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SYLLABUS CMP

(Chimie Moléculaire & Polymères)

2015-2016

SEMESTRE

5

Objectifs

Ce cours constitue une première approche de la part des élèves sur les matériaux polymères. Ainsi, dans un premier temps, une

présentation de ces matériaux organiques particuliers leur est apportée au travers de quelques exemples concrets. Les fondamentaux,

en terme de nomenclature, de masses molaires et de leur distribution, d’enchaînement et de cohésion sont ensuite décrits. Après ces

aspects généraux, une étude détaillée de leur structure, en partant de la plus petite échelle (structures configurationnelles et

conformationnelles) vers la plus grande (morphologies amorphes et cristallines), en passant par une échelle intermédiaire (structures

statistiques ou régulières des chaînes polymères), est présentée. Le but de cette démarche est de comprendre l’impact de la régularité

(ou non) des enchaînements à échelle locale sur les propriétés macroscopiques de ces matériaux polymères, tant du point de vue de

leur structure à l’état solide, de leurs propriétés thermiques et mécaniques, que de leurs propriétés en solution. En particulier,

l’influence des paramètres moléculaires et macromoléculaires sur les températures caractéristiques, la stabilité thermique et la réponse

mécanique des polymères sera finement étudiée. Enfin, les méthodes physico-chimiques permettant l’analyse des transitions de phases

et de propriétés mécaniques générales des polymères sont présentées.

Evaluation

S1 : ET(1h, E, sd, sa)

Contenu

1- Généralités et intérêt des polymères

2- Structure des enchainements (tacticité, isomérie)

3- Structures des chaines d'un polymère (conformations statistiques et régulières des polymères synthétiques et naturels)

4- Assemblage des chaines

5- Morphologie des polymères

6- Méthodes d'analyse des structures

7- Généralités et présentation des phénomènes de transitions de phases (amorphes et semi-cristallins)

8- Effet de la structure et prévisions des transitions de phases

1- Transition vitreuse : effet de la masse, cohésion, rigidité, facteurs géométriques, tacticité, taux de cristallinité,

pression, copolymérisation, plastification, mélanges

2- Fusion et cristallinité

9- Méthodes d’analyse des transitions

10-Solutions macromoléculaires

1- Notions générales de solubilité, régimes de concentration

2- Notions de thermodynamique des solutions macromoléculaires

3- Viscosité des solutions macromoléculaires

Intervenants

Sébastien Lecommandoux, 9 créneaux d’1h20, Cours

Sébastien Lecommandoux, 3 créneaux d’1h20, TD (2 demi-groupes)

Schatz Christophe, 3 créneaux d’1h20, TD (1 demi-groupe)

Pré-requis

Connaissances de base en chimie organique et en chimie-physique, pré-requis éventuellement acquis en cours de rattrapage

Références Conseillées

- Collection, Initiation à la Chimie et la Physico-chimie Macromoléculaire, Vol. 3 et Vol. 8, Edition GFP,

- Chimie et Physico-Chimie des Polymères, , M. Fontanille et Y. Gnanou, Ed. Dunod 2002.

Département : Biologie-Alimentation & Chimie-Physique

Thématique : Chimie Moléculaire et Polymères

Année : 1 Semestre 5 Unité d’enseignement : Structures en Chimie Organique

et Polymères Crédits UE : 7 ECTS

Code : PC5SPPOL Composante : Structures et propriétés générales des

polymères Nb d’heures : 16h00 Coef. : 29

Nature : Cours intégré Nom de l’intervenant : Sébastien LECOMMANDOUX Courriel : [email protected]

Objectifs

A l’issue de la formation, l’étudiant devra être capable :

- de représenter correctement les molécules dans l’espace.

- d’appliquer les principes de base de la chiralité (centrale, axiale, planaire).

- d’identifier, de nommer et de définir les éléments de prochiralité d’une molécule.

- de définir les conditions réactionnelles à appliquer pour transformer des alcènes ou des alcynes en une

fonction chimique particulière.

- d’expliquer les mécanismes réactionnels impliqués lors de ces transformations chimiques.

- de prévoir la réactivité des alcènes et polyènes, à partir d’une bonne appréhension de la structure

spatiale des molécules.

- de choisir les conditions réactionnelles à utiliser pour orienter la stéréo-sélectivité, la régio-sélectivité ou la

chimio-sélectivité de ces réactions.

Evaluation :

S1 : ET(1h30, E, sd, sc)

Contenu

CH 1 Stéréochimie statique - Chiralité I - La symétrie en chimie organique (axe, plan, centre et axe alternant, opérations de 1ére et 2ème espèces)

II - Relation de stéréo-isomérie (molécules équivalentes, dissymétriques ou asymétriques ; exemples de

molécules ayant des centres, des axes ou des plans de chiralité)

III - Prochiralité (équivalence, prochiralité, énantiotopie et diastéréotopie)

CH 2 Fonctions d’ondes moléculaires I - Rappels sur les fonctions d’ondes et les orbitales

II - Combinaisons de 2 OA

III - Interaction de deux systèmes d’OM

IV - Effets électroniques des substituants sur les énergies des OM

CH 3 : Réactivité des alcènes, des alcynes et réactions sous contrôle orbitalaire

I - Réactions d’addition

II - Réduction

III – Oxydation

IV – Réaction de couplage carbone-carbone

V- Réactions électro cycliques

VI- Cyclo-additions

VII - Transpositions sigma-tropiques

Un fascicule de cours traitant des différents points est distribué aux étudiants, mais seuls les points qui n’ont pas été vus

dans le passé sont traités en cours (CH1, CH2-III, CH2-IV, CH3-IV, CH3-V, CH3-VI et CH3-VII).

Les TD portent sur l’ensemble du fascicule.

Intervenants

Sandra Pinet, 19 créneaux d’1h20, 13 créneaux de cours et 6 créneaux de TD (1/2 promotion)

Emilie Genin, 6 créneaux de TD (1/2 promotion)

Pré-requis

Connaissances en chimie organique de niveau 1er cycle universitaire ou des classes préparatoires

- différentes fonctions

- règles de nomenclature (IUPAC et usuelle)

- représentations (perspective, Cram, Newman)

- effets inductifs et mésomères

- Conformations / configurations

- Stéréochimie relative et absolue, Savoir déterminer la stéréochimie des centres asymétriques

Références conseillées

- Organic Chemistry, K.P C. Vollhardt N. E.Shore, Freeman and Co., New York, 1994

- Stereochemistry of Organic Compounds, E. L. Eliel et S. H. Wilen, Wiley, New York, 1994

- Chirality in Industry, A.N. Collins, G.N. Sheldrake et J.Crosby, Wiley, New York, 1992

- Chimie Organique Avancée, F.A. Carey et R.J. Sundberg, De Boeck Université, 1997

- Manuel de chimie théorique : application à la structure et à la réactivité en chimie moléculaire, Patrick Chaquin, Ellipses

Département : Chimie-Physique


Année : 1 Semestre 5 Unité d’enseignement : Structures en Chimie

Organique et Polymères Crédits UE : 7 ECTS

Code : PC5STRCO Composante : Structures et réactivités en chimie

organique Nb d’heures : 25h20 Coef : 46

Nature : Cours intégré Nom de l’intervenant : Sandra PINET, Emilie

GENIN Courriel : [email protected]

Objectifs Pédagogiques

A l’issue du cycle de TP de chimie organique, l’étudiant devra être capable :

- de travailler dans un laboratoire dans des conditions de sécurité maximale pour les personnes (précautions vis à vis

des risques chimiques) et pour l’environnement (recyclage des déchets et des éluants)

- de mettre en œuvre convenablement les techniques de synthèse en chimie organique.

- de mettre en œuvre les méthodes de purification à utiliser en fonction du composé synthétisé.

- de mettre en œuvre les méthodes d’analyse appropriées à la caractérisation de composés (IR, chromatographie en

phase gazeuse, mesure de point de fusion).

Evaluation : S1 : CC (PA) x 1/10 + TP (Rap) x 9/10

S2 : O (1/2 h)

Plan Détaillé ou Contenu

3 thèmes de travail sont retenus : synthèse magnésienne, réaction de Friedel et Crafts, et réaction de Canizzarro. Les élèves

étudient successivement les 3 thèmes (2 séances par atelier) ; ils doivent, mettre en œuvre la réaction, séparer les produits, les

purifier, et en faire l’analyse chromatographique et spectroscopique.

Ils préparent ainsi les molécules organiques suivantes : le triphénylméthanol, la méthylacétophénone, l’acide benzoïque et

l’alcool benzylique

Intervenants

Emilie Genin : 1 groupe soit 6 séances de 5h

Dominique Leclercq : 2 groupes soit 12 séances de 5h

Yohann Nicolas : 1 groupe soit 6 séances de 5h

Sandra Pinet : 2 groupes soit 12 séances de 5h

Anne Thienpont : 1 groupe soit 6 séances de 5h

Jean-Baptiste Verlac : 1 groupe soit 6 séances de 5h

Pré-requis

Cours et TP de chimie organique des années antérieures


« Organic Chemistry », K.P C. Vollhardt et N. E.Shore, Freeman and Co., New York, 1994



Année : 1 Semestre 5 Unité d’enseignement : Structures en Chimie

Moléculaire, Macromoléculaire et Biochimie Crédits UE : 7 ECTS

Code : PC5TPTSO Composante : TP Techniques de synthèse organique Nb d’heures 30h Coef. : 25

Nature : TP

Nom des intervenants : Emilie GENIN, Dominique

LECLERCQ, Yohann NICOLAS, Sandra PINET,

Anne THIENPONT, Jean-Baptiste VERLAC

Courriel : [email protected]

SEMESTRE

6

Objectifs

- Définir en détail le mécanisme des réactions de substitution nucléophile et d’élimination

- Identifier la réactivité des dérivés halogénés

- Reconnaître, analyser et éventuellement modifier des conditions expérimentales pour optimiser une réaction.

- Sensibiliser les élèves sur le rôle du solvant et du milieu réactionnel

Evaluation

S1 : ET(1h,E)

Contenu

Le cours traite de deux grands types de réaction : la substitution Nucléophile et l’Elimination. Ces réactions

sont largement utilisées dans les plans de synthèse de molécules complexes. Elles sont mises en œuvre

principalement à partir de dérivés halogénés obtenus après transformation des hydrocarbures. Les

caractéristiques électroniques de la liaison carbone-halogène et de son environnement sont directement

impliquées dans l’évolution de ces molécules. Plusieurs mécanismes limites ainsi que leurs conséquences

seront abordés.

1. L’étude mécanistique proprement dite mettant en évidence les différentes variantes (SN1, SN2, Sni,

SET, SN1’, SN2’, E1, E2, E1cb) et les phénomènes de compétition qui peuvent exister,

2. Les caractéristiques de ces réactions en termes de chimio, régio, et stéréo sélectivité,

3. Quelques méthodes d’activation (effets de solvants, catalyse par transfert de phase, réactions sur

support solide),

4. Les applications en synthèse organique au travers de quelques exemples.

Pré-requis

- Chimie générale et chimie organique de CPGE ou 1er cycle universitaire

- Chimie du S5


Chimie organique Avancée (Carey-Sundberg) tomes 1 et 2 Ed. 1996 De Boeck Université (ISBN :

2804122956 et 2804123499)

Mécanismes réactionnels en Chimie Organique (Brückner) 1999, Ed. De Boeck Université (ISBN : 24744500526)



Année : 1 Semestre 6 Unité d’enseignement : Réactivité en Chimie

Moléculaire et Macromoléculaire Crédits UE : 4 ECTS

Code : PC6RSNEL Composante : Réactions de Substitution Nucléophile et

d’Élimination Nb d’heures : 16 h 00 Coef. : 37.5

Nature : Cours intégré Nom de l’intervenant : Stéphane Grelier, Jean-Luc

Pozzo Courriel : [email protected]

Objectifs

A l’issue de cette formation les élèves seront capables de choisir et mettre en œuvre une réaction de polymérisation ainsi que son procédé

afin de préparer un polymère donné.

Cela implique de :

- Identifier la réactivité d’un monomère vis-à-vis d’une espèce active ou un autre monomère,

- Définir le système de polymérisation et son procédé en fonction d’une application,

- Réaliser la synthèse d’un polymère.

L’enseignement a pour objectif pédagogique de :

- Sensibiliser les élèves aux méthodes, réalités et enjeux industriels,

- Faire comprendre l’intérêt de toutes les étapes nécessaires à la réalisation d’un polymère.

- Familiariser les élèves au lien entre le choix d’une méthode de synthèse et un cahier des charges.

Evaluation

S1 : ET (1h, E, sd, ca)

Intervenants

S. Carlotti, 8 cours, 4 TD (1/2 promo)

D. Taton, 4 TD (1/2 promo)

Contenu

Ce cours traite des différents aspects de la synthèse macromoléculaire. Il décrit les principales méthodes permettant l’élaboration des

polymères (polymérisations en chaîne et par étapes). La notion de réactivité des centres actifs dans le cas des polymérisations en chaîne est

discutée selon la nature des processus élémentaires. Ce cours traite également des processus impliqués dans la polymérisation par étapes.

Il illustre également la relation qui peut exister entre une méthode de polymérisation, l’architecture des chaînes et les propriétés des

polymères. Enfin, les principaux procédés de polymérisation, applicables en milieu industriel, sont présentés.

Chapitre 1 – Présentation générale de la chimie macromoléculaire

Un peu d’histoire

Rappels : Notion de chaîne macromoléculaire (polymères linéaires, réseaux, architectures macromoléculaires)

Chapitre 2 - Polymérisations en chaîne : polymérisation radicalaire

Mécanismes élémentaires

Aspects cinétiques

Copolymérisation

Exemples

Chapitre 3 - Autres polymérisations en chaîne

Polymérisations « vivantes »

Polymérisation anionique

Polymérisation cationique

Polymérisation par coordination

Chapitre 4 - Polymérisations par étapes : polyaddition et polycondensation

Généralités

Contrôle des masses molaires et des structures

Cinétique : exemple estérification

Principales réactions

Chapitre 5 - Procédés de polymérisation

Masse

Solution

Suspension

Emulsion

Exemples industriels

Pré-requis

Physico-chimie des polymères, Chimie organique fonctionnelle et réactivité, Méthodes de caractérisation des molécules.


Polymer synthesis, P. Rempp & E.W. Merrill, Huetig & Wepf Verlag, Basel-New York-Heidelberg, 1986 ISBN 3-85739-116-2,

Textbook of Polymer Science, F.W. Billmeyer, John Wiley & sons, 1984 ISBN 0-471-82835-3,

Chimie et Physico-Chimie des Polymères, M. Fontanille & Y. Gnanou, Dunod Ed., Paris, 2002 ISBN 2-10-003982-2.



Année : 1 Semestre 6 Unité d’enseignement : Réactivité en Chimie

Moléculaire et Macromoléculaire Crédits UE : 4 ECTS

Code : PC6RPPOL Composante : Réactions et Procédés de polymérisation Nb d’heures : 16h00 Coef. : 37.5

Nature : Cours intégré Nom des intervenants : Stéphane Carlotti, Daniel Taton Courriel : [email protected]

Objectifs

Ces séances de travaux pratiques sont consacrées à la synthèse et à la caractérisation des polymères à l’état solide, en

solution ou en milieu dispersé. Les polymères ou copolymères sont synthétisés en masse, en suspension et en émulsion.

Des mesures physico-chimiques permettent de calculer les caractéristiques thermodynamiques et cinétiques des

réactions mises en jeu. Les masses molaires moyennes, paramètres déterminant des polymères, sont déterminées par

chromatographie d’exclusion stérique. Les températures de transition de phase ainsi que les propriétés cristallines font

également l’objet d’analyses thermique et structurale. La formation des gels c'est-à-dire des structures tridimensionnels

assemblées par liaisons covalentes ou liaisons hydrogène est étudiée. Enfin, une manipulation aborde directement

l’élaboration d’un matériau à usage médical et pose le délicat problème de la formulation. A travers l’ensemble de ces

manipulations, les étudiants découvrent les propriétés bien particulières des polymères et apprennent à mettre en œuvre

des techniques adaptées à l’analyse de ces molécules.

Intervenants : Dominique Leclercq, Eleni Pavlopoulou, Stéphane Carlotti ou Joan VIGNOLLE

Evaluation

S1 : EX (30min) x 1/2 + CC (Cahier TP) x ½

S2 : rep(S1)

Contenu

1. Polycondensation de l’acide 11-amino undecanoique

2. Polymérisation radicalaire en masse du styrène : étude cinétique par dilatométrie

3. Copolymérisation radicalaire en solution. Application à la fabrication d’un réseau polyacrylamide

Formation d’un gel dit physique assemblé par liaisons hydrogène

4. Copolymérisation radicalaire en suspension du styrène et du méthacrylate de méthyle et polymérisation radicalaire en

émulsion du styrène

5. Ciments acryliques : application à l’élaboration de prothèses

6. Détermination des masses molaires moyennes par chromatographie d’exclusion stérique

7. Etude par microscopie optique de la cristallisation des polymères

8. Etude du comportement à la température des polymères amorphes et semi-cristallins

Intervenants

Christophe SCHATZ (12 séances x 4h)

Dominique LECLERCQ (12 séances x 4)

Eleni PAVLOPOULOU (18 séances x 4h)

Stéphane Carlotti ou Joan VIGNOLLE (6 séances x 4h)

Pré-requis

Cours polymères (synthèse, structure)


Chimie et physico-chimie des polymères, M. Fontanille et Y. Gnanou , Ed Dunod – Paris 2002.



Année : 1 Semestre 6 Unité d’enseignement : Réactivité en chimie

moléculaire et macromoléculaire Crédits UE : 4 ECTS

Code : PC6TPSSM Composante : TP Analyse des structures et synthèse

macromoléculaire Nb d’heures : 24h Coef. : 25

Nature : TP

Nom de l’intervenant: Christophe SCHATZ

Dominique LECLERCQ, Eleni PAVLOPOULOU,

Stéphane CARLOTTI

Courriel : [email protected]

SEMESTRE

7

Objectifs

Comprendre les bases théoriques de l’aromaticité et analyser les données expérimentales concernant les Substitutions

Electrophiles et Nucléophiles spécifiques à la série aromatique.

Concevoir des stratégies de synthèse de dérivés aromatiques.

Connaître les grandes classes de dérivés photosensibles et/ou photomodulables.

Evaluation

S1 : ET (1h, E)

Contenu

1. Présentation Générale : Chimie des Arènes

Aromaticité (Kékulé, définition Hückel), Nomenclature, Mise en évidence, Caractérisation

2. Réactivités

Substitution Electrophile Aromatique, Friedel-Crafts et assimilés, Polysubstitution (Holleman)

Substitutions Nucléophiles, Addition-Elimination (Meisenheimer), Aryldiazoniums, Elimination-Addition

3. Bilan des méthodes

4. Synthèses Connexes

Méthodes de Couplage (Stille, Suzuki, etc…), Réduction de Birch, Réactivités Benzyliques

5. Production Industrielle

Application en synthèse thérapeutique (Benzodiazépines, Calixarènes, Stilbénoides)

6. Systèmes Photoactifs

Photochromisme

Matériaux à transmission optique variable

Stockage de l’information

Sondes Fluorescentes

7. Perspectives en Nanosciences

Empilements Aromatiques

Pré-requis

Approche mécanistique de la Chimie Organique.

Notion d’Ingénierie Moléculaire-Grandes Classes de Réactions-Plan de synthèse

Stéréochimie

Spectroscopies RMN, UV-Visible


Chimie Organique Avancée (3e Edition), F.A. Carey, R.J. Sundberg

Organic Chemistry (2e Edition), K.PC. Vollhardt, N.E. Schore

Mécanismes réactionnels en Chimie Organique, R. Bruckner

A Guidebook to Mechanisms in Organic Chemistry, P. Sykes

Invitation à la Chimie Organique, A. William Johnson, De Boeck, 1999.

Chimie Organique, J. Clayden, N. Greeves, S. Warren et P. Wothers, De Boeck, 2003 (V.F.)

http://www.uic.fr/fr/reach00.htm (Norme Européenne REACH)



Année : 2 Semestre 7 Unité d’enseignement : Molécules et Propriétés des

Polymères Crédits UE : 4 ECTS

Code : PC7CHARO Composante : Chimie des Aromatiques Nb d’heures : 14h40 Coef. : 34.4

Nature : Cours intégré Nom des intervenants : Jean-Luc POZZO Courriel : [email protected]

http://www.uic.fr/fr/reach00.htm

Département : Chimie Physique


Année : 2 Semestre : 7 Unité d’enseignement : Molécules et Propriétés des


Code : PC7PPMPU Composante : Propriétés des Matériaux Polymères et

Usages Nb d’heures : 17h30 Coef. : 40,6

Nature : Cours intégré Nom des intervenants : Stéphane Carlotti, Guillaume

Fleury, Eleni Pavlopoulou Courriel : [email protected]

Objectifs

A l’issue de cette formation les élèves seront capables de décrire des comportements mécaniques et rhéologiques des

solides et fluides polymères.

Cela implique de :

Expliquer les relations entre les structures des polymères, leurs propriétés et usages (applications),

Concevoir et fabriquer des objets ou des formulations en polymère pour une fonction donnée.

Evaluation

S1 : ET (1h, E, sd, ca)

Intervenants

G. Fleury, 8 cours, 3 TD (1/2 promo)

S. Carlotti, 2 cours

E. Pavlopoulou, 3 TD (1/2 promo)

Contenu

Propriétés Thermomécaniques des solides Polymères

1- Généralités et comportements mécaniques

2- La viscoélasticité des polymères (Analyse statique et dynamique, le principe de l’équivalence Temps-

Température)

3- L’élasticité caoutchoutique

Propriétés rhéologiques des fluides Polymères

1- Généralités et écoulements

2- Les phénomènes visqueux dans les polymères

Mise en forme des Polymères

1- Généralités et Procédés (additifs, formulation, recyclage,...)

2- L'injection

3- L'extrusion

4- Le calandrage et le thermoformage

5- Les autres procédés

Pré-requis

Connaissances de base en chimie organique et en chimie-physique

Bonne connaissance des structures macromoléculaires, de la relation structure/propriétés des polymères et de

leurs méthodes de synthèses


"Introduction to Mechanical Properties of Solid polymers", I.M. WARD, D.W. HADLEY, WILEY Editors

(1993).

"Mécanique des matériaux polymères", J.L. HALARY, F. LAUPRETRE, L. MONERIE, Edition BELIN (2008).

"Initiation à la Rhéologie", G.COUARRAZE, J.L.GROSSIORD, Edition TEC&DOC LAVOISIER (1991).

Département : Chimie Physique


Année : 2 Semestre : 7 Unité d’enseignement : Molécules et Propriétés des


Code : PC7TPPMP Composante : TP Analyse des Propriétés Mécaniques

des Polymères Nb d’heures : 18 Coef. : 25

Nature : TP Nom des intervenants : Stéphane Carlotti, Guillaume

Fleury, Eleni Pavlopoulou Courriel : [email protected]

Objectifs

Cet enseignement pratique permettra aux élèves d’approfondir leurs perceptions des différents comportements mécaniques et

rhéologiques des systèmes polymères. Il vise à les préparer à utiliser les techniques et équipements permettant d’identifier ces

propriétés. Ils pourront également analyser et traiter les données fournies.

Evaluation

S1 : TP (CR x 0,75 + Sout x 0,25)

S2 : rep(S1)

Intervenants

G. Fleury, 8 TP de 4h (+ 4 soutenances de 2h)

S. Carlotti, 8 TP de 4h (+ 4 soutenances de 2h)

E. Pavlopoulou, 8 TP de 4h

Vacataire, 8 TP de 4h

Contenu

4 TP effectués sur 7 proposés :

1. Analyse viscosimétrique de polymères

2. Analyse rhéologique dynamique de polymères fluides : principe de l’équivalence temps-température

3. Analyse mécanique statique de polymères : effet de la structure

4. Analyse rhéologique dynamique de polymères : temps caractéristique et fluage

5. Analyse mécanique dynamique des polymères

6. Analyse mécanique statique de polymères : effet de la vitesse et de la température

7. Elaboration, mise en forme et caractérisation de composites : mélange de poly(oxyde d’éthylène) et de lignine

Pré-requis

Matériaux Polymères : Propriétés, Mise en forme et Usages


"Introduction to Mechanical Properties of Solid polymers", I.M. WARD, D.W. HADLEY, WILEY Editors (1993).

"Mécanique des matériaux polymères", J.L. HALARY, F. LAUPRETRE, L. MONERIE, Edition BELIN (2008).

"Initiation à la Rhéologie", G.COUARRAZE, J.L.GROSSIORD, Edition TEC&DOC LAVOISIER (1991).

SEMESTRE

8

Evaluation

S1 : ET (1h, E)

PARTIE I : Solutions de polymères- C. Schatz (POLYM1)


Ce cours a pour objet de présenter le comportement des polymères en solution qui en raison de leur masse molaire élevée présentent

de nombreuses singularités par rapport aux molécules de faibles masses molaires. La thermodynamique des solutions de polymères,

les aspects pratiques de la solubilité des polymères, les applications des solutions de polymères ainsi que les principales techniques

de caractérisation des polymères à l’état liquide seront détaillés.

Contenu

1) Introduction : Importance des solutions de polymères

2) Rappel sur la thermodynamique des solutions simples

3) Thermodynamique des solutions de polymères : Théorie de Flory-Huggins

4) Notion de volume exclu : Théorie de FloryKrigbaum

5) Les dimensions des chaînes polymères

6) Application des méthodes colligatives à la caractérisation des solutions polymères

7) Théorie de la chromatographie d’exclusion stérique

Pré-requis

Notions de base en thermodynamique des solutions


Polymer Solutions: An Introduction to PhysicalProperties, IwaoTeraoka, John Wiley& Sons, Inc.

Chimie et physico-chimie des polymères,M. Fontanille et Y. Gnanou,Ed Dunod – Paris 2002.



Année : 2 Semestre 8 Unité d’enseignement : Parcours organique Crédits UE : 8 ECTS

Code : PC8POLYM Composante : Polymères : conception, usages et comportement

en solution Nb d’heures : 21h30 Coef. : 22,4

Nature : Cours intégré Nom des intervenants : C. Schatz, H. Cramail

Courriel :

[email protected];cramail@enscb

p.fr

PARTIE II : Polymères, Conception et Usages –H. Cramail (POLYM2)


Connaissance des Grandes Familles de Polymères

Comprendre les relations structures des polymères, propriétés et usages (applications).

Compétences dans la conception et la fabrication d’objets ou de formulations en polymère pour une fonction donné

(application) (suite de PMPUCP2AS7).

Contenu

Les Procédés de polymérisation

1 – Polymérisation en masse

2 – Polymérisation en solution

3 – Les procédés en milieu dispersé (suspension, émulsion, dispersion,…)

4 – Exemples de procédés industriels

Les grandes Familles de Polymères

1 - Etat des lieux et données socioéconomiques

2 – Critères de choix d’un polymère pour une application donnée

3 – Caractéristiques, élaboration et domaines d’application des grandes familles

4 – Les composites à matrices polymères

5 – Les « bioplastiques » d’origine végétale

Quelques exemples de relations Structure-Propriétés-Usages-Conception

Devenir des polymères après utilisation

Vers une démarche d’éco-conception

Pré-requis

Connaissances de base en chimie organique et en chimie-physique

Bonne connaissance des structures macromoléculaires et des méthodes de synthèses

Cours Matériaux Polymères : Propriétés, Mise en forme et Usages du semestre 7


« Mécanique des matériaux polymères », J.L. HALARY, F. LAUPRETRE, L. MONERIE, Edition BELIN (2008)

« De la macromolécule au matériau polymère », J.L. HALARY, F. LAUPRETRE, Edition BELIN (2006)

Evaluation :

S1 : ES(30min) x 0.4 + Proj(Rap x 0,3 + Sout x 0,3)

S2 : rep(S1)

PARTIE I Chimie des carbonyles : applications industrielles - 13h20

(Thématique Chimie Moléculaire et Polymères)

Objectifs

L’apprenant sera capable à propos de composés carbonylés

- d’Identifier les sites électrophiles, nucléophiles, acides et basiques.

- de les Classer en fonction de leur réactivité vis-à-vis d’un électrophile ou d’un nucléophile, d’un acide ou d’une

base, d’un oxydant ou d’un réducteur.

- de Citer des réactions.

- de décrire et d’établir un mécanisme réactionnel.

- d’Anticiper les produits d’une réaction en fonction des paramètres expérimentaux.

- de Choisir des réactifs et des paramètres expérimentaux afin d’obtenir les produits désirés.

Contenu

- Un document de cours suivant le sommaire suivant :

1. Aldéhydes et cétones

1.1 Nomenclature des aldéhydes et cétones

1.2 Préparation des aldéhydes et cétones

1.3 Réactivité de la fonction carbonyle

1.4 Réaction en de la fonction carbonyle – énols et énolates

2. Acides carboxyliques

2.1 Nomenclature des acides carboxyliques

2.2 Acidité et basicité des acides carboxyliques

2.3 Préparation des acides carboxyliques

2.4 La réactivité de la fonction carboxyles : le mécanisme d’addition –

élimination

3. Les dérivés d’acides carboxyliques

3.1 Réactivités relatives des dérivés d’acide carboxylique

3.2 Les halogénures d’alcanoyles et les anhydrides

3.3 Les esters

3.4 Les amides

4. Les composés carbonylés -insaturés

5. Les composés dicarbonylés

- L’exposé du cours.

- Des exercices d’application des réactions précédemment vues portant entre autre sur des exemples de synthèse

de principes actifs de médicaments.

- Examen de 30 mn (voir partie 2) et correction.


Thématique : Chimie Moléculaire et Polymères / Biochimie

Année : 2 Semestre 8 Unité d’enseignement : Parcours Organique Crédits UE : 8 ECTS

Code : PC8CCRET Composante : Chimie des Carbonyles et Rétrosynthèse Nb d’heures : 25 h 20 Coef. : 28,6

Nature : Cours intégré Nom des intervenants : Yohann NICOLAS, Emilie GENIN,

Sandra PINET, Isabelle Gosse

Courriel :

[email protected]

PARTIE II Rétro-synthèse – 12h

(Thématique Chimie Moléculaire et Polymères)

Objectifs

L’apprenant sera capable de :

- Expliquer et de discuter d’un mécanisme réactionnel

- Choisir des réactifs et des paramètres expérimentaux afin d’obtenir les produits désirés.

- Décrire une voie de synthèse

- Comparer des voies de synthèse.

- Elaborer des stratégies de synthèse en plusieurs étapes à partir de produits commerciaux.

- Justifier et critiquer une stratégie de synthèse

- Utiliser un outil de base de données en chimie organique

- Ecrire un rapport scientifique (Référencement, Style, Organisation) de chimie organique.

- Exposer un travail scientifique de chimie organique.

Contenu

- 6 séances de Cours/TD encadrés par 3 enseignants de chimie organique.

- Accès aux bases de données Reaxys et Sci-finder.

- Exercice suivant en groupe de travail : trouvez grâce à la littérature scientifique et à vos connaissances une voie de

synthèse d’une molécule choisie par l’enseignant à partir de produits commerciaux.

- Rédaction d’un rapport

- Exposé du travail et questions posées par l’auditoire.

- Déroulement :

1) Rétrosynthèse : définition, utilisation

2) Initiation à la recherche par molécule et par réaction dans les bases de données (Beilstein ou scifinder)

3) TD Echange et avancée des projets (3 jalons)

a) Rétrosynthèse

b) Identification de toutes les étapes

c) Les mécanismes

4) Rédaction du rapport et d’une fiche récapitulative de la rétrosynthèse.

5) Correction par l’enseignant des documents à chaque groupe

6) Le groupe de travail améliore ses documents

7) Soutenance devant la promotion (présentation de la molécule et ses propriétés, la synthèse,

mécanismes particuliers, questions) (la fiche récapitulative de la rétrosynthèse est distribuée aux autres

groupes) avec participation des élèves pour les questions.

Evaluation (commune partie 1 et partie 2)

S1 : CC(30mn,E,da) x0.2 + Proj(Rap) x0.4 + Proj(Sout) x0.4

S2 : ET(45mn,E,sd)

Pré-requis

Stéréochimie, effets électroniques, nomenclature, notions de cinétique et de thermodynamique

Toutes les réactions vues dans les cours précédents (CHO2, CHO3, CHO4)


Chimie Organique, C.VOLLHARDT, éditions De Boeck

Introduction à la chimie organique, les molécules organiques dans votre environnement, usages, toxicité,

synthèse et réactivité, J. DROUIN, Librairie du Cèdre

département : chimie physique - moodle bordeaux...

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