Si un cristal est parfaitement ordonné en 3D, la création des défauts est inévitable : substitution d’atomes, création de lacunes, macles, glissements de plans.

La perovskite ABX₃ est un bon exemple d’écarts de structure avec l’étude des ordres des charges mais aussi celui des orbitales concernées. Les groupes CO₃, BO₃, NO₃ s’invitent dans les structures des cuprates supraconducteurs à haute température critique SHTc tels que l’exemple célèbre du (YBa₂) Cu₃O_7-α avec Tc = 94K avec une structure cationique déficitaire en oxygène. Les matériaux multi-ferromagnétiques tels que LuFe₂O₄ sont aussi caractérisés par des modifications des répartitions des charges Fe²⁺ et Fe³⁺.

L’article présente avec concision les définitions fondamentales de la cristallographie : maille, réseau de bravais, plans réticulaires, les éléments de symétrie des mailles des 7 systèmes cristallins ainsi que les groupes d’espace. De nombreuses annexes téléchargeables sur le site de L’Actualité Chimique sont disponibles, ce qui en fait une référence très pratique et de grande qualité !

La mise en place de catalyseurs innovants et efficaces nécessite une modélisation par la chimie théorique. La méthode de la théorie de la fonctionnelle de densité permet alors d’aborder des systèmes assez « grands » tels que des systèmes de plus de 1000 atomes et est la méthode de choix pour l’étude théorique des catalyseurs hétérogènes et de la réactivité catalytique. Il faut mettre au point des chemins de réaction.

La sélectivité de l’hydrogénation du butadiène sur le platine pour conduire exclusivement au butène et le profil des réactions sont proposés : l’étape clé est la deuxième hydrogénation du butadiène ! Ainsi le platine ne donne que 70 % de monosélectivité, alors que l’alliage Pt-Sn conduit alors à la monohydrogénation exclusive !!

Les dendrimères sont des polymères possédant une architecture arborescente tridimensionnelle et hyper-ramifiée. Trois stratégies de synthèse sont présentées : divergente à partir du cœur vers la périphérie, convergente à partir de la périphérie ou une combinaison des deux.

Les dendrimères ont des applications biomédicales, comme agents de contraste en imagerie médicale, ou sont aussi des nanovecteurs efficaces pour le transport d’agents de diagnostic, de médicaments ou de matériel génétique (un encadré spécial est dédié à ce transport), par encapsulation par exemple. Les dendrimères poly(amidoamines) ou PANAM sont issus d’un cœur triéthanolamine, les fonctions amines primaires externes sont liées entre elles par des liaisons amide et sont par conséquent protonées et peuvent participer aux interactions électrostatiques avec des molécules chargées négativement telles que les oligonucléotides. Ces dendrimères sont d’excellents transporteurs d’ADN ou peuvent inactiver des gènes. Les dendrimères poly(aminoesters) sont synthétisés sur le même schéma mais en remplaçant les fonctions amides par des esters qui deviennent alors des espèces biodégradables !

Les effluents hospitaliers sont les principales sources d’émission des résidus pharmaceutiques. Ils sont classés en groupes anatomiques et thérapeutiques. La gamme de concentration est très large : du ng/L à quelques mg/L. On peut définir un quotient de danger qualifiant son danger écotoxicologique.

Les quinze résidus pharmaceutiques les plus dangereux sont répertoriés sur le plan de l’écotoxicité, de la bioaccumulation dans les organismes aquatiques selon un code bien précis (ATC). Les structures moléculaires de ces résidus sont indiquées dans un tableau synthétique.

La maladie d’Alzheimer est la maladie neurodégénérative la plus fréquente. Deux types de lésions morphologiques sont observées post mortem chez les malades : des dégénérescences neurofibrilaires intracellulaires de protéine Tau, qui est la protéine qui constitue ce qu’on appelle le squelette du neurone, et des plaques amyloïdes extracellulaires, dites plaques séniles, qui sont des peptides amyloïdes constitués d’une quarantaine d’acides aminés. Or l’apparition des plaques séniles précède l’apparition de la protéine Tau et la cascade amyloïde.

L’agrégation des peptides dépend d’ions métalliques tels que Cu(II), Cu(I), Zn(II) et Fe(II) qui se complexent aux sites N-terminal des carboxylates et amides du peptide. Les géométries respectives des complexes sont des pyramides à base carrée et linéaires grâce à la flexibilité du peptide. Ces modifications de coordination sont rapides et impactent de façon néfaste les propriétés redox du complexe. Des exemples de coordination sont présentés sur les peptides humains en particulier.

Le procédé Kraft est un procédé d’obtention de fibres de cellulose.

Ce procédé consiste en un traitement du bois, à haute température (160 °C), par des sulfures en milieu basique. L’extraction des hémicelluloses par hydrolyse acide ou à chaud à 160 °C est présentée et un tableau de la composition de l’hydrolysat issu de cette extraction à partir de bois termine cette fiche de mise au point du procédé industriel.

Quatre articles présentent comment "la chimie mène l'enquête" sur les stupéfiants.

La détection par spectrométrie de masse, par Gerard Hopfgatner et coll. :
Différentes techniques sont utilisées : à ionisation secondaire, désorption et ionisation laser, électronébulisation. Des exemples sont donnés dans les comprimés. La détection de la cocaïne est précisée.

Les cathinones, par C. Napierala et coll. :
Les dérivés du principe actif du khat de synthèse (exemple de la méphédrone) sont présentés ici. Les nouvelles amphétamines sont analysées par spectrométrie de masse.

Le cannabis, par Laurence Dujourny et Thierry Soto :
Il s’agit d’une plante controversée (voir encart « législation » et culture autorisée) avec des effets psychotropes. Des cannabinoïdes de synthèse peuvent être à usage médical. La nabilone est ainsi utilisée pour les nausées en lien avec les chimiothérapies du cancer.

L’incorporation de substances étrangères dans les cheveux (xénobiotiques), par Nathalie Milan et Claire Martin :
Après quelques généralités sur la structure et la pigmentation sur les cheveux, on précise les voies et les facteurs physicochimiques d’incorporation de ces substances. Les difficultés d’interprétation sont évoquées : effets de la couleur des cheveux, des produits cosmétiques, des métabolites des drogues. Un tableau synthétique précise les seuils de positivité de l’héroïne, de la cocaïne, des amphétamines et du cannabis. L’exemple du GHB, anesthésique parfois détourné lors d’évènements festifs, termine l’article.

Des généralités sur les explosifs sont rappelées : explosifs à usage civils industriels, militaires et artisanaux ainsi que les types d’explosifs primaires (amorces) et secondaires (charge). Un encart précise les types de régimes de décomposition (combustion, déflagration, détonation).

Les méthodes analytiques sont traitées avec les techniques colorimétriques avec un excellent tableau sur les réactifs utilisés pour les molécules et ions à identifier.

Les techniques spectrophotométriques sont ensuite présentées : IR proche et ATR (avec indice de réfraction élevé) à mobilité ionique.

Les réactions colorimétriques servent à l’identification des molécules et des familles de molécules très utiles pour les enquêtes scientifiques. Des exemples de détection de stupéfiants sont d’abord indiqués.

Les principaux constituants actifs du cannabis, le THC (tétra-hydrocannbinol), le CBD (le canbidol) et le CBN (cannabinol) sont détectés par hydroxyalkylation du groupe OH aromatique pour donner une couleur violette caractéristique. Le thiocyanate de cobalt(II) réagit avec la cocaïne pour former un complexe organométallique de couleur bleue, l’ajout d’acide chlorhydrique devient rose. De même, différents groupes fonctionnels tels que les amines secondaires des amphétamines donnent avec un mélange de formol et d’acide sulfurique des structures carbénium colorées. De plus, après un rappel sur la classification des explosifs, une étude sur la détection des explosifs est proposée : le réactif de Griess détecte les ions nitrite libérés par action d’une base sur l’ester nitré tel que la nitroglycérine. L’exemple est illustré par l’acquittement et la libération des « Birmingham Six » condamnés par erreur en Angleterre en 1991 !