Phénol/synthèse

1 Synthèse du phénol à partir du benzène

Cette opération est longue, fastidieuse et difficile à mettre en place pour récupérer quelques 90 mL de phénol. De plus, l'utilisation de benzène est dangereuse dû à sa toxicité et son caractère fortement cancérogène.

1.1 Matériel et produits

• Benzène
• Acide sulfurique (80%)
• Lait de chaux
• Carbonate de sodium
• Hydroxyde de sodium
• Hydroxyde de calcium
• Un ballon de 500 mL
• Réfrigérant à boules
• Bec Bunsen
• Creuset en fer

1.2 Protocole

• Dans le ballon, introduire 89 mL de benzène et 67 mL d'acide sulfurique à 80% et adapter le réfrigérant.
• Porter à reflux pendant environ 10 minutes. Il se formera de l'acide benzènesulfonique.
• Laisser refroidir puis placer dans un bain de glace.
• Saturer de chaux par l'ajout de 74,1 grammes d'hydroxyde de calcium qui donnera du monobenzènesulfonate de calcium.
• Ajouter ensuite 53 g de carbonate de sodium . Filtrer et récupérer le monobenzènesulfonate de sodium.
• Dans un ballon muni d'un réfrigérant droit, faire fondre le sel de sodium formé avec 40 g d'hydroxyde de sodium à 350°C environ. Distiller le phénol et le récupérer en sortie du réfrigérant droit.

1.3 Critiques

• Ce procédé est historiquement celui le plus utilisé. Le seul souci est qu'il produit de grandes quantités de bisulfite de sodium et de sulfite de sodium, industriellement inintéressants (sauf pour le blanchiment de la pâte à papier, et les vins), ce qui faisait que les cours des usines de phénol se trouvaient encombrées de ces sels de sodium, plutôt malodorants. De plus, les températures employées demandent beaucoup d'énergie et des contraintes sur les réacteurs assez drastiques.

2 Synthèse du phénol à partir du cumène

Ce procédé est la méthode industrielle pour l'obtention du phénol à partir du cumène (isopropylbenzène, ou 2-phénylpropane). On forme par réaction avec l'air à chaud l'hydroperoxyde de cumyle, que l'on hydrolyse ensuite avec de l'acide chlorhydrique en solution aqueuse, ce qui produit du phénol et de l'acétone.

On obtient le cumène par alkylation du benzène avec du propène en présence d'un acide protonique (classiquement l'acide phosphorique, qui ne produit pas d'acide benzènesulfonique, réaction ici parasite), le tout sous pression et à haute température.

2.1 Critiques

• Ce procédé est désormais le plus employé. En effet, l'alkylation du benzène est simple et rapide, le propène est un gaz très utilisé en industrie, peu cher, et facile à obtenir. De plus, le co-produit de réaction, l'acétone, est un solvant industriel et domestique majeur, donc facile à vendre dans la logique industrielle. L'utilisation de hautes pressions et de températures relativement basses est économiquement plus intéressant pour les industriels par rapport au précédent procédé.