Deux médicaments antigrippaux : un exercice complet de chimie

Cet exercice de 6,5 points, le plus long de l'épreuve du bac S Métropole rattrapage 2010, compare deux comprimés prescrits contre la grippe : l'« ibuprofène 100 mg », un antipyrétique, et l'« oséltamivir 75 mg », un antiviral. En trois parties indépendantes, il fait identifier les principes actifs par chromatographie, doser l'ibuprofène par titrage pH-métrique puis étudier les propriétés de l'oséltamivir et la première étape de sa synthèse. La calculatrice est interdite : il faut s'appuyer sur les aides au calcul fournies.

Partie 1 : chromatographie et quantités de matière

Sur la plaque, une même espèce chimique migre toujours à la même hauteur avec le même éluant. La tache du dépôt 1 est au niveau de celle de l'oséltamivir de référence, celle du dépôt 2 au niveau de l'ibuprofène : le comprimé A contient l'oséltamivir, le comprimé B l'ibuprofène. La différence entre la masse annoncée et la masse mesurée du comprimé vient des excipients, soit 200 mg pour l'un et 150 mg pour l'autre. Le calcul de quantité de matière donne n = m/M = 0,100/206, soit 4,85 × 10^-4 mol d'ibuprofène, puis une masse d'oséltamivir de 151 mg pour la même quantité. Le piège principal est de laisser la masse en milligrammes alors que la masse molaire est en g·mol^-1. Avec seulement 75 mg, le comprimé d'oséltamivir contient environ deux fois moins de principe actif en quantité de matière.

Partie 2 : titrage pH-métrique de l'ibuprofène

La légende du montage de filtration sous vide se lit de haut en bas : excipients solides, papier filtre, entonnoir Büchner, sortie vers la trompe à vide, fiole à vide et filtrat. La filtration sous vide est plus rapide et le solide est mieux essoré. L'ibuprofène porte un groupe carboxyle : c'est un acide, qui réagit avec l'ion hydroxyde selon AH + HO^- → A^- + H₂O, les ions sodium étant spectateurs. Le volume équivalent, V_BE = 9,4 mL, se lit au maximum de la courbe dérivée. À l'équivalence, n(AH) = c_BV_BE, d'où m = c_BV_BEM_i : c'est la proposition d, la seule homogène à une masse. On obtient 97 mg, en accord avec l'indication du fabricant aux erreurs de mesure près, à condition de convertir V_BE en litres.

Partie 3 : l'oséltamivir et l'acide shikimique

Le groupe encadré est un groupe ester et R₂ est le groupe éthyle. Avec l'ion hydroxyde, l'ester subit une hydrolyse basique, ou saponification, réaction totale et rapide à chaud, qui donne un ion carboxylate et un alcool. L'estérification de l'acide shikimique par l'éthanol est au contraire lente et limitée : il ne faut pas oublier l'eau parmi les produits ni écrire une flèche simple. Le schéma correct est le montage à reflux B ; le réfrigérant évite les pertes de matière, le chauffage accélère la réaction et l'acide sulfurique la catalyse. L'éthanol joue le rôle de réactif et de solvant, et son excès déplace l'équilibre dans le sens direct.

Conseils pour réussir

Vérifie toujours l'homogénéité d'une formule avant de la choisir, compare les quantités de matière plutôt que les masses et distingue bien hydrolyse basique et estérification. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec la rédaction attendue sur la copie.