III. POUVOIR ROTATOIRE DES ALCALOÏDES
Les alcaloïdes naturels agissent sur la lumière polarisée ; ils dévient à gauche le plan de polarisation, la cinchonine et la quinidine dévient à droite, et quelques alcaloïdes sont privés de pouvoir rotatoire.
On a constaté que, lorsque ces bases sont en solution dans un acide, employé seulement en proportion suffisante pour les saturer, leur pouvoir rotatoire tantôt s’affaiblit, et tantôt, comme pour la quinine par exemple, augmente très notablement.
La narcotine se conduit d’une façon toute spéciale : libre, elle dévie à gauche; combinée aux acides, elle dévie à droite.
M. Bouchardat, qui le premier a constaté l’action des alcaloïdes sur la lumière polarisée, a donné les valeurs suivantes :
Quinine en dissolution dans l’alcool 22“
Quinidine (Pasteur) — »
Cinchonine dans l’alcool étendu
d’acide chlorhydrique . »
Cinchonidine en dissol. dans l’alcool 15“
Morphine dans l’alcool étendu d’acide chlorhydrique . a
Narcotine en dissolution dans l’alcool »
Codéine — — »
Narcéine — — »
Strychnine — — »
Brucine — — »
Igasurine — — »
Nicotine (Laurent) — »
[a]iz= — 88», 04 [a]i= - 130»,05 [a]i= — H8»,02 \a]i= — 6»,07
!«]!= — 132», 07 ia]i= — 61»,27 [«]i= — 62»,9 [a]i= — 95»,5
Le résultat des premières recherches sur l’action exercée par les alcaloïdes sur la lumière polarisée a été formulée de la manière suivante :
1» Les alcalis végétaux en solution neutre ou acide exercent une action sur la lumière polarisée.
2° La morphine, la narcotine, la strychnine, la quinine en solution dans l’alcool ou dans l’éther, dévient à gauche ; la cinchonine seule dévie à droite, et cela avec une énergie remarquable.
O» Tous les alcalis sont modifiés temporairement par les acides et la modification est minimum par la morphine; le pouvoir rotatoire est affaibli, excepté pour la quinine.
Ces remarques établissent que le pouvoir rotatoire des alcaloïdes ne saurait être considéré comme une constante.
L’étude de cette propriété des alcaloïdes a été reprise par Hesse et surtout par Oudemans.
Hesse constate d’une façon générale que les pouvoirs rotatoires doivent toujours être pris dans les mêmes conditions, c’est-à-dire s’il s’agit de la base libre dans le même dissolvant, le dissolvant contenant la même quantité de l’alcaloïde et à même température.
Ce pouvoir rotatoire doit être pris par rapport à la même radiation, car il n’est pas permis tbéoriquement d’appliquer une formule qui puisse permettre de déduire le pouvoir rotatoire pour la raie D, par exemple, en fonction d’une autre radiation, ou d’une teinte spéciale, le jaune moyen par exemple.
Actuellement tous les pouvoirs rotatoires sont rapportés à la raie D, c’est le terme de comparaison le plus facile à prendre. •
La valeur [a] ^ doit être calculée d’après la déviation observée a, en faisant usage
de la formule [a]“ = dans laquelle V est le volume de la liqueur, l la longueur
en décimètres du tube employé et p le poids de la substance en dissolution.
Supposons que pour un certain dissolvant, un alcaloïde donné, en solution dans une proportion donnée, présente pour la raie D une déviation [a]“ = x. En faisant varier la concentration de la solution on trouvera [a]“ — x' [«]“ =x'', etc.... En réunissant plusieurs valeurs, en les comparant, on arrive souvent à trouver une formule générale telle que la suivante :
X étant le pouvoir rotatoire pris dans certaines conditions, p le poids de la substance en dissolution dans 100 p. du dissolvant et y une valeur déterminée expérimentalement.
Oudemans a examiné avec le plus grand soin le pouvoir rotatoire des alcaloïdes (lu quinquina, soit isolés, soit combinés aux acides {Ann. der Chem. u. Pharm., t. CLXXXll, 53). Il a constaté ce qui suit^ :
Influence de la concentration et de la température.
Poids de l’alcaloïde sec
Alcaloïdes .
dans 20 c.c.
de dissolution.
Température.
Quinine
Quinidine
Cinchonine
Cinchonidine
1. Nous relevons seulement quelques chiffres, en renvoyant le lecteur aux Ann. der Chem., t. CLXXXll, 33, et à la traduction publiée parM. Jungfleisch,/ourn. dechim. et de avril 1884,
Influence du dissolvant. — Les expériences ont été faites à 17°.
Poids de l’alcaloïde se(
Alcaloïde. Dissolvant.
dans 20 cc. désolation. a
Quinine alcool absolu
— benzine pure
.-ise»
— chloroforme
— chloroforme
Quinidine alcool absolu
— benzine pure
Cinchonidine alcool absolu
— chloroforme
Dissolvants mélangés. — Les déterminations ont été faites à 17“, en prenant
0.524 de quinine ou de quinidine, et 0,308 de cinchonidine pour 20 centimètres
cubes de dissolution :
Dissolvant en poids : Composition.
Alcool absolu. Eau.
Quinine 100
Cinchonidine 100
Ce qui vient d’être dit se rapporte aux bases libres ; Oudemans a examiné aussi
l’influence des acides.
Pouvoir rotatoire de quelques sels.
Sel.
Dissolvant.
Rapporté à l’alcaloïde.
Sulfate basique de quinine
alcool absolu
(C“H^'‘AzW)^H^S^0* + 7 ‘A HW
Sulfate neutre à 7ffO^
Eau
. Sulfate basiqtie de quinidine
alcool absolu
Azotate basique de quinidine
En général, pour les alcaloïdes du quinquina le pouvoir rotatoire est plus fort en présence de l’alcool qu’en présence de l’eau, excepté pour le sulfate neutre de quinine.
Influence exercée par un acide en excès. — Le pouvoir rotatoire maximun n’est atteint avec les acides minéraux que lorsqu’on emploie une quantité d’acide un peu supérieure à la quantité nécessaire pour fournir un sel neutre, à cause de la dissociation produite* par l’eau.
La limite n’est même atteinte avec certains acides qu’en les ajoutant en abon* dance.
Oudemans a appliqué ces déterminations à l’analyse quantitative d’un mélange de deux et de trois alcaloïdes de quinquina. Nous y reviendrons à l’étude de ces alcaloïdes.
De l’ensemble de ses études sur les alcaloïdes, Oudnmans a tiré les conclusions qui suivent :
1“ Le pouvoir rotatoire spécifique des bases monoacides, tel qu’il existe dans les solutions aqueuses des sels neutres, est le même pour tous les sels, et indépendant de l’acide. Les faibles différences constatées parfois sont dues à une décomposition partielle et cette dissociation aqueuse n’est pas la même pour tous les sels.
2° Le sel neutre n’étant point dissocié par l’eau, le pouvoir rotatoire spécifique coïncide avec le maximum du pouvoir rotatoire spécifique.
3" Dans le cas des bases diacides, le pouvoir rotatoire est distinct avec chaque série de sels. 11 a généralement une valeur spécifique plus faible dans les sels basiques que dans les sels neutres.
. ¥ 11 est probable que le pouvoir rotatoire spécifique est le même pour tous les sels d’une même base diacide, et que les différences constatées tiennent uniquement à une question de dissociation aqueuse variable avec l’acide.
5“ Il est probable que pour les sels basiques d’une même base le pouvoir rotatoire spécifique est le même, la différence entre les valeurs observées étant due à une décomposition partielle.
Les variations apportées par la chaleur au pouvoir rotatoire des alcaloïdes peuvent être légères ou peuvent être très marquées et permanentes. En solution la modification n’est généralement que passagère, ce qui revient à dire que le pouvoir rotatoire varie avec la température, mais l’alcaloïde chauffé à sec, surtout audessus de 100“, est parfois modifié complètement au point de vue du pouvoir rotatoire, tout en conservant sa formule primitive.
Il suffit d’indiquer l’action exercée par la chaleur sur les sulfates de quinine, quinidine, cinchonine et cinchonidine, qui vers 120“ — 130" se transforment en sulfates de quinicine et de cinchonicine.
M. Pasteur explique ces transformations, ces variations du pouvoir rotatoire, en admettant que la molécule des bases les plus ordinaires, du 'quinquina est double et formée de deux corps optiquement actifs, l’un déviant à gauche et l’autre à droite. Sous l’influence de la chaleur, l’un des deux groupements résiste à une transformation isomérique et persiste sans altération.
L’autre groupe au contraire devient inactif, quand on chauffe la quinine, et que celle-ci se transforme en quinicine ; son groupe polarisant fortement à gauche perd cette propriété et celui qui polarisait faiblement à droite la conservant, la quinicine formée polarise à droite. Avec cette explication, la quinicine peut être regardée comme de la quinine dont un des groupes constituants est devenu optiquement inactif.
Mais la quinidine se transformant aussi en quinicine. Pasteur pense que le groupe très actif de la quinidine qui disparaît sous l’influence de la chaleur serait droit au lieu d’être gauche comme dans la quinine, et uni également au même groupe droit, peu actif mais stable, qui existe dans la quinine et qui persiste dans la quinicine pour lui donner sa faible déviation à droite.
Thomson, dans l’étude du pouvoir rotatoire (Berich. der Deut. chem. GeselL, t. XIV, 31), a fait une hypothèse en vertu de laquelle un alcaloïde dans lequel
deux atomicités sont saturées par de l’hydrogène, doit présenter le même pouvoir rotatoire qu’il soit ou non combiné aux acides, tandis qu’il n’en serait pas ainsi pour les alcaloïdes qui donnent avec les acides des déviations notablement différentes de celles obtenues dans les dissolvants neutres. Hesse fait remarquer que, d’après cette hypothèse, la quinamine renfermerait deux atomicités saturées par de l’hydrogène, tandis qu’il n’en serait point ainsi pour les alcaloïdes ordinaires, les quinquinas, tels que la quinine, la cinchoniue et leurs isomères.
Hesse a établi que les valeurs de ces différences sont, quand on emploie 1 et o équivalents d’acide chlorhydrique :
Pour la quinine . 11 5“, 49
— quinidine . ' . 97“,92
— cinchonine . 57“,58
— cinchonidine . 57”, 34
Il constate que l’apoquinamine présente la même formule élémentaire que la cinchonine et qu’elle ne partage pas les propriétés optiques de cette base. L’ensemble de ses expériences, en admettant la loi de Thomsen, lui démontre que la quinamine ne se rattache en rien aux alcaloïdes ordinaires du quinquina.
Hesse, étudiant les propriétés optiques de la conquinamine {An. der Chem. u. Pharm., t. CCIX, fasc. I), trouve pour les pouvoirs rotatoires de cette base, soit libre, soit en présence de 1 et de 3 molécules d’acide chlorhydrique, des valeurs variant de a® = -t- 184", 5, valeur minima, avec la solution chloroformique, à [a]®=:-i-230" avec la solution chlorhydrique à 3 molécules d’acide. 11 tire de ces chiffres la conclusion que « la conquinamine en solution acide présente presque exactement le même pouvoir rotatoire qu’en solution neutre ». Il y a cependant entre ces valeurs une différence notable, bien que plus faible que celle observée pour d’autres alcaloïdes. Ondemans, qui a fait la même remarque que Hesse et qui a trouvé à peu près les mêmes chiffres, croit pouvoir rattacher les différences plus ou moins grandes à la basicité de l’alcaloïde. Hesse considère cette hypothèse comme erronée, car, dit-il, il y a des bases qui en solution acide et en solution neutre ne présentent pas de différence notable tout en étant biacides, et il cite l’hydrochlorapocinchonine.
De ce fait il résulte, bien que Oudemans ait posé les règles générales rapportées plus haut, bien qu’il ait pu utiliser dans l’étude des alcaloïdes du quinquina le pouvoir rotatoire, pour analyser quantitativement un mélange de trois bases, qu’il ne peut y avoir avantage, dans l’étude des alcaloïdes, à se servir de cette propriété que dans le cas d’un alcaloïde isolé, afin de voir quel est son degré de pureté. Rappelons que même dans ce cas il faut tenir compte de la nature du dissolvant, de la proportion d’alcaloïde dissous et de la température. Quand on voudra utiliser le pouvoir rotatoire pour l’examen d’un sel d’alcaloïde ou d’un alcaloïde libre, la déviation trouvée devra être comparée à celle donnée par un même sel du même alcaloïde ou par l’alcaloïde libre et parfaitement pur dans des conditions absolument semblables.
