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Bac Physique-Chimie

Amerique Nord 2

Dans cette vidéo, Théobald de Cidéo explique comment déterminer le spectre infrarouge de l'aspartame, une molécule que l'on retrouve dans la vitamine C. Il commence par donner des informations sur la vitamine C et sur l'aspartame, qui est un édulcorant de synthèse utilisé dans de nombreux produits.

Ensuite, il aborde les différentes familles fonctionnelles présentes dans la formule topologique de l'aspartame. Il montre que l'aspartame contient un acide carboxylique, un amine et un ester, et explique l'importance de ces groupes pour l'analyse du spectre infrarouge.

Il explique ensuite que l'aspartame peut être synthétisé à partir de l'acide aspartique, et demande de représenter la formule semi-développée de cet acide. Il souligne l'importance de respecter la géométrie de la molécule et de dessiner les liaisons entre les bons éléments.

Enfin, il présente les spectres obtenus par spectroscopie infrarouge de l'aspartame et de l'acide aspartique, sans préciser à quel spectre correspond quelle molécule. Il explique les bandes caractéristiques qui devraient ressortir dans le spectre infrarouge de l'aspartame, en se basant sur les différentes familles fonctionnelles présentes.

Il analyse ensuite les spectres infrarouges des deux molécules et conclut que le spectre 2 correspond au spectre de l'aspartame, car il présente toutes les bandes caractéristiques attendues.

Enfin, il termine en invitant les spectateurs à poser des questions en commentaire et annonce une prochaine vidéo.



Bonjour à tous, c'est Théobald de Cidéo, et ensemble on va faire un exercice de chimie sur l'aspartame. L'aspartame, c'est une molécule qu'on trouve dans la vitamine C. Et ce qu'on veut faire, c'est essayer de trouver quel est le spectre infrarouge de l'aspartame. Donc cet exercice est dédié à la vitamine C, et on nous dit que la vitamine C est aussi appelée acide ascorbique, c'est donc le nom le plus scientifique qu'on donne à cette vitamine, joue un rôle essentiel dans le métabolisme, donc lutte contre les infections virales, assimilation du fer, etc. Elle ne peut pas être produite par l'organisme, mais on la trouve dans de nombreux aliments. Et dans le commerce, on trouve l'acide ascorbique sous forme de comprimés contenant de l'aspartame, et c'est cet aspartame, nous, qui nous intéresse. On nous dit que c'est un édulcorant de synthèse, qui est choisi pour son haut pouvoir sucrant et sa faible teneur en calories. On nous donne ici la formule topologique de l'aspartame. On nous donne ensuite la table des nombres d'ondes de vibrations de valence de calculaison, donc ça c'est hyper important quand on va faire de la spectroscopie, c'est hyper utile, donc ça va nous être utile. Dans cette première partie, on s'intéresse à la molécule d'aspartame. Et on nous dit que dans cette formule topologique de l'aspartame, on peut voir trois groupes caractéristiques présents. Et pour chacun de ces groupes, on veut nommer à quelle famille fonctionnelle est-ce qu'il appartient. C'est parti, on commence par celui-ci. On voit qu'on a COOH, et donc ça c'est un acide carboxylique. Vous ne devriez pas avoir trop de problèmes là-dessus normalement. Puis on a, ici, NH2, NH2 c'est un amine, et c'est un amine primaire puisqu'il est relié à un seul carbone. Et enfin, le dernier, il est juste là, c'est un estère, alors pourquoi est-ce que c'est un estère ? Et bien parce qu'on reconnaît le R-COO-R', donc avec R qui est ici, et R' qui est ici, qui est caractéristique donc d'un estère. Il ne devrait pas y avoir trop de soucis là-dessus, et c'est hyper important pour la suite, si on n'a pas ça, pour la suite, trouver après quel sera le spectre infrarouge de mon aspartame, ça sera très compliqué. On nous dit que l'aspartame peut être synthétisé en laboratoire à partir de l'acide aspartique, et l'acide aspartique, on nous donne sa formule topologique ici. On nous demande de représenter la formule semi-développée de cet acide. Alors la formule semi-développée, pour ceux qui ont un trou, c'est quand on représente tous les éléments chimiques et toutes les liaisons, sauf les liaisons avec les atomes d'hydrogène. Donc ça, c'est dans votre cours, normalement, ça ne devrait pas vous poser de soucis. Donc quand on développe notre formule topologique en formule semi-développée, on obtient ça, et ce à quoi il faut faire attention, c'est autant que possible, il faut que tu essayes de respecter la géométrie de la molécule, c'est-à-dire un truc comme ça, pour les molécules linéaires, et de dessiner les liaisons entre les bons éléments. Alors je m'explique, c'est que, par exemple, ça, c'est bien, puisqu'on voit bien ici que la liaison est entre le C et le C. Mais par contre, si tu écris quelque chose comme ça, on a l'impression que la liaison est entre le H et le C, ici. Donc ça, ce n'est pas une bonne idée, parce qu'il n'y a pas vraiment de liaison entre cet hydrogène ici, entre cet hydrogène là, et celui-là, il y a une liaison, mais entre celui-là et celui-là, il n'y a pas de liaison. La liaison était entre le C et le C. Dessiner les liaisons entre les bons éléments, c'est assez important. On a ensuite les spectres obtenus par spectroscopie infrarouge de l'aspartame et de l'acide aspartique. Donc spectre 1, spectre 2, et on ne sait pas à quel spectre correspond quelle molécule. Et c'est donc l'objectif de cette question 3, d'identifier le spectre de l'aspartame. Alors pour ça, ce qu'il faut se demander, c'est quels sont les bandes caractéristiques qui devraient ressortir dans le spectre infrarouge de l'aspartame. Eh bien, si on regarde chacune de nos familles fonctionnelles, on a d'abord l'acide carboxylique. Et dans l'acide carboxylique, c'est COOH, on a donc une liaison OH. Et cette liaison OH, d'après l'énoncé, d'après le tableau des bandes caractéristiques qu'on a au-dessus, des nombreux nombres de valences, ils devraient ressortir entre 2500 et 3200 cm-1, avec une bande assez forte. Mais ce n'est pas tout, pour notre acide carboxylique, on a aussi notre liaison CWO. Et celle-ci, l'énoncé nous dit qu'elle devrait ressortir entre 1680 et 1710 cm-1. Et pareil, une bande assez forte. Donc ça, c'est nos deux bandes pour notre acide carboxylique. Pour notre amine, eh bien on a un liaison NH d'un amine primaire, et ça, ça devrait ressortir, d'après l'énoncé toujours, entre 3100 et 3500 cm-1. Sauf qu'on a deux fois NH, puisque nous on a NH2 pour notre amine, et donc on devrait avoir deux bandes. Deux bandes plutôt moyennes, d'après l'énoncé. D'après, en tout cas, le tableau de tous les nombres d'ondes de valence. Et puis pour notre estère, on a aussi une doublaison C, doublaison O, mais cette fois-ci qui est relative à un estère, donc qui sort un petit peu plus haut que celle pour mon acide carboxylique, entre 1710 et 1740 cm-1, toujours assez fort. Donc ça, c'est les quatre bandes qu'on aimerait voir sur notre spectre infrarouge. Donc on va remonter, on part du spectre 1, et puis on regarde quelles sont les bandes présentes. Ici, autour de 2500-3200 cm-1, on a une grosse bande, donc ça peut correspondre à une liaison OH d'un acide carboxylique. Et puis ici, on a une bande qui est plutôt forte, moyenne, autour de 1600-1700 cm-1, et ça, ça pourrait être une doublaison CO d'un acide carboxylique. Donc ça, c'est pour le premier spectre. Il n'y a pas d'autres bandes qui me semblent très importantes ici. Donc on passe au deuxième spectre. Deuxième spectre, qu'est-ce qu'on voit ? On a toujours cette grosse bande entre 2500-3200 cm-1 qui correspond à la liaison OH de l'acide carboxylique. Ici, on a la même bande qu'au-dessus, peut-être un petit peu plus fort, C doublaison O de mon acide carboxylique, qui est au même endroit, aux alentours de 1680, quelque chose comme ça, cm-1. Mais on a d'autres bandes qui ressortent aussi. On a celle-ci, qui est aussi une liaison C doublaison O, mais de mon estère. On avait dit que ces deux liaisons sortaient à peu près au même nombre d'ondes, mais celle de l'estère un peu plus haut, et c'est bien ce qu'on retrouve ici. Et puis, on a une dernière bande, ou en tout cas deux dernières bandes, c'est celle de mes deux liaisons NH qui ressortent ici, avec mes deux petits pics qu'on voit juste là. Donc finalement, ce spectre 2, il y a de grandes chances que ce soit le spectre 2 de l'aspartame et le spectre 1, celui de l'acide aspartique. Et donc comme ça, on peut conclure en disant que le spectre 2 comporte toutes les bandes caractéristiques qui étaient attendues, et c'est donc le spectre 2 de l'aspartame. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à les poser en commentaire, j'y répondrai avec plaisir, et puis on se retrouve pour une prochaine vidéo.

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