\documentclass[10pt,a4paper]{article}

\usepackage{agrphy}

\title{LC05 Strategies et selectivite en synthèse organique}
\date{\today}

\begin{document}

\titre{MONNET Benjamin}{}{}{}



\subsection*{Niveau : TS}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.8]{Programmes.PNG}
\end{center}


\subsection*{Commentaires du jury}




\subsection*{Bibliographie}
\begin{tabular}{@{\livre}p{0.48\linewidth} @{\ $\longrightarrow$ \ }p{0.48\linewidth}}
\textit{Mémo visuel de chimie organique}, \textbf{Maddaluno}\footnotemark  & Liaisons peptidiques fiche 147 \\ 
\textit{TS}, \textbf{Belin} & pour la partie protection de fonction \\
\textbf{JFLM2} & Aspirine \\
\end{tabular}

\noindent
\begin{minipage}[t]{0.48\linewidth}



\subsection*{Prérequis}
\begin{itemize}[label=\ding{226}]
 \item Montage à reflux
 \item Séparation, purification et identification
 \item Groupements caractéristiques
\end{itemize}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.48\linewidth}
\subsection*{Expériences}
	\begin{itemize}[label=\Coffeecup]
	\item  
	\end{itemize}
\end{minipage}



\tableofcontents
\pagebreak




\section*{Introduction}
Nous avons jusqu'à présent étudié la manière de réaliser des protocoles expérimentaux mais on ne s'est pas réellement intéressé à les comprendre. On va donc essayer de mieux comprendre comment est fait un protocole expérimental et quels sont les enjeux.


\section{Stratégie de synthèse}
\subsection{Position du problème}
Afin d'étudier un synthèse, il faut savoir avant tout ce que c'est. Le but, lors d'une synthèse, est d'obtenir le produit chimique désiré. Pour cela, une synthèse comporte :
\begin{itemize}
 \item des réactifs : le choix des différents réactifs détermine le nombre d'étapes ainsi que le nombre de déchets. Dans le cas de la synthèse de l'aspirine, il s'agit de l'acide salicylique et de l'anhydride éthanoïque
 \item des produits secondaires : ce sont des produits formés pendant la synthèse mais qui ne sont pas réutilisés. Ex : acide acétique. C'est un produit de grand intérêt en chimie organique qu'il est intéressant de recyclé
 \item d'un solvant : le mieux étant qu'il n'y ait pas de solvant comme pour la synthèse de l'aspirine
\end{itemize}

Néanmoins, il y a d'autres paramètres à prendre en compte tels que :
\begin{itemize}
 \item La température, qui peut influencer la vitesse de réaction ainsi que son rendement
 \item Les catalyseurs, qui peuvent permettre d'accélérer la réaction
 \item Le coût de la réaction
 \item La dangerosité : on peut prendre comme exemple la bromation d'un alcène. On a le choix pour cette réaction entre du dibrome ou du bromure de pyridinium. Le premier est mortel, corrosif et dangereux pour l'environnement là où le second est juste corrosif. On choisit donc le second, en pensant bien à s'équiper. 
 \begin{center}
 \includegraphics[scale=0.6]{bromation.PNG}
 \end{center}
 \item Les aspects de chimie durable : dépense énergétique, économie d'atome... (exemple ibuprofène ?)
\end{itemize}

\transition{Une fois le produit formé, il faut l'isoler, le purifier et l'identifier}

\subsection{Isoler, purifier et identifier}
\subsubsection{Séparation}
\begin{center}
\begin{tabular}{p{0.5\linewidth}|p{0.5\linewidth}}
\textbf{Solide} & \textbf{Liquide} \\
\textit{Cristallisation} & \textit{Extraction liquide-liquide} \\
On diminue la solubilité du solide en abaissant la température. On filtre et on lave & On utilise un deuxième solvant non miscile avec le premier qui solvate d'avantage notre produit, par agitation mécanique, on extrait ce dernier dans le nouveau solvant, on sépare ensuite pas phases par gravité. Enfin, on évapore le solvant
\end{tabular}

\subsubsection{Purification}
\begin{tabular}{p{0.5\linewidth}|p{0.5\linewidth}}
\textbf{Solide} & \textbf{Liquide} \\
\textit{Recristallisation} & \textit{Distillation} \\
On redissout à chaud dans un solvant bien choisi qui doit solubiliser les impuretés à toutes les températures et le solide voulu uniquement à haute température. On refroidit lentement afin de recristalliser uniquement le solide d'intérêt. & On utilise une technique basée sur la différence de température d'ébullition entre le produit d'intérêt et le solvant
\end{tabular}

\subsubsection{Analyse}
\begin{tabular}{c|c|c}
\textbf{Solide} & \textbf{Solide et Liquide} & \textbf{Liquide} \\
Point de Fusion (banc Kofler) & CCM, spectroscopie : UV-visiblr, IR ou RMN & Point d'ébullition et densité
\end{tabular}

\end{center}

\transition{Étudions ça sur un cas concret : l'aspirine}

\section{Application à l'aspirine, notion de sélectivité}
\subsection{Protocole de synthèse de l'aspirine}
$\begin{array}{|c|c|c|c|}
\hline
\raisebox{5ex}{ }
&
\multicolumn{1}{|c!{\raisebox{5ex}{+}}}{\includegraphics[scale=0.4]{acide_salicylique.JPG}}
&
\multicolumn{1}{c!{\raisebox{5ex}[0pt]{$\leftrightharpoons$}}}{\includegraphics[scale=0.1]{anhydride_ethanoique.JPG}}
&
\includegraphics[scale=0.28]{aspirine.JPG}
\\
\hline
\text{Nom} & \text{Acide salicylique} & \text{anhydride éthanoïque} & \text{Acide acétylsalicylique} \\\hline 
\text{M (g/mol)} & 138.1 & 102.1 & 180.2\\\hline
\text{n (mol)} & 19.10^{-3} & 43.10^{-3} & / \\\hline
\text{nombre d'équivalent} & 1 & 1 & 1 \\ \hline

\raisebox{7ex}{Sécurité}
& 
\includegraphics[scale=0.28]{picto_salicylique.JPG}
&
\includegraphics[scale=0.21]{corrosif.JPG}
&

 \\\hline

\end{array}$

\experience{Synthese de l'aspirine}{JFLM p150}{}{
\begin{flushleft}
\underline{Etape 1 : synthèse}
\end{flushleft}

Mettre dans un ballon monocol de 100mL 5.0g d'acide salycilique. Ajouter ensuite 7 à 8 mL d'anhydride éthanoïque et deux gouttes d'acide sulfurique concentré.

Introduire un barreau aimanté et adapter un réfrigérant à eau. Chauffer la solution à 70 degrés pendant 15 minutes.

Laisse refroidir doucement puis mettre dans un mélange eau-glace.

Enfin, filtrer sur Buchner.

\begin{flushleft}
\underline{Etape 2 : recristallisation}
\end{flushleft}


Dans un mélange méthanol/eau en proportion 1/5, chauffer le brut réactionnel (15 mL de solvant suffit). Laisser refroidir lentement.

Filtrer sur Buchner.

Le produit est 100 fois plus soluble dans le méthanol que dans l'eau. A la fin de cette étape, on peut calculer le rendement. Le JFLM propose un rendement de 72 \%.
}

\begin{itemize}
 \item Solvant : aucun = très bien !
 \item Produits principaux : vapeur dangereuses et corrosif = travail sous hotte avec protection
 \item Produit secondaire : acide acétique = bien
 \item Un peu coûteux en énergie car chauffage
\end{itemize}

\subsection{Notion de sélectivité}
Dans l'acide salicylique, on observe 2 groupements caractéristiques : le groupement carboxyle et le groupement hydroxyde. Par conséquent, c'est une molécule \textbf{polyfonctionnelle}.

Une \textbf{molécule polyfonctionnelle} est une molécule possédant plusieurs  groupes caractéristiques.
\bigbreak
On remarque que lors de la réaction, seul un des deux groupements réagit avec l'anhydride éthanoïque. Le réactif est alors dit chimiosélectif.

Un \textbf{réactif chimiosélectif} est un réaction qui ne réaction qu'avec un seul groupe d'une molécule polyfonctionnelle. La réaction associée est alors elle aussi caractérisée de chimiosélective.


Faire exemple avec ? :

\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{reduction.PNG}
\end{center}

\transition{Le problème qui peut donc se poser c'est que l'on peut avoir plusieurs réactions possibles avec une seule qui nous intéresse. Un moyen de s'en sortir consiste à protéger un des groupements qui pourrait réagir}

\section{Protection de fonction : liaisons peptidiques}
\subsection{Présentation des peptides}
Un peptide est un composé formé à partir de deux acides $\alpha$-aminés. La fonction amine d'une $\alpha$-aminé réagit avec la fonction acide d'un autre. Les $\alpha$-aminés sont des molécules avec un groupe amine et un groupe carbonyle reliés par un atome de carbone.

\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{alpha_amine.PNG}
\end{center}

Par définition, un peptide a donc la forme suivant :

\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{peptide.PNG}
\end{center}

Mais selon quel amine réagit sur quel acide, on obtient pas le même peptide !

\transition{Comment obtenir le bon peptide ?}

\subsection{Protection de fonction}
Afin de synthétiser le peptide qui nous intéresse et pas un autre, on va protéger les fonctions que l'on souhaite ne pas voir réagir.

\begin{center}
\includegraphics[scale=0.8]{protection1.PNG}
\end{center}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.8]{protection2.PNG}
\end{center}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.6]{protection3.PNG}
\end{center}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.5]{protection4.PNG}
\end{center}


\section*{Questions}
\textbf{Qu’est ce qu’un acide aminé essentiel ? Quelle est leur forme dans le vivant ?} 
\bigbreak
\textbf{Comment protéger une fonction carbonyle ?}

\bigbreak
\textbf{NaBH4 réagit-il avec l’éthanol le solvant ?}

\bigbreak
\textbf{Comment s’appelle une extraction liquide-liquide avec de l’eau saturé en NaCl ? A quoi cela sert-il ? Quelles sont les impuretés que l’on récupère ?}
Lavage, relargage ?
\bigbreak
\textbf{Quelles sont les principes de la chimies verte ? Comment les applique-t’on lors des synthèses ?}

\bigbreak
\textbf{Types de sélectivité et exemple ? Autres types que énantio- et diastéréosélective ? Quelle est l’importance des synthèse énantiosélectives ?}

\bigbreak
\textbf{C’est quoi une réaction équilibrée ?}

\bigbreak
\textbf{Quelles sont les conditions sur les températures d’ébullition pour faire une distillation fractionnée ?}

\bigbreak
\textbf{Sur le réfractomètre, à quoi sert l’alimentation en eau ? On écrit les indices de réfraction nD20 avec D en indice et 20 en exposant, que veut dire le 20 ? Et le D?}

\bigbreak
\textbf{Qu’est ce que l’économie d’atome ? Pouvez vous donnez un exemple ? Cas où il vaut 1 ? De quand date les principes de la chimie verte ? Qui les a écrit ?}

\bigbreak
\textbf{Lien entre le chauffage et le rendement ? Quand est-ce que chauffer augmente le rendement ?}

\bigbreak
\textbf{Différences d’utilisation entre H2SO4 et APTS pour la catalyse ? En quoi la solubilité de ces espèces peut elle jouer ? Dans quelle condition utilise-t-on de l’APTS d’habitude ?}

\bigbreak
\textbf{Dans la protection d’une fonction, quelles caractéristiques doit avoir le réactif protecteur ?}

\bigbreak

\textbf{Pour sécher la phase organique, vous avez utilisé du sulfate de sodium, pourquoi ce choix ? Autres choix possibles ? (sulfate de magnésium) Quand est-ce qu’on utilise l’un ou l’autre ?}

\section*{Remarques}
\begin{itemize}
 \item
\end{itemize}




\end{document}
