S19 – Fonctions organiques 📝⚓︎
Fonctions oxygénées – Fonctions azotées et soufrées – Liaison peptidique – Liaisons hydrogène
🎯 Objectifs⚓︎
À l'issue de la séance, vous serez capables de :
- reconnaître les principales fonctions organiques sur une formule topologique
- nommer les fonctions oxygénées (alcool, phénol, éther, aldéhyde, cétone, acide, ester, hémiacétal)
- nommer les fonctions azotées et soufrées (amine, ammonium quaternaire, amide, thiol, thioéther)
- identifier une liaison peptidique (amide)
- relier une fonction à une propriété cosmétique (solubilité, réactivité, activité)
- expliquer le rôle des liaisons hydrogène dans la stabilisation des structures
🧴 Pourquoi c'est important pour votre métier ?⚓︎
En cosmétique, savoir reconnaître les fonctions organiques est essentiel pour :
- Lire une liste INCI (International Nomenclature of Cosmetic Ingredients)
- Comprendre pourquoi un ingrédient est hydratant, actif, conservateur...
- Relier la structure chimique à la propriété cosmétique
- Analyser les interactions entre ingrédients (liaisons H, ponts disulfure...)
💡 La fonction chimique détermine la propriété : un alcool (–OH) hydrate, un acide (–COOH) exfolie, un peptide (liaisons amides) stimule le collagène !
🧴 Accroche professionnelle⚓︎
Situation : Vous travaillez en formulation et vous devez analyser la composition d'un sérum anti-âge concurrent. Vous lisez la liste INCI :
INCI : Aqua, Glycerin, Sodium Hyaluronate, Palmitoyl Tripeptide-1, Tocopherol, Phenoxyethanol, Carbomer, Triethanolamine...
Problème : Derrière chaque nom se cache une molécule avec des groupes fonctionnels spécifiques. Glycerin = alcool. Sodium Hyaluronate = acide + alcool. Palmitoyl Tripeptide-1 = peptide (liaisons amides).
Question : Quelles sont les principales fonctions organiques ? Comment les reconnaître ? Comment les relier à des propriétés cosmétiques ?
📄 Documents⚓︎
Document 1 – Les fonctions oxygénées⚓︎
Les fonctions oxygénées contiennent de l'oxygène (O). Il y en a 8 principales en cosmétique :
1. Alcool⚓︎
Motif : –OH (groupe hydroxyle lié à un carbone saturé)
Notation : R–OH
Exemple cosmétique : Glycérol (glycérine), éthanol, tocophérol (vitamine E)
Propriété : - Forme des liaisons hydrogène avec l'eau → hydrophile (soluble dans l'eau) - Hydratant (retient l'eau) - Peut être antioxydant (tocophérol)
2. Phénol⚓︎
Motif : –OH lié à un cycle aromatique (benzène)
Notation : Ar–OH (Ar = cycle aromatique)
Exemple cosmétique : Hydroquinone, parabènes, tocophérol
Propriété : - Antiseptique, antioxydant - Plus acide qu'un alcool
3. Éther-oxyde⚓︎
Motif : –O– (oxygène entre deux carbones)
Notation : R–O–R'
Exemple cosmétique : PEG (polyéthylène glycol), éthers de glycol, phenoxyethanol
Propriété : - Ne forme PAS de liaisons H (pas de H lié à O) - Moins hydrophile qu'un alcool - Solvant, conservateur
4. Aldéhyde⚓︎
Motif : C=O en bout de chaîne (–CHO)
Notation : R–CHO
Exemple cosmétique : Rétinal (vitamine A aldéhyde), benzaldéhyde (parfum)
Propriété : - Réactif (le C=O peut réagir) - Peut être irritant (aldéhyde formique = formaldéhyde)
5. Cétone⚓︎
Motif : C=O au milieu de chaîne (–CO–)
Notation : R–CO–R'
Exemple cosmétique : Acétone (dissolvant), certains parfums
Propriété : - Solvant - Moins réactive qu'un aldéhyde
6. Acide carboxylique⚓︎
Motif : –COOH (groupe carboxyle)
Notation : R–COOH
Exemple cosmétique : Acide hyaluronique, acide salicylique, acides gras (acide stéarique)
Propriété : - Acide (donne des H⁺, abaisse le pH) - Forme des liaisons H → hydrophile - Exfoliant (AHA, BHA)
7. Ester⚓︎
Motif : –COO– (liaison entre acide et alcool)
Notation : R–COO–R'
Exemple cosmétique : Huiles végétales, cires, parabènes (conservateurs), acétate de tocophéryle
Propriété : - Lipophile (soluble dans l'huile) - Émollient - Peut être hydrolysé (réaction inverse : ester → acide + alcool)
8. Hémiacétal⚓︎
Motif : C–O–OH (rare, structure cyclique des sucres)
Notation : R–O–OH
Exemple cosmétique : Glucose, acide hyaluronique (structure cyclique)
Propriété : - Forme des liaisons H - Structure des sucres
Tableau récapitulatif des fonctions oxygénées⚓︎
| Fonction | Motif | Exemple cosmétique | Propriété clé |
|---|---|---|---|
| Alcool | –OH (C saturé) | Glycérol, éthanol | Hydratant, forme liaisons H |
| Phénol | –OH (cycle arom.) | Hydroquinone | Antiseptique, antioxydant |
| Éther | –O– | PEG, phenoxyethanol | Solvant, PAS de liaisons H |
| Aldéhyde | –CHO (bout) | Rétinal | Réactif, irritant |
| Cétone | –CO– (milieu) | Acétone | Solvant |
| Acide | –COOH | Acide salicylique | Acide, exfoliant |
| Ester | –COO– | Huiles, cires | Émollient, lipophile |
| Hémiacétal | C–O–OH | Glucose | Structure sucres |
Document 2 – Les fonctions azotées, soufrées et autres⚓︎
Fonctions azotées (contiennent de l'azote, N)⚓︎
1. Amine⚓︎
Motif : –NH₂ (amine primaire), –NH– (amine secondaire), –N– (amine tertiaire)
Exemple cosmétique : MEA (monoéthanolamine), TEA (triéthanolamine), kératine
Propriété : - Basique (capte des H⁺, augmente le pH) - Forme des liaisons H - Ajustement du pH, émulsifiant
2. Ammonium quaternaire⚓︎
Motif : –N⁺(R)₄ (azote chargé positivement, lié à 4 groupes)
Exemple cosmétique : Benzalkonium chloride, cetrimonium chloride
Propriété : - Cationique (chargé +) - Conservateur, conditionneur capillaire (attire les cheveux chargés –)
3. Amide (liaison peptidique)⚓︎
Motif : –CO–NH– (liaison entre C=O et N)
Exemple cosmétique : Peptides (Palmitoyl Tripeptide-1), protéines (collagène, kératine)
Propriété : - Liaison peptidique : relie les acides aminés - Forme des liaisons H → stabilise les protéines - Actif anti-âge (stimule collagène)
Fonctions soufrées (contiennent du soufre, S)⚓︎
1. Thiol⚓︎
Motif : –SH (équivalent sulfuré de l'alcool)
Exemple cosmétique : Cystéine (acide aminé de la kératine)
Propriété : - Forme des ponts disulfure (–S–S–) en s'oxydant - Stabilise la structure de la kératine (cheveux, ongles)
2. Thioéther⚓︎
Motif : –S– (équivalent sulfuré de l'éther)
Exemple cosmétique : Méthionine (acide aminé)
Propriété : - Moins réactif que le thiol - Présent dans certaines protéines
Autres fonctions importantes⚓︎
1. Peroxyde⚓︎
Motif : –O–O– (deux oxygènes liés)
Exemple cosmétique : Peroxyde d'hydrogène (H₂O₂, eau oxygénée), peroxyde de benzoyle
Propriété : - Oxydant puissant (libère O₂) - Décoloration (cheveux), conservateur
2. Phosphate⚓︎
Motif : –O–PO₃²⁻ (liaison phosphate)
Exemple cosmétique : Phospholipides (céramides phosphatés), ADN, ATP
Propriété : - Chargé négativement - Constituant des membranes cellulaires
Document 3 – Liaisons hydrogène et stabilisation des structures⚓︎
Qu'est-ce qu'une liaison hydrogène ?⚓︎
Une liaison hydrogène (ou pont hydrogène) est une interaction faible entre : - Un atome d'hydrogène (lié à O, N ou F) - Un autre atome électronégatif (O, N, F)
Notation : A–H···B (les pointillés représentent la liaison H)
Force : 10 à 40 kJ/mol (beaucoup plus faible qu'une liaison covalente, mais suffisant pour stabiliser des structures)
Quelles fonctions forment des liaisons H ?⚓︎
| Fonction | Forme des liaisons H ? | Raison |
|---|---|---|
| Alcool (–OH) | ✅ Oui | H lié à O peut donner et recevoir |
| Phénol (–OH) | ✅ Oui | H lié à O peut donner et recevoir |
| Amine (–NH₂) | ✅ Oui | H lié à N peut donner et recevoir |
| Amide (–CO–NH–) | ✅ Oui | H du NH donne, O du C=O reçoit |
| Acide (–COOH) | ✅ Oui | H lié à O peut donner et recevoir |
| Éther (–O–) | ❌ Non | Pas de H lié à O |
| Ester (–COO–) | ⚠️ Partiellement | O du C=O peut recevoir, mais pas donner |
Rôle des liaisons H en cosmétique⚓︎
1. Solubilité dans l'eau⚓︎
Les molécules avec –OH, –NH₂ ou –COOH forment des liaisons H avec l'eau → hydrophiles.
Exemple : Glycérol (3 × –OH) est très soluble dans l'eau → hydratant.
2. Hydratation de la peau⚓︎
L'acide hyaluronique (beaucoup de –OH et –COOH) forme des liaisons H avec l'eau.
Résultat : 1 molécule d'acide hyaluronique retient jusqu'à 1000 molécules d'eau !
3. Stabilisation des protéines⚓︎
Les liaisons H entre liaisons peptidiques (–CO–NH–) stabilisent la structure secondaire des protéines (hélices α, feuillets β).
Exemple : Collagène, kératine.
Liaison peptidique 1 Liaison peptidique 2
–CO–NH– –CO–NH–
| |
H···O=C H···O=C
Liaison hydrogène (pointillés)
Conséquence : Si on casse les liaisons H (chaleur, pH extrême), la protéine se dénature (perd sa structure).
🧪 Travail 1 – Reconnaître les fonctions oxygénées (15 min)⚓︎
🎯 Compétence E2 : Mobiliser, Analyser
À partir du Document 1 et de la Fiche méthode 08 :
1.1 – Identifier les fonctions⚓︎
Pour chaque molécule, entourez le groupe fonctionnel et nommez-le (alcool, acide, ester...).
| Molécule | Formule topologique | Fonction(s) identifiée(s) |
|---|---|---|
| Glycérol |  |
_ |
| Acide salicylique |  |
_ |
| Tocophérol (vit. E) |  |
_ |
| Acétate de tocophéryle |  |
_ |
| Rétinal |  |
_ |
1.2 – Relier fonction et propriété⚓︎
Choisissez une molécule du tableau ci-dessus et expliquez en 2 à 3 lignes comment sa fonction chimique est liée à sa propriété cosmétique.
🔍 Travail 2 – Reconnaître les fonctions azotées et soufrées (15 min)⚓︎
🎯 Compétence E2 : Analyser, Interpréter
À partir du Document 2 et de la Fiche méthode 08 :
2.1 – Identifier les fonctions⚓︎
| Molécule | Formule topologique | Fonction(s) identifiée(s) |
|---|---|---|
| MEA (monoéthanolamine) |  |
_ |
| Peptide (ex. : dipeptide) |  |
_ |
| Cystéine |  |
_ |
| Benzalkonium chloride |  |
_ |
2.2 – La liaison peptidique⚓︎
1. Entourez la liaison peptidique (–CO–NH–) sur la formule du peptide ci-dessus.
2. Expliquez en 2 à 3 lignes pourquoi la liaison peptidique est une liaison amide et quel est son rôle dans les protéines.
💧 Travail 3 – Liaisons hydrogène et stabilisation (10 min)⚓︎
🎯 Compétence E2 : Interpréter, Argumenter
À partir du Document 3 :
3.1 – Identifier les fonctions formant des liaisons H⚓︎
Cochez les fonctions qui peuvent former des liaisons hydrogène :
☐ Alcool (–OH)
☐ Éther (–O–)
☐ Amine (–NH₂)
☐ Amide (–CO–NH–)
☐ Acide (–COOH)
☐ Ester (–COO–)
3.2 – Schématiser une liaison H⚓︎
Dessinez deux liaisons peptidiques (–CO–NH–) voisines. Tracez la liaison hydrogène entre le H du NH d'une liaison et le O du C=O de l'autre. Utilisez des pointillés pour représenter la liaison H.
3.3 – Rôle des liaisons H⚓︎
Expliquez en 3 à 5 lignes pourquoi les liaisons H sont importantes pour : 1. La solubilité des ingrédients dans l'eau 2. La stabilisation des protéines (collagène, kératine)
🧴 Travail 4 – Analyser une liste INCI (15 min)⚓︎
🎯 Compétence E2 : Analyser, Interpréter, Communiquer
Situation : Voici la liste INCI d'un sérum anti-âge :
INCI : Aqua, Glycerin, Sodium Hyaluronate, Palmitoyl Tripeptide-1, Tocopherol, Phenoxyethanol, Carbomer, Triethanolamine.
4.1 – Identifier les fonctions⚓︎
Complétez le tableau :
| Ingrédient INCI | Fonction(s) chimique(s) | Propriété cosmétique |
|---|---|---|
| Glycerin | _ | _ |
| Sodium Hyaluronate | _ | _ |
| Palmitoyl Tripeptide-1 | _ | _ |
| Tocopherol | _ | _ |
| Phenoxyethanol | _ | _ |
4.2 – Justifier⚓︎
Choisissez un ingrédient et expliquez en 3 à 5 lignes comment sa fonction chimique est liée à sa propriété cosmétique.
✅ Synthèse personnelle⚓︎
Rédigez une synthèse de 10 à 15 lignes qui explique les principales fonctions organiques (oxygénées, azotées, soufrées), leur rôle cosmétique, et l'importance des liaisons hydrogène.
Mots obligatoires à utiliser : alcool, acide, ester, amine, amide, liaison peptidique, thiol, liaison hydrogène, hydrophile, protéine.
🎯 Entraînement filé⚓︎
Situation : Un stagiaire vous pose cette question :
« Pourquoi l'acide hyaluronique est-il si hydratant ? Qu'est-ce qui lui permet de retenir 1000 fois son poids en eau ? »
Rédigez une réponse claire et professionnelle (5 à 8 lignes) en mentionnant les fonctions chimiques (acide, alcool) et les liaisons hydrogène.
🧭 Auto-évaluation⚓︎
| Je sais… | Pas du tout | Un peu | Plutôt bien | Très bien |
|---|---|---|---|---|
| Reconnaître un alcool, un acide, un ester sur une formule | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
| Distinguer alcool et éther | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
| Distinguer aldéhyde et cétone | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
| Reconnaître une amine, un amide (liaison peptidique) | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
| Identifier les fonctions formant des liaisons H | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
| Relier fonction à propriété cosmétique | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
Si vous avez coché "Pas du tout" ou "Un peu" :⚓︎
| Notion à retravailler | Action |
|---|---|
| Reconnaissance des fonctions | Revoir Document 1 et 2, utiliser FM08, créer des flashcards |
| Différence alcool/éther, aldéhyde/cétone | Revoir les motifs caractéristiques (–OH vs –O–, –CHO vs –CO–) |
| Liaisons H | Revoir Document 3, refaire Travail 3 |
🔧 Outils méthodologiques⚓︎
➡️ Fiche méthode 08 – Reconnaître les fonctions organiques (à utiliser INTENSIVEMENT)
➡️ Fiche méthode 01 – Justifier une réponse scientifique (O.A.C.J.)
📺 Pour réviser en vidéo⚓︎
🎬 Les fonctions organiques en chimie – 10 min Comprendre alcool, acide, ester, amine, amide.
🎬 Liaisons hydrogène : comment ça marche ? – 6 min Visualiser les liaisons H et leur rôle.
🎬 Les peptides : structure et fonction – 8 min Liaison peptidique, structure des protéines.
🔗 Lien avec la suite⚓︎
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