I- Groupe fonctionnel et formule générale Les amines sont des composés organiques qui renferment le groupe fonctionnel :

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1 Collège de LA SAGESSE Section Saint Jean Brasilia - BAABDA CHIMIE Chapitre 12: Les amines et les acides α-aminés Classe : TSV Spécialité SV (libanais) 1 ère partie : Les amines I- Groupe fonctionnel et formule générale Les amines sont des composés organiques qui renferment le groupe fonctionnel : N groupe amine Formule générale : ou en fonction de n (nombre d atomes de C) C n H 2n+3 N avec n 1 II- Classe des amines On distingue 3 classes d amines : Les amines primaires de formule générale : R Les amines secondaires de formule générale : R NH R Les amines tertiaires de formule générale : R N R R tel que R, R et R H III- Nomenclature Amines primaires : On nomme les amines primaires en utilisant l une des deux méthodes suivantes : 1) alcane alcan -indice-amine. L indice est indiqué à partir de n=3 Ex : CH 3 CH 2 : éthanamine C 6 H 5 : benzanamine 2) On ajoute suffixe «amine» au groupe «alkyle» Ex : CH 3 CH 2 : éthylamine 1/11 C 6 H 5 : phénylamine Remarque : En cas où la chaîne est ramifiée, il est préférable d utiliser la première méthode Amines secondaires ou tertiaires : On nomme les amines secondaires ou tertiaires en utilisant l une des deux méthodes suivantes : 1) Amines secondaire et tertiaires symétriques : alkyles identiques. On ajoute le suffixe «amine» au groupe «alkyle» et le nom est précédé par les préfixes di ou tri. Ex : (CH 3 ) 2 NH : diméthylamine (C 2 H 5 ) 3 N : triéthylamine 2) R et R différents,

2 1 ère méthode :on choisit le groupe alkyle le plus long comme chaîne principale. Son nom est comme celui d une amine primaire c.à.d. alcane alcan -indice-amine. Le nom de l amine primaire est précédé par : N- noms des alkyles. Amine secondaire : N-alkylalcan-indice-amine Amine tertiaire : N,N-dialkylalcan-indice-amine si les alkyles sont identiques. Ou N-alkyl-N-alkylalcan-indice-amine si les alkyles sont différents. Ex : (CH 3 ) 2 NH : N-méthylméthanamine (C 2 H 5 ) 3 N : N,N-diéthyléthanamine CH 3 (CH 2 ) 2 NH CH 3 : N méthylpropan 1 amine 2 ème méthode : On énonce les noms des alkyles (tout en respectant l ordre alphabétique) suivis du suffixe amine. EX : CH 3 (CH 2 ) 2 NH CH : méthylpropylamine par ordre alphabétique Application : Donner le nom systématique des composés suivants : CH 3 CH 2 CH 2 propan 1 amine ou propylamine CH 3 CH CH 3 propan 2 amine ou isopropylamine CH 3 CH CH 2 CH 2 3 méthylbutan 1 amine CH CH 3 CH CH CH 2 CH CH 3 4 éthyl 5 méthylhexan 2 amine CH 3 C 2 H 5 CH 3 CH 2 NH CH 3 N méthyléthanamine ou éthylméthylamine à chaîne la plus longue (C 6 H 5 ) 2 NH diphénylamine ou N- phénylbenzamine CH 3 CH 3 CH 2 N CH 3 C 2 H 5 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 N CH 3 N, N diméthyléthanamine ou éthyldiméthylamine N éthyl N méthylbutan 1 amine ou butyl (éthyl) méthylamine 2/11

3 CH 3 CH CH 2 N CH 3 N- éthyl- N- méthyl- 2- méthylpropan- 1- amine CH 3 C 2 H 5 2 ème partie : Les acides α aminés ou aminoacides I- Définition Ce sont des composés organiques qui contiennent dans leur molécule deux fonctions O La fonction des acides carboxyliques - C H OH qui est le groupe carboxyle La fonction amine N H ou (- ) Exemple : α CH 3 CH 2 CH COOH acide α aminé : Le carbone α est le carbone numéro Les acides α aminés sont donc des acides carboxyliques où le groupe amine et carboxylique sont liés au même atome C. α Formule générale R(H) C COOH ou ou II- Nomenclature : Même nomenclature que les acides carboxyliques mais possédant le groupe amine dans leur molécule appelé «amino» : acide α aminoalcanoïque ou acide 2 aminoalcanoïque Exemple : CH 3 CH 2 CH COOH acide 2 aminobutanoïque ou acide α aminobutanoïque CH 2 OH CH 2 CH CH COOH acide 2-amino-5-hydroxy-3-méthylpentanoïque ou acide α-amino-5-hydroxy-3-méthylpentanoïque CH 3 CH 3 CH CH COOH acide 2 amino 3 méthylbutanoïque ou acide α amino 3 méthylbutanoïque CH 3 C 6 H 5 CH 2 CH COOH acide 2 amino 3 phénylpropanoïque Ou acide α amino 3 phénylpropanoïque 3/11

4 H 2 N (CH 2 ) 4 CH COOH acide 2, 6 diaminohexanoïque Remarque : Les acides aminés ont des noms courants (glycine, alanine, phénylalanine, leucine, valine, ) Ex : H 2 N- CH 2 -COOH acide 2-aminoéthanoïque ou glycine CH 2 CH COOH acide 2 aminopropanoïque ou alanine III- Les énantiomères 1- Chiralité : Une molécule est dite chirale si elle n est pas superposable à son image dans un miroir plan. Si elle est superposable à son image dans un miroir, elle est dite achirale. Une molécule est chirale si elle contient un carbone asymétrique (lié à 4 atomes ou groupes d atomes différents). Il est représenté par C *. Ex: OH 1 2 CH 3 C* CH 2 CH 3 H Le carbone 2 dans le butan 2 ol est un carbone asymétrique 2- L énantiomérie: est une isomérie de configuration c.à.d. les isomères diffèrent dans la disposition des atomes dans l espace. Plus précisément, l énantiomérie est une isomérie optique se produisant autour d'un carbone asymétrique (lié à 4 groupements différents) où les 2 isomères sont image l'un de l'autre dans un miroir par suite non superposables comme les mains droite et gauche. 3- Représentation des énantiomères: Représentation de Cram : (représentation tridimensionnelle) 1- dans le plan 2- en avant du plan en arrière du plan Ex1 : Enantiomères d un acide α aminé 4/11

5 I- Matières premières: Chapitre 14: Savons et détergents Les matières premières de base de la fabrication du savon sont : - Corps gras (huile ou graisse d origine végétale et animale). - Base forte (Hydroxyde de sodium NaOH ou de potassium KOH). 1- Les corps gras Les corps gras sont principalement constitués de triglycérides. Ces derniers sont des triesters d acides gras et de glycérol. a- Le glycérol ou propan-1, 2, 3- triol : Le glycérol comporte 3 fonctions alcools (deux primaires et une secondaire) CH 2 OH (I 0 ) CH OH (II 0 ) CH 2 OH (I 0 ) Cet alcool est connu sous le nom de glycérine. Il est aussi un produit secondaire de la réaction de saponification. On le sépare du savon et on l utilise dans les industries pharmaceutique et cosmétique (dans les crèmes hydratantes, les dentifrices, les bains de bouche, les savons, les suppositoires, les sirops contre la toux ) et aussi dans les explosifs. b- Les acides gras naturels : Les acides gras sont des monoacides carboxyliques à chaîne non ramifiée à nombre pair d atomes de carbone (de 4 à 22). La chaîne carbonée peut être saturée (contient uniquement des liaisons covalentes simples) ou insaturée (comportant une ou plusieurs liaisons covalentes doubles) - La formule générale d un acide gras saturé est: R C OH ou C n H 2n+1 C OH O O 5/11

6 - La formule générale d un acide gras monoinsaturé est: C n H 2n-1 C OH O c- Les triglycérides: Les triglycérides sont les constituants principaux de toute matière grasse. Ce sont des triesters produits par estérification des acides gras et du glycérol selon l équation suivante : Cette réaction d estérification est lente, réversible et athermique. La formule générale d un triglycéride est donnée par : R 1 COO CH 2 R 2 COO CH R 3 COO CH 2 Triglycéride mixte car R 1 R 2 R 3 L oléine est un exemple d un triglycéride non mixte ou symétrique où R = C 17 H 33 ayant pour formule générale : C 17 H 33 COO CH 2 C 17 H 33 COO CH C 17 H 33 COO CH 2 2- Les bases fortes Les bases fortes sont une matière première essentielle dans la fabrication du savon. Généralement, on utilise l hydroxyde de sodium (soude caustique NaOH) ou l hydroxyde de potassium (potasse caustique KOH). Les savons obtenus à partir de NaOH sont durs et ceux obtenus à partir de KOH sont mous. II- Les savons : 1- Définition : Les savons sont des sels de sodium (ou de potassium) d une variété d acide gras, appelée carboxylates. 2- Réaction de saponification : La réaction de saponification est la réaction d hydrolyse de l ester en milieu basique. Les produits formés durant cette réaction sont le savon (carboxylate de sodium) et le glycérol. 6/11

7 Triglycéride + hydroxyde de sodium (La réaction de saponification a lieu à chaud) R 1 COO CH 2 R 2 COO CH R 3 COO CH 2 Triglycéride d acide gras + 3 (Na + + HO - ) Savon + glycérol totale R 1 COO -, Na + R 2 COO -,Na + + R 3 COO -, Na + CH 2 OH CH OH CH 2 OH Soude Savon Glycérol Ex : Fabrication du savon d huile d olive (savon Baladi) : C 17 H 33 COO CH 2 C 17 H 33 COO CH C 17 H 33 COO CH (Na + + HO - ) 3 C 17 H 33 COO -,Na + + CH 2 OH CH OH CH 2 OH Oléine (Triglycéride provenant de l acide oléique} oléate de sodium ou savon 3- Structure de l ion carboxylate ( R COO - ) R COO - est formé : - d un groupe carboxylate COO - désigné par le terme tête. Il est chargé négativement. Il s entoure très facilement des molécules d eau polaires. Il aime alors l eau : il est hydrophile. En revanche, ce groupe n a pas d affinité pour les chaînes carbonées présentes dans les graisses et les huiles où les liaisons sont apolaires donc la tête est lipophobe (n aime pas les lipides). - un groupe alkyle R désigné par le terme queue. Le groupe alkyle est non polaire, il n aime pas l eau : il est hydrophobe. En revanche, ce groupe aime les graisses et les huiles: il est donc lipophile. Queue hydrophobe et lipophile tête hydrophile et lipophobe Représentation simplifiée de l ion carboxylate Ou simplement: L ion carboxylate a des propriétés amphiphiles (hydrophobe et hydrophile) Ces propriétés sont responsables de la solubilité des savons dans l eau et de leurs propriétés détergentes. 7/11

8 4- Solubilité des savons : a- Dans l eau pure : Les savons sont moyennement solubles dans l eau pure. La solubilité des savons dans l eau pure est due à leur structure ionique. Comment se forme un film d ions carboxylate à la surface de l eau? La tête hydrophile COO - se dirige vers l eau et queue hydrophobe R- est repoussé vers l extérieur (loin de l eau) formant ainsi une mousse ou une monocouche à l interface eau-air. (voir schéma ci-dessous) Comment se forme une micelle de savon dans l eau? A une certaine concentration de la solution en savon, les ions RCOO - une fois dispersés commencent à se rassembler formant ainsi des agrégats sphériques appelés micelles, où les têtes hydrophiles (-COO - ) se dirigent du côté de l eau (vers l extérieur de la micelle) et les queues hydrophobes (chaînes carbonées R-) des ions se regroupent à l abri de l eau. b- Dans l eau dure: Une eau est dite dure si elle est principalement riche en ions Mg 2+ et Ca 2+ Les ions carboxylate réagissent avec les ions magnésium ou les ions calcium et le savon précipite selon les équations : 2RCOO - (aq)+ Ca 2+ (aq) (RCOO) 2 Ca (s) (blanc) 2RCOO - (aq)+ Mg 2+ (aq) (RCOO) 2 Mg (s) (blanc) On déduit qu un savon n est pas soluble dans une eau dure. Remarque 1 : L eau dure diminue l action détergente des savons. On ajoute aux eaux dures des adoucisseurs qui forment des complexes avec les ions Ca 2+ et Mg 2+ pour les empêcher de réagir avec le savon dissous. Remarque 2 : Les ions carboxylates (ou le savon) précipitent aussi avec d autres ions métalliques comme le Cu 2+, le Fe 3+ selon les équations-bilan : 2RCOO - (aq)+ Cu 2+ (aq) (RCOO) 2 Cu (s) (bleu) 2RCOO - (aq)+ Fe 3+ (aq) (RCOO) 3 Fe (s) (rouge brique) c- Dans les solutions acides : Une solution aqueuse de savon est basique, en effet les ions RCOO - qui sont des bases faibles réagissent partiellement avec l eau selon : RCOO - + H 2 O RCOOH + HO - En milieu acide, RCOO - précipite selon la réaction d équation-bilan : RCOO - (aq) + H 3 O + (aq) RCOOH (s) + H 2 O (l) Acide gras insoluble (précipité) 8/11

9 Un milieu acide est défavorable à l action d un savon. Un savon n est donc pas efficace dans un lavage en milieu acide. d- Solubilité du savon dans une solution contenant l ion Na + : Une addition d une solution chlorure de sodium à une solution aqueuse du savon le fait précipiter. 1 R COONa(s) R COO - (aq) + Na + (aq). 2 L équilibre de dissolution est alors déplacé dans le sens (2). - Un savon ne peut être utilisé avec l eau de mer. - L utilisation d une solution concentrée d eau salée permet la séparation du savon du glycérol et des autres substances lors de sa fabrication. Il se sépare sous forme d un surnageant. Toutes les autres substances restent dans la solution. Cette méthode est appelée le relargage. Equation générale d une réaction de saponification ou d hydrolyse en milieu basique : R COO R + HO - R COO - + R OH Ester + ion hydroxyde ion carboxylate + alcool (savon) Caractéristiques : La saponification (hydrolyse de l ester en milieu basique) est une réaction totale, lente, réalisée à chaud (80 0 C) pour augmenter sa vitesse. Elle est plus rapide que l hydrolyse d un ester en milieu neutre qui est lente et réversible et elle peut avoir lieu à la température ambiante. 5- ph d une solution aqueuse de savon Un savon donne dans l eau des ions Na + et R COO -. Na + est indifférent dans l eau tandis que R COO - a un caractère basique. RCOO- étant une base faible, réagit avec l eau selon l équation : RCOO - + H 2 O R COOH + HO - Il se forme dans la solution des ions HO -, ce qui rend le ph basique (ph >7.) Il est de l ordre de 9. III- Mode d action des savons : Principe de détergence : L ion carboxylate du savon est à la fois hydrophile et lipophile. Il a donc un caractère amphiphile qui est à la base des propriétés détergentes du savon. Lorsqu il est appliqué sur la peau ou sur un textile, un savon facilite le mouillage de la surface, décolle les salissures, les dissout et assure leur dispersion dans l eau de rinçage. Rassemblés à l interface eau-graisse d une salissure graisseuse (d un tissu, d une assiette des mains, ) Les têtes hydrophiles -COO - se dirigent vers l eau et les queues lipophiles (hydrophobes) R - vers la graisse. Ainsi les queues pénètrent dans la salissure. La salissure graisseuse est isolée du tissu sous la forme d une micelle de graisse sous l effet des attractions physico-chimiques entre ces différentes espèces. Les micelles se dispersent dans la solution. Elles sont évacuées lors du rinçage. Le savon a donc un effet émulsionnant et dispersant. 9/11

10 I- Définition Chapitre 15: Les médicaments courants Un médicament est toute substance ou préparation administrée en vue de traiter ou de prévenir une maladie, de corriger ou de modifier une fonction organique dans un organisme vivant et cela dans un but thérapeutique (guérir) II- L aspirine L aspirine, de nom systématique acide acétylsalicylique et de formule L aspirine possède le groupe carboxyle (-COOH) qui caractérise la famille des acides carboxyliques. Donc l aspirine est un acide faible noté AH. L utilisation de cet analgésique, n est pas dépourvue de risques. Les effets secondaires et les contre-indications de l aspirine sont : 1- L aspirine empêche la coagulation du sang (en inhibant la formation des plaquettes). Donc risque d hémorragie lors d une blessure ou d une opération chirurgicale. En revanche, cet effet secondaire peut diminuer le risque des attaques cardiaques et de la formation de caillots sanguins. Ce qui peut être bénéfique pour les personnes exposées à ces risques qui peuvent profiter de cet effet en administrant quotidiennement un demi-comprimé d aspirine sous prescription médicale. 2- Etant acide et puisque le milieu gastrique est également acide (ph~1,5), l aspirine augmente l acidité de l estomac et irrite ainsi la muqueuse gastrique, ce qui, à long terme peut provoquer un ulcère. Pour remédier à cet effet indésirable, un comprimé d aspirine doit être administré avec un grand verre d eau. À cause de cet effet, l aspirine est alors déconseillée aux personnes qui souffrent d ulcères Ce médicament peut être remplacé par le paracétamol (tylénol, personnes qui ne peuvent pas le tolérer panadol ) chez les enfants et les 1- Hémisynthèse de l aspirine L hémisynthèse de l aspirine est sa préparation à partir de produits chimiques déjà élaborés 10/11

11 Procédé expérimentale : au laboratoire, on fait réagir l acide salicylique et l anhydride acétique ( en présence de H 2 SO 4 dans un erlenmeyer adapté à un réfrigérant à boules (montage à reflux). On place le dispositif dans un bain-marie préchauffé à 50 o ou 60 o C. A la fin du chauffage, l excès d anhydride acétique est transformé par hydrolyse en acide acétique en ajoutant de l eau distillée du haut du réfrigérant. Cette réaction, étant très exothermique, une ébullition peut avoir lieu. Lorsque l ébullition est calmée, on ajoute de l eau distillée froide et on agite. Il se forme des cristaux d aspirine. L aspirine formée est très peu soluble dans l eau. On rajoute de l eau froide et on refroidit le mélange dans un bain eau-glace et on filtre pour recueillir les cristaux d aspirine. Pour purifier les cristaux formés, on leur fait subir une recristallisation (Voir fiche T.P page 362 du livre libanais et figure 15-8 page 349 ) Remarque : on utilise l anhydride acétique à la place de l acide acétique pour rendre la réaction d estérification totale et rapide. Equation-bilan de la réaction : Rôle du réfrigérant à boules : condenser les vapeurs volatiles pour éviter toute perte de matière. Rôle de H 2 SO 4 : catalyseur donc pas d effet sur le rendement. Rôle de l eau distillée ajoutée à la fin du chauffage : transformer l excès d anhydride en acide acétique Rôle de l eau froide : cristalliser l aspirine car l aspirine est insoluble dans l eau et encore plus dans l eau froide. Cette eau fait dissoudre par ailleurs tous les composés qui se trouvent dans le milieu réactionnel et qui sont solubles dans l eau. Ainsi l aspirine est séparée par filtration du reste du milieu Rôle du bain eau-glace : pour achever la cristallisation de toute la quantité d aspirine. 11/11