PRET
développe les conséquences générales. Les circonstances qui ont amené ce développement dans le cas actuel méritent qu'on les rappelle ; car elles confirment pleinement la thèse que nous avons voulu établir au commencement de ce Rapport.
L'année dernière, M. Pasteur avait porté ses recherches sur l’asparagine, l'acide aspartique et l'acide malique. Ces deux acides se dérivent théoriquement et pratiquement de l’asparagine, en lui enlevant 1 ou 2 équivalents d'ammoniaque. C'était pour cela précisément qu'il avait choisi ces trois corps comme sujet d'étude. La molécule de l’asparagine possède le pouvoir rotatoire. Il voulait savoir si ce pouvoir se conserve après la soustraction progressive des éléments de l’'ammoniaque ; et, dans ce cas, quelles modifications il éprouve. L'expérience lui montra qu'il persiste, et qu'il cesse seulement d'exister quand on passe de l’acide malique aux acides pyrogénés appelés maléique et paramaléique, ‘dont le dernier a été nommé aussi fumarique, parce qu'on le trouve tout formé dans la fumeterre. Ce court résumé suffit pour notre but. Pendant que M. Pasteur vous présentait ce travail, M. Dessaignes, de Vendôme, annonçait à l'Académie qu'il était parvenu à former artificiellement l'acide aspartique, en traitant le fumarate acide d’ammoniaque par des procédés qu’il indiquait (f). Cet énoncé présenta tout de suite à M. Pasteur une alternative, dont la discussion expérimentale ne pouvait manquer de conduire à une découverte importante : ou l'acide aspartique, dérivé du fumarate, possédait, comme l'acide naturel, le pouvoir rotatoire, et alors il offrirait le premier exemple d'un corps actif qui aurait été dérivé artificiellement d’un corps inactif; ou l'acide aspartique artificiel était inactif, et alors, malgré l’identité de la composition chimique, il différerait moléculairement du naturel. C'est ce dernier cas qui a lieu. M. Pasteur le constata immédiatement sur des quantités minimes de l'acide artificiel que M. Dessaignes avait eu l’obligeance de partager avec lui, après qu'il l’eut informé de l'intérêt inattendu qui s’y attachait. Il reconnut également, sur quelques-uns de ses petits cristaux, des dissemblances de formes avec ceux de l’acide naturel. La concordance de ces deux caractères attestait la spécialité du nouveau produit; et le chimiste ingénieux qui l'avait formé doublait ses droits à la reconnaissance de la science, en se montrant si généreux à le communiquer, pour qu'on l'étudiät sous un point de vue qui était hors de ses études propres. Mais ces premiers aperçus ne faisaient qu'indiquer un sujet fécond de recherches comparatives, qu'il fallait suivre dans tous leurs détails avec une industrieuse patience. M. Pasteur y a consacré une année; et les résultats qu'il a obtenus sont rassemblés dans le Mémoire qu'il vient de vous soumettre. Nous ne pouvons que les résumer brièvement.
1. M. Dessaignes avait d'abord obtenu son acide aspartique artificiel, en opérant sur le bimalate d'ammoniaque. Il l’annonça ainsi dans une Note qui fut présentée à l'Académie, dans sa séance du 18 mars 1850, et qui est insérée aux Comptes rendus, t. XXX, p. 324 Mais dans une Note postérieure, présentée aussi à l'Académie, le 16 septembre de la même année, et insérée au tome XXXI des Comptes rendus, p. 482, M. Dessaignes ajouta qu'il avait reproduit ce même acide aspartique artificiel, en le dérivant du maléate et du fumarate d'ammoniaque par les mêmes procédés. Cette seconde annonce frappa M. Pasteur, parce que les deux sels qui y sont désignés comme générateurs ne possèdent pas le pouvoir rotatoire. I] a d'ailleurs censtaté à plusieurs reprises que le second mode de dérivation indiqué par M. Dessaignes n'est pas moins exact que le premier et conduit effectivement au même résultat.
Il a soumis les deux acides aspartiques, l'actif et l'inactif, à toutes les épreuves physiques et chimiques, dans lesquelles l'identité ou la dissemblance de leur constitution moléculaire pouvait se manifester. Les considérant d’abord en eux-mêmes, à l’état libre, il a déterminé comparativement leur composition élémentaire, leurs formes cristallines propres, leur densité, leur solubilité dans les mêmes dissolvants. Il les a ensuite combinés avec des bases et des acides de nature pareille, et il a déterminé la composition de leurs sels respectifs, qu'il a trouvée constamment identique, par couples, avec des particularités de formes dissemblables, qu'il a soigneusement fixées. Enfin il les a suivis dans leurs dérivés chimiques; et, en leur appliquant des procédés de modification pareils, il en a déduit deux acides maliques, l’un doué, l’autre dépourvu de pouvoir rotatoire moléculaire, comme les corps qui leur avaient donné naissance. Il a alors soumis ces deux produits aux mêmes séries d'épreuves qu'il avait fait subir à leurs générateurs; c'est-à-dire qu'il a pareillement déterminé leurs caractères cristallographiques, physiques et chimiques, tant à l’état libre que combinés. De sorte que le problème inattendu qui s'était offert à lui a été ainsi étudié dans toutes ses parties, sur tous les matériaux qu'il pouvait fournir, et par tous les procédés d'observation, ainsi que d'expérience, qu'on pouvait leur appliquer.
De là ont résulté trois ordres de faits généraux, appartenant aux trois
points de vue sous lesquels il l’avait envisagé. Nous les rassemblerons
D d'après lui, en signalant, pour chacun d'eux, le genre d'épreuves qui l'a mis en évidence, et les conséquences qui s’en déduisent.
1°. Etude optique : Le pouvoir rotatoire moléculaire que possède l'acide aspartique naturel se communique à tous ses sels, à l'acide malique qu'on en dérive, et à tous les sels de ce dernier. Il disparait dans les acides pyrogénés ultérieurs.
Ce pouvoir est nul dans l'acide aspartique artificiel, dans tous les sels qu'on lui fait former, dans l'acide malique qu'on en extrait, et dans tous les sels de ce dernier acide. Il n'existe pas non plus dans les acides pyrogénés ultérieurs qu'on en déduit.
Pour abréger, nous désignerons ces deux classes de corps par les dénominations de série active, et de série inactive. La possession, ou la privation du pouvoir rotatoire moléculaire, qui les distingue, atteste que les termes correspondants des deux séries, sels ou acides, ont leurs molécules chimiques constituées différemment: puisque les unes produisent individuellement, sur la lumière polarisée, des effets observables, que les autres ne produisent pas.
2. Etude cristallographique : Les corps correspondants de la série active et de la série inactive, étant dissous dans les mêmes milieux, et placés dans des circonstances pareilles, donnent généralement des cristaux de formes dissemblables, quelquefois peu différentes, quelquefois incompatibles. Les cas d'incompatibilité pourraient sans doute, par supposition, être attribués à des accidents de dimorphisme. Mais leur persistance à se produire, entre certains termes correspondants des deux séries, quand toutes les circonstances sont pareilles, jointe à la constance des différences que cette même identité de circonstances amène dans les autres cas,
suffisent, indépendamment de toute interprétation, pour montrer que les molécules composantes des corps correspondants que l’on compare doivent être constituées différemment dans les deux séries ; ce qui est conforme à la proposition que la dissemblance de leurs propriétés optiques avait déjà établie.
3, Etude chimique : La composition élémentaire des corps correspondants est identique dans les deux séries. Leurs molécules sont formées des mêmes principes pondérables, unis dans les mêmes proportions atomiques. Toute opération qui, appliquée à l’un d'eux, le fond, le dissout, le décompose, ou le détermine à se combiner avec d’autres substances, produit sur son correspondant des effets semblables, et donne des produits dont la composition élémentaire est identique. Mais, en supposant toujours l’opération effectuée comparativement, sous des conditions et dans des circonstances pareilles, on remarque généralement des dissemblances dans les détails de sa marche et de ses effets. Ce seront, par exemple, des différences souvent légères, constantes toutefois et appréciables, dans la fusibilité, la solubilité, ou le temps nécessaire pour que certaines transformations s’accomplissent ; comme s’il y avait, entre les molécules des corps que l’on compare, une aptitude relative, plus grande ou moindre, à se mettre simultanément dans tel ou tel état. Ainsi, quand on place ensemble, dans un air humide, des cristaux d'acide malique actif et d'acide malique inactif, qui sont complètement isomères, les inactifs absorbent, en deux ou trois heures, la très petite quantité d’eau qu'ils peuvent prendre, après quoi leur poids ne change plus. Les cristaux actifs au contraire absorbent l’eau lentement, progressivement, jusqu'à ce qu'ils se convertissent d'eux-mêmes en un liquide visqueux. Les chlorhydrates d’acide aspartique, actif et inactif, présentent le même genre de dissemblance, encore plus marqué. Les malates de plomb actifs et inactifs, quand ils se précipitent de leurs dissolutions respectives, sont amorphes, et après un certain temps ils se disposent l'un et l’autre en cristaux aiguillés. Mais, dans des circonstances en tout pareilles, ce temps, pour le malate actif, n’est souvent que de quelques heures ; et, pour le malate inactif, il est souvent de plusieurs jours. Tous les produits correspondants des deux séries se montrent ainsi dissemblables dans ce que l’on pourrait appeler leurs dispositions individuelles. Des disparités de cet ordre sont comptées pour peu de chose dans la pratique habituelle des opérations chimiques ; et peut-être a-t-on souvent raison de les négliger, comme pouvant dépendre d'accidents physiques étrangers à la constitution moléculaire, ou comme trop minimes pour devoir lui être appliquées à titre de caractères essentiels. Mais, dans les deux séries de corps actifs et inactifs que M. Pasteur a étudiés, ces faibles inégalités prennent une tout autre importance. Car elles y deviennent des signes sensibles et des conséquences naturelles de la dissemblance que le: épreuves optiques et cristallographiques avaient déjà fait reconnaitre dans la constitution moléculaire As corps qui se correspondent dans ces deux séries.
M. Pasteur fait remarquer avec raison qu'il se présente là un exemple d’isomérie, aussi intime, et en même temps plus suivi, plus étendu, que tous ceux qui ont été jusqu'ici observés en chimie, où l’on en connait un si grand nombre. La constante identité des effets, que les mêmes réactions
produisent sur les termes correspondants de ces deux séries de corps, lui fournit de puissants motifs pour présumer que si l’on réussissait à remonter de l'acide aspartique actif à l’asparagine active, comme on descend de celle-ci à l'acide, un procédé pareil appliqué à l'acide aspartique inactif donnerait une asparagine inactive, isomère aussi à la naturelle. La mème raison d'analogie, fortifiée par d’autres exemples déjà connus, lui parait donner lieu de croire que beaucoup de substances organiques, naturellement douées de pouvoir rotatoire, pourraient bien avoir également leurs isomères inactifs, que la chimie devrait chercher à former. Comme aussi, par inverse, un produit organique obtenu artificiellement ne peut plus désormais être identifié avec la substance naturelle que sa composition e! même ses réactions représentent, si l'on n'y a constaté l'identité, ou au moins l'équivalence des formes cristallines, et surtout la présence du pouvoir rotatoire moléculaire quand la substance que l’on a voulu reproduire le possède naturellement (!).
Considérons un moment ces mêmes faits d’isomérie, au point de vue purement chimique, en faisant abstraction de toutes les données que la cristallographie et l'optique ont fournies pour les résoudre. Supposons que les deux acides aspartique, malique, et leurs sels, aient été obtenus occasionnellement, sans avoir la connaissance des caractères moléculaires qui les distinguent. On y verra deux séries de corps, dont les couples correspondants se montreront identiques entre eux, par leur composition, leurs réactions, leurs expressions atomiques, et les produits qu'on en dérive. Ainsi, d'après les règles, nous devrions plutôt dire d’après les habitudes pratiques adoptées jusqu'à présent par les chimistes, on sera inévitablement conduit à les confondre en une seule série de corps. C'est effectivement ce qui est arrivé, dans l’origine, quand on eut découvert l'acide aspartique artificiel, et il ne pouvait en être autrement. Toutefois, en y regardant de plus près, on apercevra des différences, légères, à la vérité, mais fixes et appréciables, dans la facilité avec laquelle les diverses transformations de ces corps s'accomplissent, dans les temps qu’elles mettent a s’opérer, dans les températures et les quantités des mêmes dissolvants, qui sont nécessaires pour les produire pareilles. Or ces particularités, que d'ordinaire on néglige, se trouvent ici ètre intimement liées à des dissemblances moléculaires que leur existence aurait suffi pour accuser. Cela nous apprend done qu'elles sont, en elles-mêmes, beaucoup plus importantes que l’on n'avait eu jusqu'ici occasion de le croire ; et qu'il faut leur accorder, en général, beaucoup plus d'attention que l’on n'avait coutume de le faire. Il arrive ici à la chimie ce qui est arrivé à l'astronomie. Au temps de Ptolémée, des différences d'observations qui ne montaient qu'à trois ou quatre minutes, étaient négligées, et l’on confondait leurs résultats. Tycho fit pénétrer les instruments dans ces amplitudes d'appréciation, et il y
1. Le pouvoir rotatoire moléculaire fournit un indice puissant, mais non pas assuré, d'identité, quand on le trouve le même pour le sens, l'intensité absolue, et le mode de dispèrsion, à doses égales, dans des dissolvants pareils, pris à une même température. Le manque d'une de ces conditions est une preuve indubitable de dissemblance. L'identification des formes cristallines peut quelquefois être rendue incertaine par les accidents du dimorphisme. C'est ce cas d'ambiguïté possible, attaché aux caractères cristallographiques, que nous avons voulu indiquer dans notre rédaction.
on
distingua des inégalités nettement définies. Bradley resserra ces limites jusqu'aux secondes de degré; et, dans ces secondes, il trouva deux des plus importants phénomènes que l'astronomie ait découverts, la nutation de l'axe terrestre et l'aberration de la lumière. De même, aujourd'hui que la chimie est parvenue à connaitre, à diriger, à caractériser comparativement, les résultantes d'action exercées par les diverses substances, prises en masses sensibles, la recherche des propriétés spécifiques, attachées aux corpuscules imperceptibles qui les composent, est son plus pressant besoin, et lui offre l'espoir des découvertes les plus profondes. Cette voie est, par exemple, la seule où, en s'aidant des pouvoirs rotatoires, elle puisse trouver des données sûres pour répartir les formules symboliques de ses produits complexes entre les groupes partiels qui les constituent réellement; ce qui est maintenant le sujet de tant d’interprétations contradictoires.
M. Pasteur a indiqué, dans son Mémoire, beaucoup de détails d'observations qu'il n’a pu qu'entrevoir, ayant à peine assez des diverses substances sur lesquelles il opérait pour constater leurs distinctions fondamentales. Sous ce rapport, son travail est achevé, puisqu'il a mis dans la plus complète évidence la dissemblance moléculaire des produits isomeres qu'il étudiait. Mais, maintenant que ce fait est bien établi, nous l’engageons avec instance à reprendre la question sous un point de vue inverse, c'est-à-dire pour les détails mêmes, qui, dans l’état où elle est amenée, nous paraissent avoir une importance toute principale. En effet, les deux séries de corps isomères qu'il a obtenus offrent ces particularités : que les termes correspondants se forment par des opérations semblables, sous des conditions physiques pareilles, et qu’ils exercent des réactions, dont les résultats, infiniment variés, peuvent être toujours nettement définis. Dans cette similitude de formation et de conditions physiques, la dissemblanee moléculaire que l’on constate entre les termes comparés n’a sa raison d’être qu’en concevant qu'elle porte sur une ou plusieurs des trois qualifications suivantes : la masse des corpuscules chimiques, leur configuration, l’arrangement intérieur des ingrédients similaires qui les constituent. La supposition de l'inégalité des masses s’exelut ici par la même épreuve qui la fait admettre entre les quatre produits isomères du cyanogène. Car les capacités de saturation des termes comparés se trouvent toujours exactement égales, au lieu que, dans ces produits du cyanogène, elles sont inégales, et s'échelonnent entre elles par des rapports simples, que l'on transporte aux masses des corpuseules constituants. Il ne reste done de supposable que les deux autres causes de dissemblance : la diversité de la configuration, celle de l’arrangement, soit isolées, soit réunies. Or il se présente là une occasion unique d'étudier leurs effets, à part de la première, de pouvoir les suivre dans une infinie variété de combinaisons toutes définies, presque toutes cristallisables ; et, si l'on n'arrivait pas à les y distinguer l’une de l’autre, on arriverait toujours à reconnaitre les caractères qu'elles y portent, ensemble ou séparément. Ce sont là des avantages considérables, qu'aucun autre problème chimique n'avait jusqu'à présent offerts; et nous attendons de M. Pasteur qu'il ne manquera pas de les suivre dans toute l'étendue de leurs conséquences.
Une autre recherche, beaucoup plus facile, pourrait maintenant devenir
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très fructueuse pour lui et pour tous ceux qui voudraient s’y livrer. Jusqu a présent, le nombre des acides végétaux, dans lesquels on a reconnu l'existence du pouvoir rotatoire moléculaire, est fort restreint. Ce sont les acides dextrotartrique, et lévotartrique, leurs dérivés tartroviniques et tartrométhyliques; les acides camphorique, camphoramique, aspartique, malique et quinique. Il est infiniment vraisemblable qu'on en trouverait d’autres doués comme eux de ce pouvoir, si on les cherchait dans les sues des plantes recueillis aux différentes époques de leur croissance, et dans les jus des fruits, exprimés aux diverses phases de leur maturation. Ces études avaient peu d'intérêt, quand on n’en pouvait espérer que des résultats isolés, qui ajoutaient seulement une variété de plus à cette classe de produits si mobiles. Mais, la présence du pouvoir rotatoire, dans ceux qui le posséderaient, leur donnerait une tout autre importance. Car, en suivant les modifications de ce pouvoir, dans leurs sels, leurs éthers, leurs dérivés chimiques, et dans toutes les combinaisons quelconques où l’on pourrait les engager, la chimie, la cristallographie et l'optique moléculaire y gagneraient une abondance de faits nouveaux, qui les enrichiraient et étendraient leurs vues. Les sciences expérimentales se perfectionnent par l'appréciation plus précise des résultats déjà trouvés et par la découverte de faits nouveaux qui agrandissent le champ des applications. Nous indiquions tout à l'heure ce premier genre de services à la persévérance de M. Pasteur. Nous recommandons maintenant le second à son zèle, et au zèle de tous les expérimentateurs qui pourraient avec lui y concourir ; car il y a de l'emploi pour tous.
Après avoir arrêté si longtemps l'attention de l’Académie sur la question d'isomérie, qui était l’objet capital du Mémoire de M. Pasteur, nous devrons résumer plus brièvement la deuxième partie, où il a présenté, dans un petit nombre de pages, des considérations comparatives sur la constitution moléculaire des acides malique et tartrique. Ce n’est pas qu'il ne s’y trouve des analogies très vraisemblables, et des faits d'observation fort curieux, que l’auteur a eu raison de signaler. Ainsi, il a constaté que l'acide malique est, comme l'acide tartrique, très considérablement impressionné par la nature et les proportions des dissolvants dans lesquels on l’observe; qu'il l’est aussi instantanément par l'acide borique ; tout cela avec des différences singulières, dans le mode, même dans le sens des dispersions. Mais, en premier lieu, pour faire apprécier ici lés conséquences que ces résultats optiques peuvent suggérer ou légitimer, il faudrait préalablement en exposer d’autres qui sont relatifs aux particularités de l’action que l’acide tartrique exerce sur la lumière polarisée; et cela étendrait notre Rapport au delà des bornes convenables. Puis, un motif encore plus décisif, c’est que les petites quantités d’acide malique dont M. Pasteur a pu disposer ne lui ont pas permis d’en suivre l'étude optique, avec autant de détails qu'il aurait souhaité de le faire’; et la même difficulté nous a pareiïllement réduits à pouvoir seulement constater par l'expérience les résultats généraux qu'il avait annoncés. Mais nous savons que l’obligeance de M. Liebig l’a maintenant pourvu abondamment de cet acide, de sorte qu'il va en reprendre l'étude complète avec le zèle qui le distingue; et nous lui laisserons le temps de la terminer avant d'entretenir spécialement l’Académie de ce qu'il
a pu déjà y découvrir. Nous bornant done à faire remarquer le rare concours de procédés, la sagacité, ainsi que la ténacité de travail avec lesquels M. Pasteur a traité le cas imprévu d'isomérie que ses études précédentes lui avaient fait habilement saisir, nous considérons son Mémoire comme très digne d'approbation, et nous proposons unanimement à l'Académie de lui accorder l'honneur d'être inséré au Recueil des Savants étrangers.
RAPPORT (!) SUR UN MÉMOIRE DE M. PASTEUR, INTITULÉ : NOUVELLES RECHERCHES SUR LES RELATIONS.
QUI PEUVENT EXISTER ENTRE LA FORME CRISTALLINE, LA COMPOSITION CHIMIQUE ET LE PHÉNOMÈNE ROTATOIRE MOLÉCULAIRE (2)
Commissaires : MM. Bior, Dumas, DE SExARMONT rapporteur.
Le Mémoire de M. Pasteur, dont nous avons l'honneur de rendre compte
l’Académie, est une suite de ses premiers travaux, un progrès de plus
dans la voie toute nouvelle qu'il s’est ouverte lui-même, et où il a déjà rencontré tant d'intéressantes découvertes.
L'Académie n’a pas oublié que le point de départ des recherches de M. Pasteur est une idée préconcue; cette idée fondamentale, qu'une dissymétrie dans l’arrangement moléculaire interne doit se manifester dans toutes les propriétés externes, capables elles-mêmes de dissymétrie; de sorte que des phénomènes physiques, qui paraissent indépendants, ont réellement entre eux les rapports latents qui doivent unir les effets divers d’une même cause.
Ces propriétés externes capables de dissymétrie, M. Pasteur les a cherchées dans l'étude comparée de certains caractères optiques et cristallographiques bien définis, et susceptibles de mesure.
L'un de nous, le doyen de cette Académie, a découvert depuis longtemps qu'un grand nombre de substances, naturellement fluides, ou rendues telles, soit par voie de dissolution, soit par la chaleur, déplacent, par un mouvement de rotation de gauche à droite, ou de droite à gauche, le plan de polarisation des rayons lumineux qui les traversent, même sous l'incidence normale : il y a done là, dans une propriété essentiellement moléculaire, un sens d'action spécifique déterminé. Il n’est pas moins manifeste dans la forme cristalline, quand l’hémiédrie dissymétrique y détermine la formation de poly èdres géométriquement égaux dans toutes leurs parties, mais égaux par inversion, parce qu'ils présentent leurs éléments divers avec une même coordination, tantôt de gauche à droite, et tantôt de droite à gauche.
M. Pasteur, généralisant un rapprochement ingénieux qu'on devait à
M. Herschel, a vu dans ce dernier phénomène une dépendance nécessaire
l. Comptes rendus de l'Académie des sciences, Séance du 2 mai 1853, XXX VI, p. 797-764; el Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut de France, XXIV, 1854, p. 395-406. 2. Fou ce Mémoire, p. 208 à 241 du présent volume. (Note de l'Édition.
du premier, et les a considérés l’un et l’autre comme les signes extérieurs d'un,arrangement moléculaire particulier ; devant, par conséquent, lorsqu'il se manifeste semblablement, mais en sens opposé, constituer, avec les mêmes éléments chimiques, des corps essentiellement différents.
Ses conceptions théoriques, si elles étaient exactes, lui montraient ainsi dans les phénomènes chimiques un champ entièrement inexploré, et lui suggéraient des moyens d'investigation très délicats. C’est ainsi, en effet, qu'il a d’abord découvert, par une sorte de prévision divinatoire, les deux acides tartriques, où les phénomènes lumineux, les particularités de forme hémiédrique, ont une complète égalité inverse; où tout le reste, au contraire, est, jusque dans les plus minutieux-‘détails, absolument identique ; de sorte que les réactions chimiques ordinaires demeurent tout à fait impuissantes à les distinguer. Premier exemple de deux corps qui échappent ainsi à tous les agents des laboratoires, et qui cependant présentent autre chose que des différences physiques, puisqu'ils peuvent former une de ces unions dont on ne connaissait d'exemple qu'entre des bases et des acides, et qu'ils se combinent entre eux, directement, avec chaleur, en proportion définie, en constituant un composé où leurs propriétés premières ont disparu pour faire place à des propriétés nouvelles.
Une découverte non moins remarquable a bientôt suivi la premiere, je veux parler de celle des deux acides maliques. L'identité des caractères chimiques n’est guère moins complète dans ces derniers que dans les deux acides tartriques ; mais ce n'est pas, comme ceux-ci, tout à fait une égalité inverse qu'ils présentent dans leurs caractères optiques et cristallographiques.
Dans le premier cas, en effet, les cristaux étaient semblablement hémièdres, les uns à droite, les autres à gauche; ici, l'un des deux acides présente des cristaux hémièdres à gauche ; l’autre, au contraire, des cristaux où la forme hémièdre à droite et la forme hémièdre à gauche coexistent, et se complètent l’une par l’autre. Dans les deux acides tartriques, le pouvoir rotatoire est inverse de sens, égal de quantité; dans l’un des acides maliques le pouvoir rotatoire existe et correspond à son hémiédrie; dans l’autre, il est nul et semblerait s'être évanoui en même temps que la dissymétrie cristalline : comme si des propriétés optiques, égales et opposées, s'étaient superposées pour se compenser dans une neutralité optique complète, de mème que les deux formes hémièdres inverses se superposent en effet dans une même forme géométrique homoëdre pour y établir la symétrie.
L'Académie a depuis longtemps donné sa haute approbation aux beaux Mémoires dans lesquels M. Pasteur a fait connaitre ces faits importants, et si nous avons cru devoir les rappeler ici, c'est pour mieux faire comprendre ce que ses récents travaux ont ajouté à ses anciennes découvertes.
M. Pasteur a donc été, comme on vient de le voir, constamment dirigé par la pensée que le pouvoir rotatoire et l'hémiédrie non superposable ne sont que les effets divers d’une même cause; aussi s'est-il appliqué sans cesse à en donner de nouvelles preuves. Il pouvait, il est vrai, regarder à bon droit les faits si eurieux que ses inductions théoriques lui avaient fait prévoir, comme une éelatante sanction des principes qui les lui avaient révélés; mais son bon esprit était en garde contre la trompeuse sécurité
qu'on puise trop souvent ainsi dans des idées préconcues, et, par un scrupule qu'on ne saurait pousser trop loin dans les sciences d'observation, il a voulu ne pas laisser place au doute, et porter la démonstration jusqu'à l'évidence.
Il lui était arrivé de rencontrer plusieurs substances optiquement actives, dont la forme ne s'était pas montrée hémiédrique. L'hémiédrie, il est vrai, ne parait pas toujours de nécessité essentielle dans la cristallisation d’une même matière; et il ne serait pas difficile de citer plusieurs exemples d’une substance, dont les formes se présentent tantôt absolument hémièdres par l’entière suppression de la moitié de leurs faces, tantôt incomplètement hémièdres par un amoindrissement relatif plus ou moins marqué de celles qui viennent d’autres fois à disparaitre, tantôt enfin avec une absence complète d'hémiédrie, et montrant, dans toutes leurs parties, le développement égal et régulier qui constitue la symétrie proprement dite.
Dans notre ignorance complète des causes déterminantes de la eristallisation, et bornés, comme nous l’avons été jusqu'ici, à l'examen de leur manilestation géométrique extérieure, nous ne saurions done voir dans l'hémiédrie autre chose qu'un phénomène du même ordre que celui qui fait naître ou prédominer tantôt l’une, tantôt l’autre des formes simples dont l'ensemble constitue le type cristallin : elle nous apparait plutôt comme une disposition et un mode habituel de l'enveloppe géométrique de certains corps que comme une propriété absolument inséparable de leur nature, et M. Pasteur avait, pour toutes les exceptions qu'il avait rencontrées, le droit de supposer, sans témérité, que l’hémiédrie, non visiblement accusée, existait cependant à l’état latent; n'attendant pour apparaitre que le développement des formes sur lesquelles elle se serait manifestée de préférence. Il a au contraire pensé, avec raison, que dans l'étude de la nature toute généralisation trop prompte est imprudente ; et il a cherché à démontrer expérimentalement ce qui eût été ainsi gratuitement supposé. Tel est le but de la première partie de son travail.
. Pour modifier les formes cristallines des substances optiquement actives, dont la cristallisation ne s'était pas montrée spontanément hémiédrique, M. Pasteur a fait usage d’une méthode bien des fois éprouvée, quoiqu'on n’en puisse expliquer les principes ni en prévoir les effets. À limitation de Romé de l'Isle, de Leblanc, de Beudant, il a fait varier la nature des dissolvants. Il a introduit dans la dissolution tantôt un excès d’acide ou de base, tantôt des matières étrangères incapables de réagir chimiquement sur celles qu'il s'agissait de modifier, il a même employé quelquefois des eaux mères impures; et il a fait naître ainsi des facettes nouvelles.
Chaque fois elles ont montré le genre d'hémiédrie que le caractère optique enseignait à prévoir. Le bimalate de chaux, le bimalate d'’ammoniaque, la tartramide, le bitartrate d’ammoniaque, le tartrate neutre de potasse, le tartrate de potasse et d’ammoniaque sont venus ainsi se ranger à la place qui leur était assignée à l'avance; et quoiqu'il ait dù, comme il le dit lui-même, se borner aux substances qui, par leur facile cristallisation et la beauté de leurs formes, se prêtent le mieux à ce genre grand nombre de cas pris au hasard, l'expérience complètement d'accord avec les prévisions théoriques, on doit regarder ce fait comme général, et qu'il ne peut raison
d'épreuves, nous pensons avec lui qu’en voyant, sur un si
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nablement rester aucun doute sur la corrélation nécessaire de l'hémiédrie avec le pouvoir rotatoire, alors même que cette hémiédrie ne se montre pas de prime abord visiblement accusée par la structure extérieure.
M. Pasteur termine cette première partie de son Mémoire en faisant connaître de nouvelles formes cristallines où cette corrélation se manifeste avec la même évidence. Il la retrouve entre autres dans les deux tartramides, dans les acides tartramiques droit et gauche, que les belles expériences de M. Demondésir lui ont permis de préparer; et là encore, on peut suivre le parallèle constant des deux acides dans leurs dérivés. Il serait inutile d’ailleurs d'énumérer toutes les autres substances sur lesquelles il a constaté les mêmes faits; M. Pasteur accumule ici les preuves à l'appui d’un principe qu'on peut, grâce à lui, regarder aujourd’hui comme surabondamment démontré, Ces preuves, d’ailleurs, se multiplient chaque jour : et nous nous plaisons à citer une thèse remarquable et divers travaux où M. Loir vient de faire connaître un grand nombre de substances cristallisées qui, toutes, obéissent à la loi posée par M. Pasteur.
Dans la seconde partie de son Mémoire, M. Pasteur tire, des prémisses qu'il a établies dans ses précédents travaux, des conséquences nouvelles et très importantes par leurs résultats actuels, par ceux surtout qu'on est en droit d’en attendre encore.
L'expérience prouve, en effet, que tous les corps doués du pouvoir rotatoire le portent à divers degrés dans leurs combinaisons ou dans leurs dérivés; lors done que deux de ces corps découverts par M. Pasteur, où tout est chimiquement identique, et qui se distinguent seulement par la forme géométrique et par le pouvoir rotatoire, sont entrés en combinaison avec une substance optiquement et cristallographiquement inactive, tout a pu se conserver, de part et d'autre, chimiquement identique dans les combinaisons nouvelles, parce que tout a pu s’y maintenir optiquement et cristallographiquement comparable; l'élément inactif n'ayant rien ajouté, rien retranché aux facultés propres de la substance active.
Introduisons, au contraire, dans ces combinaisons, une substance possédant par elle-même des propriétés spécifiques de ce genre. Il faudra qu'elle les conserve en y entrant; dès lors, elle ajoutera quelque chose aux propriétés de l'élément qui agit comme elle, retranchera quelque chose aux propriétés de l'élément qui agit en sens opposé. Les effets résultant de ces causes, tantôt concordantes, tantôt antagonistes, cesseront de se maintenir comparables en quantité absolue ; et si c’est là, comme l'a toujours supposé M. Pasteur, la condition nécessaire de similitude dans l’arrangement moléculaire, cette similitude aura cessé d'exister ; et avec la dissemblance interne vont commencer à apparaître toutes les différences de propriétés physiques et chimiques qui en sont les manifestations extérieures.
Les faits ont pleinement répondu à ces déductions si logiques, à ces vues intelligentes; et il a suffi à M. Pasteur de mettre des substances identiques, que les réactifs optiques et cristallographiques apprenaient seuls à distinguer, en présence d’une substance, active elle-même optiquement et cristallographiquement, pour créer immédiatement toutes les différences qui n’existaient pas primitivement entre elles, et pour faire rentrer leur manifestation expérimentale dans le domaine ordinaire de la chimie.
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Les premiers essais de M. Pasteur ont porté sur des corps capables de s'unir par cristallisation, sans former toutefois de combinaison bien intime. Le pouvoir rotatoire moyen de ces alliages cristallins s'établit, comme il l'avait prévu, tantôt par addition, tantôt par soustraction; et par cela seul qu'il est très différent, à la fois, de sens et de quantité, la forme et toutes les propriétés physiques et chimiques ne sont pas moins dissemblables.
Ainsi, tandis qu'une combinaison définie se forme entre le bitartrate d’ammoniaque droit et le bimalate actif de la même base, ce bimalate et le bitartrate gauche mélangés se séparent en cristallisant. Ainsi les deux tartramides droite et gauche s'unissent à la malamide active ; mais la forme et la solubilité des deux espèces de cristaux complexes sont très différentes. Des contrastes bien plus marqués vont d’ailleurs se montrer dans les combinaisons plus énergiques.
Les bases organiques qui possèdent, comme l’a montré M. Bouchardat, un pouvoir rotatoire propre, se combinent en effet avec les deux acides tartriques, et forment, comme les bases optiquement inactives, deux séries parallèles de sels isomères. Mais tandis qu'avec ces bases inactives les sels présentent une identité absolue, non seulement dans toutes leurs propriétés chimiques essentielles, mais jusque dans ces minutieux détails qui échappent presque à la description, les bases actives, au contraire, y introduisent, par leur pouvoir rotatoire propre, des dissemblances extrêmement prononcées.
Ainsi, pour nous borner à quelques exemples choisis parmi les faits nombreux que renferme le Mémoire de M. Pasteur, la cinchonine formera avec l'acide tartrique droit un sel acide en cristaux nets et limpides, avec l'acide gauche un sel en aiguilles indéterminables. Le sel neutre du premier acide contient 8 équivalents d'eau, et commence, après l'avoir perdue, à fondre, en se colorant, vers 120°; le sel neutre du second en contient seulement 2 équivalents, et on le verra, dans les mêmes circonstances, infusible et inaltérable.
Le tartrate droit de brucine est anhydre, et précipitable immédiatement en poudre grenue; le tartrate gauche est hydraté à 10 équivalents, et cristallise lentement en houppes soyeuses et efflorescentes.
La strychnine formera deux sels acides qui renferment, il est vrai, la même proportion d’eau, mais la retiennent avec une énergie très inégale, et commencent à se décomposer à des limites de température fort éloignées. La même chose aura lieu enfin pour les sels de quinine, qui présenteront en outre de grandes différences de solubilité.
En voyant les acides tartriques droit et gauche engagés dans des combinaisons devenues aussi dissemblables, par le fait seul du pouvoir rotatoire de la base, il y avait lieu d'espérer que, de cette dissemblance même, résulteraient des forces chimiques capables de balancer l’affinité mutuelle de ces deux acides, et, par suite, des moyens nouveaux de dissocier les éléments de l’acide racémique. Cette conséquence probable n’a point échappé à la sagacité de M. Pasteur ; il a cherché à la réaliser, et nous pouvons, dès à présent, annoncer à l’Académie que ses tentatives ont été couronnées de succes.
Voici done que l'étude de la forme et des propriétés optiques, après avoir révélé l'existence de ces singuliers isomères, si différents à cause de
leur arrangement moléculaire symétriquement inverse, el si semblables en mème temps à cause de la nature chimiquement identique des matériaux ainsi coordonnés, vient nous enseigner aujourd’hui à introduire dans leur structure intérieure une dissymétrie prévue, pour y créer, de toutes pièces, des dissemblances qui commenceront à donner prise sur ces corps aux réactifs ordinaires de la chimie.
De pareils faits nous paraissent capables de jeter un grand jour sur la partie mécanique du problème des combinaisons. Il est bien évident, en effet, que c'est en multipliant les exemples semblables, et en isolant ainsi dans les phénomènes complexes de la combinaison les conditions qui dépendent de la nature même des éléments chimiques, et celles qui résultent seulement de leur arrangement, qu'on pourra distinguer un jour ce qui appartient en propre aux unes ou aux autres, et définir la part que chacune d'elles prend à l’acte total par lequel la combinaison s'opère.
En créant ainsi des substances isomères qui posséderont, à volonté, dans toutes leurs propriétés chimiques, soit une identité, soit des dissemblances complètes et préméditées, M. Pasteur a, par conséquent, doté la chimie de procédés absolument nouveaux, de nature à fournir d’utiles documents pour la solution de ces questions ardues; et les caractères optiques et cristallographiques sont devenus, entre ses mains, de véritables réactifs, auxquels il a donné prise sur des phénomènes qui avaient, jusqu'à ce jour, échappé à tous les moyens d'investigation.
Ces instruments nouveaux doivent être féconds en découvertes nouvelles ; il suffit, en effet, de porter un regard en arrière sur l’histoire de la chimie, pour reconnaître quels pas elle a faits chaque fois qu'il lui est arrivé de sortir ainsi des routes battues. N'est-ce pas à la physique qu'elle a dû déjà l’eudiomètre et la balance, sur lesquels reposent les belles lois des volumes et des proportions multiples ? N'est-ce pas la géométrie des cristaux qui l’a mise en possession du grand fait de l’isomorphisme ? Est-il nécessaire, enfin, de rappeler ici tout ce qu'a produit l'emploi de la pile voltaïque ?
Les sciences ont toutes à gagner à ces emprunts mutuels : en s’offrant l’une à l’autre un utile appui, elles viennent se toucher sans se confondre, et chaque nouveau point de contact est marqué, pour elles, par de nouveaux progrès.
Les résultats obtenus par M. Pasteur offrent un exemple de plus de ce que peut, dans les sciences d’observation, une idée préconçue fécondée par un esprit Juste, qui ne s’en laisse ni préoccuper ni éblouir, et ne voit dans les théories a priori qu'un stimulant de plus à de nouveaux efforts, un devoir plus étroit, une obligation plus impérieuse de les soumettre à des épreuves sévères et multipliées, en épuisant sur elles tous les moyens possibles de vérification expérimentale. Son Mémoire renferme, en même temps, un complément très intéressant de ses précédents travaux, et une introduction entièrement neuve à des recherches qui promettent de n être pas moins fructueuses.
Nous avons l'honneur de proposer à l’Académie l'insertion de ce Mémoire dans le Recueil des Savants étrangers.