Carnets  de  science

 

La physique et la chimie au lycée


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Physique et mathématiques

Travaux pratiques

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Sommaire

Mécanique
01. Cinématique
02. Dynamique
03. Énergétique
04. Oscillations
05. Relativité restreinte

Interactions fondamentales
06. Gravitation
07. Électrostatique
08. Électrodynamique
09. Radioactivité
10. Réactions nucléaires

Ondes et rayonnements
11. Ondes
12. Optique géométrique
13. Lentilles minces
14. Optique ondulatoire
15. Rayonnements
16. Signaux

Thermodynamique
17. Pression et gaz parfaits
18. Tranferts thermiques
19. Chaleurs de réaction

Chimie générale
20. Grandeurs intensives
21. Éléments chimiques
22. Réaction chimique
23. Acides-Bases
24. Oxydoréduction
25. Cinétique chimique

Chimie organique
26. Nomenclature
27. Groupes fonctionnels
28. Mécanismes réactionnels
29. Extraction et synthèse
30. Analyse spectrale


Programmes

Exercices

Formulaire

Épreuves du baccalauréat

Annales


  Le système du monde  

  Le Panthéon de la tour Eiffel  

Carnet de bac

Annales

Stratégie de synthèse

Nouvelle-Calédonie (remplacement) 2013 - Exercice 3 - 5 points

La Met-enképhaline (formule topologique ci-contre ; aussi appelée Tyr-Gly-Gly-Phe-Met) est un petit polypeptide, c'est-à-dire une molécule construite à partir de cinq acides α-aminés. Elle appartient à la famille des enképhalines, molécules ayant une action au niveau des neurones nociceptifs. Ces neurones interviennent dans le mécanisme de déclenchement de la douleur ; la capacité des enképhalines à inhiber ces neurones, c'est-à-dire à diminuer leur activité, leur confère une activité analgésique.
Le but de cet exercice est de montrer la complexité de la synthèse d'un polypeptide, même court, et de mettre en place une stratégie pour la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline.

Document 1 - Exemples d'acides α-aminés présents dans l'organisme

Document 2 - Exemple de séquence de protection/déprotection d'une fonction amine

Protection d'une fonction amine par le tert-butylcarbamate :

La déprotection qui permet de retrouver la fonction amine est assurée par la décomposition du produit obtenu en milieu acide à 25°C.

Document 3 - Exemple de séquence de protection/déprotection d'une fonction acide carboxylique

Protection d'une fonction acide carboxylique par estérification :

Cette réaction est équilibrée. Afin d'obtenir un bon rendement, et pour que la réaction puisse être considérée comme totale, il est nécessaire d'éliminer l'eau au fur et à mesure de sa formation, par exemple à l'aide d'un montage de Dean-Stark.
La déprotection de la fonction est assurée par la réaction inverse, appelée hydrolyse, à l'aide d'un catalyseur acide. Celle-ci est également équilibrée, et on utilise un grand excès d'eau afin de la réaliser avec un bon rendement.

1. Mise en évidence de la difficulté de la synthèse peptidique

1.1. À quoi reconnaît-on que les molécules du document 1 sont bien des acides aminés ?

1.2. Identifier les 4 acides α-aminés différents nécessaires à la synthèse de la Met-enképhaline.

1.3. Sur la copie, recopier et compléter l'équation de réaction ci-dessous entre un acide carboxylique et une amine. Entourer et nommer le nouveau groupe fonctionnel.


1.4. En déduire s'il est possible d'obtenir un seul dipeptide en faisant réagir deux acides α-aminés différents ensemble sans précaution particulière. Justifier simplement.

2. Dernière étape de synthèse de la Met-enképhaline

On envisage la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline à partir des deux réactifs suivants :

Réactif A : que l'on notera plus simplement :

Réactif B : que l'on notera plus simplement :

2.1. Il est possible d'obtenir 4 pentapeptides à partir de ces deux réactifs. Les formules topologiques de deux d'entre eux sont données ci-dessous. Donner celles des deux autres.

Pentapeptide 1 (Met-enképhaline) Pentapeptide 2

2.2. Déduire de la question précédente quelle fonction de chacun des réactifs A et B doit être protégée afin d'obtenir uniquement la Met-enképhaline.

2.3. À l'aide des documents, compléter l'annexe à rendre avec la copie présentant la suite de transformations chimiques à mettre en place afin de réaliser la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline.

Annexe

Suite de transformations chimiques de la dernière étape de la synthèse de la Met-enképhaline



Base de données

NIST : Constantes fondamentales

BIPM : Bureau international des poids et mesures

INRS : Institut national de recherche et de sécurité  

Académie des sciences

Udppc : Union des physiciens

Bup : Bulletin de l'union des physiciens

CNRS : Centre national de la recherche scientifique

Sfp : Société française de physique 

Sciences à l'école

Baccalauréat

Olympiades de physique 

Olympiades de chimie

Concours général des lycées et des métiers

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B : Aix-Marseille, Amiens, Caen, Lille, Nancy-Metz, Nantes, Nice, Orléans-Tours, Reims, Rennes, Rouen, Strasbourg
C : Créteil, Montpellier, Paris, Toulouse, Versailles