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Configuration des monosaccharides

Publié le 30/05/2015

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la zone 0,05 — 10 s-1. A titre d'exemple, on a reproduit sur la figure 1.6 les varia­tions avec le pH de k0 pour les deux anomères 1.26 et 1.27 d'un métabolite très important, le D-ribose 5-phosphate, obtenu avec la molécule marquée D-[1-13C] ribose 5-phosphate. Le lecteur observera l'ordre de grandeur de ko. On peut d'ailleurs observer des valeurs beaucoup plus élevées avec d'autres sucres, même à pH 7,5. Quant à la constante kt-, elle est évidemment beaucoup plus élevée, puisque K est en général très supérieur à 1.

On a pu mesurer k0 et kf dans un certain nombre de cas161. Lorsque les constantes de vitesse sont de l'ordre de 10-200 s-1, la méthode de mesure de l'élargissement des raies sur le spectre de RMN, selon Gutowsky et Holm, est applicable. Pour les valeurs plus faibles, de 0,05 à 10 s-1, on a fait appel à une autre méthode, applicable aussi bien en RMN du proton qu'en RMN de 13C, le transfert de saturation entre deux sites. On irradie à saturation à la fréquence du tautomère acyclique. Le bouclage de l'hémiacétal change son environnement, il devient le carbone hémiacétalique, mais ne contribue pas à l'intensité du signal de ce carbone. Expérimentalement, on observe qu'en prolongeant l'irradiation à la fréquence de résonance du carbonyle, on provoque une baisse de l'intensité de la résonance hémiacétalique. Celle-ci se stabilise à un niveau final qui dépend de la relaxation au site hémiacétalique et de la vitesse d'ouverture du cycle. Une for­mule permet d'en extraire la vitesse d'ouverture, et la méthode est utilisable dans

« Le glucose 5 Ainsi le pouvoir rotatoire d’une solution aqueuse de l’isomère a-D, qui cor- respond à [a]iO + 112” immédiatement après la dissolution décroît-il en quelques heures jusqu’à la valeur 52,7”.

Réciproquement le pouvoir rotatoire de l’isomère 0-D croît de 18,7”, valeur à la dissolution jusqu’à la même valeur d’équilibre.

Une règle de mélange permet de calculer [a]/[fl = 38/62.

Le composé tout équatorial domine, mais nous verrons au paragraphe 2.6 qu’il faut s’abstenir d’y voir la confirmation des règles de l’analyse de conformation classique.

Ce sont ces expé- riences qui ont permis la première observation de l’équilibre tautomérique (1.1) qui, pour cette raison, a gardé le nom de mutarotation.

Le spectre de RMN du proton dans l’eau lourde évolue de façon parallèle.

Le proton H-1 porté par C( l), déblindé par deux oxygènes géminés, donne un signal à champs faible, séparé du groupe des autres protons, facile à repérer.

Immédiatement après la dissolution, on observe sur le spectre de l’a-D-glucopy- ranose un doublet 3J4Hz, dû à un couplage équatorial-axial.

Immédiatement après la dissolution, on observe sur le spectre du 0-D-glucopyranose dans les mêmes conditions un doublet large 3J8Hz, dû à un couplage trans diaxial.

On observe à l’équilibre la superposition de ces signaux (Fig.

1.1).

En fait, cette solution aqueuse contient d’autres tautomères, mais en concen- tration beaucoup trop faible pour se manifester en RMN de routine.

Nous négli- gerons provisoirement leur existence.

I1 doit être clair que les tautomères 1.1 et 1.2 sont deux êtres chimiques distincts dont la différence ne se manifeste pas seu- lement dans les propriétés physiques, mais aussi dans la réactivité chimique et 1 Anomère a H(l)é.quatonal J 4HZ 0,3? H Anomère p H(l) axial J 8Hz 0,67 H p.p.m.

I I I I I I I I I 5,2 5,l 5,O 4,9 4,8 4,7 4,6 43 4,4 Figure 1.1 Signal RMN des protons anomériques H-1 des a- et fi-D-glucopyranoses.. »

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