2nde. B1. Principes Actifs

Les élèves doivent savoir
  • Représenter des formules développées et semi- développées correspondant à des modèles moléculaires.
  • Savoir qu’à une formule brute peuvent correspondre plusieurs formules semi-développées.
  • Utiliser des modèles moléculaires et des logiciels de représentation.
  • Analyser la formulation d’un médicament.
  • Pratiquer une démarche expérimentale pour montrer qu’une espèce active interagit avec le milieu dans lequel elle se trouve (nature du solvant, pH).
  • Comprendre le rôle de la chimie de synthèse.
  • Repérer la présence d’un groupe caractéristique dans une formule développée.

B.   Les médicaments

Un médicament générique et un médicament « princeps » contiennent un même principe actif mais se différencient par leur formulation

B.1.     Principes Actifs

Mise en situation

En attendant d’analyser les résultats de tous les examens qu’il a prescrit à Madame X, son médecin lui prescrit du ASPROFLASH, un médicament qui devrait calmer ses douleurs. Arrivé en pharmacie, le pharmacien indique à Madame X qu’il n’a pas de ASPROFLASH mais lui propose de l’ASPRIRINE UPSA à la place en lui disant que « c’est la même chose ». Comment est-ce possible ? Ces deux médicaments sont-ils vraiment identiques ?

Composition d’un médicament

Voici les extraits de notices de ces deux médicaments :

  • Composition du médicament ASPIRINE UPSA
Acide acétylsalicylique (aspirine) 500 mg
Sodium 388 mg
Aspartam +

Substance active : Acide acétylsalicylique

Excipients communs : Acétaldéhyde, Acétate d’éthyle, Acide citrique anhydre, Aldéhyde C6, Aspartam, Bicarbonate de sodium, Butyrate d’éthyle, Citral, Crospovidone, Glucose, Gomme arabique, Linalol, Maltodextrine, Orange arôme, Orange essence, Orange jus, Povidone, Sodium, Terpinéol

  • Composition du médicament ASPROFLASH
Acide acétylsalicylique (aspirine) 500 mg

Substance active : Acide acétylsalicylique

Excipients : Cire de carnauba, Hypromellose, Silice colloïdale anhydre, Sodium carbonate anhydre, Zinc stéarate

Comme on peut le voir, les deux médicaments contiennent la même substance principale, aussi appelée principe actif : l’acide acétylsalicylique, nommée aussi aspirine.

Tout médicament est basé sur un principe actif connu sous sa dénomination commune internationale (DCI) qui vous permet de retrouver un médicament à base de cette molécule active partout dans le monde. Ce principe actif a été découvert par une entreprise pharmaceutique qui en détient les droits, à travers un brevet, pendant un certain nombre d’année et vend alors un médicament principal, également nommé princeps.

Une fois que le brevet est expiré, d’autres entreprises peuvent fabriquer des copies de ce médicament qui seront nommés médicaments génériques et qui contiennent le même principe actif.

Ce qui va différentier les médicaments les uns des autres sera la liste des excipients et la forme galénique.

Les excipients sont les additifs incorporés au médicament pour en faciliter la prise, la conservation ou l’absorption par l’organisme. Pour les deux médicaments ci-dessus, nous voyons que les excipients ne sont pas les mêmes, ils n’ont donc pas la même formulation.

Certains excipients peuvent provoquer des réactions chez les patients, il convient donc de bien lire les notices de médicaments pour se prémunir de mauvaises surprises.

La forme galénique est l’aspect et le mode d’administration du médicament : pilule, gélule, poudre, suppositoire…

La molécule du médicament

Nous venons de voir que la base d’un médicament était un principe actif, c’est à dire une molécule qui va avoir un effet sur l’organisme. Cette molécule peut être extrait d’une plante ou d’une autre substance naturelle et on dira alors que c’est une espèce chimique naturelle. Mais il est également possible de l’obtenir par synthèse et ce sera alors une espèce chimique synthétique. Il est aussi possible de copier en laboratoire une espèce chimique naturelle par synthèse chimique.

La synthèse chimique consiste à réaliser une suite de transformations chimiques afin de produire une espèce chimique existant déjà dans la nature ou totalement artificielle.

Les molécules sont des assemblages d’atomes liés par des liaisons covalentes. Ces liaisons permettent la mise en commun des électrons des atomes afin qu’ils puissent suivre la règle de l’octet (ou du duet pour l’hydrogène). L’ensemble sera électriquement neutre.

Modèle de Lewis

Pour savoir comment les atomes sont liés dans une molécule on peut donc partir de leur structure électronique externe et appliquer le modèle de Lewis : chaque symbole d’atome sera représenté entouré des électrons présents sur sa dernière couche, comme dans les exemples ci-dessous :

lewis atomes HCNO

Comme on peut le voir, il manque un électron à l’hydrogène pour avoir un duet sur sa couche externe d’électrons. Il formera donc des liaisons ou il partage son électron avec celui d’un autre atome. Une liaison où deux électrons sont mis en commun est une liaison simple (exemple du dihydrogène H2)

L’atome d’oxygène n’a besoin que de deux électrons. Il va donc les partager avec deux atomes différents en formant deux liaisons simples (exemple de l’eau H2O) ou avec un seul atome en formant une liaison double où quatre électrons, deux par liaison, sont partagés (exemple du dioxygène O2).

L’atome d’azote a besoin de trois électrons. Il peut faire des combinaisons de liaisons simples et doubles, mais peut aussi partager trois électrons avec un seul autre atome et former ainsi une liaison triple (exemple du diazote N2).

Enfin le carbone a besoin de quatre électrons, il peut donc faire une combinaison de liaisons simples, doubles ou triples.

Représentation des molécules

La formule chimique brute d’une molécule est constituée de la liste des atomes qui la composent, avec en indice le nombre d’atomes de chaque sorte à droite de son symbole (exemple : l’eau H2O contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène).

On peut utiliser la formule de Lewis pour représenter une molécule développée qui indique plus précisément la manière dont se font les liaisons entre atomes. Il existe alors deux représentations possibles : garder les points qui représentent chaque électron (ce qui peut vite devenir confus pour une grosse molécule) ou remplacer les paires d’électrons qui font une liaison covalente, appelés aussi doublets liants, par des traits entre les deux atomes. De la même façon, les doublets d’électrons non liants sont représentés par des traits au dessus du symbole de l’atome.

representation lewis atomes

La représentation des doublets non liants n’est pas toujours nécessaire et peut même alourdir la représentation de grosses molécules. On utilise donc généralement trois représentations en dehors de la représentation de Lewis :

  • La formule brute : elle n’indique que la composition de la molécule, sans préciser la nature des liaisons entre atomes.
  • La formule développée : elle indique la géométrie de la molécule en figurant toutes les liaisons entre atomes par des traits (simples, doubles ou triples).
  • La formule semi-développée : comme les atomes d’hydrogène ne forment qu’une liaison simple avec les autres atomes, on peut aisément deviner de quelle façon ils se répartissent à partir des autres atomes. On va donc simplement les indiquer à côté de l’atome auquel ils sont liés. Cela permet des représentations plus compactes

représentation lewis acetone

Remarque : Par la suite, étant donné que les atomes d’hydrogène sont parmi les plus abondants et qu’ils se lient aux atomes de carbone, d’oxygène et d’azote de façon prévisible avec leur liaison simple, on ne le représente souvent plus du tout. Ils deviennent ainsi implicites et cela permet de voir plus facilement la structure à base de carbone des molécules « organiques » (celles à base de carbone).

Les isomères

Quand on ne possède que la formule brute d’une molécule il arrive qu’il soit possible de répartir les atomes de plusieurs façons et de former plusieurs molécules avec des géométries et des répartitions d’atomes différentes : ce sont des isomères.

isomeres

Dans la représentation développée et semi-développée ci-dessus, vous voyez que le pentane, l’isopentane et le néopentane ont la même formule brute. Ce sont donc des isomères et ils n’auront pas les mêmes propriétés physiques ou la même réactivité chimique car ces facteurs dépendent de la géométrie des molécules.

Les groupes caractéristiques

Les molécules de notre organisme, ou qui réagissent avec celui-ci, sont des molécules organiques. Leur structure de base est une chaine d’atomes de carbone auxquels sont attachés des atomes d’hydrogène. C’est la raison pour laquelle on parle également de chimie du carbone pour la chimie du vivant.

Ce qui va différentier les molécules organiques, ce sont des groupes caractéristiques où interviennent généralement des atomes d’oxygène ou d’azote. Ces groupes ont des formes reconnaissables dans les formules semi-développées ou développées et il faut savoir les reconnaitre.

Quelques groupes caractéristiques

groupes caractéristiques

Chapitre précédent Chapitre suivant