CHAPITRE Vm

§ 1. — Généralités, — § 2. — Elude particulière des hydratjs

de carbone. — § 3. — Applications

§ 1. — Généralités

12T8. Définition. — Nous avons vu, tome I, page 570, que Ton désignait sous le nom général d'hydrates de carbone des composés dont la formule générale C'*(IFO)"' renferme du carbone et les éléments de Teau. Les sucres qui, à ce point de vue, font partie des hydrates de carbone, ayant une constitution bien connue depuis les travaux de Fischer, ont été étudiés, dans le dernier chapitre du tome I, comme aldéhydes ou cétones à fonction mixte. Mais il existe d'autres hydrates de carbone dont la constitution est inconnue ; nous allons les étudier ici. Certaines de leurs propriétés doivent les faire regarder comme des polysaccharides, c'est-à-dire comme dérivant de plusieurs molécules d'hexoses avec, perte d'eau. La plupart, en effet, se transform'^nten hexoses par hydratation, donnant soit du glucose, du lévulose ou du galactose, soit des mélanges de ces sucres.

CRnUB OROARIQUE. — TOME II. 1

279. Propriétés c|énérales. — Les hydrates de carbone sont des corps solides, fixes, amorphes, incristallisables; ils sont insolubles dans l'alcool, le benzène, les pétroles. L'eau peut agir sur eux de plusieurs façons : les uns sont insolubles dans Teau qui ne leur fait éprouver aucune modification, telle est la cellulose. D'autres se gonflent sans se dissoudre au contact de l'eau, mais en en absorbc^nt une certaine partie : amidon et mucilages. D'autres, enfin, se dissolvent dans l'eau, comme la gomme arabique et la dexlrine. En dehors de ces actions de l'eau, ce liquide peut réagir sur les hydrates de carbone, sous l'influence des acides ou de certains ferments, pour les transformer en hexoses. Quand on part des hydrates de carbone insolubles, cette transformation est précédée de plusieurs autres : l'hydrate de carbone insoluble se transforme en un hydrate susceptible de se gonfler au contact de l'eau, et celui-ci se transforme à son tour en hydrate de carbone soluble ; c'est ce dernier qui se transforme en hexose.

La chaleur déshydrate progressivement les hydrates de carbone, en les transformant en composés d'un brun plus ou moins foncé, mal connus, que l'on désigne sous le nom de matières humiques. Une température suffisamment élevée les transforme en charbon. L'action prolongée des acides concentrés fait éprouver aux hydrates de carbone des modifications analogues. Parmi les acides, l'acide azotique a une action spéciale : il donne des produits d'oxydation et des dérivés nitrés : les produits d'oxydation consistent principalement en acides saccharique ou mucique; ou, lorsque l'acide est étendu, en acide oxalique. Les dérivés nitrés sont de véritables éthers; ce sont des matières explosives dont quelques-unes sont très employées (coton-poudre, etc.).

Les alcalis fondus transforment vers 100° les hydrates de carbone en oxalatos alcalins. C'est une réaction utilisée pour la préparation industrielle de Tacide oxalique. Les dissolutions alcalines les transforment vers lOO'* en matières humiques analogues à celles que produisent les acides; lorsque l'action a lieu en présence de Tair, il y a en même temps fixation d'oxygène.

Etude particulière des hydrates de carbone

Nous allons décrire les principaux hydrates de carbone en adoptant Tordre suivant, un peu arbitraire, mais qui semble cependant correspondre à peu près à Tordre de complication moléculaire de ces composés. Nous étudierons d'abord les corps solubles, puis les corps que Teau gonfle sans les dissoudre et, enfin, ceux sur lesquels Teau est sans action.

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280. Dextrînes. — On désigne sous le nom de dextrines divers composés isomériques de formule (O'H^^O-')" qui sont caractérisés par les propriétés suivantes : ils sont solides, d'un blanc jaunâtre ; ils sont très solubles dans Teau, avec laquelle ils fournissent des solutions gommeuses, mais ils ne cristallisent pas; ils sont insolubles dans Talcool concentré; Tébullifion, en présence des acides étendus, les transforme en glucose. Par oxydation, ils donnent de Tacide oxalique sans formation d'acide mucique, ce qui les distingue des gommes, avec lesquelles ils ont, d'ailleurs, beaucoup de points de ressemblance.

Toutes les dextrines n'ont pas les mêmes propriétés ;

toutefois certaines variétés, décrites par divers auteurs, semblent être de simples mélanges de glucose et de dexlrine. Il est, en effet, fort difficile de séparer ces deux corps qui se produisent simultanément quand on prépare la dextrine. La dextrine a une action énergique sur la lumière polarisée : (a)^ =^ + 220°. Elle ne réduit pas la liqueur de Febling. Les dextrines qui réduisent ce liquide seraient, d'après certains auteurs, des mélanges de dextrine et de glucose ou de maltose. Les dextrines ne précipitent pas par le tannin, ce qui les distingue de Tamidon soluble. Elles précipitent par Tacétale de plomb. L'iode les colore, en général, en rouge violacé térytbrodextrines); certaines variétés de dextrines ne se colorent pas au contact de ce réactif (acbroodextrines).

Préparation, — La dextrine se prépare avec Tamidon (Voir Préparation iii(hixlrielle, p. 27). Dans les laboratoires on part du sirop de dextrine commercial, qui contient aussi du glucose et du maltose, et on le précipite à cinq ou six reprises par Talcool concentré pour le débarrasser de la majeure partie de ces impuretés. Le dernier précipité obtenu contient encore de 8 à 9 0/0 de glucose. C.ette dextrine purifiée est alors traitée, à Tébullition, par un mélange de chlorure de cuivre et de soude, de Aiçon à détruire le glucose ; puis, la liqueur étant refroidie, on la traite lentement par Facide chlorhydrique de façon à éviter toute élévation de température, et, enfin, on précipite une dernière fois parTalcool.

iiSl. Gommes. — Les gommes sont des hydrates de carbone (C'*H^^O\)", solides, solubles dans Feau en donnant des solutions épaisses, agglutinantes. Elles se rapprochent des résines par leur aspect, leur mode de formation, diverses propriétés physiques : elles sont

î^ 2. — ÉTCDE DES HYDRATES DE CARBONE 5

incristallisables, peu ou point colorées, d'une cassure vitreuse. Elles s'en distinguent par leur solubilité dans Teau, leur insolubilité dans Talcool; elles se transforment en galactose par Faction prolongée de l'acide sulfurique étendu; elles fournissent, sous l'influence de Tacide azotique, de l'acide mucique et de l'acide oxalique. Elles précipitent par l'acétate de plomb. Elles sont lévogyres.

La gomme arabique, sécrétée par diverses espèces d'acacia, peut être considérée comme le type des gommes. On a distingué dans les gommes plusieurs matières : Tarabine, matière soluble dans l'eau, formant la majeure partie de la gomme arabique ; la cérasine, matière isomère, mais insoluble dans l'eau et se gonflant au contact de ce liquide ; on la rencontre surtout dans la gomme des cerisiers; la bassorine, qui est aussi un isomère de Farabine, insoluble et susceptible de gonflement, se rencontre surtout dans la gomme de Bassora.

Pour extraire Tarabine de la gomme arabique, on la dissout dans l'eau, on la traite par l'acide chlorhydrique, et la solution Tdtrée est précipitée par l'alcool. On obtient ainsi un précipité amorphe d'un blanc laiteux qui, desséché à ISO"", possède la formule (C^F^O'^)". La gomme arabique brute est formée, d'après les travaux de Frémy, par des gummates alcalins et alcalino-terreux. Dans la préparation qui vient d'être indiquée, l'acide chlorhydrique détruit ces combinaisons et met l'arabine en liberté.

Les gummates alcalins et alcalino-terreux, quand on les chauffe à 150% deviennent insolubles (métagummates). Une ébullition prolongée permet, d'ailleurs, d'obtenir la transformation inverse, de ramener les mélagummates insolubles à l'état de gummates solubles.

6 CHAPITRE Vlll. — HYDRATES UE CARBONE

La plupart des gommes naturelles sont des mélanges de gummates solubles et de méfagummates insolubles. Parmi les gommes on distingue : la gomme arabique vraie qui provient de l'Acacia arabica, arbre qui croit dans toute l'Afrique ; la gomme du Sénégal, provenant de V Acacia Sénégal, beaucoup plus importante que la précédente, mais un peu moins soluble ; on la divise en plusieurs qualités d'après sa blancheur; on distingue aussi la gomme du bas fleuve et la gomme du haut tleuve ; la gomme du Maroc provient de VAcacta gummifera ; elle est peu soluble dans l'eau ; la gomme du cap de Bonne-Espérance, fournie par Y Acacia horrida est très soluble dans l'eau, mais elle est d'une couleur foncée. Citons encore les gommes d'Australie , les gommes nostras, sécrétées par les cerisiers et les pruniers d'Europe, etc.

Falsifications. — Les gommes en poudre sont souvent falsifiées par de la dextrine, de la fécule et même du carbonate de calcium. On reconnaît ces impuretés en dissolvant la gomme dans l'eau; s'il y a un résidu notable, faisant effervescence avec un acide, on recherchera la présence du carbonate de calcium. La férule et la dextrine se reconnaltronl à l'aide de l'iode qui donnera une coloration bleue dans le cas de la fécule, et une coloration rouge violacée dans te cas de la dextrine. La gomme arabique en morceaux est souvent additionnée de gommes de provenances diverses , moins chères, moins solubles, de qualités moindres, comme la gomme du Maroc, ou la gomme noslras.

Usages. — La gomme arabique a de nombreuses applications dans la liquoristerie, la confiserie et la pharmacie. Elle sert aussi pour l'apprêt et l'impression des tissus, la fabrication des allumettes, de l'encre, du cirage

même ; on l'emploie pour les étiquettes, les enveloppes, les timbres-poste, etc., etc.

2S2. Galactine. — C'est une matière dextrogyre que l'acide nitrique transforme en acide mucique comme les gommes. Les acides étendus la transforment à Tébullition en rf-galactose. Celte substance, très voisine des gommes, mais d'un pouvoir rotatoire de sens contraire, a été découverte par M. Muntz dans la graine de luzerne.

283* Pectine. — La pectine est une substance solide, blanche, amorphe, de môme formule que les corps précédents ; on la trouve dans les fruits avec lesquels on peut former des gelées : poires, framboises, etc. On la relire le plus souvent des poires mûres : pour cela, le jus des poires est traité successivement par de l'acide oxalique pour précipiter la chaux, et par du tannin pour précipiter des matières albuminoïdes ; la liqueur, débarrassée de ces précipités, est ensuite additionnée d'alcool : la pectine se précipite, mais à l'état impur. On la purifie par une série d'opérations consistant à la dissoudre dans l'eau et à la précipiter par l'alcool. Elle est soluble dans l'eau en donnant une liqueur épaisse, sirupeuse. Elle ne précipite pas par l'acétate neutre de plomb, mais par l'acétate tribasique de plomb. Une longue ébullition avec l'eau la transforme en parapectine, précipilable par l'acétate neutre.

Sous l'influence des alcalis, ou même des carbonates alcalins, la pectine est transformée en acide pectique ou, plutôt, en pectates alcalins solubles. La même transformation a lieu sous l'influence d'un ferment soluble, la pectose. Dans ce cas, la pectine est transformée en acide pectique insoluble dans l'eau et dans l'alcool ; il possède

HRp consisfance de gelée. C'est celte transformation qui se produit dans la formation des gelées de fi-uit.

Pour préparer l'acide pectique, on rSpc des carottes i-i on les fait bouillir avec de i'acide cldorhydriquc très éteudu ; la liqueur fdlrée est neutralisée, puis rendue alcaline à l'aide du carbonate de sodium. La pecline se cbange alors en pecfale soluble, on filtre et on décompose ce sel par l'acide chlorhydrîque : l'acide pectique se dépose en gelée. La formule brute est C^W^O*. Une longue ébulHtion, l'action des alcalis très concentrés ou même l'action prolongée de la poclase le transforment en acide métapectique, très soluble dans l'eau et l'alcool. On peut isoler cet acide en le combinant à la ctiaux, puis au plomb : le sel de calcium est insoluble dans l'alcool, on le transforme en sel de plomb que l'on décompose par l'acide sulfhydrique; on obtient ainsi l'acide métapectique.

3S^É. Glycogène. — Le glycogène, qu'on a appelé aussi dextrine animale, a été découvert par Claude Bernard dans le tissu du foie; ce savant a montré l'importance de la fonction glycogénique de cet organe. Leglycogène se trouve aussi dans le jaune d'œuf et dans le placenta.

Le glycogène s'extrait des foies frais en les hachant en menus morceaux que l'on jette dans l'eau bouillante. Après une heure d'ébullilion, on filtre la liqueur et on la précipite par l'alcool. On obtient ainsi un précipité blanc, amorphe, qu'on fait bouillir avec de la potasse pour éliminer diverses matières grasses ou azotées. Puis on ajoute de l'eau, on filtre et, lorsque la liqueur est refroidie, on précipite de nouveau par l'alcool.

Le glycogène est une poudre blanche formant avec l'eau froide une solution opalescente ; il se dissout bien dans l'eau chaude mais est insoluble dans l'alcool et dans

Téllier ; il esldextrogyre. L'iode le colore en rouge violacé; il ne donne pas d'acide mucique sous Tinfluence de Tacide nitrique. Il se change facilement en glucose sous Tinfluence des acides étendus ou par Faction de divers ferments solubles qui se trouvent dans la salive, le foie, etc. De là, la nécessité d'opérer avec les foies frais et rapidement.

285. Lichénine. — C'est une substance que l'on extrait des lichens et de diverses mousses. Elle se gonfle dans l'eau froide, mais se dissout dans l'eau bouillante; la liqueur se prend en gelée par le refroidissement.

On la prépare en traitant successivement le lichen d'Islande par l'éther, l'alcool, la potasse et l'acide chlorhydrique étendus; on fait ensuite bouillir les lichens ainsi lavés dans de Teau bouillante, puis on iiltre à chaud en recueillant ce qui passe dans un vase plein d'alcool. 11 se dépose un précipité blanc qui se transforme par dessiccation en une masse jaunâtre et translucide. Elle est insoluble dans l'alcool et l'éther.

Les acides étendus et bouillants transforment la lichénine en glucose ; l'acide azotique l'oxyde sans donner d'acide mucique.

286. Inulines C'^H^oO*^ — L'inuline est une substance, analogue à l'amidon, que l'on trouve sous forme de petits granules dans les tubercules de dahlia, de topinambour, etc. ; elle diffère de l'amidon par l'organisation de ses granules qui ne présentent pas la structure feuilletée des globules d'amidon. Il paraît exister plusieurs inulines distinctes par certaines de leurs propriétés, par leur pouvoir rotatoire moléculaire, par exemple.

Préparatio7i, — On prépare l'inuline comme Tamidon,

en réduisant en pulpe les racines qui en contiennent et en lavant cette pulpe avec de l'eau; l'eau laiteuse qui s'écoule est mise à déposer. On peut aussi faire bouillir les racines avec de l'eau pendant une heure, filtrer à chaud et ajouter de l'acétate de plomb qui précipite diverses matières étrangères. Après une nouvelle filtration et un traitement à l'acide suif hydrique, ponir enlever l'excès de plomb, on concentre la liqueur, etl'inuline assez soluble à chaud, mais très peu soluble à froid, se dépose; en la redissolvant dans l'eau bouillante et la précipitant par l'alcool, on l'obtient pure.

Propriétés. — C'est une matière blanche, analogue à l'amidon, soluble seulement dans l'eau bouillante; elle se gonfle dans l'eau froide ; la chaleur la décompose Vers 190"* en donnant, entre autres produits, de l'acide acétique. L'iode la colore en brun, mais la coloration disparaît bientôt. L'inuline est transformée par l'eau bouillante et par les acides étendus en lévulose ; l'inuline n'est pas attaquée par la diastase. La dissolution ammoniacale d'oxyde de cuivre la dissout. Elle est lévogyre : [a] ^= — 36**,56.

On a obtenu avec l'anhydride acétique des dérivés intéressants : avec l'inuline extraite du dahlia, on obtient trois composés, tri-, tétra- et hexacétique. Avec l'inuline extraite de Tannée on n'a obtenu que les dérivés tri-, penta- et heptacétique ; en outre, les pouvoirs rotatoires des composés triacétiques obtenus avec ces deux inulines sont différents. Voici la formule de ces corps et leurs pouvoirs rotatoires moléculaires.

§ 2. ÉTUDE DES HYDRATES DE CARBONE ii

Composés Pouv. rotat. luoléc.

Inuline du dahlia — 26