Processus de Synthèse du Medicinamol
Comprendre le Processus de Synthèse du Medicinamol
Dans l’industrie pharmaceutique, la synthèse de composés actifs est cruciale. La réaction de synthèse du médicament fictif Medicinamol à partir de ses précurseurs A et B est une étape clé.
Cette réaction est notoirement difficile à optimiser en raison de sa faible sélectivité et de la formation de produits secondaires.
Données:
- La réaction chimique est la suivante: \(A + 2B \rightarrow \text{Medicinamol}\)
- La masse molaire de A est de 125 g/mol.
- La masse molaire de B est de 150 g/mol.
- La masse molaire de Medicinamol est de 400 g/mol.
- Un chimiste utilise 200 g de A et 600 g de B dans une réaction.
- À la fin de la réaction, 300 g de Medicinamol sont isolés.
Questions:
- Calcul stœchiométrique :
- Déterminez les quantités molaires de A et B utilisées.
- Calculez la quantité théorique de Medicinamol qui pourrait être produite si la réaction était complète.
- Rendement de la réaction :
- Calculez le rendement réel de la réaction en utilisant la masse de Medicinamol isolée.
- Comparez le rendement théorique et le rendement réel et discutez des possibles raisons de toute différence.
- Réflexion sur le processus :
- Proposez des modifications de procédé qui pourraient améliorer le rendement de cette réaction.
- Discutez de l’impact que pourrait avoir une amélioration du rendement sur les coûts de production du Medicinamol.
Correction : Processus de Synthèse du Medicinamol
1. Calculs stœchiométriques
a. Quantités molaires des réactifs
Pour déterminer les quantités molaires de A et B utilisées dans la réaction :
- Masse molaire de A (\(M_A\)) = 125 g/mol
- Masse molaire de B (\(M_B\)) = 150 g/mol
Calcul des moles de A:
\[ \text{Moles de A} = \frac{\text{Masse de A}}{M_A} \] \[ \text{Moles de A} = \frac{200\, \text{g}}{125\, \text{g/mol}} \] \[ \text{Moles de A} = 1.6\, \text{moles} \]
Calcul des moles de B:
\[ \text{Moles de B} = \frac{\text{Masse de B}}{M_B} \] \[ \text{Moles de B} = \frac{600\, \text{g}}{150\, \text{g/mol}} \] \[ \text{Moles de B} = 4.0\, \text{moles} \]
b. Quantité théorique de Medicinamol
La réaction stœchiométrique est \(A + 2B \rightarrow \text{Medicinamol}\). Pour chaque mole de A, deux moles de B sont nécessaires. Le réactif limitant déterminera la quantité maximale de Medicinamol qui peut être produite.
Réactif limitant :
\( 1.6\, \text{moles de A nécessitent}\, 2 \times 1.6 = 3.2\, \text{moles de B} \)
Comme 4.0 moles de B sont disponibles, A est le réactif limitant.
Quantité théorique de Medicinamol :
- Moles de Medicinamol théorique:
\[ = \text{Moles de A} = 1.6\, \text{moles} \]
- Masse de Medicinamol théorique:
\[ = \text{Moles de Medicinamol} \times \text{Masse molaire de Medicinamol} \] \[ = 1.6\, \text{moles} \times 400\, \text{g/mol} \] \[ = 640\, \text{g} \]
2. Rendement de la réaction
Rendement réel :
\[ \text{Rendement} = \left(\frac{\text{Masse de Medicinamol isolée}}{\text{Masse de Medicinamol théorique}}\right) \times 100 \] \[ \text{Rendement} = \left(\frac{300\, \text{g}}{640\, \text{g}}\right) \times 100 \] \[ \text{Rendement} \approx 46.88\% \]
3. Réflexion sur le processus
Propositions pour améliorer le rendement
- Optimisation des conditions de réaction (température, pression, catalyseur).
- Amélioration de la purification et de l’isolation du produit pour minimiser les pertes.
- Réduction de la formation de sous-produits par modification des réactifs ou du chemin réactionnel.
Impact économique
L’amélioration du rendement peut réduire significativement les coûts de production en diminuant les quantités de réactifs nécessaires et en augmentant le rendement de produit fini par batch.
Cela pourrait rendre le Medicinamol plus compétitif sur le marché, surtout si les coûts de production jouent un rôle crucial dans le prix final du médicament.
Processus de Synthèse du Medicinamol
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