Monoxyde d'azote 5037 31461421 2008-07-10T10:14:24Z WikiDreamer Bot 366978 robot Ajoute: [[no:Nitrogenmonoksid]] <!-- début chimiebox général --> {{Chimiebox général| nom = Monoxyde d'azote | image = Nitric-oxide-2D.png | tailleimage = 250 | commentaire = | formule = NO | nom scientifique = Monoxyde d'azote | CAS = 10102-43-9 | ATC = | apparence = Gaz incolore }} <!-- fin chimie box général - début chimiebox physique --> {{Chimiebox physique}} {{Chimiebox physique masse moléculaire| 30,0}} {{Chimiebox physique température fusion|109 K (-164 °C) }} {{Chimiebox physique température vaporisation| 121 K (-152 °C)}} {{Chimiebox physique solubilité|0.0056 g dans 100 g d'eau }} {{Chimiebox physique densité| 1.3 kg/l (liquide)}} {{Chimiebox physique température d'auto-inflammation| }} {{Chimiebox physique point d'éclair| }} {{Chimiebox physique limites d'explosivité| }} {{Chimiebox physique pression de vapeur saturante| }} {{Chimiebox physique viscosité| }} {{Chimiebox physique constante d'acidité| }} {{Chimiebox physique propriété spéciale| | }} {{Chimiebox physique fin}} <!-- fin chimiebox physique - début chimiebox thermochimie --> {{Chimiebox thermo}} {{chimiebox thermo entropie| gaz = 211 J/Mol·K| solide = | liquide = | }} {{chimiebox thermo enthalpie| gaz = 90 kJ/Mol| solide = | liquide = 87,7 kJ/Mol}} {{Chimiebox thermo capacité calorifique|}} {{Chimiebox thermo chaleur latente}} {{Chimiebox thermo point critique|}} {{Chimiebox thermo point triple|}} {{Chimiebox thermo fin}} <!-- fin chimiebox thermo - début chimiebox précautions --> {{chimiebox précautions | classification= | r= | s= | inhalation=Dangereuse, peut conduire à la mort | peau=Irritant | yeux=Peut causer des irritations | ingestion =Utilisé à des fins<br /> thérapeutiques, mais<br /> présente des effets<br /> indésirables et est<br /> dangereux en surdosage | autre= }} <!-- fin chimiebox précautions --> {{Chimiebox fin}} Le '''monoxyde d'azote''' ou '''oxyde azotique''' ou '''oxyde nitrique''' ou '''[[Azote|N]][[Oxygène|O]]''' est un [[composé chimique]] formé d'un [[atome]] d'[[oxygène]] et d'un atome d'[[azote]]. C'est un [[gaz]] dans les [[conditions normales de pression et de température]]. C'est un important [[neurotransmetteur]] chez les [[mammifère]]s et l'un des rares [[neurotransmetteur]]s gazeux connu. Le monoxyde d'azote (NO), ne doit pas être confondu avec d'autres [[oxyde]]s d'[[azote]], tel le monoxyde de diazote N<sub>2</sub>O, que l'on appelle ''gaz hilarant'', et qui est un [[anesthésique]] général, ou encore tel le [[dioxyde d'azote]] NO<sub>2</sub>, gaz rouge-brun extrêmement irritant et nocif, qui se forme par [[oxydation]] rapide de NO par l'oxygène de l'air. Sa grande réactivité vis-à-vis des composés radicalaires comme l'oxygène moléculaire - qui est un biradical - ou l'anion superoxyde est due au fait qu'il est lui-même un composé radicalaire - son [[spin]] électronique total vaut 1/2. En milieu biologique, son [[temps de demi-vie]] est estimé entre 1 et 5 secondes <ref>Gabbai, F. B., Garcia, G. E. ''et al.'' Role of nitric oxide in glomerular physiology and pathophysiology. Adv Nephrol Necker Hosp 24, 3-18 (1995)</ref>, voire 30 secondes<ref>Schroeder, R. A. & Kuo, P. C. Nitric oxide: physiology and pharmacology. Anesth Analg 81, 1052-9 (1995)</ref>. Les [[peroxynitrite]]s obtenus sont de puissants agents oxydants et nitrants <ref>[http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=2987887 Enthalpie d'isomérisation de l'ion peroxynitrite en nitrate]</ref>. [[Image:Synthese peroxynitrite.png|400px|Équation chimique de synthese de peroxynitrite]] == Production et effets environnementaux == À haute température, le diazote et le dioxygène réagissent pour donner le monoxyde d'azote, par exemple sous l'effet de la foudre. L'activité humaine a radicalement modifié la production de monoxyde d'azote, qui se forme dans les chambres de combustion des moteurs à explosion. Un des buts des pots d'échappement catalytiques est d'inverser cette réaction. == Propriétés<ref>R.B. King; Inorganic Chemistry of Main Group Elements, VCH Publishers, New York, 1995.</ref> == Les propriétés chimiques du monoxyde d'azote sont très nombreuses. Ce qui suit est une bref survol de ses méthodes de préparation et de sa réactivité. ===Préparation=== Le monoxyde d'azote est formé à partir des éléments à haute température, ainsi qu'il l'a été indiqué plus haut. Il peut être synthétisé au laboratoire selon les réactions d'oxydoréduction suivantes, où un dérivé azoté de degré d'oxydation supérieur à +II (acide nitrique : +V ; acide nitreux : + III) est traité par le réducteur adéquat. Toutes ces réactions doivent être mise en œuvre en l'absence d'oxygène, car celui-ci oxyde rapidement NO en dioxyde d'azote. : Ainsi la réduction de l'acide nitrique par le cuivre 8HNO<sub>3</sub> + 3Cu → 3Cu(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub>O + 2NO ou celle de l'acide nitreux (formé in situ) par les ions iodure ou ferreux 2NaNO<sub>2</sub> + 2NaI + 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → I<sub>2</sub> + 4NaHSO<sub>4</sub> + 2NO 2NaNO<sub>2</sub> + 2FeSO<sub>4</sub> + 3H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + 2NaHSO<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>O + 2NO La réaction précédente est une méthode simple permettant d'obtenir NO au laboratoire. Le monoxyde d'azote peut également être obtenu en milieu anhydre grâce à la réduction de nitrates et de nitrites par le chrome III : 3KNO<sub>2</sub>(l) + KNO<sub>3</sub> (l) + Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(s) → 2K<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub> (s) + 4NO La synthèse industrielle de NO consiste en l'oxydation de l'ammoniac par l'oxygène de l'air en présence de mousse de platine vers 750-900°C. === Réactivité === [[Image:Frost azote pH0.png|right|470px]]Le [[diagramme de Frost]] à pH =0 de l'[[azote]] montre bien que le monoxyde d'azote est instable et qu'il devrait se dismuter en diazote et en acide nitrique. Il est en fait très facilement oxydé en dioxyde d'azote, plus stable, par l'oxygène de l'air. C'est pourquoi l'on observe les vapeurs rousses de ce dernier gaz lorsque l'on oxyde le cuivre par l'acide nitrique concentré. Une hypothèse plausible est que le biradical O<sub>2</sub> se lie à deux radicaux NO pour donner ON-OO-NO, qui subit ensuite une rupture homolytique conduisant à NO<sub>2</sub>. Cependant, en l'absence d'oxygène, il se dismute vers 50°C en N<sub>2</sub>O (monoxyde de diazote ou [[gaz hilarant]] et NO<sub>2</sub> (vapeurs rousses). À 25°C, la vitesse de la réaction est pratiquement nulle, et NO y est métastable. En solution aqueuse, NO se dissout pour donner de l'acide nitreux HNO<sub>2</sub>, selon le schéma réactionnel possible suivant : 4NO + O<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O → 4HNO<sub>2</sub> NO réagit avec le [[fluor|difluor]], le [[chlore|dichlore]] et le [[brome|dibrome]] pour donner des composés du type X-NO, connus sous le nom d'halogénures de nitrosyle. L'iode est trop peu oxydant pour donner lieu à la formation d'iodure de nitrosyle. L'iodotrifluorocarbone réagit avec NO pour donner un des rares gaz bleus connus, le nitrosotrifluorocarbone : NO + CF<sub>3</sub>I → I<sub>2</sub> + CF<sub>3</sub>NO La vitesse de formation de l'ion [[peroxynitrite]] à partir du monoxyde d'azote et de l'ion superoxyde est de 1,9.10<sup>10</sup> mol<sup>-1</sup>s<sup>-1</sup>, ce qui implique la présence de [[peroxynitrite]] in vitro et in vivo au moindre excès de ses deux précurseurs <ref>[http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40421998000300014&lng=pt&nrm=iso&tlng=en Química Nova - The chemistry of peroxynitrite, a biological toxin<a name=TOP1></a><!-- Titre généré automatiquement -->]</ref>. === Le monoxyde d'azote est aussi un ligand <ref>F.A. Cotton, G. Wilkinson, C.A. Murillo, M. Bochmann; Advanced Inorganic Chemistry, 6th ed. Wiley-Interscience, New York, 1999.</ref> === La molécule de monoxyde d'azote est apparentée à celle du [[monoxyde de carbone]] CO, avec la différence qu'il comporte un électron supplémentaire, qui occupe une orbitale <math>p</math> antiliante. C'est ainsi que NO forme des complexes du même type que ceux formés avec CO, l'angle de la liaison M-N=O étant pratiquement égal à 180° - en réalité cet angle varie entre 160° et 180°. Ces complexes sont donc considérés comme linéaires. Dans ce cas, l'azote engage formellement son doublet libre dans la liaison de coordination. Cependant, l'azote est oxydé car il donne son électron célibataire au métal qu'il coordine et qui est donc réduit. Ainsi les complexes tétracarbonylonickel, nitrosylotricarbonylocobalt et dicarbonylodinitrosylofer sont-ils isostructuraux (tétraédriques) car isoélectroniques. [[azote|N]][[oxygène|O]] peut former des complexes en ne donnant qu'un seul électron au métal. Cela conduit à un groupe M-N-O où l'angle de liaison est compris entre 120° et 140°. Il peut également jouer le rôle de pont entre deux centres métalliques par le biais de l'azote. ==== Réactions des complexes nitrosyle ==== La chimie des composés de coordination de NO est vaste et ne sera abordée que brièvement. Par exemple NO s'insère entre le niobium et un ligand méthyle dans la réaction suivante : [[Image:NO Nb.png]] ====Caractérisation du NO coordiné==== Les NO terminaux peuvent être reconnus par leur absorption infrarouge intense à 1610 cm<sup>-1</sup>. Les nombres d'onde d'absorption IR des dérivés angulaires sont inférieurs. == Analyse quantitative == L'analyse quantitative du monoxyde d'azote met en œuvre une simple réaction chemiluminescente avec l'ozone <ref>Fischer G & Becknell D ; ''Anal. Chem., 44'', 863, 1972</ref>. Un échantillon contenant NO est mélangé avec une quantité d'ozone en excès. Le monoxyde d'azote réagit en formant de l'[[oxygène]] et du di[[oxyde]] d'[[azote]]. La réaction libère aussi de l'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques dans le visible : c'est la chemiluminescence. L'intensité de la lumière produite, mesurée grâce à un photodétecteur, est proportionnelle à la quantité de monoxyde d'azote. On peut également doser par diverses méthodes électrochimiques (potentiométrie avec le permanganate de potassium <ref>Kieselbach, ''Ind. Eng. Chem., Anal. Ed., 16'', 766, 1944</ref>, polarographie) == Applications techniques == <!--Nitric oxide has some industrial uses. As a raw material it is used in the [[semiconductor]] industry for various processes. In one of its applications it is used along with [[nitrous oxide]] to form oxynitride gates in [[CMOS]] devices. It is an intermediate of the [[Ostwald process]], which converts [[ammonia]] into [[nitric acid]]. Nitric oxide can be used for detecting surface radicals on polymers. Quenching of surface [[Radical (chemistry)|radical]]s with nitric oxide results in incorporation of nitrogen, which can be quantified by means of [[X-ray photoelectron spectroscopy]]. Because of its production in allergic reactions, there is research on using levels of [[exhaled nitric oxide testing|exhaled nitric oxide]] to optimize treatment of [[asthma]]. It has also recently been seeing use as a supplement in [[bodybuilding]]. It is believed that it's dialation of the blood vessels (vasodilation) increases blood flow to the muscles, which in turn leads to increased strength, endurance and muscle size. As it is a fairly new product on the market, there is as of yet little research to conclusivley prove or disprove these claims. Nitric oxide supplements do not actually contain nitric oxide, but rather arginine and other precursors such as citrulline, Pycnogenol, L-aspartic acid, and ginsenosides which the body synthesizes into nitric oxide.--> == Fonctions biologiques<ref>[http://www.pharmacorama.com/Rubriques/Output/Monoxyde_dazotea2.php Pharmacorama ; Monoxyde d'azote]</ref> == [[Image:Synthese NO.png|right|500px|Schéma de synthese du monoxyde de carbone]] NO est une [[molécule]] [[endogène]] libérée par les [[endothélium|cellules endothéliales]], les [[macrophage]]s, les [[hépatocyte|cellules du foie]] et les [[neurone]]s. Dans l'organisme le monoxyde d'azote remplit plusieurs fonctions. Il est synthétisé naturellement par le corps à partir de la L-[[arginine]] et de l' [[oxygène]] par plusieurs [[enzyme]]s dites NO [[synthase]]s (NOS), qui sont des [[hémoprotéine]]s<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Abstract&list_uids=1379068 Nitric oxide synthase is a cytochrome P-450 type h...[Biochemistry. 1992&#93; - PubMed Result]</ref> proches du [[cytochrome]] P450. Le [[catalyseur]] de l'[[oxydation]] par l'oxygène du groupement iminourée de l'arginine est donc le [[fer]] de l'[[hème]] qui passe du degré d'oxydation + II au degré + III et vice-versa. La liaison du NO aux [[thiol]]s de bas [[Unité de masse atomique|poids moléculaire]] - tels que le [[glutathion]] - conduit à la formation de S-nitrosothiols qui constitueraient un déterminant important pour l’activité et le transport du NO. Ces composés peuvent subséquemment agir comme donneurs de NO et ainsi augmenter substantiellement sa demi-vie <ref>Andrews, K. L., Triggle, C. R. ''et al.'' NO and the vasculature: where does it come from and what does it do? Heart Fail Rev 7, 423-45 (2002)</ref>. L'activité cellulaire du monoxyde d'azote passe par deux voies essentielles, celle qui consiste en la production de [[Guanosine monophosphate]] cyclique intra-cellulaire (GMPc) à partir de la [[Guanosine triphosphate]] (GTP), et la formation de peroxynitrites cytotoxiques <ref>[http://www.theses.ulaval.ca/2005/22760/22760007.jpg Métabolisme du monoxyde d'azote]</ref>. ==== vasodilatateur ==== L'[[endothélium]] des [[vaisseaux sanguins]] se sert du NO pour déclencher le relâchement de sa tunique de [[muscle lisse]], provoquant ainsi une [[Vasodilatateur|vasodilatation]] et un accroissement du débit sanguin et une diminution de l'agrégation des [[thrombocyte|plaquettes sanguines (thrombocytes)]]. On pense que ce mécanisme est indispensable à la préservation de l'endothélium. Chez une grande proportion d'humains, cette synthèse de NO se révèle insuffisante, augmentant par là même leur risque de présenter une [[maladie cardio-vasculaire]]. Ce mécanisme explique l'utilisation des dérivés nitrés comme la [[trinitrine]] dans le traitement de ces mêmes maladies cardiaques : Ces médicaments sont transformés en NO, d'une manière non encore totalement élucidée, qui à son tour dilate les [[artère coronaire|artères coronaires]], vaisseaux sanguins irriguant le cœur, augmentant son apport sanguin. L'ERF (endothelium relaxing factor) est le nom ancien du NO. D'anciens médecins avaient remarqué son rôle vasodilatateur mais ne l'avaient pas encore identifié chimiquement. ==== microbicide ==== Les [[macrophage]]s, cellules du [[système immunitaire]], produisent du NO dans le but d'éliminer des [[bactéries]] pathogènes, NO qui peut, dans certaines circonstances, provoquer des effets secondaires nuisibles : c'est le cas dans les infections fulminantes dites [[septicémie]]s, où la production excessive de NO par les macrophages conduit à une vaso-dilatation massive, cause principale de l'[[hypotension]] rencontrée dans le [[choc septique]]. ==== neurotransmetteur ==== Le NO joue le rôle d'un [[neurotransmetteur]] entre [[neurone|cellules nerveuse]]s. À la différence de la majorité des autres neurotransmetteurs, dont l'action dans la [[synapse|fente synaptique]] a pour cible unique le neurone post-synaptique, la petite molécule de NO diffuse largement et peut atteindre plusieurs neurones environnants, y compris des neurones non inter connectés par des synapses. On pense que ce processus est impliqué dans la [[Mémoire (psychologie)|mémorisation]] en assurant la [[mémoire à long terme|mémorisation à long terme]] . ==== relaxant des muscles lisses ==== Le NO est présent dans plusieurs organes du [[tube digestif]] comme neuro-transmetteur non-adrénergique, non-cholinergique. Il est responsable de la relaxation des muscles lisses de l'appareil gastro-intestinal. En particulier il accroît la capacité de l'[[estomac]] à stocker des liquides alimentaires. ==== régulateur de l'apoptose ==== Le monoxyde d'azote est un régulateur essentiel de l'[[apoptose]] cellulaire. Il peut avoir un effet antiapoptotique, ou, inversement, un effet apoptotique<ref>[http://circres.ahajournals.org/cgi/reprint/84/3/253.pdf Nitric oxide as bifunctional regulator of apoptosis]</ref>. Cette bascule est intimement liée à la présence ou non de réducteurs cellulaires tels de [[glutathion]]. En présence d'un taux élevé d'ion [[superoxyde]] O<sub>2</sub><sup>-</sup>, le monoxyde d'azote permet la formation d'ion [[peroxynitrite]]<ref>[http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40421998000300014&lng=pt&nrm=iso&tlng=en The chemistry of peroxynitrites]</ref>, probablement responsable de la modification du [[potentiel de membrane]] [[Mitochondrie|mitochondrial]] ainsi que de nombreux phénomènes d'[[apoptose]] cellulaire, en particulier celle des cellules du système immunitaire<ref>[http://ajpcell.physiology.org/cgi/reprint/279/2/C452.pdf Contrasting effects of NO and peroxynitrites on HSP70 expression and apoptosis in human monocytes; Adrie C & al. Am J Physiol Cell Physiol 279:452-460, 2000.]</ref>{{,}}<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=17012767&itool=iconabstr&query_hl=3&itool=pubmed_docsum Functional studies of an HIV-1 encoded glutathione peroxidase]</ref>. ==== Donneurs exogènes de NO ==== Ce sont des substances comportant une ou plusieurs liaisons azote - oxygène, azote - azote ou inhibant la destruction de NO ([[viagra]]). On y retrouve les [[nitrate]]s, [[nitrite]]s, dérivés nitrés, [[azoture]]s,...<ref>[http://www.wiley-vch.de/templates/pdf/3527310150_c01.pdf NO and NO-donors]</ref>{{,}}<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=16568613&itool=iconabstr&query_hl=1&itool=pubmed_docsum Sodium azide as indirect nitric oxide donor: researches on the rat aorta isolated segments ; Ukr Biokhim Zh. 2005 Jul-Aug;77(4):120-3]</ref> == Utilisations thérapeutiques<ref>[http://www.adarpef.org/congres/adarpef97/olsson-fre.pdf Utilisation clinique de l'oxyde nitrique ; Olson G.]</ref> == *Il est utilisé en médecine comme [[vasodilatateur inhalé]]. L'utilisation de vasodilatateurs inhalés permet de vasodilater de façon sélective les capillaires des zones pulmonaires bien ventilées. Ceci permet de réduire l'[[Hypertension artérielle pulmonaire]] liée à la vasoconstriction [[hypoxie|hypoxique]] et d'augmenter l'oxygénation du sang. *Un composé nommé [[Diméthyl-Arginine Asymétrique]] (ADMA) est un [[Inhibiteur (chimie)|inhibiteur]] connu de la synthèse de NO, et est donc considéré comme un marqueur biologique de dysfonction cardio-vasculaire. *La production de NO joue également un rôle important dans l'obtention et la conservation d'une [[érection]] durable. Des concentrations accrues de GMPc conduisent à une vaso-dilatation et une érection de meilleure qualité. On pense que l'effet des « [[poppers]] » est obtenu également par l'intermédiaire du NO, provoquant une relaxation des fibres musculaires lisses qui entourent les artérioles irriguant les [[corps caverneux]] du [[pénis]] et augmentent l'afflux sanguin. Le [[sildénafil]] (Viagra) et le [[tadalafil]] (Cialis), sont des [[inhibiteur (biochimie)#Inhibiteur compétitif|inhibiteurs compétitifs]] de l'[[enzyme]] ''[[Phosphodiestérase]] type 5'' (PDE5) responsable de l'inactivation du GMP cyclique en GMP. La découverte des propriétés biologiques du NO dans les [[années 1980]] fût complètement inattendue et provoqua une certaine agitation. Le journal [[Science (journal)|Science]] nomma le NO « Molécule de l'année » en [[1992]], une Société savante du NO fut créée et une revue scientifique entièrement consacrée au NO parut. Le [[Prix Nobel]] de Médecine et de Physiologie<ref>[http://www.nobel.se/medicine/laureates/1998/index.html 1998 Prix Nobel de Médecine pour la découverte du rôle de NO dans la régulation cardiovasculaire]</ref> fut remis en [[1998]] à [[Ferid Murad]], [[Robert F. Furchgott]], et [[Louis J. Ignarro]] pour leurs travaux sur les fonctions de neurotransmission du NO. Ces travaux sont à l'origine de la fondation de la société pharmaceutique française [[Nicox]]. On estime à 3000 par an la parution d'articles scientifiques sur le rôle en [[Biologie]] du monoxyde d'azote. == Sécurité == Référence ONU pour le [[transport de matières dangereuses]] : * Nom (français) : Monoxyde d'azote comprimé * Classe : 2 * numéro : 1660 == Notes et références == {{références|colonnes=2}} == Voir aussi == *[[Syndrome de détresse respiratoire aiguë]] *[[Neurotransmetteur]] *EDRF : ''Endothelium-derived relaxing factor '' non donné à cette même molécule avant que l'on connaisse sa formule chimique *[[Transduction de signaux]] === Liens externes === * [http://www.elsevier.com/inca/publications/store/6/2/2/9/2/6/ Nitric Oxide: Biology and Chemistry], journal scientifique. {{Portail|Chimie|Biochimie|Biologie cellulaire et moléculaire}} [[Catégorie:Composé de l'azote]] [[Catégorie:Métabolisme de l'azote]] [[Catégorie:Oxyde|Azote]] [[Catégorie:Gaz inorganique]] [[Catégorie:Neurotransmetteur]] [[Catégorie:vasodilatateur]] [[ar:أكسيد نيتريك]] [[cs:Oxid dusnatý]] [[da:Nitrogenmonoxid]] [[de:Stickstoffmonoxid]] [[en:Nitric oxide]] [[es:Óxido de nitrógeno (II)]] [[fi:Typpioksidi]] [[hu:Nitrogén-monoxid]] [[it:Monossido di azoto]] [[ja:一酸化窒素]] [[ko:일산화 질소]] [[nl:Stikstofmonoxide]] [[no:Nitrogenmonoksid]] [[pl:Tlenek azotu(II)]] [[pt:Óxido nítrico]] [[ro:Monoxid de azot]] [[ru:Оксид азота(II)]] [[sk:Oxid dusnatý]] [[sr:Азот-моноксид]] [[sv:Kväveoxid]] [[zh:一氧化氮]] [[zh-yue:一氧化氮]]