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De la molécule au médicament un panorama de la chimie contemporaine ESPCI, 25 juin 2008.

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1 De la molécule au médicament un panorama de la chimie contemporaine ESPCI, 25 juin 2008

2 X.Bataille – ENCPB – 2008I-2 Chapitre 1 Il était une fois…

3 X.Bataille – ENCPB – 2008I-3 Une rapide histoire des médicaments…

4 I-4 Jusquà la fin du XVIII è s. Extraction des produits naturels et des produits de dégradation Recherche empirique des utilisations

5 I-5 Gaz déclairage de Philippe Lebon ( ) Pyrolyse du bois Produits de dégradation : Goudrons Gaz éclairant Préparation du gaz ~1790

6 I-6 Premières installations en Angleterre William Murdoch ( ) Essais entre 1792 et 1798 sur la pyrolyse de la houille Eclairage des usines Application au chauffage ~

7 I Léclairage public « Gas light » : ~ 250 L / kg de houille : 80% de résidu solide ~1820

8 I-8 Rentabiliser les déchets (goudrons) Utilisation traditionnelle : calfatage Analyse de la composition des goudrons : Découverte de nouveaux produits Naissance dune nouvelle chimie

9 I-9 Le bois « Nanocomposite naturel » : Matrice : Lignine Fibres : Cellulose

10 I-10 Composition du goudron de houille Hydrocarbures aromatiques : Monocycliques Polycycliques (HAP) Hétérocycles oxygénés, azotés et soufrés

11 X.Bataille – ENCPB – 2008I-11 Les aromatiques Dérivés du benzène

12 I-12 Benzène Echantillon dhuile de baleine utilisé pour léclairage public Isole le benzène par distillation (99,7%) Michael Faraday ( ) Structure de Kekulé (1865) ~1825

13 I-13 Friedlieb Ferdinand Runge ( ) Inventeur de la chromatographie sur papier Isole laniline et le phénol (acide carbolique) du goudron de houille. ~1830

14 I-14 William Henry Perkin ( ) A 17 ans chez A.W. Hofmann Chimie de laniline et de ses dérivés La buanderie de la maison familiale Autoportrait (1852) August Wilhelm von Hofmann ( ) ~1855

15 I-15 Synthèse de la quinine selon W.H. Perkin Enjeu : colonies Quinine : C 20 H 24 N 2 O 2 Allyltoluidine : C 10 H 13 N 2 * allyltoluidine + 2 oxygène = quinine + 2 H 2 C 10 H 13 N + 3/2 O 2 C 20 H 24 N 2 O 2 + H 2 O 1856

16 I-16 Ce que W.H. Perkin ne savait pas (et ne pouvait pas savoir) 1856

17 I-17 Quinine 1944 ? Robert B. Woodward 2001 ! Gilbert Stork Jeffrey I. Seeman, The Woodward-Doering/Rabe-Kindler Total Synthesis of Quinine: Setting the Record Straight, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46,

18 I-18 Ce que synthétise W.H. Perkin Constat déchec Essai sur laniline commerciale

19 I-19 La mauvéine de W.H. Perkin Essais en teinture « Si ce produit ne coûte pas une fortune, cest la vôtre qui est faite »

20 I-20 Une synthèse « de rêve »… Du goudron au prix du platine

21 I-21 … obtenue grâce à un produit parasite

22 I-22 Naissance de lindustrie des colorants de synthèse : Fuchsine (magenta) : utilisations frauduleuses (vins) Colorants azoïques Alizarine ~1860 larc-en-ciel chimique

23 I-23 « Garance, cest le nom dune fleur » Première vraie synthèse dun colorant naturel extrait de la garance (alizarine, 1826). Joueur de fifre, E. Manet, 1866 (Musée d'Orsay) Colorant utilisé par larmée France : Alsace, Vaucluse.

24 I-24 Première synthèse volontaire dun produit naturel Adolf von Baeyer ( ) Assistants : Karl Graebe ( ), Karl Libermann ( ) et Heinrich Caro ( ) Alizarine Anthracène

25 I-25 Lindustrie chimique allemande Bayer Hoechst H. Caro : Badische Anilin & Soda Fabrik, BASF Aktien-Gesellschaft für Anilin-Fabrikation, AGFA …

26 I-26 Bilan à la fin du XIX è siècle Chimie des aromatiques = Chimie des colorants = Chimie du XIX è siècle Autres champs dapplications ?

27 I-27 Paul Ehrlich ( ) Biologiste (et chimiste ?) allemand Assistant de Robert Koch ( ) Colorations sélectives des micro-organismes Intérêt de Ehrlich pour les colorants

28 I-28 Lidée de Ehrlich Interaction sélective des colorants à exploiter : Interaction tueuse

29 I-29 Ehrlich et les colorants synthétiques Bleu de méthylène : malaria Rouge trypan : maladie du sommeil. ~1900

30 I-30 Le fléau : la Syphillis Le « SIDA » du XIX è siècle Ehrlich : raisonnement de chimiste

31 I-31 Le raisonnement dEhrlich sur les antisyphilitiques Azoïques non actifs Composé arséniés actifs He …BCNOFNe …AlSiPSClAr …GaGeAsSeBrKr ………………… Homologues arséniés des colorants azoïques

32 I Naissance du Salvarsan Premier criblage Activité du 606 è composé contre la syphilis ~1910

33 I-33 Ce que dira la diffraction aux rayons X (1961)

34 X.Bataille – ENCPB – 2008I-34 Fin du chapitre 1 … les sulfamides… 1940

35 X.Bataille – ENCPB – 2008I-35 Chapitre 2 Les tisanes de Grand-Mère et les potions de « Mère Nature »

36 X.Bataille – ENCPB – 2008I-36 Papaver somniferum morphine codéine papavérine héroïne Louis David - La mort de Socrate Digitale Pavot Cigüe

37 I-37

38 I-38 « Cest la dose qui fait le poison » « Toute chose est poison, et rien nest poison ; seule la dose détermine si une chose peut ne pas être poison » Paracelse (Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim, )

39 I-39 Le saule Hippocrate (V ème s. av. J.-C.) Galien (II ème s.) : propriétés antipyrétiques et anti- inflammatoires Moyen-Âge : utilisé contre la fièvre et les douleurs 1829 : isolement de la salicine 1840 : acide salicylique obtenu par oxydation chimique de la salicine 1853 : Charles Gerhardt : aspirine 1855 : synthèse de Hermann Kolbe 1897 : Felix Hoffman

40 I-40 Taxol® Une succession de découvertes entrecoupées de « coups de chance » va aboutir à la commercialisation dun des principaux anticancéreux contemporains

41 I-41 Tétrodotoxine : le goût du risque LD ~ 100 µg (homme) Isolée en 1909 Structure élucidée en 1964 par Woodward Synthétisée par Yoshito Kishi en 1972

42 I-42 Palytoxine (corail Palythoa) Isolée en 1971 Synthétisée par Yoshito Kishi en 1989 LD ~ 50 µg

43 I-43 Capsaïcine La nature produit les molécules les plus actives : cest un modèle ! Menthol

44 I-44 Noublions jamais… Les progrès de la chimie sont indissociables des avancées technologiques : techniques spectroscopiques et chromatographiques

45 I-45 La nature produit les molécules les plus actives Plantes médicinales : ~ 80% de la population mondiale Médicaments dorigine naturelle : ~ 40% en Europe Médicaments en vente libre : + de 50% à base de plantes médicinales

46 I-46

47 X.Bataille – ENCPB – 2008I-47 EN PLUS… Les sulfamides

48 I-48 Extension aux bactéries Dans la suite dEhrlich Gerhard Domagk ( ) : streptocoques staphylocoques Colorants azoïques Prontosil ~1930

49 I-49 Le principe actif Ernest Fourneau ( ) (Institut Pasteur de Paris) Clivage réducteur

50 I-50 La suite… les sulfamides Première classe générale dagents anti-infectieux efficaces. Winston Churchill (pneumonie, 1943) : sulfapyridine (Dagenan®) ~1940

51 I-51 µ-biologie : pénicilline Juillet 1928, Alexandre Fleming ( ), microbiologiste au St Marys Hospital (Londres), culture de staphylocoques. Penicillinum notatum. Howard Walter Florey ( ), Ernst Boris Chain ( ). Ernest Augustin Duchesne ( )


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