Déjà plus de
1 million
d'inscrits !
Déjà plus de
1 million
d'inscrits !
Avant de commencer, regarde la vidéo
Introduction :
Mieux comprendre la composition de la matière permet aux scientifiques de faire la synthèse d’espèces chimiques naturelles et même d’en créer de nouvelles.
Dans un premier temps, nous définirons les différents types d’espèces chimiques existants.
Puis, dans un deuxième temps, nous nous intéresserons à la synthèse chimique et nous verrons comment elle est mise en œuvre.
Enfin, nous aborderons la formulation des médicaments, qui utilise des espèces chimiques synthétisées, et nous nous intéresserons aux groupes d’atomes caractéristiques qui composent ces espèces chimiques.
Les différents types d’espèces
Une espèce chimique est caractérisée par :
Par aspect physique on désigne la couleur et la forme ou encore l’état de l’espèce chimique (liquide, solide ou gazeux).
Quand on parle des grandeurs physiques qui caractérisent une espèce chimique, il s’agit de sa solubilité, sa température de changement d’état, sa densité ou sa masse volumique.
Les espèces chimiques peuvent être classées en trois catégories.
La synthèse chimique
Définition et étapes
La synthèse chimique consiste à fabriquer une espèce chimique à partir d’autres espèces chimiques.
La synthèse chimique suit une « recette » bien précise appelée protocole opératoire.
Pour synthétiser une espèce chimique, on mélange les espèces chimiques dont on a besoin, ce qui forme le mélange réactionnel. On attend ensuite que la réaction se fasse.
À la fin de la réaction de synthèse chimique, le mélange réactionnel contient :
La synthèse chimique se réalise ainsi en trois étapes.
Catalyseur et chauffage
Beaucoup de réactions chimiques ont lieu naturellement mais sont très lentes. En laboratoire, on utilise donc un catalyseur pour rendre ces réactions plus rapides.
Catalyseur :
Un catalyseur est une espèce chimique qui permet d’accélérer une réaction.
Il faut ensuite séparer le catalyseur de l’espèce que l’on cherche à obtenir.
Certaines réactions chimiques de synthèse peuvent avoir lieu à froid ou à température ambiante, mais la plupart nécessitent un chauffage. Lorsqu’ils chauffent un mélange, les chimistes y introduisent souvent de la pierre ponce pour réguler l'ébullition. La pierre ponce permet de réduire la taille des bulles de gaz lors de l’ébullition.
Le chauffage permet la plupart du temps d'accélérer la réaction chimique. Néanmoins, chauffer un liquide provoque une évaporation, et donc potentiellement une perte de matière des espèces chimiques dissoutes. Pour éviter cela, on utilise un montage à reflux avec un réfrigérant.
Montage à reflux
Sur ce montage, le réfrigérant utilisé est un réfrigérant à boules, mais il existe aussi :
Différents modèles de réfrigérants
Formulation d’une espèce chimique
Principes de la formulation d’un médicament
L’une des applications de la synthèse chimique est la fabrication de médicaments. Un médicament est constitué d’un principe actif et de plusieurs excipients.
Principe actif :
Le principe actif est l’espèce chimique qui a des propriétés thérapeutiques et qui permet donc de guérir. Il est principalement obtenu par synthèse chimique.
Excipient :
L’excipient est une espèce chimique qui est mélangée au principe actif pour que celui-ci soit mieux absorbé et toléré par l’organisme, et donc plus efficace.
La formulation d’un médicament établit le mélange des différentes espèces qui le composent de façon à ce que la prise du médicament soit facile. Ainsi, le médicament peut se présenter sous forme de gélule, de comprimé effervescent ou de liquide.
Lorsqu’un principe actif est découvert par les chercheurs, ceux-ci déposent un brevet qui leur donne l’exclusivité de leur découverte pendant dix ans.
Le médicament d’origine est appelé princeps.
Une fois que le brevet passe dans le domaine public, une copie du principe actif peut être réalisée :
Le princeps et le médicament générique contiennent le même principe actif mais avec une formulation différente.
Généralement, les principes actifs des médicaments sont constitués de molécules organiques. La réactivité et l’efficacité de ces molécules organiques sont dues à la présence de groupes caractéristiques formés par des ensembles d'atomes.
Groupes caractéristiques
Les molécules organiques sont constituées de chaines plus ou moins longues d'atomes de carbone liés à des atomes d'hydrogène.
Les groupes caractéristiques sont formés quand d’autres atomes que l’hydrogène se lient aux atomes de carbone. Chaque groupe caractéristique permet de définir une famille de composés chimiques.