Soutenance mémoire
On appelle phénols les dérivés hydroxylés du benzène et des hydrocarbures aromatiques, dans lesquels le groupe OH est lié à un atome de carbone du cycle benzénique. Les dérivés polyhydroxylés sont appelés polyphénols. Rappelons que chez les alcools le groupe OH est lié à un atome de carbone saturé. Le phénol est un produit de synthèse. Pur, il se présente à la température ordinaire comme un solide blanc cristallisé. C’est un composé toxique qui provoque des brûlures graves sur la peau. Il doit être manipulé en utilisant des gants et des lunettes de protection. Ses solutions (acide phénique) ont été parmi les premiers antiseptiques utilisés en médecine. On l’utilise dans l’industrie comme réactif de base dans la synthèse du cyclohexanol dont la coupure oxydante conduit au Nylon 6,6.
D’autres composés phénoliques sont utilisés pour le tannage, en cosmétique, dans l’industrie organique (fabrication de matières plastiques,produits,pharmaceutiques, explosifs…) ,ainsi que pour le développement photo, ce qui en fait d’importants polluants potentiels de l’environnement Les relations structure/Retention quantitatives, désignées par l’abréviation QSRR (Quantitave Structure/Retention Relationships), très utilisées depuis une vingtaine d’années, constituent des modèles mathématiques pour l’approximation des relations, souvent complexes, entre la structure caractérisée par des descripteurs moléculaires, et la rétention en chromatographie . Les techniques les plus courantes pour établir des modèles QSRR utilisent l’analyse de régression (régression multilinéaire : MLR) et les réseaux neuronaux (RNA) pour ne citer que cela.
Les phénols
Définition et historique
Au 17ème siècle, Glauber obtient le phénol à l’état impur, à partir des produits issus de la distillation sèche de la houille. Il le décrit «comme une huile vive et rouge de sang qui assèche et guérit tous les ulcères humides». Deux siècles plus tard, un chirurgien anglais, Joseph Lister redécouvrira les vertus antiseptiques du phénol. Encore appelé acide phénique, le phénol a été très utilisé comme antiseptique pour soigner les blessures envenimées ; il est abandonné aujourd’hui en raison de sa toxicité. Les phénols sont des composés aromatiques possédant un ou plusieurs groupements hydroxyle, -OH, substitués sur le(s) cycle(s) Des phénols sont obtenus par distillation sèche de la houille (phénol, crésols, α et β naphtols) ou du bois et plus précisément de la lignine (phénol, crésols, créosols, gaïacol). Des phénols polyfonctionnels, de structures souvent complexes, sont très répandus dans le règne végétal, le plus souvent sous forme d’esters ou de glucosides. Parmi les plus simples d’entre eux, on peut citer la vanilline des gousses de vanille, l’eugénol des clous de girofle, le thymol du thym et l’acide gallique de la noix de galle.
PROPRIETES PHYSIQUES
L’introduction d’un hydroxyle sur un cycle aromatique augmente la possibilité de formation de liaisons intermoléculaires sur des composés qui étaient déjà des liquides ou des solides. Les phénols sont donc des solides cristallins. Ils possèdent en général une forte odeur caractéristique (de « gouache »). Leur insolubilité dans l’eau les différencie nettement des alcools. Le phénol (« acide phénique ») est faiblement hydrosoluble mais très hygroscopique: on prépare le « phénol aqueux » en chauffant 9g de phénol avec lg d’eau, il cristallise vers 15°C et est utilisé pour préparer l’eau phéniquée officinale.
PROPRIETES CHIMIQUES
La réactivité des phénols tient de celle des alcools et de celle des dérivés benzéniques mais elle offre également de grandes particularités liées à la conjugaison des doublets électroniques de l’oxygène avec le cycle. Il s’ensuit que:
1) le clivage C-O est impossible,
2) les réactions de substitution électrophile sont facilitées et orientées en ortho et para,
3) les phénols sont plus acides que les alcools: pKa = 9-10. Seules les réactions entrainant le clivage O-H seront envisagées; elles peuvent être hétérolytiques ou homolytiques.
PROPRIETES BIOLOGIQUES
Usages
Les phénols simples (c’est-à-dire sans autre fonction chimique) sont utilisés comme antiseptiques et éventuellement insecticides externes.
– monophénols
– eau phénolée (1 à 2%) : antiseptique, calmant et antipungineux, mais risque de nécrose cutanée.
– crésylol (mélange des créosols, o, m et p).
– thymol
– béta-naphtol et benzonaphtol (benzoate de (3-naphtol): exception = antiseptique intestinal.
– polyphénols
– pyrocathécol, pyrogallol, gaïacol, hexylrésorcinol.
– goudrons: produits phénoliques bruts obtenus par pyrogénation de la houille ou du bois (goudron de cade, créosotre de hêtre ….).
Toxicité
La toxicité des phénols peut se manifester localement, principalement à l’occasion de leur utilisation comme antiseptique, ou de façon générale après ingestion, inhalation, ou contact cutané prolongé.
– toxicité locale: dermatose puis gangrène.
– toxicité générale: les phénols induisent des troubles nerveux (convulsions puis coma) et des œdèmes pulmonaires.
LA CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE-LIQUIDE
Découverte par MARTIN et SYNGE en 1941, la chromatographie liquide- liquide appelée aussi chromatographie de partage est l’une des puissantes méthodes de séparation à résolution élevée. Il y a quelques années, cette méthode n’était pas très utilisée à cause de difficulté d’immobiliser les phases stationnaires comme dans le cas de chromatographie sur couche mince. Grâce à l’évolution de la théorie et aux grands progrès de la technologie dans la fabrication des colonnes, de pompes performantes et de détecteurs sensibles, la chromatographie de partage, est devenue bien plus facile, et plus commode [1]. Il est à remarquer que la chromatographie liquide- liquide et la chromatographie gazliquide , présentent des analogies, notamment en ce qui concerne l’efficacité des colonne et les temps d’analyse. La chromatographie liquide- liquide est utilisée essentiellement pour la séparation des molécules très polaires dont le poids moléculaire est inférieur a 1000 et pour les homologues d’une même série mal séparés par chromatographie liquide- solide .
SUPPORT ET PHASE STATIONNAIRE
En chromatographie liquide- liquide le support se compose d’un lit de fines particules solides, qui présente une très grande surface pour retenir une grande quantité de phase immobile dans un petit volume. Il est nécessaire que ces supports ne réagissent pas avec les solutés, et que leurs propriétés adsorptives soient totalement masquées. Les supports sont imprégnés de phases stationnaires qui sont en général des substances dans lesquelles les composés à séparer sont solubles. Les phases mobile qui traverse la colonne a une très grande interface de contact avec la phase stationnaire, ce qui permet une distribution de soluté ente les deux phases.
En chromatographie liquide haute performance, il existe deux types de phases stationnaires :
-la phase normale :
Constituée de gel de silice, matériau très polaire. Il faut donc utiliser un éluant apolaire. Ainsi alors de l’injection d’une solution, les produits polaires sont retenus dans la colonne, contrairement aux produits apolaires qui sortent en tête. L’inconvénient d’une telle phase, réside dans détérioration rapide au cours du temps du gel de silice, ce qui se traduit par un manque de reproductibilité des séparations.
-la phase inverse :
Elle est majoritairement composée de silice greffée par des chaînes linéaires de 8 ou 18 atomes de carbone (C8 et C18). Cette phase et apolaire et nécessite donc un éluant polaire : acétonitrile (ACN), méthanol, eau. Dans ce cas, ce sont les composés polaires qui seront élués en premier. Contrairement à une phase normale, la phase stationnaire inverse n’évolue pas au cours du temps, et la qualité de la séparation est maintenue pratiquement constante.
PHASE MOBILE
Le choix et les conditions d’emploi des solvants comme liquide vecteur ou phase mobile dans la chromatographie liquide- liquide sont fondés sur les considérations Suivantes :
– le solvant doit être chimiquement inerte vis-à-vis de l’échantillon à séparer.
– Il doit être compatible avec le système de détection.
– Il doit être insoluble dans la phase stationnaire.
La dernière considération est très difficile à réaliser car deux liquides non miscibles présentent tout même une légère solubilité entre eux.
L’interaction plus ou moins forte entre la phase mobile et la phase stationnaire normale ou à polarité inversée se répercute sur les temps de rétention des solutés. La polarité de la phase stationnaire permet de distinguer deux situations de principe :
-si la phase stationnaire est polaire, on utilisera une phase mobile peu polaire, et la chromatographie est dite en phase normale ;
-si la phase stationnaire est très polaire, on choisira une phase mobile polaire (le plus souvent des mélanges de méthanol ou d’acétonitrile avec de l’eau), c’est la chromatographie en phase inverse. En modifiant la polarité de la phase mobile, on agit sur les facteurs de rétention K des composés.
Pour minimiser ou diminuer la miscibilité des deux phases, et pour assurer une longue durée de vie aux colonne (éviter la sortie de la phase stationnaire de la colonne durant l’utilisation de cette dernière ), il faut prendre quelques précautions particulières, telle que la saturation des phases les unes avec les autres par des contacts préalables. Et cela peut se réaliser en plaçant les deux phases ensemble dans une enceinte fermée (ampoule à décantation par exemple) pendant au moins un jour, en les agitant fréquemment pour les séparer ensuite. En chromatographie liquide haut performance, pour assurer l’équilibre complet des deux phases, il est recommandé de faire passer tout d’abord la phase mobile à travers une pré colonne de saturation. C’est une petite colonne beaucoup plus chargée en phase stationnaire et qui se place juste avant la colonne, la phase mobile, après la traversée de cette dernière, arrive à la colonne chromatographique déjà saturée, ce qui diminue les risques de détérioration de la phase stationnaire.
Les silices greffées conduisent en général à une perte importante de polarité. Avec une phase greffée, l’ordre d’élution est opposé à celui auquel on est habitué avec les phases normales. Ainsi avec un élution polaire, un composé polaire migre plus vite qu’un composé apolaire. Dans ces conditions les hydrocarbures sont fortement retenus. On réalise des gradients d’élution en diminuant au cours de la séparation la polarité de l’éluant (ex : mélange eau / acétonitrile dont la concentration en acétonitrile va en croissant au cours de l’élution).
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE THEORIQUE
I -Les phénols
I-1 –Définition et historique
I-2- STRUCTURE ET NOMENCLATURE
I-3- PROPRIETES PHYSIQUES
I- 4- PROPRIETES CHIMIQUES
I-5- PROPRIETES BIOLOGIQUES
I-5.1- Usages
I-5.2- Toxicité
II-LA CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE-LIQUIDE
II-1 INTRODUCTION
II-2 – SUPPORT ET PHASE STATIONNAIRE
II-3-PHASE MOBILE
II-4 CARACTERISTIQUES PRINCIPALES DE LA CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE-LIQUIDE
II-5- GRADIENT D’ELUTION
II-6-INSTRUMENTATION
II-7 DEFFERENTES PARTIES D’UN CHROMATOGRAPHE POUR CLHP
II-7-1- Un réservoir de solvant (éluant)
II-7-2- La pompe
II-7-3 –Vanne d’injection
II-7-4 -La colonne
II-7-5 –Le détecteur
II-8- LA RETENTION
II-8-1- Le temps de rétention
II-8-2-Expression du volume de rétention en fonction du coefficient de partage
II-8-3 Expression du volume de rétention en fonction du facteur de capacité k’
III- LES MODELES QSAR/QSPR
IV- METHODES UTILISEES POUR LE DEVELOPPEMENT DE MODELES QSAR/QSPR
IV-1- Introduction
V-METHODOLOGIE
V-1- Calcul et sélection des descripteurs moléculaires
V-2- Développement et validation du modèle
PARTIE EXPREMENTALE
I- MATERIEL ET METHODE
II- Modélisation du facteur de capacité par T, X et ALOGP
II-1 Représentation des répartitions
II-2 Analyse de régression
II-3 Analyse des résidus
II-4 Diagrammes de Williams
II-5 Qualité de l’ajustement
II-6 Tests de randomisations
III- Modélisation du facteur de capacité par T, X et MLOGP
III-1 Représentation des répartitions
III-2 Analyse de régression
III-3 Analyse des résidus
III-4 Diagrammes de Williams
III-5 Qualité de l’ajustement
III-6 Tests de randomisations
Représentation de la répartition : cas de ALOGP
Représentation de la répartition : cas de MLOGP
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE
