IV. — Les isoméries optiques et géométriques

En 1860, dans deux leçons faites devant la Société chimique, Pasteur exposait les résultats de dix années de recherches sur ce c[u'il a appelé la dissijmétrie moléculaire.

Tous les objets, quels qu'ils soient, peuvent être rangés en deux classes, les superposables et les non superposables. Dans la première, on place par exemple un escalier droit, une tige à feuilles opposées, un cube ; dans la seconde, un escalier tournant, une tige à feuilles insérées en spirale, une vis, une main, un tétraèdre irrégulier.

Dans les objets dissymétriques, il y a à distinguer la dissymétrie cristalline de la dissymétrie moléculaire. La première est celle du quartz, par exemple, dont les cristaux dévient la lumière polarisée, et ne sont pas superposables; lorsque les cristaux sont détruits, par fusion par exemple, le quartz perd tout

Jip. CHAl'ITRI-: XV.

pouvoir rotatoire. Pasteur compare ce cas à celui (Tuu escalier tournant construit avec des éléments symétriques, disons avec des cubes.

Au contraire, la dissymétrie moléculaire est, comme l'indique son nom, une propriété inhérente à la molécule elle-même. L'acide tartricjue, non seulement existe sous deux modifications cristallines non superposables, cpii se ressemblent comme la main droite et la main gauche, mais les solutions de ces deux modifications ont un pouvoir rotatoire inverse. Si on les mélange en c[uantités égales, le pouvoir rotatoire disparaît, tandis qu'il r,e manifeste une élévation de température, et cjue,si les solutions sont assez concentrées, il cristallise un nouvel acide (paratartricjue). Pasteur voit dans ces faits de véritables cas d'isomérie (^).

« Nous savons donc, d'une part, que les arrangements moléculaires des deux acides tartricjues sont dissymétriques, et, de l'autre, cju'ils sont rigoureusement les mêmes, avec la seule «lifïérence d'offrir des dissymétries de sens opposés. Les atomes de l'acide droit sont-ils groupés suivant les spires d'une hélice dextrorsum, ou j^lacés au sommet d'un tétraèdre irrégulier? ou disposés suivant tel ou tel assemblage dissymétrique déterminé ? Nous ne saurions répondre à ces cjuestions. Mais ce qui ne peut être l'objet d'un doute, c'est cju'il y a groupement des atomes suivant un ordre dissymétrique à image non superposable. Ce qui n'est pas moins certain, c'est que les atomes de Tacidc gauche réalisent précisément le groupement dissymé- 1ri(pie inverse de celui-ci. Nous savons enfin cjue l'acide paratariri([ue résulte de la juxtaposition de ces deux groupements d'atomes inversement dissymétri(jues (-). )^

Parmi les objets dissymétri([ues, Pasteur nous a cité le tétraèdre irrégulier. Le carbone tétravalent peut être ligure ]tar uu tétraèdre. Lorscfue les cpuitre angles de celui-ci sont (Mciipés par (juair(; ch'^meuls (ui gi'nupnnents d'éléiuciil s dilTcrents, il est susceptible d'exister sous deux formes non sui)er-

f) Leçons de CIninic \)Tok-s»ws eu 18G0, p. ,>,'). Paris, J 1;r'Iic1 le; iSGi. (■-) Ihid., \). y.5.

LA CHIMIE ORGANIQIE DEPl IS ' 1S60. ^93

posables et de sens inverses. C'est l'application à la valence, des faits observés par Pasteur. Cette application est l'œuvre de M. Lebel (') et de Van't Hofî {^). Le carbone tétrasubstitué différemment prend le nom de carbone asymétrique. La présence d'un carbone asymétrique dans une molécule entraîne, sauf quelques possibilités à discuter, l'isomérie optique.

La nouvelle théorie eut un grand succès. Elle expliquait immédiatement une foule de cas qui avaient intrigué les chimistes ; celui de l'acide lactique était l'un des plus simples.

Cependant, le pouvoir rotatoire devenant dépendant du carbone asymétrique, la présence de deux atomes de cette nature dans une molécule amenait des conséquences nouvelles. Pasteur, outre les trois isomères que nous avons signalés pour l'acide tartrique, avait reconnu l'existence d'un quatrième : l'acide non dédoublable. Elle s'expliquait naturellement, on pourrait dire qu'elle s'imposait. Yan't Hoff les figurait comme suit :

cooH OH rwu H ':<il!L "

COOff

OH " non dédoublable

L'inactif dédoublable était un mélange, et, si cette conception n'était pas tout à fait conforme à l'idée qu'on aurait pu se faire des faits observés par Pasteur, au contraire l'inactif non dédoublable trouvait là une excellente expression de ses propriétés.

La notion du carbone asymétrique avait conduit MM. Lebel

(') Bull. Soc. chim., 1874, p. 337.

(^) La Chimie dans l'espuce, 1874. Seconde édition sous le titre : Dix années dans l'Histoire d'une théorie. Rotterdani, Bazendyk; 1887. D. 38

et Yan't Hofî a une déduction de grande importance : l'isomérie géoniétricjue. Voici comment :

Envisageons, par exemple, l'une des isoméries actives de l'acide tartrique. A regarder superficiellement les représentations dans l'espace, on pourrait croire qu'elle est susceptible d'exister sous plusieurs formes, par exemple :

CiMm

COOiï

mais l'interprétation logique des hypothèses est que. le tétraèdre supérieur étant superposable à l'inférieur, dans le fait ils se superposent. C'est ce que certains auteurs ont appelé V hypothèse restrictive. Une seule valence réunit les deux atomes de carbone, par conséquent ils sont mobiles autour de cet axe. Il n'en va pas de même si une double liaison réunit les carbones. On a interprété de cette manière l'isomérie longtemps inexpliquée des acides maléiciue et fumarique, dérivés de l'acide tartrique :