DES SUCRES PROPREMENT DITS

SECTION PREMIERE

(.ÉNfiRALlTtS.

Les sucres sont des substances neutres, douées d'un goût caractéristique, irès-solubles dans Teau, insolubles dans Téther. Us sont représentés dans leur composition par un nombre d'équivalents de carbone multiple de 6, et par des nombres d'équivalents d'hydrogène et d'oxygène égaux entre eux, et très-rapprochés de celui du carbone.

C'est en raison de cette composition que l'on a désigné les sucres sous le nom û'hydrates de carbone^ dénomination qui comprend également le ligneux, l'amidon, les gommes et les principes analogues.

Voici quelle est la liste des principaux, sucres connus jusqu'à ce jour (i) :

Glucose ordinaire ou sucre de raisin. .

Lévulose ou glucose de fruits f n»H«0«

Maltose ou glucose de malt Galactose ou glucose lactique

(i) Dans la nomenclature des sucres, on a réservé la terminaison ose aux sucres fermentescibles immédiatement sous l'influence de la levure de bière, ou aptes à le devenir par l'action des acides. Les mots terminés en ose sont regardés ici comme féminins, eonformément à leur étymologie.

Il serait désirable que cette terminaison demeurât aflectée d'une manière eiclusive aux principes qui appartiennent au groupe des sucres proprement dits.

23o LIVEE III. CHAPITRE III. SECTION I.

Saccharose ou sucre de canne

Mélitose

Méléziiose \ C«H** 0".

Tréhalose

Lactose ou sucre de lait

Sorbine

Eucalyne } C"H*«0".

Inosine

On voit par celle liste que les sucres sont isomères les uns avec les autres, ou qu'ils diffèrent tout au plus par les éléments de l'eau, c'est-à-dire que l'on observe entre les formules des divers sucres une relation déjà signalée entre les formules de la mannite et des principes analogues.

En raison de sa généralité, cette relation mérite une attention toute particulière. Elle montre en effet que la diversité des matières sucrées se trouve réalisée d'après des types fort différents de ceux qui engendrent la diversité des alcools monoatomiques. Ces derniers se déduisent les uns des autres, dans une même série, en ajoutant successivement à un pre-mier terme le carbone et l'hydrogène à équivalents égaux, d'où résulte un accroissement régulier et progressif dans l'équivalent, sans changement essentiel dans la fonction chimique. Cette relation, dite d'homologie, caractérise en général les dérivés des carbures d'hydrogène. Au contraire, les principes sucrés, tout en demeurant essentiellement distincts les uns des autres, possèdent à la fois la même fonction chimique et le même équivalent : leurs relations, aussi bien que celles de leurs dérivés, se déduisent de l'isomérie.

Malgré l'opposition apparente de ces deux relations dominantes, on peut cependant les rattacher à un fondement commun. En effet, les principaux alcools monoatomiques ont été formés par l'hydratation des carbures d'hydrogène qui répondent à la formule C*" H'*, c'est-à-dire qu'ils dérivent en définitive de composés isomériques. Seulement, ces carbures généi-ateurs sont inégalement condensés; c'est pourcette raison qu'ils s'unissent aux éléments de l'eau, aux acides, à l'oxygène, au soufre, au chlore, etc., sous des poids équivalents Irès-dîfTérenls

GtNfiRALlTÉS. â3l

et multiples les uns des autres. Parmi les alcuols mouuutomiques, ceux-là mêmes qui ne peuvent se représenter par Tunion des éléments de Teau avec les carbures (?" U'", se groupent encore suivant des séries homologues, c'esirà-dire qu'ils semblent dériver de l'union d*un premier carbure moins hydrogéné avec les mêmes carbures fondamentaux, ce qui les rattache encore au principe de Tisomérie.

L'isomérie peut donc être regardée comme la base commune de rétude des alcools monoatomiques et des matières sucrées. Quand il s'agit des premiers, elle existe seulement entre leurs générateurs, tandis que pour les seconds, elle subsiste entre les principes alcooliques eux-mêmes.

On va maintenant indiquer d'une manière générale l'origine des sucres, leur formation et leurs propriétés les plus essentielles.

Les sucres n'ont pas encore été obtenus par synthèse totale ; jusqu'ici ils ont été fournis par les êtres vivants ou formés aux dépens de substances organiques presque toujours plus compliquées.

Tantôt ils préexistent à l'état libre et peuvent être extraits directement, par l'emploi méthodique des dissolvants; c'est ce qui arrive, par exemple, pour le sucre de canne, pour la mélitose, pour la glucose ordinaire, etc.

Tantôt les sucres préexistent encore, mais à l'état combiné, et résultent du dédoublement de certains principes immédiats naturels, de la même manière que la glycérine dérive des corps ^Sras neutres: c'est ainsi que la glucose ordinaire se produit aux dépens de la salicine et de l'amygdaline, et l'eucalyne, aux dépens de la mélitose.

Les sucres peuvent aussi être formés par la fixation des éléments de l'eau sur des principes qui ne les renferment point à l'état de combinaison, tels que le ligneux et l'amidon ; Us résultent également de l'hydratation de certains autres sucres, comme on peut l'observer darLS la métamorphose du sucre de canne, de la tréhalose et du sucre de lait en des glucoses particulières.

Enfin certains sucres prennent naissance à la suite d'une mo-

232 LIVRE m. CliÀHlTRB HI. SECTION 1.

dification isomérique éprouvée par d'autres sucres, phéno mène dont la transformation de la glucose de malt en glucose ordinaire offre un exemple caractéristique.

Les dernières métamorphoses sont particulièrement remarquables» parce qu'elles constituent de véritables productions artificielles de principes sucrés, obtenus au moyen d'autres principes naturels qui peuvent en différer par les éléments de l'eau. Mais ces principes générateurs, le ligneux et l'amidon, par exemple, sont plus voisins des substances organisées que les sucres auxquels ils donnent naissance. La production de ces derniers doit donc être interprétée comme un phénomène analytique.

Ce n'est pas que la synthèse des sucres doive être regardée comme inaccessible aux méthodes dont nous disposons maintenant; car dès à présent on réalise par voie de fermentation la formation synthétique d'un sucre véritable. Ce sucre s'obtient au moyen de la mannite et de la glycérine, c'estrà-dire au moyen de substances représentées par une formule plus simple, n'appartenant pas au groupe des hydrates de carbone, très-voisines enfin des principes que l'on sait produire de toutes pièces au moyen des corps simples qui les constituent^

1. Voici quelques développements relatifs aux propriétés physiques des sucres et aux actions qu'ils éprouvent de la part de la chaleur, des acides, des alcalis, des agents oxydants et des ferments.

Les sucres possèdent, en général, le pouvoir rotatoire; cette propriété physique joue un grand rôle dans leur étude, soU comme caractère spécifique, soit comme fournissant le moyen de suivre avec exactitude la filiation de leurs transformations moléculaires.

La plupart des sucres sont cristallisés. Leur densité est voisine de 1 ,5. Ils sont très-solubles dans l'eau, presque insolubles dans l'alcool absolu , mais assez solubles dans l'alcool aqueux, surtout à la température de Tébullitionl

2. Chaleur, — Chauffés, ils fondent en des liquides sirupeux, et le plus souvent se modifient moléculairement, par

GfiNIftRAUTfiS.' 233

suite de la température nécessaire pour produire leur fusion. Sî celle température n'est pas trop élevée, les sucres peuvent revenir à la longue à leur étal primitif; mais souvent il arrive qu'ils l'ont perdu sans retour.

Entre 160 et 200 degrés, presque tous les sucres se décomposent, en perdant les éléments de Teau; ils se changent ainsi en des matières nouvelles. Celles qui se produisent d'abord sont solubles dans l'eau et douées de propriétés acides plus ou moins caractérisées. Une déshydratation plus profonde les transforme à leur tour en des principes insolubles, bruns et de nature bumoTde.

Pousse-t-on l'action de la chaleur sur les sucres jusqu'à son dernier terme, on (init par les résoudre en eau et en un charbon véritable, noir et boursouflé, retenant encore quelque trace d'hydrogène et d'oxygène. En même temps se dégagent, en faible proportion, des gaz, tels que l'oxyde de carbone, l'acide carbonique, le gaz des marais, et des matières volatiles, telles que le furfural, C*»H*0, l'acétone, C«H«0«, Taldéhyde, OH*0«, l'acide acétique, C*H*0*, etc.

La présence d'un alcali change les caractères de cette décomposition pyrogénée, en déterminant la formation de l'acide carbonique, et corrélativement celle de divers composés volatils complémentaires, plus ou moins désoxydés. Parmi ces composés, on distingue la métacétone, C^H'^O, et des traces de carbures d'hydrogène renfermant leurs éléments constituants à éqviivalents égaux, tels que le gaz oléflant, C^H^,le propylène, C*H«, etc.

En même temps peuvent prendre naissance les acides oxalS|ue, acétique, propionique, etc., lesquels demeurent unis à Tatcali employé; mais l'existence de ces divers acides est subordonnée à l'emploi d'une température modérée, car au-des* sus d'un certain terme, ils se détruisent à leur tour.

3. Acides. — L'action des acides sur les sucres se résume soos un petit nombre de chefs : combinaison, modification moléculaire, changement en corps acides, puis en matières huraoTdes. Voici quelques détails sur ces divers changements.

1*. Les acides gras et les acides analogues, chauffés avec le$ sucres entre 100 et 120 degrés, s'y combinent et forment des composés analogues aux corps gras neutres. C'est l'existence

a34 LIVBB m. CHAPlTaB 111. SBCTION 1.

de ce9 composés , ce sont leurs propriétés qui conduisent à regarder les sucres comme remplissant une fonction chimique comparable à celle des alcools polyatomiques.

Les acides tartrique, citrique» etc., s'unissent aux sucres à loo degrés et engendrent des acides complexes, analogues à l'acide mannitartrique.

L'acide nitrique fumant change à froid les sucres en compo* ses nitriques, analogues à la poudre-coton.

L'acide sulfurique concentré se combine également avec plusieurs sucres, pourvu que l'on opère avec précaution et à une basse température.

2*". Si l'on fait bouillir un sucre avec une solution aqueuse diluée d'acide sulfurique ou d'acide chlorhydrique, dans la plupart des cas, et notamment lorsqu'on opère avec le sucre de canne, le sucre de lait, la mélitose, la tréhalose, etc., le sucre employé se change plus ou moins rapidement en un sucre nouveau, distinct du premier par son pouvoir rotatoire et par diverses autres propriétés.

£n général les sucres inaltérables à loo degrés par lesalealis>

et difficilement fermentescibles sous l'influence de la levure

de bière, se transforment ainsi en d'autres sucres, desiructi"-

blés par les alcalis à loo degrés et facilement fermentescibles.

Ces changements ne s'opèrent pas seulement sous l'influence des acides puissants, mais même sous celle des acides faibles et des acides organiques : seulement les derniers agissent plus lentement.

S**. Si l'on prolonge pendant un temps très-long l'action des acides minéraux dilués sur les sucres, à la température de loo degrés, ou bien si l'on opère avec des acides un peu moins étendus, la plupart des sucres éprouvent un changement ultérieur plus profond que le précédent : ils perdent les élémeoU de l'eau et se transforment en une série successive d'acides particuliers, et sur lesquels on reviendra plus loin. On se borne à dire ici que les premiers termes de cette décomposition sont incolores et très*solubles dans l'eau, et les derniers, imrs et insolubles.

Parmi ceux-ci, plusieurs diffèrent des sucres générateurs par un caractère encore plus dissemblable; car Us peiiveai contenir, suivant les cas, tantôt un excès d'hydrogène, uatôt

C^N<RALITto. 235

un excès d'oxygène, sur les proportions qui répondraient à la composition d'cm hydrate de carbone.

Si l'air intervient durant Taccomplissenient de ces métamor> pboses» la nature des produits est changée d'une manière sensible et il se développe en outre de l'acide fonnique.

4**. Au lieu de modérer l'action de l'acide sulfurique en le dtiuaniy le fait--on agir à l'état concentré sur les sucres solides, à la température ordinaire ou un peu au-dessus, les sucres sont détruits rapidement, avec production de matières noires insolubles et d'acide sulfureux. Ils se carbonisent aussi sous l'influence de l'acide phosphorique anhydre.

L'acide chlorhydrique fumant, chauffé avec les sucres à loo degrés pendant quelque temps, les change également en matières humoïdes et insolubles. A froid même, son action est semblable, pourvu qu'elle soit prolongée durant l'espace de quelques semaines.

4. jilcaliê. — Les sucres s'unissent en général avec les bases puissantes, telles que la potasse, la soude, la chaux, la baryte, l'oxyde de plomb; d*où résultent des combinaisons plus ou moins solubles dans l'eau, dans lesquelles subsistent la plupart des propriétés chimiques des alcalis libres.

Deux cas se présentent dans l'étude de ces composés, suivant la nature des matières sucrées qui concourent à les former. Tantôt ils sont stables, et le sucre qu'ils renferment se conserve sans altération a la température ordinaire et même à loo degrés; tantôt, au contraire, le sucre flnit par se détruire par suite de la transformation spontanée de sa combinaison alcaline. Cette destruction s'Opère surtout en présence de l'eau ; elle a lieu dès la température ordinaire avec le concours du temps. A loo degrés elle est immédiate et parfois extrêmement violente. Les sucres ahérables par les alcalis se transforment ainsi dans une suite d'acides spéciaux ; les premiers termes de cette métamorphose sont incolores et analogues ou identiques avec ceux qui se produisent sous l'influence des acides. Puis vien* nent des corps bruns, de nature humoTde.

Au nombre de ces derniers, se trouvent divers composés, les uns plus hydrogénés, les autres plus oxygénés que les hydrates de carbone. La formation des plus simples semble liée à la réduction d'une portion du sucre générateur aux dépens

sucres danâ d'autres sucres, et d'autre part on rencontre parmi les produits secondaires engendrés par les fermentations des sucres, certains principes analogues à ceux-ci, mais qui renferment un excès d'hydrogène, tels que la mannite et la glycérine.

1. Les sucres se partagent en plusieurs groupes généraux sous le rapport de leurs réactions essentielles et de leur stabilité.

Un premier groupe est formé par la glucose ordinaire et par les glucoses analogues.

Le mot glucose, appliquéjadisausucrede raisin seulement, désigne aujourd'hui toute une série de principes sucrés distincts qui jouissent des propriétés suivantes : ils fermentent directement au contact de la levure de bière; les bases alca- Unes les détruisent à loo degrés et même à froid; ils réduisent le tartrate cupropotassique; desséchés à iio degrés, ils sont isomères et répondent à la formule C" H" 0".

Telles sont la glucose ordinaire ou sucre de raisin, la lévulose ou glucose de fruit, la maltose ou glucose de malt, la galactose ou glucose lactique, et probablement plusieurs autres dont la nature n'a pas encore été distinguée avec certitude (i). Entre tous ces corps, la glucose ordinaire est le plus important, car c'est le produit défini commun auquel viennent aboutir les transformations qu'éprouvent, sous l'influence d^s acides étendus, un grand nombre de principes naturels, tels que l'amidon, le ligneux, l'amygdaline, la salicine, etc.

2. Un second groupe a pour type le sucre de canne, auprès duquel viennent se ranger plusieurs principes isomères.

Ce sont des corps difficilement fermentescibles au contact de la levure de bière et presque inaltérables à loo degrés par les alcalis et par le tartrate cupropotassique. Soumis à l'influence des acides étendus, ils se changent en des sucres nouveaux, facilement fermentescibles et appartenant au groupe des glu-

(i) Par exemple, la glucose de quercitrin, Tune des glucoses dëritées do la gomme, etc.

GÉNfiRALlTtS. nSg

coses. Séchés à i3o d^rés, iùvm ces principes sont isomères et répondent à fa formule C**H**0".

Tels sont le sucre de canne, la mélitose, la tréhalose et la mélézitose.

3. Entre le groupe des glucoses et le groupe des principes analogues au sucre de canne, le sucre de lait ou lactose forme la transition. Analogue aux glucgses par son altérabilité sous rinfluence des alcalis et du tartrate cupropotassique, il se rapproche des sucres de Tautre groupe par sa résistance à Faction de la levure, par la propriété qu'il possède d'être changé dans une glucose directement fermentescible au contact des acides étendus, enfîn par sa composition à i5o degrés.

4. Trois principes, Teucalyne, la sorbine et l'inosine» analogues aux précédents par leur composition, se trouvent rejetés en dehors des deux groupes principaux, parce qu'ils ne sont point fermentescibles sous Tinfluence de la levure de bière et ne Icdeviennent point, même après avoir subi l'action des acides. A l'exception de cette propriété, l'eucalyne et la soi^ bine présentent la plupart des caractères essentiels des glucoses et leur composition. L'inosine s'en écarte davantage et se rapproche à certains égards de la mannite et des principes analogues.

5. Parmi les réactions distinctives des matières sucrées, il en est une dont il n'a pas été question dans la classification précédente et qui semble cependant liée intimement avec leur constitution et destinée à jouer un rôle important dans les recherches synthétiques : c'est la propriété que possèdent certains principes, le sucre de lait et la mélitose par exemple, de former de l'acide mucique, lorsqu'on les oxyde par l'acide nitrique. D'autres, au contraire, isomériques avec les premiers, ne fournissent d'acide mucique dans aucune circonstance.

On a va que cette propriété concourt également à distinguer la dulcite de la mannite; c'est la même qui établit une différence tranchée entre d'autres substances fort analogues ; car elle appartient aux gommes et aux mucilages, par opposition avec le ligneux, la dextrine et l'amidon qui ne la présentent point.

Tous ces faits tendent à attribuer une grande généralité à cette réaction distinctive. Pour mieux montrer l'intérêt qui s'y

?4o LIVRE 111. CHAPITRE III. SECTION I.

ratuche» on croit utile de tracer le tableau suivant, dont les termes se correspondent à peu près deux à deux :

PRINCIPES QUI FODBMISSKNT DB L*AGIDE MCCIQCE .

Gommes insolubles et mucilages.

Gommes solubles.

Mélitose.

Lactose.

Glucose lactique.

Dulcite, mélampyrite.