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Stratégies de synthèses

Dans cette vidéo, Matisse de Studio nous présente la synthèse du Kevlar, qui est un polymère artificiel également connu sous le nom de polypénylène terephthalamine. Les deux monomères utilisés dans la stratégie de synthèse de ce polymère sont constitués de groupes caractéristiques tels que des groupes carboxyles (COOH), des doubles liaisons entre des carbones (alcènes) et des amines (NH2). La réaction de synthèse du polymère est une polycondensation, dans laquelle les deux monomères s'assemblent pour former la chaîne répétée du polymère. L'azote de l'un des monomères remplace l'oxygène de l'autre monomère pour former des amides. L'équation de la réaction montre également que deux molécules d'eau sont produites. Il est important de bien identifier les groupes caractéristiques présents dans les monomères pour comprendre le mécanisme réactionnel et la structure du polymère final. Merci d'avoir suivi cette vidéo et à bientôt!

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio, et dans cette vidéo, on va se pencher sur la synthèse du Kevlar. Le polypénylène terephthalamine est un polymène artificiel plus connu sous le nom de Kevlar, c'est quand même plus simple à prononcer. Et les deux monomères entrant en jeu dans la stratégie de synthèse de ce polymère sont les suivants, donc on nous propose leur formule topologique, juste ici. Il faut, première question, nommer les groupes caractéristiques présents dans ces deux monomères. Pour ça, il faut bien repérer dans les différentes molécules. Ici, on a un groupement carboxyles, juste ici, donc attention, il ne faut pas citer les fonctions, mais les groupes caractéristiques. Il y a bien sûr une petite différence, donc c'est associé bien sûr à la fonction acide carboxylique, mais c'est le groupement carboxyles, le COOH. Mais on remarque aussi, juste ici, des doubles liaisons entre des carbones, qui sont incluses même dans un cycle. Il s'agit d'un groupement alcènes. Il y en a trois à l'intérieur du cycle, ici. Et puis, dans l'autre, on retrouve le cycle d'alcènes, juste ici. D'ailleurs, ça s'appelle un cycle aromatique, vous le verrez dans le supérieur. Et puis, à ce cycle, sont rajoutés deux groupements, ici amines, avec les NH2. Maintenant, il faut, question 2, proposer l'équation de la réaction conduisant au polymère. En précédence, il s'agit d'une réaction de polyaddition ou d'une polycondensation. Alors pour ça, on va bien sûr partir de N fois le premier plus N fois le deuxième. On se souvient, pour former un polymère, c'est une chaîne répétée de plusieurs fois ces molécules. Et donc, qu'est-ce qui va pouvoir interagir entre les deux ? Eh bien, en fait, l'azote, juste ici, va venir remplacer l'oxygène, là, pour former des amides. C'est ce qu'on retrouve ici dans le nom, c'est ce qu'ils nous mettaient sur la piste. Sur la piste, en fait, on a le suffixe amide à la fin du nom de la molécule très complexe. Alors, à partir de là, eh bien, on fait attention à bien écrire le motif en lui-même. Donc le motif, il est constitué d'une fois celle-là, plus une fois celle-là. Donc, il y a deux cycles carbonés à l'intérieur. Alors, le premier, eh bien, on a la première fonction carboxyle qui a été, ici, liée à l'azote d'après. Donc ensuite, on écrit le reste de la molécule, juste ici. Et puis, on change ce groupement OH par un NH, celui de gauche. Il vient s'additionner, juste ici. Et on retrouve ensuite la suite de l'enchaînement pour, au final, boucler au même endroit. Donc voilà, c'est comme ça qu'on écrit la formule d'un polymère. Et attention, qu'est-ce qu'il y a d'autre comme produit ? Il faut, bien sûr, équilibrer la réaction. Donc ici, on a additionné l'azote. Donc, pour qu'il respecte, bien sûr, ses liaisons, on a dû lui enlever un oxygène. Très bien. Et puis, de ce côté, on a dû enlever aussi le groupement OH. Donc au final, un hydrogène et un groupement OH, ça fait, bien sûr, de l'eau. Et il y en a combien ? Eh bien, pour former ce motif en lui-même, on a dû enlever deux fois la molécule d'eau. Donc, il y a 2N fois H2O. Voilà ce qu'on pouvait dire. Et pourquoi il s'agit d'une polycondensation ? C'est puisque les deux molécules vont s'assembler en elles-mêmes. Ce n'est pas deux molécules qui vont donner une seule, une seule qui va prêter son groupement caractéristique. Les deux molécules vont s'assembler en elles-mêmes pour former le polymère final. Il s'agit donc d'une polycondensation. Voilà, c'est la fin de cette vidéo qui est très intéressante sur la formation d'un polymère. Bien cibler quels sont les groupements caractéristiques qui vont rentrer en jeu dans la formation de ce polymère. Ça nous donne ainsi le mécanisme réactionnel et la molécule de fin. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo et puis à bientôt !

Kevlar

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