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1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement S

1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université d’Oran Es-Senia Faculté des sciences Département de chimie Laboratoire de Synthèse Organique Appliquée MEMOIRE DE MAGISTER Présenté Par Toufik Taalibi BOUKERCHE Pour obtenir LE DIPLOME DE MAGISTER Spécialité : chimie Option : chimie organique Intitulé: Synthèse de nouvelles molécules tensioactives non ioniques par voie enzymatique Soutenu le : … /…/2007 devant les membres de jury Présidente : Mme A.Derdour Professeur Université d’Oran, Es-Sénia Encadreur : Mme S.Bellahouel Maître de Conférences Université d’Oran, Es-Sénia Examinatrice : Mme. F. Djafri Professeur Université d’Oran, Es-Sénia Examinateur : Mr O.Yebdri Professeur Université d’Oran, Es-Sénia 2 REMERCIEMENT Ce travail a été réalisé au laboratoire de synthèse Organique Appliqué sous la direction de madame Aïcha Derdour Professeur de chimie à l·université d·Oran. Je tiens à la remercier vivement pour m·avoir accueilli dans Son laboratoire et de lui exprimer ma profonde reconnaissance d·avoir voulu présider le jury de ce mémoire, je lui adresse mes plus vifs remerciements. Je souhaite également exprimer ma profonde reconnaissance à Madame S.Bellahouel. Maître de conférences à l·université d·Oran, qui a dirigé Cette thèse, je tiens tout particulièrement à la remercier pour sa disponibilité et ses compétences multiples qui m·ont aidé à réaliser cette thèse. Je tiens également à remercier vivement madame F. Djafri Professeur à université d·Oran, la professeur F.Djafri de l·université G·Oran qui m·ont fait l·honneur de bien vouloir examiner ce travail. -·exprime ma profonde reconnaissance à monsieur O. Yebdri Professeur à l·université d·oran d·avoir consacré une partie de son temps àlire et à rapporter ce travail. Enfin je n·oublie pas d·adresser tous mes remerciements à mes copains : L.Mohamed, M.Soffiane, M.Tewfik, Z.Sarah M.Mama, M.Nassima et B. Esmah qui ont contribué à la réalisation de ce mémoire dans une ambiance de l·amitié. Et à tous ceux qui ont participé, de prés ou de loin, à la réalisation ce Mémoire de Magister. 3 Je dédie ce travail A Tous ceux qui me sont chèrs A mes parents A mes chères frères et s±urs A toute la famille A Hociene, Kaïma, Fatehi et Fatima. A CEUX QUE J’aime. 4 SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE 1 CHAPITRE I : LES TENSIOACTIFS 4 I-1- Introduction 5 a) Les tensioactifs anioniques 5 b) Les tensioactifs cationiques 5 c) Les tensioactifs non ioniques 5 d) Les tensioactifs amphotères (Zwitterioniques) 6 I-2- Répartition des différentes classes de tensioactifs 6 I-3- Les propriétés des tensioactifs 7 a) Solubilisation 7 b) Concentration micellaire critique (CMC) 7 c) Détergence 8 d) Emulsification 9 e) HLB (Balance Hydrophile/Lipophile) 9 I-4- Structures des tensioactifs 11 I-5- Les domaines d'application des tensioactifs 12 I-5-1 Les esters de sucres 13 I-5-2- Les applications dans le domaine agroalimentaire 14 I-5-3- Les applications dans le domaine de la biochimie 14 I-5-4- Les applications dans le domaine pharmaceutiques et médicales 15 5 I-5-5- Les applications entrant qu'agent bactéricides et insecticides 15 I-6- Conclusion 16 CHAPITRE II : LES ENZYMES 17 II-1- Définition 18 II-2- Propriétés des enzymes 18 II-3- Nomenclature 19 II-4- Enzymes et catalyse 20 II-4-1-Etat quasistationnaire 21 II-4-2-Le diagramme énergétique (sans catalyse) 21 II-4-3-diagramme énergétique pour une réaction catalysée d’une façon générale 22 II-5- Types d’interactions 23 II-6- Utilisation des enzymes dans les solvants organiques 25 II-7- Les enzymes immobilisées 26 II-8- Production 27 II-9- Mélanges enzymatiques commerciaux 28 II-10- Applications 28 II-11- Les lipases 30 II-11-1- La source des lipases 31 II-11-2- Les différents types de lipases 31 II-11-3- Les modes d’application 32 II-11-4- le mécanisme de catalyse 32 II-11-5- Les réactions catalysées par les lipases 34 II-12- Les avantages des biocatalyseurs 36 II-13- Les inconvénients des biocatalyseurs 38 II-14- Les applications industrielles des enzymes 39 II-15 conclusion 40 6 CHAPITRE III:Estérification et amidification des carbohydrates 41 III- Introduction 42 III-1- Acylation sélective sur l’hydroxyde primaire 42 III-2- Acylation sélective sur l’hydroxyde secondaire 47 III-2-1-Acylation des sucres partiellement protéger 47 III-3- Acylation des sucres aminés par les acides 50 III-3-1- Introduction 50 III-3-2- Solubilisation de la N-Méthyl glucamine 51 III-3-3- Acylation de la N-Méthyl glucamine en présence de lipozyme® 52 III-4- N-acylation par le Novozyme® 54 III-4-1- Amidification de la N-méthyl glucamine par l'acide oléïque 54 III-4-2- Sélectivité de la réaction avec le rapport acide/N-méthyl glucamine 55 III-4-3- Optimisation de la synthèse de l'oléyl N-méthyl glucamide 56 III-5- Synthèse de glucamide par réactions de transacylation 56 III-6- Synthèse enzymatique des esters de sucre dan des solvants non aqueux accélérés par ultrason 61 III-6-1-Influence du solvant 62 III-6-2-Influence de la longueur de la chaîne sur les donneurs d’acyles 63 III-7- L’avantage de synthèse enzymatique 66 III-8- Conclusion 67 CHAPITRE IV : Synthèse de nouvelles molécules tensioactives 68 IV-1-Introduction 69 IV-2- Estérificatian chimique d'acides aminés 70 IV-2-1- Monoestérification de l'acide L-aspartique 71 IV-2-2 Mono estérification de l'acide L-glutamique 72 IV-3- Diestérification des acides L-aspartique et L-glutamique 73 IV-4- Couplage mono ou diesters d'acides aminés avec les chlorures d'acides gras 74 7 IV-4-1- Couplage monoester d’acide L-aspartique avec chlorure d’acide laurique 74 IV-4-2 Couplage de monoester d’acide L-aspartique avec chlorure d’acide palmitique 75 IV-4-3 Couplage de monoester d’acide L-aspartique avec chlorure d’acide stéarique 76 IV-4-5- Couplage diester L-aspartique avec le chlorure d’acide laurique 77 IV-4-6- Couplage diester L-aspartique avec le chlorure d’acide palmitique 77 IV-4-7- Couplage diester L-aspartique avec le chlorure d’acide stéarique 78 IV-5- Synthèse de tensioactif par voie enzymatique 80 IV-5-1-Couplage de la N-méthyl glucamine avec le monoester aspartique relié à la chaîne grasseN-chaine hydrophobe en présence de Novozyme® 84 IV-5-2- Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-lauroyl diestester aspartique en présence de Novozyme® 85 a) chauffage orbitalaire 85 b) Chauffage par ultra son 86 c) Chauffage en présence de tamis moléculaire 87 d) Chauffage par micro-onde 89 IV-5-3- Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-palmitoyl diester aspartique en présence de Novozyme® 90 a) chauffage orbitalaire 90 b) Chauffage par ultra son 91 c) Chauffage en présence de tamis moléculaire 92 d) Chauffage par micro-onde 93 IV-5-4- Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-stéaryl diester aspartique en présence de Novozyme® 94 a) chauffage orbitalaire 94 b) Chauffage par ultra son 95 8 c) Chauffage en présence de tamis moléculaire 96 d) Chauffage par micro-onde 97 IV-6- Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-lauroyl diestester aspartique en présence de Novozyme® sucre/chaîne (2/1) hydrophobe 98 IV-7-Conclusion 99 Partie Expérimentale 101 GENERALITES 102 I- Voie chimique 103 I-1-1-Monoestérificaion de l’acide l-aspartique 103 I-1-2-Monoestérificaion de l’acide L-glutamique 104 I-2-1-Diestérificaion de l’acide l-aspartique 105 I-2-2-Diestérificaion de l’acide L-glutamique 106 I-3-1-Couplage de monoester acide L-aspartique avec le chlorure d’acide laurique 107 I-3-2-Couplage de monoester acide L-aspartique avec le chlorure d’acide palmitique 108 I-3-3-Couplage de monoester acide L-aspartique avec le chlorure d’acide stéarique 109 I-3-4-Couplage Diester acide L-aspartique avec le chlorure d’acide laurique 110 I-3-4-Couplage Diester acide L-aspartique avec le chlorure d’acide palmitique 111 I-3-4-Couplage Diester acide L-aspartique avec le chlorure d’acide stearique 112 9 II-Voie enzymatique 114 II-1-Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-lauroyl diester aspartique en présence de Novozyme® 114 a) chauffage et agitation orbitalaire 114 b) chauffage et une faible agitation magnétique 115 c) chauffage par ultra-son 116 d) chauffage par micro ondes 116 II-2-Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-palmitoyl diester aspartique en présence de Novozyme® 117 a) chauffage et agitation orbitalaire 117 b) chauffage et une faible agitation magnétique 118 c) chauffage par ultra-son 119 d) chauffage par micro ondes 119 II-3-Couplage de la N-méthyl glucamine avec le N-stéaryl diester aspartique en présence de Novozyme® 120 a) chauffage et agitation orbitalaire 120 b) chauffage et une faible agitation magnétique 121 c) chauffage par ultras/s 121 d) chauffage par micro ondes 122 II-4- Amidification de N-lauroyl diester aspartique par la N-méthyl glucamine (en excès de sucre) 123 a) chauffage par micro ondes 123 C0NCLUSION GENERALE 124 ANNEXE 125 BIBLIOGRAPHIE 130 10 ABREVIATIONS Enzymes PSL : Pseudomonas Cepacia Lipase. CCL : Candida cylindracea Lipase. CAL : Candida Antarctica Lipase. PPL : Lipase de poncrea de porc. ANL : Aspergillus Niger Lipase. CVL : Chromobacterium Viscosum Lipase. PFL : Pseudomonas Fluorescens Lipase. PHL : Pancreas Hoy Lipase. Solvants DMF : N,N diméthyl formamide. Py : pyridine. Benz : benzène. THF : tétrahydrofurane. DCM: dichloro méthane. AcOEt : acétate d’éthyle. ClTMS :chlorure de triméthyl silane. Ph : phényl. iPr : isopropyl. Divers : CMC : Concentration micellaire critique. Rdt : rendement. Ȗ: tension superficielle. T.A : Température ambiante. 11 ccm : chromatographie sur couche mince. ES : électro-spray. IR : infra-rouge. RMN : résonance magnétique nucléaire. UV : ultra-violet. US : ultra son. MO : micro-onde. Tf: Température de fusion. 12 Introduction Introduction générale L’industrie des tensioactifs est à la recherche de nouvelles molécules possédant des caractéristiques fonctionnelles bien précises et répondant aux exigences de plus en plus strictes en termes de qualité environnementale. Les tensioactifs sont de plus en plus utilisés dans les formulations et par conséquent, une quantité importante de tensioactif est produite et se retrouve en suite dans la nature. Ceci implique les productions de composés à la fois économiques (matières premières et procédés de fabrication) et respectueux de l’environnement. Le travail que nous présentons dans ce mémoire concerne uploads/Finance/ th2523.pdf