\documentclass[10pt,a4paper]{article}

\usepackage{agrphy}

\title{LC12 Stéréochimie et molécules du vivant}
\date{\today}

\begin{document}

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



\subsection*{Niveau : L3}



\subsection*{Programme}
\begin{tabular}{p{8cm}|p{8cm}}
Structure et propriétés de la matière&\\
\hline
Représentation spatiale des molécules&\\
Chiralité : définition, approche historique.& Reconnaître des espèces chirales à partir de
leur représentation.\\
Représentation de Cram.& Utiliser la représentation de Cram.\\
Carbone asymétrique. Chiralité des acides $\alpha$-aminés.&
Identifier les atomes de carbone asymétrique
d’une molécule donnée.\\
Énantiomérie, mélange racémique, diastéréoisomérie
(Z/E, deux atomes de carbone
asymétriques).&
À partir d’un modèle moléculaire ou d’une
représentation, reconnaître si des molécules
sont identiques, énantiomères ou diastéréoisomères.
Pratiquer une démarche expérimentale pour
mettre en évidence des propriétés différentes
de diastéréoisomères.\\
Conformation : rotation autour d’une liaison
simple ; conformation la plus stable.&
Visualiser, à partir d’un modèle moléculaire
ou d’un logiciel de simulation, les différentes
conformations d’une molécule.\\
Formule topologique des molécules organiques.&
Utiliser la représentation topologique des
molécules organiques.\\
Propriétés biologiques et stéréoisomérie.&
Extraire et exploiter des informations sur :
– les propriétés biologiques de stéréoisomères,
– les conformations de molécules biologiques,
pour mettre en évidence l’importance de la
stéréoisomérie dans la nature.
\end{tabular}



\subsection*{Bibliographie}
\begin{tabular}{@{\livre}p{0.48\linewidth} @{\ $\longrightarrow$ \ }p{0.48\linewidth}}
\textit{Chimie organique 1 et 2}, \textbf{René Brunet} & Le cours \\
\textit{Physique-Chimie Terminale S}, \textbf{Sirius} & Le cours \\
\textbf{JFLM2} & Les manips 
\end{tabular}

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



\subsection*{Prérequis}
\begin{itemize}[label=\ding{226}]
 \item Formule de Lewis
 \item Structure des molécules
 \item Liaisons hydrogènes
 \item Changements d'état
\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 vu plusieurs manières de représenter des molécules : formule brute, formule plane. Néanmoins les formules planes ne contiennent pas toute l'information : on ne sait pas comment sont organisés les atomes les uns par rapport aux autres dans l'espace.

On va donc étudier cet aspect des molécules et voir si deux molécules avec la même formule semi-développée mais pas la même configuration spatiale ont les mêmes propriétés.

\textbf{Définitions :} deux molécules avec la même formule semi-développée mais pas la même configuration spatiale sont des \textbf{stétéoisomères}.

\transition{Il existe deux types de stéréoisomères différents.}
\section{Stéréoisomères de conformation}
\textbf{Définition :} deux stéréoisomères de conformation passe de l'un à l'autre par rotation des liaisons.
\subsection{Un exemple : l'éthane}
Le liaison C-C de l'éthane peut tourner sur elle même.

\manip{\textbf{Manipulation des modèles moléculaires}

Et on fait tourner les modèles tututututu
}

Deux confirmations possibles :
\begin{itemize}
 \item \textbf{éclipsée :} C-H l'un derrière l'autre
 \item \textbf{décalée :} C-H décalées
\end{itemize}

On représente ça avec la représentation de Neumann. 

Faire le graphe avec énergie :

\begin{center}
\includegraphics[scale=0.6]{ethane.PNG}
\end{center}

\subsection{Importance de la conformérie dans le vivant}
La conformérie a une application directe dans le vivant pour les protéines. Une protéine est formée d'un assemblage d'acide $\alpha$-aminés, et peut être obtenue par succession de réactions de type :
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.5]{peptidique.PNG}
\end{center}

La liaison peptidique ci-dessus impose la planéité locale de la molécule. Différentes conformations existent et, pour les protéines possédant de nombreux acides aminés, des liaisons hydrogènes apparaissent au sein de la molécule et imposent une conformation en forme repliée ou de filaments. Sous forme dépliée, la protéine n'a pas les mêmes propriétés que sous forme repliée !
\begin{itemize}
 \item \textbf{Maladie de la vache folle :} une saloglycoprotéine dont la forme repliée participe à l'adhésion cellule et dont la forme repliée s'accumule dans les cellules du cerveau et provoque leur mort
 \item \textbf{Ovalbumine :} présente dans les oeufs sous sa forme repliée, la cuisson casse les liaisons hydrogènes et la fait passer sous sa forme dépliée, hydrophobe. Cela fait apparaître une émulsion, d'où la couleur blanche.
\end{itemize}

\transition{Nous avons ici uniquement considéré les rotations autour des liaisons, mais on va voir qu'il y a d'autres stéréoisomères qui existent...On appelle généralement \textbf{ stéréoisomère de configuration} deux stéréoisomères qui ne diffèrent pas par une simlpe rotation autour d'une liaison. Il en existe deux types et on va parler en premier des énantiomères.}

\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{schema_bloc1.pdf}
\end{center}

\section{Enantiomères}
Pour comprendre ce que c'est, on doit introduire la chiralité
\subsection{Chiralité}
\textbf{Définition :} un objet est chiral s'il n'est pas superposable à son immage dans un miroir. C'est le cas de la main. Dans le cas contraire, on dit de l'objet qu'il est achiral.

\hspace{7mm}
Une façon simple de savoir si on molécule est chirale ou non est de regarder si elle a un \textbf{centre stéréogène}, c'est-à-dire une carbonne asymétrique : c'est un carbonne avec 4 groupements différents.

\url{https://www.youtube.com/watch?v=EMsYrBA_WEM} très bien pour montrer la chiralité avec des modèles moléculaires (Creative Commons)

\manip{\textbf{Modèles moléculaires}

On prend deux carbones avec 4 groupements image l'un de l'autre et on montre qu'ils se superposent pas
}

\textbf{Définition :} deux molécules chirales et images l'une de l'autre dans un miroir sont dites \textbf{énantiomères} l'une de l'autre

\begin{itemize}
 \item Un mélange équimolaire de deux énantiomères est un \textbf{mélange racémique}
 \item Une solution ne possédant qu'un seul des 2 énantiomères est dite \textbf{énantiomériquement pure.}
\end{itemize}

\subsection{Propriétés des énantiomères}
Deux énantiomères ont les mêmes propriétés physiques et chimiques lorsqu'ils sont placés dans un milieu achiral.

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

Néanmoins, dans un milieu chirale, leurs propriétés ne son pas forcément identiques ! Par exemple, les deux énantiomères du limonène n'ont pas la même odeur (orange et gin) :
\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{limonene.PNG}
\end{center}

\experience{Odeur du limonène}{JFLM2}{}{

}

Autres exemples dans le vivant :
\begin{itemize}
 \item La thalidomide, dont l'énantiomère (-) a des effets sédatifs et antivomitifs tandis que l'autre est tératogène (il déforme les bébés).
 \item La L-Dopa permet de traiter Parkinson alors que son énantiomère est toxique.
 \begin{center}
 \includegraphics[scale=1]{LDopa.PNG}
 \end{center}
\end{itemize}


\transition{
Il reste un dernier cas de stéréoisomérie de configuration à étudier.
}

\begin{center}
\includegraphics[scale=1]{schema_bloc2.pdf}
\end{center}

\section{Diastéréoisomères}
Deux diatéréoisomères ont des propriétés chimiques différentes
\subsection{Avec plusieurs carbones asymétriques}
n carbones asymétrique donnent $2^n$ configurations possibles. \textbf{Attention :} pas toujours vrai : symétrie ou cycle.

\begin{itemize}
 \item 2,3,4-tri-hydroxybutanal : faire les 4 stéréoisomères en carré
 \item Parler de composé méso avec l'acide tartrique car plan de symétrie
\end{itemize}

\subsection{Avec double liaisons}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.8]{dia.PNG}
\end{center}

\experience{Mesure point de fusion des deux diastéréoisomères}{JFLM2 p21}{}{
Pas le même point de fusion. En effet dans un cas liaisons hydrogènes.
}

OU
\experience{Mesure point de pKa des deux diastéréoisomères}{JFLM2 p21}{}{
Pas le même pKa !
}

\begin{center}
\includegraphics[scale=0.8]{fin.PNG}
\end{center}



\section*{Questions}
\begin{itemize}
 \item T'as commencé avec le thalidomide (scandale sanitaire), mais est-ce que tu as su pourquoi c'était un double scandale ? \textit{La société l'a découvert... mais l'a caché pour continuer les ventes !} Y'a aussi un autre aspect moins connu : pourquoi on l'a entièrement retiré du marché ? On aurait pu garder un seul énantiomère ! \textit{En fait, ils ont fait la séparation, l'ont remis sur le marché. Mais ils se sont rendu compte que le thalidomide s'éniantomérise dans le corps humain ! Du coup c'était toujours toxique}
 \item Du coup : pourquoi/comment on peut d'un cas mélange pur à un cas mélange racémique ? \textit{Quand on passe par un intermédiaire plan (genre carbocation plan ou double liaison)}
 \item Pourquoi Cram a développé cette notation ? \textit{Il faut mettre dans la tête des élèves que c'est un modèle basé sur le modèle de Lewis. Ca permet de faire un passage 3D à 2D}
 \item Un exemple de liaisons qui tournent pas ? \textit{Double liaison}
 \item Le cas de l'enzyme prion ça vient d'où ? \textit{Hachette TS}. C'est très complexe, voir trop en fait. Tu peux avoir plein de questions gênantes. Y'a un exemple sur le cheveux bouclés qui peut être bien.
 \item D'autres maladies à prions connues ? \textit{Maladie de la vache folle}
 \item Pourquoi c'est bizarre les prions ? \textit{Ils peuvent se reproduire en fait et du coup contaminer les voisins}
 \item Pourquoi les récepteurs olfactifs sont chiraux ? \textit{Car les bribes qui les composent sont eux même chiraux}
 \item Famille de molécules chirales ? \textit{21 des 22 acides aminés chiraux.} Autre chose ? \textit{terpène (limonène par exemple)}
\end{itemize}

\textbf{Comportement cristallographique d'un mélange racémique ? Différence avec un conglomérat ?}

\bigbreak
\textbf{Incertitude au banc Kofler ?}

\bigbreak
\textbf{mécanisme de l’estérification et son rendement ? Peut-on former des protéines sans utiliser des
acides aminés ? Comment marche la détection à la ninhydrine, pourquoi elle se colore à chaud ? Quels sont les
différentes stratégies de synthèses que l’on peut mettre en place avec des réactions entre acides aminés ?}

\bigbreak
\textbf{Comment expliquer que la liaison peptidique soit plane ? L’hybride il est plutôt sp1 ou sp2 ?
eeeuuuuuuh Quel est le rôle de la vitamine C dans l’organisme ? Quelles sont les fonctions présentes sur le glucose
cyclisé ?}
La vitamine C est un cofacteur enzymatique impliqué dans un certain nombre de réactions physiologiques (hydroxylation). Elle est requise dans la synthèse du collagène et des globules rouges et contribue au système immunitaire. Elle joue également un rôle dans le métabolisme du fer en tant que promoteur de son absorption ;
\bigbreak
\textbf{Qu’est ce l’électrophorèse, comment ça marche, à quoi ça sert.. ?}
Equivalent de la CCM mais pour les protéines et les acides nucléiques.\\
Ils possèdent plusieurs groupes ionisables, donc on les place dans un champ électrique et leur vitesse de migration dépend de leurs caractéristiques donc séparation.\\
L'électrophorèse permet de séparer et d'identifier les protéines présentes dans les liquides organiques. Notamment dans le sang.
\bigbreak
\textbf{Pour le fonctionnement du savon, que ce passe-t-il si au lieu d’une tâche de gras, j’ai une tache de terre.
Que type de structure crée-t-on ? Vous avez parler des "trans fat", mais comment nomme-t-on généralement les
isomères lorsqu’on a une double liaison C––C? En quelle classe voit-on cette notion ? Avez-vous d’autres exemples
où des isomères Z et E interviennent dans le corps humain, avec la vision par exemple ? Avez vous des exemples de
réactions d’oxydoréduction qui se produisent dans le corps humain ? A quoi sert la vitamine C? Vous avez écrit un
acide aminé RCNH2COOH. Mais peut-on chimiquement écrire ca ? Quel type d’acide est-ce ? Quels sont les Pka ?}

\section*{Remarques}
\begin{itemize}
 \item Synthétiser par schémas blocs : OUI ! A FAIRE
 \item Ne pas faire sentir les flacons de limonène parce que c'est un mauvais réflexe en général. On peut en parler en donnant directement les aliments auquels ils correspondent, ou même prendre les aliments sur la paillasse.
\end{itemize}




\end{document}
