Sujet Physique-Chimie — Terminale — Nouvelle-Calédonie — Bac 2016

EXERCICE 1-VANILLE ETVANILLINE (9 points) Lagousse de vanille est lefruit d'une orchidée grimpante; cette plante s'attache aux branches des arbres à l'aide de racines aériennes et peut atteindre 100 m de long. Les gousses de vanille de la Réunion, de Madagascar et deTahiti sont réputées. Lavanille naturelle développe un parfum complexe formé de plusieurs centaines de composés aromatiques différents. La note dominante de l'arôme de la vanille naturelle est donnée par la molécule de vanilline ou de formule brute CH0 et de 9 9 2 formule topologique: o °d .,/ ~ HO 1 /./ Dans cet exercice, on se propose d'étudier la réactivité de la vanilline, puis une technique d'analyse permettant de doser lavanilline dans unsucre vanillé. Données: > Données physico-chimiques Espèce chimique Vanilline (HVan) Alcool vanillique (AVan) Formule brute C S H S 03 CsH 10 03 Masse molaire moléculaire 152,0 g.mol-1 154,0 g.mor1 Peu soluble sous saforme acide. Peu soluble sous saforme acide. Solubilité dans l'eau Soluble sous saforme basique. Soluble sous saforme basique. pKa(à25°C) 7,4 9,8 >- Extrait d'une table de données (spectroscopie IR) Liaison Famille chimique Nombre d'onde (en crn') Alcane 2480- 3000 C-H Alcène > 3000 Acide carboxylique 1760 Ester 1700 -1750 C=O Aldéhyde oucétone 1650 -1740 Amide 1650 -1695 Alcène non conjugué 1640 -1670 c=c Alcène conjugué 1600-1650 16PYOSNC1 Page: 2/11 1. La vanilline, molécule polyfonctionnelle La vanilline est un composé polyfonctionnel qui présente beaucoup d'intérêt en chimie organique. Elle permet entre autres de produire l'alcool vanillique et l'acide vanillique (figure 1) /Olj,,::: f /O~OH HO ô HO~ H8r 2 O y °dO Br NaBH / Alcool vanillique (2) Bromovanilline (5) ~ / "::: HO ~b~/ ô 1 / Vanilline (1) Acide vanillique (3) Acétate de vanillyle (4) Figure 1.Exemples de synthèses mettant enjeu lavanilline. 1.1. Indiquer pour chacune des réactions de synthèse des composés (2) et (5) s'il s'agit d'une réaction d'addition, d'élimination ou de substitution. Justifier brièvement. 1.2. La réaction conduisant à l'alcool vanillique (2) correspond-t-elle à une modification de chaine ou de groupe caractéristique? Justifier. 1.3. On s'intéresse à la réaction permettant de passer de la vanilline (1) à l'acide vanillique (3). Recopier les formules de la vanilline (1) et de l'acide vanillique (3). Pour chacune de ces molécules, entourer le groupe caractéristique modifié et indiquer le nom de lafonction chimique associée. On se propose d'étudier lasynthèse de la vanilline (1) en alcool vanillique (2) par le borohydrure de sodium NaBH