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Sciences

Est-ce qu'une anionique molécule peut s'accrocher à une autre de charge neutre? Je suis intéressée par deux molécules, la gomme xanthane et le metronidazole benzoate dont les formules moléculaires sont respectivement C35H49O29 et C13H13N3O4?

Question de Fara (24 ans)

Didier Perret

Réponse de Didier Perret

Docteur

Section de chimie et biochimie
Université de Genève

De manière générale, les molécules peuvent interagir entre elles grâce à des forces qui les attirent. Ces forces sont diverses et impliquent entre autres l'attraction des substances de charges opposées (au contraire, les substances de charge équivalente se repoussent).

Cependant, le fait que des molécules soient dites neutres sur le plan électrique, c'est-à-dire ne possédant pas de charge positive ou négative formelle, ne signifie pas que leurs électrons se répartissent de manière totalement homogène. Le cas de la molécule d'eau est exemplaire à ce sujet: l'entité H2O ne présente aucune charge, mais la molécule présente une très grande inhomogénéité dans la répartition de ses charges (positives vers les atomes d'hydrogène, et négatives vers l'atome d'oxygène).

Par conséquent, il est fréquent que des molécules chargées interagissent (s'accrochent, comme vous dites) avec des molécules non chargées, simplement parce que l'interaction se déroulera entre la charge de la première molécule et une zone inversement chargée de la molécule qui est néanmoins neutre.

Dans le cas précis de la gomme de xanthane et du benzoate de métronidazole, nous sommes en présence de molécules non chargées, contrairement à ce que vous indiquez.

La gomme xanthane est un biopolymère produit par des bactéries et contenant plusieurs unités de sucre (le glucose, le mannose, l'acide glucuronique et l'acide pyruvique); formellement, cette longue molécule ne porte pas de charge, mais la présence de nombreux atomes d'oxygène dans la molécule contribue fortement à ce que des zones aient un caractère positif tandis que d'autres zones auront un caractère négatif. C'est cette inhomogénéité dans la répartition des charges électriques sur cette molécule qui la rend d'ailleurs soluble dans l'eau.

Quant au benzoate de métronidazole, bien qu'il s'agisse d'une molécule beaucoup plus simple, elle contient aussi des atomes d'oxygène, ainsi que des atomes d'azote, mais elle ne possède formellement pas de charge électrique. L'inhomogénéité dans la répartition de ses charges existe, mais elle n'est pas aussi flagrante que pour la gomme de xanthane, et c'est la raison pour laquelle sa solubilité dans l'eau est faible, mais qu'elle peut néanmoins interagir avec la gomme xanthane.

La littérature scientifique nous apprend que l'interaction entre ces deux composés a déjà été étudiée, dans le cadre de la production d'antibiotiques. On y trouve de nombreux brevets (qui ne révèlent pas leurs secrets de fabrication); quant aux très rares publications accessibles, elles traitent toutes des principes de formulation et de l'optimisation des mélanges pour accroître les performances antibactériennes de la formule finale. Tout un art, qui ne peut pas relever la chimie de cuisine mais d'experts en chimie et en science pharmaceutique!

29 août 2017

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