Lipides – huiles et graisses
I. Définition et nomenclature :
▪ Les graisses et les huiles sont des triesters d’acides gras ou triglycéride
- Ils sont constitués de glycérol (propan-1,2,3-triol) et de trois acides gras reliés au glycérol par trois fonctions esters.
- Les acides sont dits « gras » lorsque leur chaîne compte plus de 6 carbones.
- Les triglycérides peuvent être simples (3 mêmes chaînes) ou mixtes (chaînes différentes).
Ce sont donc des esters du propan-1,2,3-triol (glyrérol) et d’acides carboxyliques saturés ou insaturés à longue chaîne carbonée.
▪ Formation des triglycérides : il s’agit d’une réaction d’estérification (lente et limitée)
▪ La réaction inverse s’appelle hydrolyse. C’est une réaction lente et limitée.
▪ Applications :
1. Donner la définition d’un triglycéride.
2. Ecrire la formule du glycérol.
3. Donner le nom officiel du glycérol.
4. A quelle famille organique appartient le glycérol ?
5. A quelle famille organique appartiennent les triglycérides ?
6. Ecrire la synthèse d’un triester formé à partir de trois molécules d’acide éthanoïque et de glycérol.
7. La molécule précédente est-elle un triglycéride ? Justifier.
8. Quelle différence faîtes-vous entre un triglycéride simple et un triglycéride mixte ?
9. Qu’est-ce qu’un acide gras ?
10. Quel point commun et quelle différence voyez-vous entre un triglycéride et un triester ?
▪ Ecrire l’équation de la réaction qui permet d’obtenir le triglycéride ci-dessous (utiliser les formules semi-développées)
▪ On distingue les acides gras à :
- chaine saturée : que des liaisons C—C - chaine insaturée : au moins une laison C=C
Structure Nom IUPAC Nom commun Saturé / insaturé
C15H31-COOH
acide palmitique (huile de palme, beurre, fromage,
viande, lait)
C17H35-COOH
Acide stéarique (suif, bougie, savon ; graisse
animale)
C17H33-COOH
acide oléique (huile d’olive)
▪ En biologie la position des insaturations est repérée par rapport au carbone terminale (⍵).
Les acides gras insaturés peuvent être Cis (Z) ou trans (E).
▪ Document : santé et acides gras
L'alimentation est une source importante d'acides gras essentiels (que le corps humain, n’est pas capable de synthétiser). Les acides gras qualifiés d'essentiels incluent les oméga-3 et oméga-6. Un apport minimal et régulier par l'alimentation est nécessaire.
En revanche, de nombreuses études ont montré qu'un excès d'acides gras (en particulier les
insaturés trans) pouvait entraîner des conséquences sur la santé et notamment augmenter de façon très significative les risques de maladies cardio-vasculaires..
▪ Les acides gras insaturés s’oxydent facilement avec O2 de l’air (rancissement)
▪ Ecrire la formule semi-développée du triglycéride formé à partir des 3 acides gras suivants : acides palmitique (héxadécanoïque), oléïque (octadéc-9-ènoïque) et stéarique (octadécanoïque)
▪ On donne la formule topologique du trilinoléate de glycéryle :
Donner la formule semi-développée de l’acide linoléïque.
Justifier son appellation ⍵ 6,9. Donner son nom systématique.
▪ On donne la formule topologique de l’acide linolénique :
Qualifier cet acide gras en termes de ⍵. Donner son nom systématique.
II. Propriétés physiques des acides gras
1. Solubilité des acides gras :
▪ La fonction acide –COOH possède
- un caractère hydrophile en raison de liaisons H - un caractère polaire
La fonction -COOH constitue une « tête hydrophile » soluble dans l’eau
▪ La chaîne carbonée possède un caractère apolaire
La chaîne carbonée constitue une « queue hydrophobe ».
▪ La double liaison (polaire) diminue le caractère hydrophobe de la chaîne : les doubles liaisons empêchent le rapprochement des molécules de sorte que les forces d’attraction sont plus faibles
Conséquences :
- les acides gras on un caractère amphiphile : « queue » hydrophobe et « tête » hydrophile - Les acides courts (moins de 6 carbones) sont solubles dans l’eau (donc pas gras !)
2. Température de fusion :
▪ La température de fusion augmente avec la chaîne carbonée (davantage de liaisons de VdW)
▪ Les insaturations font fortement baisser le point de fusion : les doubles liaisons empêchent le rapprochement des molécules de sorte que les forces d’attraction sont plus faibles
▪ Les huiles sont liquides et les graisses solides à température ambiante.
Tfusion (huile) Tfusion (graisse)
Insaturée saturée
Tre ambiante
Conséquences : les huiles sont souvent des acides gras insaturés pour lesquels la température de fusion est plus faible.
▪ Application :
a. Comparer les températures de fusion des acides palmitique (C16, Tf=63°C), et stéarique (C18, Tf=70°C) Remarque : on a vu précédemment que ces acides sont saturés.
b. Comparer les températures de fusion des acides oléique (C18, Tf=13°C), et linoléique (C18, Tf=-5°C), et linolénique (C18, Tf=-11°C)
III. Propriétés chimiques :
1. Hydrogénation :
▪ L’huile de maïs, soja, arachide sont des triglycérides insaturés.
▪ On peut obtenir un triglycéride saturé (margarine) par hydrogénation.
Margarine : hydrogénation d’huile végétale, beurre : hydrogénation d’huile animale
Les huiles durcissent (passent de l’état liquide à l’état solide) car la température de fusion augmente !
▪ Remarque : l’hydrogénation partielle peut conduire à des molécules trans, qui sont à l’origine du cholestérol (il est obligatoire de signaler les huiles trans sur les étiquettes)
▪ Applications :
a. Une réaction permet de passer d’un triglycéride à un autre : de C57O6H98 à C57O6H110. i. De quel type de réaction s’agit-il ?
ii. En considérant que ces triglycérides sont simples, lequel des deux est saturé ? iii. Combien de carbones porte chaque chaine carbonée du triglycéride saturé ? iv. Combien de doubles liaisons comporte le triglycéride insaturé ?
2. Addition de diiode
▪ Le diiode donne des réactions d’additions sur les doubles liaisons (insaturations) des triglycérides ou acides gras.
▪ L’indice d’iode est un indice qui mesure le degré d’insaturation des graisses.
Il correspond à la masse de diiode (en g) réagissant avec 100g d’huile.
Ex : Un indice de 29 signifie que 29g de diiode s’additionnent à 100g d’huile.
En pratique, on ajoute une solution de diiode (de couleur jaune-orangée) qu’on ajoute goutte à goutte à l’huile. Quand toutes les liaisons ont réagi, la solution de diiode ne se décolore plus et l’échantillon est coloré en jaune-orangé.
L’huile d’olive est principalement constituée d’oléine, l’acide gras ou triglycéride suivant :
On donne : M(I) = 127 g/mol ; M(C ) = 12 g/mol ; M (H) = 1,0 g/mol ; M(O)= 16g/mol
a. Donner la représentation topologique de l’oléine
b. Ecrire l’équation de bromation de l’oléine. On appellera 𝑋 l’oéline.
c. Calculer l’indice d’iode de l’huile d’olive.
X a pour formule C57H104O6 d’où 𝑀𝑋 = 884 𝑔/𝑚𝑜𝑙
3. Saponification
▪ On fabrique un savon à partir d’huile (savon de Marseille fabriqué à partir d’huile d’olive). Il s’agit d’une hydrolyse basique d’un triglycéride.
- Hydrolyse du triglycéride :
- Action de la soude (ou de la potasse) sur l’acide gras pour obtenir le savon :
- Bilan de la réaction de la saponification basique :
▪ La dissolution du savon dans l’eau conduit à un anion carboxylate amphiphile tensioactif :
▪ Une solution aqueuse de savon est-elle basique ou neutre ? Justifier.
▪ Les propriétés détergentes du savon (eau savonneuse) sont dues au caractère amphiphile (ou dipolaire) de l’ion carboxylate obtenu :
queue hydrophobe et lipophile tête hydrophile
Mode d’action d’un savon :
Etape 1 : Approche de la tâche par les queues hydrophobes des savons
Les ions carboxylates sont dissous dans l’eau ; les chaînes carbonées, hydrophobes, vont se
réfugier dans les taches non aqueuses (graisses).
Etape 2 : Formation de la micelle
Par action mécanique (frottage), les taches se détachent de leurs support et s’entourent d’anions tensioactifs : cet ensemble constitue une micelle.
Les taches se retrouvent « emprisonnées » au cœur des micelles ; c’est le phénomène d’ « anti- redéposition » !
Etape 3 : Evacuation de la micelle qui est soluble dans l’eau de rinçage
Lors du rinçage, l’eau interagit avec les parties hydrophiles des ions tensioactifs (création de liaisons électrostatiques appelées liaisons de Van der Waals) et entraîne les micelles ; les taches sont évacuées…
▪ La disparition du caractère dipolaire des molécules de savon annihile toute propriété détergente.
Exemples :
- Les eaux « dures » sont riches en ions calciums et magnésium (Ca2+ et Mg2+). Les savons perdent leurs propriétés détergentes avec des eaux dures car ils forment des précipités insolubles.
Les savons sont sensibles à la dureté de l’eau : formation de précipités insolubles dans l’eau
- Savon en milieu acide : expliquer pourquoi le savon perd ainsi ses propriétés détergentes en milieu acide
▪ Les détergents (différent de savon) ont un pôle hydrophile à base de sulfate.
Ils ne précipitent pas avec les ions 𝐶𝑎2+ et 𝑀𝑔2+ (point positif) et reste efficace dans les eaux dures Ils ne sont pas biodégradables (point négatif). Les sulfates sont des engrais et provoque notamment l’eutrophisation (accroissement incontrôlé des algues).
