE : Les réactions acide-base en milieu anhydre

COURS DE CHIMIE ANALYTIQUE DEUXIEME ANNEE PHARMACIE.

PROTOMETRIE EN MILIEUX ANHYDRE : Les réactions acide-base en milieu anhydre

PLAN :

INTRODUCTION I.DEFINITION II.CHOIX DES SOLVANTS III.LES THEORIES ACIDO-BASIQUE EN MILIEU ANHYDRE IV.REACTION ACIDE-BASE DANS LES SOLVANTS INERTES V.REACTION ACIDE-BASE DANS LES SOLVANTS ACIDES

VI.

REACTION ACIDE-BASE DANS LES SOLVANTS BASIQUES VII.REACTIONS DE NEUTRALISATION

VIII.

LES INDICATEURS POUR LE DOSAGE EN MILIEU ANHYDRE XI.APPLICATIONS PHARMACEUTIQUES CONCLUSION INTRODUCTION

Tous les grands types de réactions en solution aqueuse que nous avons étudiés Peuvent se dérouler dans d’autres solvants ou mélanges de solvants.

Comme en solution aqueuse, les milieux non aqueux font l’objet d’équilibres et de cinétiques qui sont étudiées à l’aide de relations mathématiques impliquant des constantes d’équilibre, cinétiques, équations de conservation de la matière etc.

Mais il s’avère aussi que, dans certains cas, des équilibres d’un type nouveau doivent être pris en compte.

DEFINITION

La protométrie en milieu non aqueux met en jeu des réactions de neutralisation acide-base dans des solvants autres que l’eau.

Lorsque le composé à doser est insoluble dans l’eau

Lorsque la force de l’acide ou de la base est trop faible dans l’eau ⇒ le point d’équivalence difficile à mettre en évidence. (On cherchera donc à se placer dans le cas idéal de la neutralisation acide fort- base forte)

Lorsque le caractère acido-basique de la molécule à doser n’est pas suffisamment différencié en milieu aqueux : les mélanges ou des polyacides /polybases.

Avant d’entreprendre un dosage en milieu non aqueux :

évaluer la possibilité de le réaliser en milieu aqueux

CHOIX DES SOLVANTS

Exaltation des propriétés acido-basique de la molécule à doser

Dissolution du produit de la réaction

Absence de réactions secondaires entre le solvant ou le réactif titrant et la molécule à doser.

Doivent être peu toxique et peu chers.

Procédé physique: distillation, Filtration sur cotons ou papiers spéciaux, cartouches de matériaux desséchants (tamis moléculaires)

Procédé chimique: séchage avec sulfate de magnésium anhydre ( MgSO₄ :le plus efficace) ; du sulfate de sodium anhydre ( Na₂SO₄ :agit lentement) ; ou du chlorure de calcium anhydre

( CaCl₂)

LES THEORIES ACIDO-BASIQUE EN MILIEU ANHYDRE

La théorie de Bronsted

La théorie de Lewis

REACTION ACIDE-BASE DANS LES SOLVANTS INERTES

Un solvant inerte est:

Aprotique

Ne réagit pas sur les corps dissous

Apolaire

Pas ionisant

Pas dissociant

REACTION ACIDE-BASE DANS LES SOLVANTS ACIDES

B+ HA ↔ BH⁺A^–: paire d’ions non dissociée (sel)

REACTION ACIDE-BASE DANS LES SOLVANTS BASIQUES

pK-pKs= pHA et la position de B2 sur l’échelle de basicité correspondra à pK-pKs.

Cette valeur rend compte de la différence d’action de la base sur le solvant et l’acide, càd la différence de force entre l’acide et le solvant.

REACTIONS DE NEUTRALISATION

Dosage des acides

les acides carboxyliques (dans pyridine ou le diméthylformamide :DMF)

les énols, imides, sulfonamides, barbituriques (DMF ou l’acétone)

les phénols substitués par des groupements électronégatives.

Principe:

Dosage de AH par KOH dans la pyridine:

AH + C₅H₅N ⇌ A⁻C₅H₅NH⁺

A⁻C₅H₅NH⁺ + KOH → C₅H₅NH⁺OH⁻

C₅H₅N + AH + KOH → A⁻K⁺ +C₅H₅NH⁺OH⁻

Solvants:

La pyridine

Diméthylformamide (DMF)

Acétonitrile.

Acétone et autres cétones

Alcool ter-butylique

Réactif titrant:

Hydroxydes alcalins en solution dans les alcools aliphatiques:

Hydroxyde de potassium alcoolique

Hydroxyde de potassium méthanolique

Méthylates alcalins (CH₃OMe)

Méthylate de sodium et méthylate de potassium

Sels d’ammoniums quaternaires:

Etalonnage

Acide benzoique: C₆H₅COOH Eq= Mr= 122,12

Acide succinique : (CH₂COOH)₂ Eq=Mr/2= 59,05

Acide sulfamique : NH₂SO₃H Eq= Mr= 97,09

Phtalate acide de potassium Eq= Mr= 204,22

Dosage des bases organiques :

Cette méthode de dosage est applicable à toutes les molécules organiques présentant un azote basique dans leur structure (amines primaires, secondaires, et tertiaires , aliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques).

Solvant:

Acide acétique anhydre

Anhydride acétique

Acétonitrile

Benzène et toluène.

Principe :

la réaction de neutralisation se déroule en deux étapes :

Solvataion de la molécule à doser:

RNH₂ + CH₃COOH ⇌ RNH₃⁺CH₃COO⁻

Titration proprement dite:

RNH₃⁺CH₃COO⁻ + HClO₄→ RNH₃⁺ClO₄⁻ + CH₃COOH

Etalonnage

Phtalate acide de potassium

Eq= Mr= 204,22

Réactif titrant

L’acide perchlorique

Solutions d’acide perchlorique dans le 1-4 dioxane; Solutions d’HCL

dosage des sels

Les sels de bases organiques représentent une grande partie des principes actifs.

Les techniques de dosage varient suivant l’anion salifiant.

Sels d’acides de force inférieure à l’acide acétique.

Sels d’acides de force supérieure à l’acide acétique.

Ammoniums quaternaires.

Ammoniums quaternaires

Ce sont des bases qui existent seulement sous forme de sels: hydroxydes, halogénures, phosphates… X⁻NR₄⁺ :

CH₃COOH+ R₄N⁺ OH⁻ R₄N⁺CH₃COO⁻+ H₂O R₄N⁺CH₃COO⁻ + HClO₄ → R₄N⁺ClO₄⁻ + CH₃COOH

R₄N⁺ OH⁻ + HClO₄ → R₄N⁺ClO₄⁻ + H₂O

Sels d’acides de force inférieure à l’acide acétique.

Ce sont les propionates, maléates, benzoates, salicylates…

Directement titrables comme des bases organiques par l’acide perchlorique

Sels d’acides de force supérieure à l’acide acétique:

Sels d’acides forts halogénés et de bases organiques:

LES INDICATEURS POUR LE DOSAGE EN MILIEU ANHYDRE

Violet de gentiane: solution 0,5% m/v dans l’acide éthanoique Violet  bleu vert  jaune  verdâtre

Rouge de méthyle: 0,2% m/v dans le dioxane : Jaune  rouge

α-naphtolbenzéine: 0,2% m/v dans l’acide éthanoique : Jaune  vert

Rouge de quinaldine: 0 ,1% dans l’éthanol (stupéfiants) : Pourpre  vert pale

Bleu de thymol: 0 ,2% m/v dans le méthanol : Jaune  bleu

XI.APPLICATIONS PHARMACEUTIQUES

Indication des points équivalents par Potentiométrie:

On utilise un pH-mètre ordinaire adapte à l’usage d’électrodes de verre qui possèdent une très forte résistance.

Potentiométrie à intensité nulle

Potentiométrie à intensité imposée

CONCLUSION

Les titrages en milieu non aqueux des molécules organiques à fonction acide ou basique continuent de faire l’objet de multiples applications et notamment dans le cadre de l’analyse des médicaments.

Les méthodes sont codifiées et l’on trouvera de multiples applications notamment dans toutes les pharmacopées.