\begin{document}
\title{LC-10-Synthèse et environnement}
\author{\underline{Léa Bessonart}\&Jean maxime}
\maketitle
\section*{Niveau}
Première
\section*{Pré-requis}
\begin{itemize}
    \item Equation de réaction
    \item Fonctions chimiques
    \item Synthèse chimique
    \item catalyseur
\end{itemize}
\section*{Bibliographie}
\tableofcontents
\newpage
\section*{Introduction}
Sensibilisation à la chimie verte, choisir la synthèse la plus respectueuse de l'environnement, donner à partir des réactifs comment réaliser une synthèse verte


La chimie inductrielle va utiliser des éléments pétrochimiques mais c'est très nocif pour l'environnement donc on va voir comment les modifier pour respecter l'environnement (boues rouge en méditérannée)
\section{Les enjeux de la chimie verte}
Définition de Anastas en 1991 définit la chimie verte comme étant la prévention de la pollution en concevant des produits et des procédés chimiques permettent de réduire ou d'éliminer à la source l'utilisation et la synthèse de substances dangereuse

\subsection{Les 12 principes de la chimie verte}

$\underbrace{Réactifs}_{5,7,8,12} \longrightarrow \underbrace{Procédés synthèse}_{2,3,6,11} \longrightarrow \underbrace{Produits}_{1,4,10} $
\begin{enumerate}
    \item La prévention de la pollution à la source en évitant la production de résidus.
\item L’économie d’atomes et d’étapes qui permet de réaliser, à moindre coût, l’incorporation de fonctionnalités dans les produits recherchés tout en limitant les problèmes de séparation et de purification.
\item La conception de synthèses moins dangereuses grâce à l’utilisation de conditions douces et la préparation de produits peu ou pas toxiques pour l’homme et l’environnement.
\item La conception de produits chimiques moins toxiques avec la mise au point de molécules plus sélectives et non toxiques impliquant des progrès dans les domaines de la formulation et de la vectorisation des principes actifs et des études toxicologiques à l’échelle cellulaire et au niveau de l’organisme.
Réduction des solvants polluants.
\item La limitation des dépenses énergétiques avec la mise au point de nouveaux matériaux pour le stockage de l’énergie et la recherche de nouvelles sources d’énergie à faible teneur en carbone.
\item L’utilisation de ressources renouvelables à la place des produits fossiles. Les analyses économiques montrent que les produits issus de la biomasse représentent 5 \% des ventes globales de produits chimiques et pourraient atteindre 10 à 20 \% en 2010. Plus de 75\% de l’industrie chimique globale aurait alors pour origine des ressources renouvelables.
\item La réduction du nombre de dérivés pouvant générer des déchets.
\item L’utilisation des procédés catalytiques  de préférence aux procédés stoechiométriques avec la recherche de nouveaux réactifs plus efficaces et minimisant les risques en terme de manipulation et de toxicité. La modélisation des mécanismes par les méthodes de la chimie théorique doit permettre d’identifier les systèmes les plus efficaces à mettre en œuvre incluant de nouveaux catalyseurs chimiques, enzymatiques et/ou microbiologiques.
\item La conception des produits/substances non persistantes en vue de leur dégradation finale dans des conditions naturelles ou forcées de manière à minimiser l’incidence sur l’environnement.
La mise au point des méthodologies d’analyses en temps réel pour prévenir la pollution, en contrôlant le suivi des réactions chimiques. Le maintien de la qualité de l’environnement implique une capacité à détecter et si possible à quantifier, la présence d’agents chimiques et biologiques réputés toxiques à l’état de traces (échantillonnage, traitement et séparation, détection, quantification).
\item Le développement d’une chimie fondamentalement plus sûre pour prévenir les accidents, explosions, incendies et émissions de composés dangereux.
 
\end{enumerate}
$\longrightarrow$ Plus on utilise de principe plus on peut considérer notre synthèse verte.

\subsection{Evaluation de l'efficacité d'une synthèse}
Si on crée moins de déchets, on dépense moins pour se débarrasser des déchets, si on choisis bien nos conditions, on peut réaliser plus rapidement les synthèse et donc en faire plus. On a un enjeu économique également.

\paragraph{Le rendement} : il ne prend pas en compte les conditions opératoires. $e = \frac{n_{exp}}{n_{theo}}$

\paragraph{L'économie d'atome} (cf. le deuxième principe)
$\mathrm{EA}= \frac{\nu_{\text{produits}}M_{\text{produits}}}{\sum_\text{réactif i}\nu_{\text{i}}M_{\text{i}}}$
On peut prendre l'exemple d'une synthèse, EA =0.37. C'est pas terrible
Plus EA tend vers 1, meilleur est la synthèse.
Ici, les composés ne sont pas nocifs pour l'environnement mais la masse molaire des atomes est grande.
\paragraph{Le facteur environnemental de solide}
Ici, contrairement au nombre de l'économie d'atome, on va prendre en compte les déchets!
$\mathrm{E}= \frac{\sum_\text{déchets i}\nu_{\text{i}}M_{\text{i}}}{\nu_{\text{produits}}M_{\text{produits}}}$
On peut prendre un exemple : E = 0.15, la réaction est intéressante car les déchets pris pris en compte est de l'eau ce qui n'est pas nocif pour l'environnement donc on peut même considéré que E=0
Plus E tend vers 0, meilleur est la réaction. 

\subsection{Application}
L'idée n'est pas de comprendre la synthèse mais de comprendre l'intérêt de la chimie verte. On va s'intéresser à la synthèse d'un antidépresseur. Il y a deux synthèses, on va voir pourquoi une deuxième a été mise en place. La première synthèse du ZOLOFT en 1986 est très longue, utilisation de solvants toxiques pour l'environnement (hexane, THF,$CS_2$), beaucoup de déchet (mauvais économie d'atomes, mauvais facteur environnemental).
La nouvelle synthèse améliorée de 2004, le tetralone apparait des la première étape (moins de solvant, moins de réactifs, moins de déchets), les solvants toxiques ont disparu et ils ont été remplacés par des solvants moins o=toxiques comme l'éthanol. On utilise plus de catalyseur ($TiCl_4$), la réaction ne fait plus vite sans.

Utiliser des réactifs issues de l'environnement, l'extraction est difficile, les quantités sont faibles, il y a des problèmes économiques.
\section{Matières premiers}
\subsection{Hémisynthèse}
On va s'intéresser à la synthèse de l'aspirine. Le réactif ressemble à la forme souhaité. On peut trouver l'acide salycique dans la reine des pres et les saules.

L'aspirine garde les propriétés de l'acide salicylique, sauf l'effet antiseptique. elle est plus performante. Elle a des propriétés anti-anflammatoires et est moins nocive pour l'estomac que l'acide salicylique.
On calcule le rendement. 
\begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[width = 0.5\textwidth]{LC/LC-10Synthèse et environnement/hémisynthèse.jpg}
    \caption{hémisynthèse}
    \label{fig:hemi}
\end{figure}

\subsection{Agroressources}
Matière première qui provient de l'agriculture.
\begin{itemize}
    \item biocarburant: transestérification (huile de colzac), sucre de bettrave, blé,etc)
    \item biomatériaux
    \item engrais
\end{itemize}

\section*{Conclusion}
Biotechnologie : technologie qui va améliorer les matière première(modifier les plantes pour utiliser moisn d'engrais), on verra plus tard la notion de chiralité
\section{Questions}
\begin{itemize}
    \item historiquement des dates clés en terme de protection de l'environnement ? protocole de kyoto, le sommet de rio
    \item on parle de chimie durable est ce que c'est la même chose ? \emph{la chimie verte est une sous partie de la chimie durable, la chimie durable prend en compte le social, l'économie et l'environnement }
    \item économie d'atome, quelles catégories de réactions existent en réaction organique ? \emph{addition élimination, substitution, éviter l'élimination} quelle est l'économie d'atome pour l'addition ? EA=1
    \item donner un exemple d'addition \emph{addition sur un alcène (hydrogénation)}
    \item réaction de l'économie d'atome, comment elle s'appelle ? \emph{réaction de wittig}, elle permet de faire quoi ? \emph{transformer une liaison c=o en c=c} comment s'appelle le second réactif ? \emph{ylure de phosphore} pourquoi le phosphore est chargé plus ? \emph{il ne respecte pas la règle de l'octet} qu'est ce que 'Ph"? dessiner une chaine de 5 carbones et une ramification à un carbone ?  \emph{phényl}
    \item comment ca s'appelle $CS_2$? c'est quoi le THF? et sa structure
    \item est ce que c'est vraiment "bio" l'acide salycique ?  c'est - a -dire  ? elle peut etre extraite d'une plante
    \item protocole de l'hémisynthèse: "18 M" qu'est ce cela signifie ? 
    \item quel est le rôle du réfrigérant ?
    \item Rôle sur support élévateur ?
    \item Pourquoi avoir mis de l'eau en fin de synthèse pour "faire" sortir l'anhydride éthanoïque ?
    \item Comment doit être la verrerie pour ce type de synthèse ? (absolument sèche)
    \item Pourquoi sèche ? Que donne un l'anhydride sur de l'eau ?
    \item Où va l'acide éthanoïque ?
    \item Comment laver un solide, quel est le mode opératoire ? Qu'est-ce qui est important dans le lavage ?
    \item Le solide est sur le Bushner, puis vous mettez l'eau directement dessus ?
    \item Filtrage ou filtration ?
    \item quelle activité à faire pour sensibiliser les élèves au DD ? 

\end{itemize}
\section{Commentaires}
\begin{itemize}
    \item ne pas énoncer tous les principes mais a chaque partie faire référence aux principes, on découpe en 4 : matières premières//(solvants)//procédé//déchets// faire un plan dans le même style, on les montre une fois et puis on  les illustre
    \item mieux utiliser les ressources, mieux concevoir les réactions ( EA,E, avec l'exmeple de l'ibuprofène,\textbf{ réaction sans solvant} (cette manip est a \textbf{faire}, synthèse calcone), synthèse d'ester dans le microonde (jflm, manip' qualitative, moins reproductible sauf avec les microondes spéciaux pour la chimie)
    \item aller revoir les livres de terminale générale il y a un chapitre économie d'atome
    \item boues rouge en méditérannée ? il faudrait le mettre plus en valeur,faut expliquer 
    \item ajout pré-requis : \textbf{schéma réactionnel}, formule topologique
    \item prendre l'ibuprofène pour comparer, faire un tableau de comparaison
    \item attention au message à passer sur l'environnement, 
    \item intérêt de l'hémisynthèse : raison économique ? modèle actuel peut évoluer
    \item pas de filtrage ... mais filtration
    \item laver un solide en cassant le vide, on triture et on le fait plusieurs fois après cette synthèse, on fait un test de pH en sorti du Buchner, le pH doit être neutre. l'anhydride c'est fait hydrolyser par l'eau à la fin de la réaction, on a plus que de l'acide éthanoïque donc quand le pH est neutre on a plus d'acide. 
    \item le seconde est générale, en première ils prennent 3 spécialité parmi celles proposées par le lycée (11). Il y a plus de classe, 4h de spécialité en premier. en term, on passe à 2 spécialités et 6h de chaque
\end{itemize}
\end{document}