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Problème 1

Les composés du platine divalent de formule générale PtXX2(amine)X2\ce{PtX2(amine)2} (X = ClX2\ce{Cl2}, SOX4X2−\ce{SO4^{2-}}, malonate, etc.) suscitent un vif intérêt pour leur activité antitumorale. Le composé clinique le plus connu est PtClX2(NHX3)X2\ce{PtCl2(NH3)2}, où le platine a une coordination plan-carré ; il possède deux isomères géométriques dont un seul est antitumoral. 1.1 Représenter les structures spatiales des deux isomères possibles. 1.2 Combien d'isomères possède PtBrCl(NHX3)X2\ce{PtBrCl(NH3)2} ? Les représenter tous. 1.3 Les ligands amine peuvent être remplacés par un ligand à deux atomes donneurs (N), par ex. le 1,2-diaminoéthane (en). Montrer que PtBrCl(en)\ce{PtBrCl(en)} n'a qu'une seule structure stable. 1.4 En solution aqueuse, les composés peuvent s'isomériser par dissociation d'un ligand et remplacement transitoire par l'eau ; ClX−\ce{Cl^-} et BrX−\ce{Br^-} sont remplacés assez facilement, les ligands amine difficilement. PtClX2(en)\ce{PtCl2(en)} réagit avec BrX−\ce{Br^-} (rapport molaire 1 : 2) à température ambiante. Quels composés se forment et en quelle proportion ? (Les liaisons Pt–Br et Pt–Cl ont même force ; négliger l'hydrolyse.) 1.5 À l'aide d'une équation d'équilibre chimique, montrer pourquoi l'hydrolyse de PtClX2(NHX3)X2\ce{PtCl2(NH3)2} n'a pratiquement pas lieu dans le sang mais a lieu dans les cellules (concentration en Cl− élevée dans le sang, faible dans les cellules). 1.6 Après hydrolyse dans la cellule tumorale, l'ion platine réactif portant deux ligands NHX3\ce{NH3} se lie à l'ADN sur un atome N d'une guanine ; une seconde liaison vers une guanine du même brin peut ensuite se former. Montrer par le calcul lequel des deux isomères de 1.1 peut former cette liaison. (Distance Pt–N = 210 pm ; distance entre bases d'ADN = 320 pm.)
Étape 1 sur 4 : Isomères cis et trans
Cl\NHX3Cl/NHX3⏟cis-PtClX2(NHX3)X2Cl\NHX3NHX3/Cl⏟trans-PtClX2(NHX3)X2\underbrace{\begin{matrix} \ce{Cl}\backslash\ce{NH3}\\ \ce{Cl}/\ce{NH3} \end{matrix}}_{cis\text{-}\ce{PtCl2(NH3)2}}\qquad \underbrace{\begin{matrix} \ce{Cl}\backslash\ce{NH3}\\ \ce{NH3}/\ce{Cl} \end{matrix}}_{trans\text{-}\ce{PtCl2(NH3)2}}
Analyse

Dans un complexe plan-carré MAX2BX2\ce{MA2B2}, les deux ligands A peuvent occuper des sommets adjacents (cis, 90°) ou opposés (trans, 180°) — deux isomères pour PtClX2(NHX3)X2\ce{PtCl2(NH3)2}. Pour PtBrCl(NHX3)X2\ce{PtBrCl(NH3)2} il y en a également deux (Br/Cl cis ou trans l'un de l'autre). Avec le ligand bidenté en, les deux donneurs N doivent occuper des sites adjacents, donc PtBrCl(en)\ce{PtBrCl(en)} n'a qu'un seul arrangement.