SYNTHESE DE TENSIO-ACTIFS PHOSPHATES

 RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES SUR LES TENSIOACTIFS

Présentation des tensioactifs:

La signification chimique du terme « tensioactif »

Les domaines de la chimie qui font appel aux milieux dispersés sont de plus en plus nombreux, divers et vastes. Ils englobent les solutions micellaires, les émulsions, les membranes bicouches, les liposomes, les vésicules. Les tensioactifs sont aussi appelés surfactans (contraction des termes anglo-saxons Surface Active Agent), détersif, agent de surface, émulseur, amphiphile, tenside. Au Canada notamment, on pa rle aussi de surfactif, transposition du mot anglais surfactant. Un composé est dit tensio-actif lorsque présent à d es concentrations relativement faibles, il modifie les caractéristiques d’une interface liquide/gaz, liquide/liquide ou liquide/solide. Ce type de substance est notamment capable d’abaisser la tension superficielle et/ou la tension interfaciale entre les deux milieux [8]. 2° Structure d’un tensioactif: Les composés tensioactifs sont des molécules amphiphiles, c’est-à-dire qu’elles présentent deux parties de polarité et de solubilité différentes, on distingue : – une partie polaire (ou ionique), hydrophile (miscible dans l’eau), lipophobe (insoluble dans les solvants organiques apolaires), appelée tête. – une longue chaîne hydrophobe (insoluble dans l’eau), lipophile (attire l es lipides (huiles et graisses), et soluble dans les solvants organiques), appelée queue [9]. Synthèse de Tensio-actifs phosphatés 12 Exemples : 1) O O Na+ 16C palmitate de sodium 2) F F F F F F F F F F F F F F F O O Na Cette queue peut être constituée d’un enchainement fluorocarbonée pour diverses raisons. Dans ce cas la chaîne n’est pas soluble dans les huiles, elle est oléophobe. Par contre, elle est soluble dans l es solvants perfluorés ou hautement fluorés : elle est fluophile [8]. On distingue trois grands types d’amphiphiles : :Amphiphile conventionnel :Amphiphile de type bolaphile :Amphiphile de type gémini :Tête hydrophile :Queue hydrophobe Les bolaphiles sont des tensioactifs comportant deux têtes polaires hydrophiles reliées entre elles par une chaîne hydrophobe. Les tensioactifs gemini comportant deux têtes polaires hydrophiles et deux « queues » hydrophobes reliées entre elles par une chaine rigide ou flexible appelée « spacer »[10].  La formule générale (et la plus simple!) d’un tensioactif, associe une tête polaire à une queue hydrophobe, mais de multiples variations sont possibles : présence de plusieurs têtes, de plusieurs queues, volume relatif variable de la tête et de la queue…etc. Toutes ces propriétés vont déterminer la nature de l’objet colloïdal présent dans la formulation [4]. 3° Origine des tensioactifs: Un tensioactif peut être obtenu à partir de pétrole, mais aussi à partir d’ingrédients végétaux. Les tensioactifs ne sont pas directement issus de la pétrochimie, mais de la parachimie : les produits de bases utilisés peuvent être l’ammoniaque (pour la fabrication des tensioactifs cationiques) mais aussi des acides gras issus des huiles végétales (pour les savons et pour la plupart des tensioactifs non ioniques) [11]. Les tensioactifs zwitterioniques, en particulier ceux préparés à partir des acides aminés naturels, ou des dérivés de l’imidazole, ainsi que les tensioactifs non ioniques, alcanolamides, oligopeptides, dérivés des sucres, de meilleure biocompatibilité que les ioniques, sont de plus en plus utilisés au détriment des anioniques [4]. a. Les tensioactifs de synthèse : Ex : les SLS (Sodium-Lauryl-Sulfate…), monoéthanolamine, diéthanolamine et triéthanolamine. b. Les tensioactifs naturels : Ex : Cocamidopropyl Betaine, Coco Betaine, Coco Glucoside, Decyl Glucoside, Lauryl Glucoside, Sodium Cocoyl Glutamate, Disodium Cocoyl Glutamate, Sodium Lauroyl Glutamate, Sodium Lauroyl Sarcosinate .Obtenus à partir d’huile de noix de coco et de palme et/ou de sucres d’origine végétale [12]. 4° Les différents types des tensioactifs: On les classe par deux méthodes: selon les natures de la tête polaire hydrophile et de la queue apolaire hydrophobe: 1- classement suivant la tête: on distingue quatre grands groupes: a) Les tensioactifs anioniques : ils possèdent un o u plusieurs groupements fonctionnels s’ionisant en phase aqueuse pour libérer des ions tensioactifs chargés négativement et des cations qui sont en général des métaux alcalins ou ammonium quaternaire. Synthèse de Tensio-actifs phosphatés 14 Exemples : *Les composés sulfatés R-O-SOR 3RP – PAP + P. *Les sulfonates R-SOR 3RP – PAP + P. *Les phosphates R-O-POR 3RP 2-,P2AP + P……etc. *Les savons, sels d’acides gras dérivés d’huiles végétales qui sont les premiers tensioactifs utilisés (Carboxylate de sel alcalin, sodium ou potassium) RCOR 2RP – PAP + P. Notons que les sels d’acides carboxyliques présentent un inconvénient majeur qui est leur faible stabilité en présence de l’eau. Ils subissent la réaction d’hydrolyse: A+ R OO + H O H R OH O + A OH [13] b) Les tensioactifs cationiques: Ces composés possèdent un ou plusieurs groupements s’ionisant en solution aqueuse pour former des tensioactifs chargés positivement et des anions qui sont généralement de type halogénure (Cl‾, Br‾). Le groupement solubilisant est généralement un ammonium quaternaire RR 1RRR 2RRR 3RRR 4RNP + PXP – P ou un phosphonium RR 1RRR 2RRR 3RRR 4RPP + PXP – P, un imidazolinium … c) L es tensioactifs amphotères ou zwitterioniques: La recherche de nouveaux produits a naturellement conduit les chimistes à associer les charges anioniques et cationiques dans une seule et même espèce chimique. Cette classe de surfactants s’adapte au milieu dans lequel il se trouve. Ils deviennent anioniques en milieu alcalin et cationiques en milieu acide. Le groupement solubilisant est constitué d’un sel double dont l’une des parties est un ammonium quaternaire et l’autre un anion carboxylate, phosphate ou sulfonate. Exemples sur les amphotères