Descriptif
L'expérimentation joue un rôle crucial dans la recherche en chimie, car elle permet de valider et d'approfondir les théories élaborées en laboratoire. En manipulant des réactifs dans des conditions contrôlées, les chercheurs peuvent observer les résultats et comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les réactions chimiques en validant ou réfutant les hypothèses théoriques, contribuant ainsi à l'avancement de la science. L'expérimentation permet d'explorer de nouvelles voies de synthèse, d'optimiser les procédés chimiques existants et de découvrir de nouveaux matériaux aux propriétés uniques, avec des applications pratiques dans des domaines tels que la médecine, l'industrie pharmaceutique, l'énergie et l'environnement.
A travers des projets faisant écho à la recherche développée au sein de l’Ecole Polytechnique, les élèves mettront en pratique les connaissances théoriques vues en cours. Les projets proposés sont variés et concernent des domaines divers tels que la synthèse organique et ses interfaces avec la biologie, la chimie de coordination, ou bien l’élaboration de nouveaux matériaux.
Objectifs pédagogiques
Les différentes techniques de manipulation, méthodes d’analyse spectroscopiques et chromatographiques qui seront abordées durant ces MODAL pourront comprendre :
➤ Des réactions sous atmosphère inerte et leur suivi d’avancements
➤ Les techniques de séparation et de purification : extraction, purification par distillation, cristallisation, chromatographie sur colonne de gel de silice
➤ L'analyse structurale par résonance magnétique nucléaire, spectrométrie de masse, diffractométrie aux rayons X, spectroscopie infrarouge, UV et polarimétrie.
➤ La chromatographie analytique (en phase gazeuse ou liquide).
➤ Le travail sous atmosphère inerte sur ligne de Schlenk et en boite à gants
➤ Les techniques d'électrochimie.
➤ Mise en œuvre de caractérisations structurales (diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage ou en transmission)
➤ La synthèse de nanoparticules par chimie des colloïdes
➤ Mise en œuvre de caractérisations spectroscopiques (luminescence, absorption, diffusion…)
➤ Maîtrise des logiciels informatique ChemDraw et Mestrenova.
➤ Introduction aux outils de recherche bibliographique en synthèse organique (SciFinder)
effectifs minimal / maximal:
2/12Diplôme(s) concerné(s)
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Suivre au moins un des 4 cours de chimie proposés en 2ème année (CHE_41031_EP « Orbitales, molécules et matériaux », CHE_41021_EP « Réactivité et synthèse moléculaire », CHE_41051_EP « Chimie des matériaux », CHE_43052_EP « Chemistry for future leaders »).
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
La note finale prendra en compte le travail expérimental (40 %), le rapport écrit (20 %), la tenue du cahier de laboratoire (20 %) et la présentation orale (20 %).
L'UE est acquise si Note finale >= 10- Crédits ECTS acquis : 6 ECTS
Le coefficient de l'UE est : 13
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
La note obtenue est classante.
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Programme détaillé
Vous trouverez ci-dessous un listing des projets abordés au cours de l’année précédente. Ces projets s’appuient sur des recherches actuelles au sein du département de Chimie, tout en laissant une relative prise d’initiative aux étudiants motivés. Cette liste est susceptible d’évoluer pour l’année 2025-2026.
➤ Synthèse de molécules photoactivables pour l’étude de mécanisme biologiques
L’actine est une protéine impliquée dans l’architecture et la mobilité cellulaire. Ce MODAL propose de réaliser la synthèse de la molécule CK-666, un inhibiteur de l’actine, ainsi que des dérivés possédant une fonction photoactivable susceptible d’être utilisés comme outils d’étude des mécanismes biologiques associés à la polymérisation de l’actine.
➤ Développement d’une méthodologie de synthèse d’hétérocycles utilisant un dérivé d’herbicide
Ce MODAL propose de préparer un dérivé d’herbicide de la famille des 5-vinyloxazolidine-2,4-diones et de l’utiliser par la suite en tant que produit de départ d’une transformation diastéréosélective et énantiosélective utilisant un complexe organométallique du palladium. Le projet balaiera les techniques de manipulation et d’analyse usuelles en synthèse organique et proposera également une ouverture à des problématiques de recherche académique actuelle.
➤ Synthèse de complexes organométalliques à base de lanthanides
Ce MODAL propose de synthétiser des ligands carbonés de type cyclopentadiényle et de les complexer à des lanthanides. Ces composés sont très réactifs et permettent des réactivités intéressantes notamment sur l’activation de petites molécules tel que le CO, CO2, N2. De plus, ces molécules sont également intéressantes de par leurs propriétés optiques et de luminescence.
➤ Production d’hydrogène par photocatalyse
Ce MODAL propose de fabriquer un système catalytique capable de produire de l’hydrogène à partir d’irradiation lumineuse. Pour se faire, il sera réalisé, tout d’abord, la synthèse de nanoparticules photosensible puis leur caractérisation pour ensuite l’appliquer dans des conditions catalytiques afin de produire de l’hydrogène.