CHAPITRE IV

Hydrolyse du saccharose sous l’action des rayons ultra-violets

Formule et constitution. — Dédoublement du Saccharose en glucose et lévulose. — Auto-inversion du Saccharose. — Inversion du saccharose par Ja lumière solaire et les rayons ultra-violets.— Procédés de recheche du sucre interverti, — Action hydrolysante des rayons ultra-violets. — Conclusions générales.

FORMULE ET CONSTITUTION. — [Le saccharose ou sucre de canne est un biose non réducteur que Fischer (1)

représente par le schéma suivant :

CH se ee CH:OH LE M I H-C-OH “ RER CR GRETA Ê OH-C-H ie Se H-C-0OH H-C 2 H-C-OH HoC du Î OH - CH? H°C - OH

qui en fait à la fois un alcool octoatomique, un anhydride

et un éther oxyde.

D'après Purdie et Irvine (1) cette formule de constitution se trouve confirmée par la méthylisation. Le saccharose en effet qui peut être alcoylé normalement par l’oxyde d'argent et l'iodure de méthyle ne subit alors aucune oxydation ou hydrolyse et donne comme produit final l'octaméthylsaccharose. Ce dernier corps par les acides minéraux dilués est transformé en un mélange équimoléculaire de tétraméthylglucose et de tétraméthylfructose. Le tétraméthylglucose cristallisé que l’on obtient est identique à celui préparé à partir du tétraméthylglucoside, celà prouve que le reste de glucose est dans la molécule de saccharose sous la forme y oxyde. Cette molécule ne contient certainement pas de fonction aldéhyde ou célose puisque les solutions de saccharose ne réduisent pas les sels des métaux lourds, ne recolorent pas la fuschine sulfureuse (2) et que le sucre de canne oxydé ne donne pas d'acide en C® . Enfin il faut dire que Marchlowski (3) a annoncé une synthèse du saccharose par union d'une molécule de glucose à une molécule de lévulose en partant de l’acétochloroglucose et du d. fructose. Une pareille synthèse action de l’acétochlorhydrose ou de l’acétobromhydrose sur le lévulose avait été essayée sans succès par Colley et Wachorvitch et puis par Kônigs et Knorr (4).

DÉDOUBLEMENT DU SACCIHAROSE EN GLUCOSE ET LÉVULO-

(1) Trans. chem. Soc. 87 1049.

f2) Villier et Favolle : A. d. S. 119 p. 75. 1894.

(3) Cité par Fischer dans « Faraday Lecture » 18 octobre 1907. (4)Ber. der d. chem. 34 p, 557:

Se. — Sous l'influence des agents d'hydratation la molécule du sactharose se dédouble en -une molécule de d., glucose et une molécule de d. fructose suivant la formule :

C°'H*°0: + H° 0 — CfH20° se CSH*0°

Le mélange de ces deux sucres ayant un pouvoir rotatoire lévogyre est désigné sous le nom de sucre interverti, C'est Dubrunfaut (1) qui le premier monra que le sucre interverti n'est pas chimiquement simple comme le croyaient Mitscherlich et Soubeiran. Bien inverti par les acides faibles ou les ferments le sucre de canne donne naissance à: « deux espèces de sucres différents, mélangés ou combinés à équivalents égaux». Ce savant détermina alors que l’un de ces sucres était du glucose droit et que l’autre, tout en possédant la même formule centésimale et en donnant par la fermentation la même quantité de CO> et d'alcool que le glucose cristallisé, en différait par le pouvoir rotatoire et par la facilité avec laquelle il était altéré et détruit par les acides dilués. Il fut identifié au sucre de l’inuline que nous désignons dans la nomenclature actuelle par le nom de lévulose ou d. fructose (2). Ce dédoublement du sucre de canne s’accomplit avec la plus grande facilité et on peut dire que du point de vue spécial de son hydrolyse le saccharose est le moins stable

des polyoses connus (3).

(2) Dans un mémoire postérieur (A. d. S. 1856, t. 42 p,. 902). Dubrunfaut indiqua le moyen de séparer les deux hexoses constituants du saccharose par la chaux hydratée, le glucose donnant un glucosate de calcium soluble alors que le lévulosate de Ca est insoluble.

(3) Maquenne, Les sucres «et principaux dérivés.

Il y avait quelques raisons d'admettre que l’inversion - du sucre qui est favorisée par une élévation de température et qui est une décomposition de la molécule en glucose et lévulose avec fixation d’eau, pourrait absorber une certaine quantité de chaleur ; mais d'autre part il était permis de rapprocher le sucre de canne des éthers (1) qui se décomposent en fixant de l'eau, et en dégageant un cerlain nombre de calories. Fleury (2) qui a étudié le mécanisme de l’inversion a effectué des expériences qui paraissent démontrer que ce phénomène est exothermique. Petit (3) a trouvé que la quantité de chaleur dégagée par l'inversion d’une molécule gramme de saccharose dans 140 molécules d'eau était de 2 calories 633 à 5825 et de 2 calories 675 à 63°. Le chiffre de 2 calories 3 est donné par cet auteur pour linversion à 150° (4). Graham signala la contraction ou, ce qui revient au même, l'augmentation de densité d’une solution de sucre de canne au moment de l’inversion. La valeur de cette contraction qui est relativement très grande et qui augmente avec la richesse de la solution sans toutefois varier proportionnellement aux quantités de sucre qu’elle contient a été déterminée par Chancel (5). L'hydrolyse du

saccharose est un phénomène suffisamment lent pour

(1) Le schéma de Fischer qui donne à la molécuie de saccharose une ponction éther oxyde autorise ce rapprochement,

(2) Ann. de Ch. et Phys. (5) 7, 404, 1876.

(3) A,-d. S. 184 DS CEE 902

(4) Brown et Pickering (Trans. Ch. Soc. 1897) ont indiqué comme chaleur dégagée pendant l'inversion du Saccharose par la sucrase, 3 calories 384 par molécule-gramme.

: Se Fe quon puisse le suivre quantitativement avec facilité :

aussi a-t-il fait l'objet d'un grand nombre de recherches théoriques et pratiques. Nous avons cru nécessaire avant d'étudier l’inversion de ce biose par les rayons ultra-violets d'exposer les travaux principaux qui ont trait à son auto-inversion c'est-à-dire à son hydrolyse sans intervention d'agents chimiques ou biochimiques.

AUTO-INVERSION DU SACCHAROSE. — Le premier, Soubeyran (1), étudia les changements moléculaires que le sucre de canne éprouve sous l'influence de l’eau et de la chaleur. « Le temps est un élément de la transformation, disait-il. L'action combinée de l’eau et de la chaleur peut être assimilée aux phénomènes qui se produisent sous l'action des acides étendus ; seulement comme l’eau n’a qu'une réaction très faible, la chaleur et le temps doivent nécessairement lui venir en aide ». En chauffant du sucre de canne à 1oo° en présence de très peu d’eau, Berthelot (2) observa qu'il se formait très lentement du sucre de raisin. Cette auto-inversion du saccharose était aussi connue de Dumas qui écrivit dans son Traité de Chimie: « L'eau maintenue à 100° pendant 15 à 20 heures suffit pour modifier le sucre qu'elle tient en dissolution. Il se convertit en glucose et sucre incristallisable ». Maumené (3) et Béchamp {4) crurent voir l’inversion du saccharose produite par l'action de l’eau froide et (1) J. de Pharm., t. II, p. 289:

(2) Ann. Ch. et phys. t. 38, p: 38:

simplement accélérée par la chaleur. Des recherches ul-

térieures de Béchamp (1) montrèrent que l’eau froide n’a

aucun pouvoir inversif propre et que ses premières con-

clusions étaient erronées. Le phénomène d’hydrolyse qu'ils avaient remarqué provenait de l’action des microor: ganismes qui s'étaient développés dans leurs liquides d'expériences ((2).

En réalité, comme Raymann et Sule (3) l’ont fait connaître le saccharose pur en solution dans l’eau distillée Pure et maintenue à l’ébullition ne s’hydrolyse pas. Mais si la conductivité électrique de la solution est assez forte l'inversion se produit et avec une vitesse d’autant plus grande que les liqueurs sont plus concentrées. On admet que l’hydrolyse du saccharose dans ces conditions est due aux propriétés très légèrement acides de ce sucre.

Prinsen-Gorligs (4) a reconnu que l'inversion s’'accélère par la formation même des deux monoses réducteurs, le glucose et le lévulose qui sont plus acides que le saccharose. Le fait a été vérifié par Thorwald-Madsen (5) et Cohen (6) qui ont étudié la vitesse de saponification par la soude de l’acétate de méthyle en présence de différents

sucres et qui ont constaté une neutralisation partielle de SN PR TU A

(1) Ann. C. Phys. 1858 (3) t. 54 p: 28:

(2) L'’addition de sels réputés antiseptiques empêche l’inversion par l'eau froide.

Classer (J. pakt. Ch. t. 103 D, 449, 1868) malgré les constatations de FRechamp persista à reconnaître à l’eau pure et froide une action inversive et l'absence de tout ferment.

(3) Chem. Centr. 1897, I 219, IL 476 et 1898 I 608.

(4) B. de l'A. des Chimistes de sucrerie 1898-1899, p. 63.

(5) Z. physik. chem. 1901 t. 36, p. 290:

(6) Z. physik. chem. 1901 Ÿ, 37, p. 69:

l’alcali provoquant une diminution de son pouvoir saponifiant. Cependant l'acidité plus forte du sucre interverti que celle du saccharose n'est pas suffisante pour expliquer l'augmentation croissante du coefficient d’auto-inversion remarquée par G. Kullgren (1). D'après cet auteur il y aurait décomposition du sucre interverti dans l’eau bouillante avec production d’un nouvel acide dont la quantité serait à peu près proportionnelle à la quantité de sucre interverti (2). Déjà en 1895 Prinsen-Gerligs avait montré que les sels inorganiques intervertissaient le sucre de canne en présence de glucose et à une température élevée. Il avait reconnu par la suite que les sels dont il s’était servi n'avaient par eux-mêmes qu'une action inversive peu appréciable. Au contraire le glucose se comporte comme un acide faible n'intervertissant pas par lui-même mais qui, en présence d'un sel neutre met une partie de l'acide de celui-ci en liberté. D'une nouvelle série d’expériences qui furent faites par cet auteur (3) dans le but d'examiner l'importance des facteurs temps et quantités de saccharose, de glucose et de sels neutres, il résulte que la durée du traitement a la plus grande importance sur l'hydrolyse. Bien que la proportionnalité ne soit pas

rigoureuse il existe une relation très étroite entre la du- (1) Z. physik. chem. 1902 t. 41 p. 407:

Z. physik. chem. 1903, t. 43 p. 701:

(2) Meïlor et Bradshaw dans leur étude sur la cinétique de l'inversion du sucre admettent la production de cet acide qui leur permet d'expliquer comment a réaction d'inversion du sucre par les acides dilués s’écarte de la marche des réactions monomoléculaires dont cependant elie est le type communément admis

(3) Prin$sen-Gerligs, loc. cit.

rée du chauffage et la quantité de sucre interverti. La quantité de sel n’a pas beaucoup d'influence alors que le rapport entre le poids du saccharose et le poids du glucose en à une considérable (1). Lorsque la quantité de glucose est plus grande que celle du saccharose, celui-ci disparaît ; dans le cas contraire le pouvoir inversif diminue de moitié, ce qui démontre d’une façon péremptoire que le glucose est bien le principal agent d'inversion. Néanmoins il n'est pas le seul sucre qui possède cette propriété. Si les polysaccharides sont à peu près sans action, à part le maltose qui est un disaccharide réducteur, les monosaccharides réagissent énergiquement, Prinsen-Gerligs expliqua leur action inversive en admettant que leurs groupements aldéhÿdiques ou cétoniques se combinent avec la base du sel dont ils mettent l'acide en liberté. Dans cet ordre d'idée, il a essayé d'appliquer sa méthode de recherches à d'autres aldéhydes sans pouvoir obtenir de résultats intéressants. Il en fut de même pour quelques essais qu'il fit avec des alcools à point d’ébullition élevé qui ont une tendance à se combiner avec les bases. Raymann et Sube (2) qui avaient fait connaître la sta bilité des solutions de sucre pur dans l’eau pure à l’ébul-

lition comme nous l'avons rappelé précédemment, mon-

(1) Des expériences furent faites avec les chlorures alcalins et alcalinoterreux. L’auteur observa des différences dues à leur plus ou moins grande facilité de décomposition. Dans le cas des sels organiques il faut tenir compte, pour établir a comparaison, de leur facilité de décomposition et du pouvoir inversif des acides des sels considérés. Si là décomposition des sels sous l'influence du glucose avait lieu d’après une loi qui permette d'évaluer la quantité d'acide mis en liberté, ces expériences permettraient de comparer les pouvoirs inversifs de certains acides.

(2) Raymann et Sulc. (loc. cit.).

trèrent qu'au contraire, dans les mêmes conditions en présence de cuivre d'argent, de platine, de palladium (1 il y à formation de sucres réducteurs. Ces métaux, suivant l'expression des auteurs, agiraient: « par catalyse en exaltant l’action inversive de l’eau ». Il faut signaler à ce sujet que d'après Bordt (2) Ja glycérine ralentirait une pareille inversion, alors qu'au contraire, d'après Donath (3) elle la favoriserait.

L. Lindet (4) a repris cette étude de l'auto-i -Inversion du saccharose en faisant des expériences rigoureusement comparables, en chauffant dans l'eau bouillante d’un bain-marie à niveau constant pendant 4 heures, des solutions de sucre de canne à 1o %. Tout au début de ses recherches cet auteur remarqua que si le vase dans lequel on fait l’inversion est en verre blanc le liquide Jui enlève une quantité de silicates alcalins suffisante pour arrêter l'hydrolyse en saturant la légère acidité du sucre, Dans le cas de l'emploi de vase métallique dans les mêmes conditions on obtient des résultats variants de 1 à vo. Il Opéra alors dans des fioles équilibrées « c’est-à-dire choisies parmi celles qui, après un chauffage préalable, ont fourni une même quantité de sucre interverti, dans des conditions identiques ». Le Cuivre, le Plomb, l'Etain, le Bismuth activent beaucoup l'inversion ; l'Aluminium et

l’Antimoine l’activent légèrement alors que le Nickel,

(1) L'Iridium est sans action.

(2} Z. Vereins Rubenzucker Ind. 1894, p. 703,

(3)Z. fur prakt. Chem. (2) 49 p. 546.

(4) B. Ass Chimistes de sucreries, t, 21 1903-1904, p. 946,

le Chrome, l'Arsenic, l'Or, le Platine, l’Argent, le Mercure sont indifférents. Le Cobalt, le Cadmium, le Manganèse, le Fer, et le Zinc ont au contraire une action retardatrice très nette. Lindet croit que la formation au con-

tact de l’eau aérée et des métaux d’hydrates d'oxydes joue

un rôle important dans ces actions et permet d'expliquer

quelques-unes des différences de pouvoir inversif des métaux, que ses expériences ont mises en évidence. C’est ainsi que le Cu, le Pb, le Sn agités à la température ordinaire avec de l’eau distillée aérée, mettent en solution des traces infinitésimales d’hydrates d'oxydes. Ces liqueurs ont alors un pouvoir inversif double de celui de l'eau distillée ordinaire. Les hydrates d'oxydes de ces métaux, même en très petites quantités, accélèrent donc l’auto-inversion du sucre et ceci suivant Lindet : « en transportant H2O sur le saccharose pour se rehydrater incessamment ou bien, en agissant à la façon des acides aisément dissociables et actifs par leurs ions H, ou encore en formant des sucrates dissociables. Le retard apporté à l’inversion par le Zinc, le Magnésium ete, s'explique aussi par la formation d'hydrates d’oxydes qui, étant alcalins, saturent la légère acidité propre des sucres. L'or, le platine, le mercure, l'argent ne pouvant dans ces conditions donner des oxydes sont indifférents. M. Lindet a

confirmé ses résultats en chauffant des solutions de sucre

de canne dans des vases de métal. Il remarqua que l’in-

version est bien plus rapide avec de l'eau distillée aérée

qu'avec de l’eau distillée privée de gaz par une récente

As)

ébullition. Un vase d'aluminium dont les parois, au cours de l'expérience, se couvrent d’alumine donne des invertions de plus en plus fortes, On le « désammorce » en le lavant à l'acide sulfurique puis à l’eau. « Si on écrouit le métal, on le rend moins poreux, moins attaquable et l’inversion se ralentit : mais si au contraire on le frotte avec du papier émeri, l’inversion s'accélère (1) ». L'ensemble de tous ces faits justifie la théoric de la formation d'hydrates d’oxydes des métaux catalysant l’autoinversion de saccharose. Ces hydrates d'oxydes sont d’ailleurs peu stables et ils jouent le rôle de corps interniédiaires, rôle qui peut se rapprocher de celui joué par les hydrures instables dans la méthode de déshydrogénation et d'hydrogénation catalytiques de Sabatier. Les recherches de Lindet ont été reprises et leurs conclusions confirmées par Rudolf Vondrack (2) qui expliqua la contradiction qui existe entre les résultats de Lindet et ceux de Raymann et Sule au sujet de l’action du platine en admettant que dans les expériences de ces derniers le noir de

platine ait provoqué une oxydation du sucre.

INVERSION DU SACCHAROSE PAR LA LUMIERE SOLAIRE ET PAR LES RAYONS ULTRA-VIOLETS, — L'étude de la réaction de dédoublement du sucre de canne sous l'influence des radiations lumineuses ou des rayons ultra-violets a fait l'objet d’un certain nombre de travaux qu'il est utile de

rappeler avant d'entreprendre la description des expérien- (1) Lindet (loc. cit.).

(2) Z. physik. Chem. t. 50 p. 560, 1905

ces que nous avons effectuées pour résoudre définitive-

ment ce problème,

Dès 1871, Raoult (1) avait observé l'apparition de corps

réducteurs, qu'il attribua à une inversion du saccharose .

dans des solutions de sucre exposées à la Ilumière, Il opéra sur des solutions à 20 % dont des volumes égaux étaient introduits dans des tubes de verre blanc, puis soumis quelques minutes à l’ébullition et isolés de l'air extérieur par une fermeture immédiate des tubes à la lampe. Ces tubes ainsi préparés furent placés dans des conditions identiques de température l’un à l'obscurité, l’autre à la lumière solaire. Après cinq mois d'exposition Raoult constata que seul le liquide du tube isolé réduisait le réactif cupro-potassique de Barresvill ce qui indiquait une inversion du saccharose dans ces conditions d’expériences.

Kreusler (2) ne put constater le même fait. Il ne se produisit de glucose, dans les essais qu'il fit, que lorsque l'air n'était pas complètement expulsé du tube scellé et cet auteur affirma alors qu'à la température ordinaire les solutions de saccharose restent parfaitement inaltérées par la lumière pourvu qu'elles soient stériles.

Dans l'étude de l'action de la lumière solaire sur les substances hydrocarbonées que Duclaux (3) publia en 1885 les résultats des expériences de Raoult furent encore

contestés et l’inversion qu'il avait signalée fut attribuée

(1) A. &. S. 73. 1871 p. 1049 (2) Ber. der d. chem. t. VIII p. 98.

(8) Ann. Inst. agronomique 1884-1885 p. 233.

uniquement à l’action de moisissures microscopiques: Néanmoins Duclaux signala que la lumière solaire avait une action accélératrice sur l'hydrolyse du sucre de canne par les acides minéraux et organiques. Cette influence de la lumière solaire sur la marche de l’inversion du saccharose fut étudiée en détail par Gillot (1). Cet auteur fit agir sur des solutions de saccharose à invertir par les acides, à température constante, certains groupes de rayons séparés des autres par une série d'écrans formés par des liquides colorés et il COMmpara les vitesses des réactions observées de cette façon avec la vitesse dans l'obscurité

complète. IL obtint les résultats suivants :

Pouvoir rotatoire

. Obscurité absolue ...,,.....,.. 0000 31 Sulfate de cuivre dilué .......... 2 10051 Sulfate de cuivre CONCÉMITE ELA + 1ra5T PSE Re et PE + 170,51 Acide rosolique .....,.:........ dr Re Al

- Violet de Méthyle ............. 10001 Chlorure de cuivre ............ +. 189,21

Ces chiffres qui indiquent évidemment une action accélératrice de l'hydrolyse pour certains groupes de rayons de la lumière solaire n’ont toutefois de valeur que si toutes les expériences qui ont permis ces mesures ont été faites à une température rigoureusement constante. Quelques années plus tard, Neuberg (2) trouva qu'en présence de sels d'uranyle et de sels: ferriques la lumière solaire

PE ER RE ER (1) A. Royaïe Belgique 1900 p. 863 :

2) Biochem. 7. 13. 1908 p. 305 et 29. 1910 p. 279.

Le ARE S

intervertissait le saccharose. Puis, Bierry et Victor Henri (1) signalèrent que le saccharose en solution, exposé aux rayons de la lampe à mercure en quartz, donnait naissance à des produits réducteurs. D. Berthelot et Gaudchon (>) en étudiant l’action des rayons ultra-violets sur le saccharose constatèrent que les gaz qui prennent naissance pendant cette action sont formés par un mélange des différents gaz qui se dégagent de solutions de glucose et de lévulose exposées dans les mêmes conditions. Ils en conclurent que le sucre de canne est dédoublé sous l'influence des radiations ultra-violettes:

La preuve directe et irréfutable de l'existence d'une action hydrolysante des rayons ultra-violets qu'aucun auteur n'avait jusqu'alors donnée, ne se trouve pas non plus dans les expériences de Guntz et Minguin (3), ni dans les recherches de H. Euler et H. Ohlsen (4). On se heurte en

effet à un certain nombre de difficultés techniques quand

on veut démontrer la présence des produits de dédouble-

ment du sucre de canne dans des solutions irradiées par les rayons ultra-violets (5). Cette recherche est rendue délicate par la formation au sein de ces solutions de produits réducteurs et optiquement actifs autres que le glu-

cose et le lévulose (6). Dans de semblables conclusions, les

(1) G. R. Biologie. 14 mai 1910. (&) A. d. S. août 1910 5 Ad S #5152% D; -8702 10e

(4) J. de chimie physique. T. IX n° 2 1911 D. 416. (5) D'après Pouguet. (J. de pharmacie 1910 pP. 540) la vitesse d'hydrolyse des acides est triplée lorsque l'invasion s'effectue en présence des

rayon ultra-violets.

(6) 11 y a formation d' aldéhydique ou cétonique donnant des combhinais

drazine.

ons avec ia phénylhy-

a'déhyde formique et d’autres corps à fonctions |

REP RTT C PR I dle VO f MUCS RT

renseignements que l'on pourrait Lirer d'un examen polarimétrique où d'un essai à la liqueur de Fheling seraient entachés d'erreurs, surtout, si voulant obtenir une forte inversion on a fait des expériences avec de longues du-

rées d'exposition.

PROCÉDÉS DE RECHERCHE DU SUCRE INTERVERTI. — Le sucre interverti en présence de saccharose peut être décelé par deux moyens : 1° l'isolement du lévulose à l'état de combinaison calcique par la méthode de Jungfleisch et Lefranc (1) et 2° la préparation des hydrazones du glucose et du lévulose par le procédé Tanret (2), ces deux méthodes permettent de régénérer l’un ou les deux monoses en

passant par des dérivés caractéristiques.

Méthode de lévulosate de calcium. — Cette méthode consiste en l'application à la recherche du lévulose dans un mélange de saccharose et de sucre interverti du procédé classique de Jungfleisch et Lefranc pour la préparation de cet hexose.

Le liquide à analyser étant maintenu à la température de 32°, on l’additionne d’un excès d'hydrate de chaux pure et on agite vivement. Par filtration sur un filtre tiédi on sépare la chaux non combinée, puis on abandonne le liquide à la cristallisation à 0°.

Les cristaux de lévulosate de calcium obtenus sont séparés du glucosate de chaux et des saccharosides calciques

(1) Jungfieisch., Manipulation de fhimie.

Lq0r

qui sont restés en solution, par essorage et lavage à l’eau glacée. La combinaison calcique du lévulose est ensuite décomposée par l'acide oxalique, l'excès nécessaire de ce réactif est éliminé par agitation avec du carbonate de chaux en poudre et la solution de lévulose après filtration est concentrée dans le vide à basse température jusqu'à élimination complète du dissolvant.

Le résidu de cette évaporation est dissous dans l'alcool absôlu à l’ébullition. Par refroidissement il se dépose en sirop épais que l’on sépare par décantation. On ajoute à la liqueur alcoolique ainsi séparée quelques cristaux de lévulose pur qui amorce la cristallisation. Les cristaux qui se forment assez lentement sont lavés à l'alcool absolu froid et désséchés dans le vide sulfurique.

Pratiquement on ne peut utiliser ce procédé que pour des recherches où on se trouve en présence d’une quantité assez forte de sucre interverli par rapport au saccharose. Dans un certain nombre de cas où cette condition se trouvait réalisée, il nous à donné de bons résultats. 11 n'en a pas été de même quand, dans nos liquides d'expériences, il n’y avait qu'une faible hydrolyse. La tendance marquée des solutions de lévulosate de calcium à la sursaturation, la présence dans les liqueurs de différents saccharoïdes calciques modifiant sensiblement les conditions de solubilité, nous ont empêché de déceler la formation du d. fructose dans des expériences où l'application de la méthode de Tanret modifiée, que nous décrirons, donnait

dés résultats positifs.

Méthode des hydrazones de Tanret : — On emploie cette méthode pour extraire les sucres réducteurs de leur mélange avec les sucres hydrolysables. Elle consiste en une transformation des monoses en phenylhydrazones que l'on peut facilement isoler puis décomposer pour en libérer les sucres générateurs. Cet élégant procédé qui permet de retirer d’un mélange, de 97 % (lévulose) a 32 % (glucose) les monoses qu'il contient, s'applique de la façon suivante :

On dissout le mélange à étudier dans son poids d’eau distillée, et on le chauffe avec un excès de phénylhydrazine pure, dans un tube scellé placé au bain-marie bouillant pendant 0 minutes. Après refroidissement la phenylhÿdrazine non combinée est enlevée en agitant plusieurs fois la liqueur avec du benzène. Dans ces conditions, si la solution est suffisamment concentrée, les hydrazones formées se précipitent, dans le cas contraire cetle précipitation ne peut être obtenue que par saturation du liquide avec du sulfate de magnésie. La séparation du sucre hydrolysable des hydrazones se fait ensuite par épuisement avec de l’acétate d’éthyle neutre. L'extrait éthéré que l'on obtient est évaporé sous pression réduite et le résidu est repris par l’eau où il se dissout entière. ment (1). On ajoute alors à cette solution aqueuse un excès d’aldehyde benzoïque et on chauffe au tube scellé

pendant deux heures au bain-marie bouillant, pour dé-

(1) Quelquefois il s’est formé au cours de l'opération des osazones qui sont insolubles dans l’eau, on peut ne pas en tenir compte et les éliminer par filtration,

composer l'hydrazone. Le liquide refroidi est réduit au 1/4. On l'épuise à l'éther et on l’abandonne à la cristallisation après concentration. Le sucre que l'on obtient ainsi peut être purifié par la suite. Nous nous sommes heurté, dans l’application de ce procédé de recherches à nos liquides d'expériences, aux mémes difficultés que nous avions rencontrées avec l'emploi de la méthode au lévulosate de calcium. Il est, en effet, nécessaire d’avoir une assez forte concentration en sucre interverti pour parvenir à isoler les hydrazones formées et à en récupérer le mélange des deux monoses. Nous avons songé à apporter à la méthode de Tanret une modification permettant de déceler de petites quantités de lévulose et de glucose en présence d’une grande quantité de

saccharose.

Méthode des hydrazones modifiée. — Lorsqu'on ajoute à une solution aqueuse d’une hydrazone d’un sucre un excès d'acétate de phénylhydrazine et que l’on porte ce mélange au bain-marie bouillant, l'hydrazone se transforme en osazone. Dans le cas de mélange des hydrazones du glucose et du lévulose qui prennent naissance par action de la phénylhydrazine sur le sucre interverti, il se forme une ozazone unique qui est la phénylglucosazone.

Nous avons utilisé cette réaction de transformation des hydrazones en ozazones pour modifier la méthode de Tanret de façon à obtenir un corps facile à identifier et qui soit caractéristique du sucre interverti (1). Les essais que nous avons faits selon le mode opératoire suivant avec des solutions

(1) La méthode de la phénylglucosazone ne peut être employée directement sans passer par le stade des hydrazones, car le saccharose se dédouble par simple ébulition avec l'acétate de phénylhydrazine.

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de sucre interverti de titre connu, nous ont montré qu’ainsi simplifié le procédé des hydrazones permet de déceler de très petites quantités de lévulose et de glucose en présence d’un grand excès de saccharose, alors que l'emploi des procédés précédemment décrits ne nous eût pas permis de les mettre en évidence.

Le liquide à analyser est amené à consistance sirupeuse par évaporation dans le vide à basse température. Le sirop ainsi obtenu est chauffé dans un matras scellé avec un excès de phénylhydrazine pure pendant 20 minutes au baïin-marie

| bouïllant. Après refroidissement et traitement par la benzine

pour éliminer la phénylhydrazine non entrée en réaction on sature la liqueur avec du sulfate de Magnésium (1) ét on l'épuise plusieurs fois à l’éther acétique.

Cette solution éthérée après filtration, est évaporée à sec dans le vide. Le résidu de cette évaporation est traité par l'alcool absolu bouillant. On filtre et on évapore à sec la liqueur alcoolique. Dans le cas de la présence de sucre interverti on à alors un résidu soluble dans l’eau et si on chauffe une demi-heure au bain-marie à 100° sa solution aqueuse, afres filtration, avec de l'acétate de phenylhydrazine, il se forme un précipté cristallin de phénylglucosazone insoluble dans l'eau bouillante. Placés sur un filtre durci, ces cristaux sont lavés à l'eau chaude, à l'acétone étendue de son volume d’eau, à l'alcool méthylique pur, à l’éther anhydre et finalement on les dessèche dans le vide sulfurique. Ils doivent fondre instantanément à 230.

ACTION HYDROLYSANTE DES RAYONS ULTRA-VIOLETS : = L'emploi combinée des méthodes dont nous venons d’a-

chever la description permet de saisir l'apparition des

(1) La phénylglucoshydrazone soluble dans quelques parties d'eau est précipitée de ses solutions par le sulfate de magnésie (Tanret loc. cit.).

hexoses, glucose et lévulose dans les solutions de sucre de ‘anne exposées aux rayons ultra-violets sans avoir à craindre les causes d'erreurs provoquées par la complexité de composition de la solution dans laquelle doit s’effectuer la recherche. Nous avons d’ailleurs dit précédemment pourquoi les procédés classiques employés pour démontrer l'inversion du saccharose, c’est-à-dire l’examen du pouvoir rotatoire et la détermination des pouvoirs réducteurs, ne pouvaient être appliqués à nos expériences. Mais il ne suffit pas pour mettre en évidence l'action hydrolysante propre des rayons ultra-violets d’aer

voir une méthode d'analyse précise des liquides sucrés irradiés. Il faut encore au cours des expériences se mettre à l'abri de l’auto-inversion du saccharose. En d’autres termes, suivant ce que nous connaissons de ce phénomène, il faut opérer à une température au plus égale à 50° et éviter l’auto-acidification de la liqueur. exposée aux rayons de la lampe à mercure. Dans nos nombreuses expériences qui peuvent se ramener aux types suivants. nous nous sommes toujours préoccupé de réaliser ces conditions de température et de milieu,

Toutes nos opérations ont été faites avec du saccharose chimiquement pur du commerce. Pour éviter totalement l'action des sels minéraux nous l'avons fait cristalliser plusieurs fois de suite dans de l’eau distillée très pure.

Les cristaux après lavage à l'alcool 95° chaud puis à

l'alcool 95° froid furent essorés et desséchés à l'étuve à

basse température. Le produit ainsi obtenu ne réduisait

pas la liqueur de Fehling (1). Pour des concentrations de

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9 % les solutions possèdaient une conductivité électrique

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égale à 18.10 à 22° et un pouvoir rotatoire de 66°,4 à 20°.

Action des rayons ultra-violets sur des solutions de Saccharose pur dans le vide à 4o° : — Nous avons placé dans un ballon de quartz de 00 eme. de capacité, 150. cmcC. d'une solution de saccharose pur à 5 % dans de l'eau distillée bouillie. Ce ballon était fermé par un bouchon à l'émeri laissant passer un tube de verre calibré et muni d'un robinet. Grâce à ce dispositif le vide put être fait dans l'appareil à l’aide d’une trompe à eau. Le ballon fut ensuite placé entre deux lampes à mercure en quartz à une distance d'environ quinze centimètres. Ces deux lampes étaient montées parallèlement sur courant de Ilo volts. Elles possèdaient une longueur de tube lumineux de 60 mm. et brülaient à l'air libre au régime de 60 volts et 3, 1 ampères. Dans ces conditions, ainsi que nous nous en sommes assuré la température maxima de la solution sucrée était de 40°.

Au bout de 72 heures d'exposition on observe un dégagement de bulles gazeuses. L'opération étant alors arrêtée, on voit que la solution est devenue acide au tournesol. Elle renferme de l'aldehyde formique en assez

grande quantité ; en effet, 5 ce. de cette solution mélan-

(1) Il est fréquent de rencontrer des échantillons de saccharose parfait quant à la teneur en sels minéraux mais possédant un léger pouvoir réducteur provenant d’uné hydrolyse produite pendant la préparation,

gés avec 1 cc. d’acide sulfurique pur et 5 cc. d’une solution alcoolique fortement sulfurique de bisulfite de rosaniline se colore rapidement en rose. Après neutralisation par le carbonate de chaux le reste de la solution est concentré dans le vide à 40° jusqu’à consistance sirupeuse. Le sirop obtenu, qui réduit la liqueur de Febhling à la température ordinaire, est additionné de 2 gr. de chaux éteinte pure, finement pulvérisée, filtré de suite et maintenu à la glacière à o° pendant 12 heures. On obtient un dépôt assez volumineux de cristaux blancs qu'on décante et lave à plusieurs reprises avec de l’eau glacée. De ce lévulosate de calcium traité comme nous l'avons indiqué précédemment on isole en nature du lévulose ayant un pouvoir rotatoire de 84° et donnant une osazone caractéristique cristallisant en branche de genêt et qui, convenablement purifiée, fond instantanément sur bloc Maquenne à 230°. Dans ces conditions d'expérience, l’hydrolyse du saccharose est nettement mise en évidence. Mais on est en droit de se demander si cette inversion est le fait des rayons ultra-violets ou si elle n’est qu'un phénomène secondaire résultant de l'action d'acides provenant de l'oxydation brutale de la molécule du sucre de canne agissant sur l’excès de ce corps contenu dans la so-

lution (1). Pour résoudre cette question, nous avons ef-

(1) On sait que les acides organiques hydrolysent le saccharose. Ils ont un pouvoir inversif moindre que celui des acides minéraux, mais comme leur action sur ïes produits de l’hydro!yse est nulle dans certaines conditions dè concentration et de durée de contag£t, ils ont pü être employé par Jungfleich et Gimbert pour préparer le sucre interverti pur (A. d. S. 108 p. 144, 109 p. 867)

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fectué des expériences en milieu maintenu neutre par la présence; dans la solution au cours de l'irradiation, de

Carbonate de Calcium en poudre fine.

Action des rayons ultra-violels sur des solutions de saccharose pur, dans le vide, à 4o°, en présence de carbonate de Calcium : — Une solution de saccharose à 5 % fut irradiée dans les mêmes conditions que précédemment, après avoir été mélangée avec 1 gr. 50 de Carbonate de Calcium (1). Au bout de la 72° heure d'exposition l'opération fut arrêtée sans qu’on eût observé de dégagement gazeux. La solution, qui avait été agitée fréquemment, était neutre au tournesol et elle contenait de l’aldehyde formique.

Après concentration, nous avons fait agir la phenylhydrazine en tube scellé, sur le sirop obtenu. Les hydrazo- nes des deux monoses formés pendant l'action des rayons ultra-violets furent séparées de Fexcès de saccharose par l'éther acétique et l'alcool absolu. Leur solution aqueuse, traitée par un léger excès d’acétate de phenylhydrazine donna äu bain-marie bouillant des cristaux de phenylglucosazone que nous avons caractérisés par les moyens habituels. L'obtention de ce corps est la preuve de l'existence du sucre interverti dans nos solutions de saccharose

après irradiation en milieu neutre.

(1) I est intéressant de noter qu’une solution de saccharose témoin (150 cc) à 5 % maintenue à 40° pendant une heure de contact avec du carbonate de chaux pulvérisé et lavé {4 gr 5) puis filtrée à une conductivité électrique augmentée dans la proportion de 8 à 1.

Action. des rayons ultra-violets sur des solutions de saccharose pur, à l'air libre, à 25°. — Cette étude a été faite en exposant une solution de saccharose dans des cuves de porcelaine placées à 12 cm. du tube lumineux de la lampe à mercure en quartz. La température des liquides ne dépassa jamais 25°. L'eau qui disparaissait par suite de l’évaporation lente était remplacée régulièrement par de l’eau distillée.

Nous avons irradié dans ces conditions 500 eme. d'une solution de saccharose à 5 % pendant 185 h. Au bout de ce temps cette liqueur devenue franchement acide au tournesol. Une prise d'essai ne colora que lentement le bisulfite de rosaniline en solution sulfurique ce qui indiquait la présence de traces d'aldéhyde formique. Nous avons nettement mis en évidence ce corps par la réaction de Trillat. Par condensation au bain-marie bouillant avec la dimethylaniline en milieu sulfurique, l’aldéhyde formique contenu dans 5o cmc. de la solution donne naissance au tetraméthyldiamido diphenylméthane qui est caractérisé par la solution bleue de son hydrol, dans l’acide acétique.

Dans la solution de saccharose ainsi exposée, nous avons décelé le sucre interverti par la méthode de Tanret modifiée, après avoir neutralisé et concentré cette solu-

ton.

Action des rayons ultra-violets sur des solutions de saccharose pur à l'air libre à 25° en présence de car-

bonate de calcium. — Exactement comme dans l’expé-

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rience précédente nous avons fait agir les rayons émis par la lampe à mercure sur 500 ec. d'une solution de saccharose à 5 %. Mais la neutralité de la solution fut maintenue pendant toute la durée de l'exposition par l'addition de 3 gr. de carbonate de calcium finement pulvérisé.

Nous av on$ pu encore mettre en évidence la formation

au cours de l'expérience de glucose et de lévulose.

CoNcLusIONS GÉNÉRALES. — Nous avons fait observer dans l'exposé qui précède, que les indications fournies par les variations du pouvoir rotatoire et du pouvoir réducteur de solutions de saccharose soumises à l’action des rayons ultra-violets, ne peuvent être utilisées pour dé-

montrer le pouvoir hydrolysant de ces agents.

Dans les conditions expérimentales où nous nous sommes placé, le dédoublement du saccharose ne peut être prouvé que par l'isolement d'au moins un des monoses constituants où par l'obtention de combinaisons qui les caractérisent nettement. Toutes nos expériences ont eu pour but de faire cette recherche avec toute la rigueur désirable. Les résultats qu’elles nous ont donnés: préparation de lévulosate de calcium et de la glucosazone, indique nettement la formation d’un sucre en C6, c’est à-dire lhydrolyse du sucre de canne lorsqu'on expose les solutions aqueuses de ce corps aux radiations ultra-violettes. Berthelot et Gaudechon qui, après nous, ont étudié l’action

des rayons émis par l'arc au mercure dans le vide sur

les solutions sucrées firent dans cet ordre d'idées un cer-