De la mol cule au m dicament un panorama de la chimie contemporaine
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De la molécule au médicament un panorama de la chimie contemporaine . ESPCI, 25 juin 2008. Chapitre 1. Il était une fois…. Une rapide histoire des médicaments… . Jusqu’à la fin du XVIII è s. Extraction des produits naturels et des produits de dégradation.

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De la mol cule au m dicament un panorama de la chimie contemporaine l.jpg

De la molécule au médicamentun panorama de la chimie contemporaine

ESPCI, 25 juin 2008


Chapitre 1 l.jpg

Chapitre 1

Il était une fois…

X.Bataille – ENCPB – 2008


Une rapide histoire des m dicaments l.jpg

Une rapide histoire des médicaments…

X.Bataille – ENCPB – 2008


Jusqu la fin du xviii s l.jpg
Jusqu’à la fin du XVIIIè s.

  • Extraction des produits naturels et des produits de dégradation

  • Recherche empirique des utilisations


Gaz d clairage de philippe lebon 1767 1804 l.jpg

~1790

Gaz d’éclairage de Philippe Lebon (1767-1804)

  • 1790. Pyrolyse du bois

    • Produits de dégradation :

      • Goudrons

      • Gaz éclairant

    • Préparation du gaz


Premi res installations en angleterre l.jpg

~1800-1810

Premières installations en Angleterre

  • William Murdoch (1754-1839)

    • Essais entre 1792 et 1798 sur la pyrolyse de la houille

  • Eclairage des usines

  • Application au chauffage


1820 l clairage public l.jpg

~1820

1820. L’éclairage public

« Gas light » : ~ 250 L / kg de houille : 80% de résidu solide


Rentabiliser les d chets goudrons l.jpg
Rentabiliser les déchets (goudrons)

  • Utilisation traditionnelle : calfatage

  • Analyse de la composition des goudrons :

    • Découverte de nouveaux produits

    • Naissance d’une nouvelle chimie


Le bois l.jpg
Le bois

  • « Nanocomposite naturel » :

    • Matrice : Lignine

    • Fibres : Cellulose


Composition du goudron de houille l.jpg
Composition du goudron de houille

  • Hydrocarbures aromatiques :

    • Monocycliques

    • Polycycliques (HAP)

  • Hétérocycles oxygénés, azotés et soufrés


Les aromatiques l.jpg

Les aromatiques

Dérivés du benzène

X.Bataille – ENCPB – 2008


Benz ne l.jpg

~1825

Benzène

Michael Faraday (1791-1867)

  • 1825.

  • Echantillon d’huile de baleine utilisé pour l’éclairage public

  • Isole le benzène par distillation (99,7%)

Structure de Kekulé (1865)


Friedlieb ferdinand runge 1795 1867 l.jpg

~1830

Friedlieb Ferdinand Runge (1795-1867)

  • Inventeur de la chromatographie sur papier.

  • 1834. Isole l’aniline et le phénol (acide carbolique) du goudron de houille.


William henry perkin 1838 1907 l.jpg

~1855

William Henry Perkin (1838-1907)

  • A 17 ans chez A.W. Hofmann

  • Chimie de l’aniline et de ses dérivés

  • La buanderie de la maison familiale

August Wilhelm

von Hofmann

(1818-1892)

Autoportrait (1852)


Synth se de la quinine selon w h perkin l.jpg

1856

Synthèse de la quinine selon W.H. Perkin

Enjeu : colonies

Quinine : C20H24N2O2

Allyltoluidine : C10H13N

2 * allyltoluidine + 2 oxygène = quinine + 2 H

2 C10H13N + 3/2 O2 C20H24N2O2 + H2O


Ce que w h perkin ne savait pas et ne pouvait pas savoir l.jpg

1856

Ce que W.H. Perkin ne savait pas (et ne pouvait pas savoir)


Quinine l.jpg
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, 1378-1413.


Ce que synth tise w h perkin l.jpg
Ce que synthétise W.H. Perkin

  • Constat d’échec

  • Essai sur l’aniline commerciale


La mauv ine de w h perkin l.jpg
La mauvéine de W.H. Perkin

  • Essais en teinture

  • « Si ce produit ne coûte pas une fortune, c’est la vôtre qui est faite »


Une synth se de r ve l.jpg
Une synthèse « de rêve »…

Du goudron au prix du platine



Naissance de l industrie des colorants de synth se l.jpg

~1860

Naissance de l’industrie des colorants de synthèse :

l’arc-en-cielchimique

  • 1858. Fuchsine (magenta) : utilisations frauduleuses (vins)

  • 1858. Colorants azoïques

  • 1869. Alizarine


Garance c est le nom d une fleur l.jpg
« Garance, c’est le nom d’une fleur »

  • 1869. Première vraie synthèse d’un colorant naturel extrait de la garance (alizarine, 1826).

  • Colorant utilisé par l’armée

  • France :

    • Alsace,

    • Vaucluse.

Joueur de fifre, E. Manet, 1866 (Musée d'Orsay)


Premi re synth se volontaire d un produit naturel l.jpg
Première synthèse volontaire d’un produit naturel

  • Adolf von Baeyer (1835-1917)

  • Assistants : Karl Graebe (1841-1927) , Karl Libermann (1842-1914) et Heinrich Caro (1834-1910)

Alizarine Anthracène


L industrie chimique allemande l.jpg
L’industrie chimique allemande

  • 1861. Bayer

  • 1862. Hoechst

  • 1869. H. Caro : Badische Anilin & Soda Fabrik, BASF.

  • 1895. Aktien-Gesellschaft für Anilin-Fabrikation, AGFA


Bilan la fin du xix si cle l.jpg
Bilan à la fin du XIXè siècle

Chimie des aromatiques

=

Chimie des colorants

=

Chimie du XIXè siècle

Autres champs d’applications ?


Paul ehrlich 1855 1915 l.jpg
Paul Ehrlich (1855-1915)

  • Biologiste (et chimiste ?) allemand

  • Assistant de Robert Koch (1843-1910)

  • Colorations sélectives des micro-organismes

  • Intérêt de Ehrlich pour les colorants


L id e de ehrlich l.jpg
L’idée de Ehrlich

  • Interaction sélective des colorants à exploiter :

    • Interaction tueuse


Ehrlich et les colorants synth tiques l.jpg

~1900

Ehrlich et les colorants synthétiques

  • 1891. Bleu de méthylène : malaria.

  • 1904. Rouge trypan : maladie du sommeil.


Le fl au la syphillis l.jpg
Le fléau : la Syphillis

  • Le « SIDA » du XIXè siècle

  • Ehrlich : raisonnement de chimiste


Le raisonnement d ehrlich sur les antisyphilitiques l.jpg
Le raisonnement d’Ehrlich sur les antisyphilitiques

  • Azoïques non actifs

  • Composé arséniés actifs

  • Homologues arséniés des colorants azoïques


1910 naissance du salvarsan l.jpg

~1910

1910. Naissance du Salvarsan

  • Premier criblage

  • Activité du 606è composé contre la syphilis



Fin du chapitre 1 l.jpg

Fin du chapitre 1

… les sulfamides…

1940

X.Bataille – ENCPB – 2008


Chapitre 2 l.jpg

Chapitre 2

Les tisanes de Grand-Mère et

les potions de « Mère Nature »

X.Bataille – ENCPB – 2008


Papaver somniferum l.jpg

morphine

héroïne

Papaver somniferum

codéine

papavérine

X.Bataille – ENCPB – 2008

Louis David - La mort de Socrate - 1787


C est la dose qui fait le poison l.jpg
« C’est la dose qui fait le poison »

« Toute chose est poison, et rien n’est poison ; seule la dose détermine si une chose peut ne

pas être poison »

Paracelse

(Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim, 1493-1541)


Le saule l.jpg
Le saule

  • Hippocrate (Vème s. av. J.-C.)

  • Galien (IIème 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


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Taxol®

  • Une succession de découvertes entrecoupées de « coups de chance » va aboutir à la commercialisation d’un des principaux anticancéreux contemporains


T trodotoxine le go t du risque l.jpg
Tétrodotoxine : le goût du risque

LD ~ 100 µg (homme)

Isolée en 1909

Structure élucidée en 1964 par Woodward

Synthétiséepar Yoshito Kishi en 1972


Slide42 l.jpg

LD ~ 50 µg

Palytoxine (corail Palythoa)

Isolée en 1971

Synthétisée par Yoshito Kishi en 1989


Capsa cine l.jpg
Capsaïcine

Menthol

La nature produit les molécules les plus actives :

c’est un modèle !


N oublions jamais l.jpg
N’oublions jamais…

  • Les progrès de la chimie sont indissociables des avancées technologiques :

    • techniques spectroscopiques et chromatographiques


La nature produit les mol cules les plus actives l.jpg
La nature produit les molécules les plus actives

  • Plantes médicinales :

    • ~ 80% de la population mondiale

  • Médicaments d’origine naturelle :

    • ~ 40% en Europe

  • Médicaments en vente libre :

    • + de 50% à base de plantes médicinales


En plus l.jpg

EN PLUS…

Les sulfamides

X.Bataille – ENCPB – 2008


Extension aux bact ries l.jpg

~1930

Extension aux bactéries

  • Dans la suite d’Ehrlich

  • Gerhard Domagk (1895-1964) :

    • streptocoques

    • staphylocoques

  • Colorants azoïques

  • 1935. Prontosil


Le principe actif l.jpg
Le principe actif

  • Ernest Fourneau (1872-1949) (Institut Pasteur de Paris)

  • Clivage réducteur


La suite les sulfamides l.jpg

~1940

La suite… les sulfamides

  • Première classe générale d’agents anti-infectieux efficaces.

  • Winston Churchill (pneumonie, 1943) : sulfapyridine (Dagenan®)


Biologie p nicilline l.jpg
µ-biologie : pénicilline

  • Juillet 1928, Alexandre Fleming (1881-1955), microbiologiste au St Mary’s Hospital (Londres), culture de staphylocoques.

  • Penicillinum notatum.

  • Howard Walter Florey (1898-1968), Ernst Boris Chain (1906-1979).

  • Ernest Augustin Duchesne (1874-1912)