\documentclass[10pt,a4paper]{article}

\usepackage{agrphy}

\title{Molecule de la sante}
\date{\today}

\begin{document}

\titre{CAETANO Frédérick}{MONNET Benjamin}{}{}



\subsection*{Niveau : Lycée}



\subsection*{Commentaires du jury}




\subsection*{Bibliographie}
\begin{tabular}{@{\livre}p{0.48\linewidth} @{\ $\longrightarrow$ \ }p{0.48\linewidth}}
\textit{La chimie expériementale 2}, \textbf{JFLM}\footnotemark  & Il y a TOUT sur l'aspirine \\ 
\textit{Des expériences de la famille Red-Ox}, \textbf{Cachau-Herreillat}\footnotemark  & Pour le titrage de la Bétadine \\ 
\end{tabular}

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



\subsection*{Prérequis}
\begin{itemize}[label=\ding{226}]
 \item Réactions d'oxydo-réduction
 \item Structures de molécules
 \item Réactions acido-basique
 \item Purification, caractérisation
 \item Catalyse
\end{itemize}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.48\linewidth}
\subsection*{Expériences}
	\begin{itemize}[label=\Coffeecup]
	\item Synthèse de l'aspirine
	\item Dosage de la bétadine
	\item Une saponification expresse
	\end{itemize}
\end{minipage}



\tableofcontents
\pagebreak




\section*{Introduction}
Actuellement, quand on parle santé, on pense au Coronavirus qui se répand. Bien évidemment, de nombreux scientifiques sont à la recherche d'un médicament qui permettrait d'en guérir. On peut donc se demander quel protocole régit la création et la mise en vente d'un médicament.

\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{developpement_medicament.JPG}
\end{center}

\transition{Intéressons-nous maintenant à un médicament que l'on a déjà tous eu l'occasion de prendre : l'aspirine.}

\section{Se guérir : l'aspirine}
\subsection{Description}
L'aspirine est un médicament très utilisé avec une consommation annuelle mondiale de 40 000 tonnes en 2015. Cela en fait le médicament le plus vendu du monde. Il a été dépassé en France par le paracétamol (raccourci de \textbf{par}a-\textbf{acet}yl-\textbf{am}ino-phén\textbf{ol}). Il s'agit d'un analgésique (réduit la douleur), d'un antipyrétique (diminution de la fièvre) et d'un anti-inflammatoire.

Un médicament est formé d'un principe actif et d'excipients. Le principe actif correspond à la molécule ayant l'effet thérapeuthique désiré. Dans le cas de l'aspirine, il s'agit de l'acide acétylsalicylique. Les excipents sont le reste du médicament, qui va varier selon le mode d'administration du médicament. Nous y reviendrons plus tard.

L'acide salicylique peut se trouver à l'état naturel dans l'écorce sa saule. L'acide acétylsalicylique a été synthétisé pour la première fois par Félix Hoffman en 1897 et a été commercialisé seulement deux ans plus tard par Bayer.

Son mode d'action a lui été compris que tardivement en 1982 ce qui a valu le prix Nobel de physiologie ou de médecine au britannique John Vane et aux suédois Sune Bergström et Bengt Samuelsson.

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{aspirine.JPG}
\caption*{Acide acétylsalicylique}
\end{center}
\end{figure}

Néanmoins, les effets secondaires de l'aspirine (reflux gastrique, fluidification du sang) ont motivé la recherche d'une alternative tel que le paracétamol qui a été commercé pour la première fois dans les années 30 bien que découvert en 1878. Il est maintenant plus vendu que l'aspirine (tout du moins en France).

\subsection{Synthèse et purification}
On va maintenant s'intéresser à la synthèse de l'acide acétylsalicylique à partir de l'anhydride éthanoïque et l'acide salicylique.

$\begin{array}{|c|c|c|c|}
\hline
\raisebox{5ex}{ }
&
\multicolumn{1}{|c!{\raisebox{5ex}{+}}}{\includegraphics[scale=0.4]{acide_salicylique.JPG}}
&
\multicolumn{1}{c!{\raisebox{5ex}[0pt]{$\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{center}
\includegraphics[scale=0.5]{Montage.JPG}
\end{center}

\subsection{Caractérisation du produit final}
On peut tester la pureté de notre produit de deux manières différentes : la CCM et le banc Kopffler

%\experience{Banc Kopffler}{}{}{
%Mesure la température de fusion de l'acide acétylsalicylique au banc Kopffler. On attend $\theta = 139 \degree C$
%}

\experience{Chromatographie sur couche mince}{JFLM2}{5 min}{
On utilise comme éluant pour cette CCM l'acétate d'éthyle. Réaliser la CCM :
\begin{itemize}
 \item Saturer en éluant un bocal et préparer la phase stationnaire pendant ce temps
 \item Dissoudre quelques grains des différents produits (acide salicylique, acide acétylsalicylique et le produit avant et après recristallisation)
\end{itemize}
}

\subsection{Excipients de l'aspirine}
L'aspirine est majoritairement vendu sous forme de sachets effervescents. Il s'agit en fait d'un mélange d'acide acétylsalicylique, de l'hydrogénocarbonate de sodium et de l'acide citrique (je ne l'ai pas évoqué à l'oral étant donné que je n'ai pas mémorisé le rôle de l'acide citrique. Mais il faut le garder en tête pour les questions du jury). Les ions hydrogénocarbonates font passer l'acide salicylique sous la forme basique afin de faciliter son injection. Il se forme alors du $H_2CO_3$ qui donne de l'eau et du dioxyde de carbone, d'où le dégagement gazeux.

Une fois dans l'estomac (pH=2), l'acide acétylsalicylique se protone et cristallise sous forme de fines particules, ce qui permet leur absorption.

\begin{center}
\includegraphics[scale=0.7]{effervescence.PNG}
\end{center}

\section{Prévenir les maladies}
\subsection{Un moyen de tous les jours : les savons}
\underline{Principe de fonctionnement}

Un savon est un solide ou un liquide contenant des molécules amphiphiles, c'est à dire des molécules possédant une partie hydrophile et une autre partie hydrophobe (aussi appelée lipophile). Il s'agit la plupart du temps d'une longue chaine carbonée se finissant par un ion carboxylate. La chaine carbonée est apolaire aprotique : il s'agit donc de la partie lipophile. L'ion carboxylate est à la fois polaire et protique : c'est la partie hydrophile de la molécule.
\newline
Ainsi, quand il y a une impureté dans l'eau, le côté lipophile des molécules va s'orienter en direction de celle-ci afin de minimiser son contact avec l'eau et donc son énergie. Il se forme ainsi des micelles autour des impuretés. Ces micelles sont ensuite emportées par l'eau (grâce à la partie hydrophile) et les impuretés partent.
\newline

\underline{Formation des savons : saponification}


Afin de fabriquer du savon, on utilise ce qu'on appelle la saponification : c'est la trasnformation d'un ester en acide carboxylique à l'aide de soude. L'ion carboxylate formé correspond alors à une molécule amphiphile comme nous l'avons décris auparavant et va donc constituer notre savon.

Dans la nature, on trouve des esters dans le gras (dans de l'huile de tournesol par exemple). Avec de la soude, on peut alors former du savon.

\experience{saponification rapide}{Nulle part}{}{
On mélange dans deux béchers séparément : 2g de soude dans 10 mL d'éthanol et 3 mL d'huile de tournesol dans 6mL d'éther diéthylique. On mélange les deux et on obtient alors du savon.

\textbf{Rq :} faire sous hotte.
}


\subsection{Un antiseptique : la Bétadine}
\underline{Fonctionnement}
La Bétadine est ce que l'on appelle un antiseptique. Il existe majoritairement deux classes d'antiseptiques : les oxydants et les cations. Les cations s'attaquent à la membrane de la bactérie tandis que les oxydants s'attaquent directement à une fonction spécifique (pour plus d'informations sur la povidone iodée, aller voir la page wikipédia en anglais). La bétadine est un oxydant dont le principe actif est le diiode et dont l'excipient principal est la povidone, qui permet de retenir les molécules de diiode et de les stabiliser.
\begin{figure}[h!]
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.75]{bacteire_nique_toi.PNG}
\caption*{Oxydation de la fonction thiol des bactéries}
\end{center}
\end{figure}
\underline{Controle de qualité}
On va vérifier l'indication sur la bouteille de Bétadine. Pour cela, on va faire un dosage corimétrique basé sur la réaction d'oxydo-réduction suivante : 

\[
I_2 + 2S_2O3^{2-} \rightarrow 2I^- + S_4O_6^{2-}
\]

\experience{Dosage de la Bétadine}{Cachau-Herreillat}{}{
Préparer une solution de Bétadine diluée 2 fois. Doser par du thiosulfate de sodium à 0.05 mol/L. Mettre un peu d'empois d'amidon à l'approche de l'équivalance. Grâce au volume à l'équivalence on a :
\[
V_{eq}C_{thio}=10 \times 2 n_{I_2}
\]

\underline{Remarque :} Il vaut mieux un volume équivalent grand pour diminuer les incertitudes.
}

Avec un volume équivalent de $V_{eq} = 20 mL$, on remonte à un pourcentage massique de $I_2$ de $w_{I_2}=1$\%, ce qui est exactement le pourcentage attendu pour de la Bétadine à $10$\%.

Il peut être intéressant de souligner le fait qu'une multitude de bétadines existent, les trois principales étant la Bétadine Scrub, la Bétadine dermique et la Bétadine alcoolique. Récemment, il a été prouvé que la Bétadine Scrub n'apportait pas grand chose par rapport au savon et tend donc à être remplacé dans le futur.

\section*{Conclusion}
Ouverture sur la stéréochimie éventuelle des composés formés.

\subsection*{Questions}
 Principe de fonctionnement de la betadine réagit avec thyol de ? De l'ADN des bactéries (dans certaines bactéries) 
 ADN universel 
 
 Quels autres grands types de molécules du vivant ? Vitamine C , protéine
 De quoi sont formés les protéines : acides aminés (pas de souffre dans l'ADN
 
 Definition d'antisceptique? Tue ou élimine les différentes bactéries (aspirine = antidouleur)
 
 "Incorporer le principe actif" ? permet de faire en sorte que le principe actif aille au bon endroit
 Attention cachet d'aspirine que aspirine
 Permet une voix pour les enfants 
 
 D'où proviennent les réactifs de formation d'acide acétylsalicylique ? Acide salicylique vient de l'ecorce de Saule. D'où viennent les composants ? acide salicylique formé à partir de phénol ? D'où vient le phénol ? Pétrol (petrochimie)
 
 Rendement de $90 \% $ ? bien trop élevé comparé à d'hab .. Pas eu le temps de sécher 
 
 Refaire Koffler avec étalon
 
 Problème d'utiliser l'acide sulfurique comme catalyseur ? il est concentré à $16mol.L^{-1}$ problème de l'eau ? peut hydrater anhydride et perdre du réactif?
 Esterification possible avec acide acétique ? Mécanisme
 
 Dean Stark ? esterification ... Pas que permet d'eliminer l'eau produit par une réaction pour améliorer l'avancement pour une réaction équilibre ?
 
 Comment on fait comprendre que le mecanisme est à l'equilibre (double fleche ?
 
Que se passe t-il pour aspirine dans intestin très basique ? Forme ionique et saponification sur l'ester 

Definition de Amphiphile ? reformuler pour un eleve de seconde (qui ne connais ni tête, queue, hydrophobe et hydrophile) parler de partie et avec un dessin pour montrer partie hydrophobe et hydrophile ?

Savon enleve graisse .. Quel rapport avec la santé ? fonctionne avec tout type d'impureté non miscible avec l'eau ...

Savon fabriqué corrosif .. que fait-on industriellement pour pouvoir l'utiliser ? Dans solvant inorganique on fait sécher ... on essaye de le rendre neutre . ou de dissoudre la soude bien plus soluble dans l'eau?

Quel type de molécule essaye-t-on de faire pour lutter contre le coronavirus ? chaud 

Diluer 10 fois ? pourquoi ? permet de mieux voir la couleur et de ne pas avoir Veq trop grand (gain de temps)

Pourquoi on veut 15mL en général ? plus de précision avec 15mL, 25mL trop risqué

Incertitude ? trop faible

Betadine vieillit ? I2 aurait oxyder du dioxygene .
 
 
 ECE : Le fait que les élèves n'ai pas le même sujet probleme d'équité ?
 
 
\subsection*{Remarques}
 
 Classique, bien
 
 Prérequis : structure des molécules
 Un peu plus d'attention aux prérequis
 
 Parler des objectifs pédagogiques en introduction rapidement (quel est l'intérêt de la leçon)
 Présentation plutôt bien , même si ecriture pas ouf
 
 Pas mal d'experience (du coup moins de chose à écrire) 
 
 Plus dynamique!!! 
 
 Gstion du temps 
 Contextualisation bien mais mieux choisir ou antiviraux etc ...
 
 Parler du fait que excipient dans le cas de l'aspirine effervescent.
 Montrer une etiquette
 
 Parler de la production de l'aspirine dans la partie (bien d'en parler cool)
 
 montrer la formule semidévelopper pour introduire queue et tete de la molécule amphiphile
 
 Expliquer le mot micelle 
 
 Plan classique mais pas claire pour objectif peut-être à revoir
 
 Expérience globalement pas de soucis . Banc Koffler a échoué mais on sait pas pourquoi .. Produit pas pur etc ...
 
 Intérêt de la synthèse du savon ? pas ouf peut-être montrer que ça mousse . Eventuellement chimie verte mais bon ether pas ouf
 
 Saponification peut-etre bien fait avec reflux déja lancé et ampoule de coulée de Soude 
 
 Essayé d'avoir Veq à 20mL
 
 Pour enlever la mousse pour la betadine: bain à ultrason
 
 Dosage sérum phy par potentiométrie 
 
 Possibilité pour betadine : etalonnage par couleur.
 
 Sur les synthèse : marquer les proportions 
 
 Veritable principe actif : acide salycilique : mais provoque ulcer d'où protection par acide acyle 
 
 Pour CCM quelques conseils : Acide salycilique va se déprotoner et ne pas bouger 
 
 Parler de bio peut-etre cool mais bien connaitre le programme ?

\section*{Supplément/anticipation des questions}
 \underline{Synthèse industrielle d'un savon ?}
 
Huile de Palme (ou autre) ajoutée à petite dose dans une solution de soude à 100 \degree. La pâte obtenue est rincée à l'eau.
\newline

\underline{Synthèse industrielle de l'acide acétylsalicylique :}
\begin{itemize}
 \item Le phénol est traité par l'hydroxyde de sodium pour ensuite agir sur du dioxyde de carbone à pression et température élevées. On obtient alors du salicylate de sodium
 \item A l'aide s'acide sulfurique, on le transforme ensuite en acide salycilique
 \item Ce dernier est chauffé à reflux avec de l'anhydride d'acide pendant 20H dans du toluène pour obtenir l'acide salicylique
 \item Il est alors refroidit puis filtré, rincé et séche avant d'être mis sous forme de pastilles
\end{itemize}


\underline{Qu'est ce qu'il y a dans l'ADN ?}

L'ADN est un acide nucléique, c'est-à-dire un polymère dont le monomère est le nucléotide. Un nucléotide est composé d'une base nucléique (ou azotée), d'un pentose puis de trois groupes phosphates.
\newline

\underline{Comment fonctionne l'empois d'amidon ?}

L'empois d'amidon est un polymère $(C_6H_{10}O_5)_n$ qui peut enfermer du diiode,ce qui conduit à la couleur bleue foncée.

\end{document}
