Présentation
RÉSUMÉ
Les réactions colorées ne sont plus à ce jour réservées à l’identification des molécules organiques. En effet, les applications de la colorimétrie, de la fluorimétrie et de la spectrophotométrie ultraviolette se multiplient, sans compter le développement de la biologie moléculaire. Le présent article débute par la présentation des techniques généralistes, avant de s’attarder sur celles permettant l’analyse fonctionnelle. Le principe de la réaction et son schéma réactionnel sont exposés avec les séquences et le suivi de l’indication de la coloration ou de la fluorescence obtenues. Pour terminer, sont abordés les développements récents, avec notamment la mise au point de sondes colorimétriques pour la détection d’oses.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Gwenola BURGOT : Professeur à l’Université de Rennes I
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Fernand PELLERIN : Professeur honoraire à l’Université Paris XI
INTRODUCTION
Actualisation du document rédigé par Maurice PESEZ, ancien Directeur du Service Analytique du groupe Roussel-Uclaf, ancien Expert à l’Organisation Mondiale de la Santé et auprès de la Pharmacopée européenne.
Les réactions colorées, autrefois décrites pour des espèces chimiques particulières, étaient généralement d’origine empirique, parfois découvertes fortuitement et n’étaient souvent ni sensibles ni même sélectives. Bénéficiant du développement de la synthèse organique et des méthodes instrumentales, des études exhaustives ont permis d’isoler et d’identifier les produits formés. Les preuves ainsi apportées aux schémas réactionnels ont offert des points d’appui à la recherche, et la connaissance d’autres réactions de la chimie organique a, dès lors, permis de concevoir des méthodes analytiques nouvelles. Ainsi, l’analyse organique ne procède pas seulement par clivage sinon destruction de la matière puisque, au niveau des éléments de structure carbonée, on pratique aussi des cyclisations, duplications, cycloadditions, etc.
En analyse fonctionnelle, tout procédé dont le mécanisme a été établi devrait être applicable, toutes choses égales, à tous les composés bénéficiant de la fonction cible. Mais la réactivité de celle-ci n’est pas indépendante ; elle est liée à la structure de l’ensemble de la molécule et cette corrélation peut aller jusqu’à empêcher toute réactivité.
Sur le plan pratique, il s’avère ainsi que, avec les techniques d’analyse fonctionnelle par spectrométrie dans le visible et l’ultraviolet ou par fluorimétrie, la valeur relative des résultats n’est pas identique pour toutes les substances qui possèdent la même fonction à doser. Toutefois, dans des limites bien déterminées, la loi de Lambert-Beer, relation linéaire entre l’absorbance et la quantité de substance mise en œuvre, demeure satisfaisante. Elle autorise les essais quantitatifs à condition de pratiquer l’étalonnage à l’aide de l’espèce chimique elle-même.
M. Pesez et J. Bartos ont développé dans des ouvrages de portée internationale de nombreuses applications de la colorimétrie, de la fluorimétrie et également de la spectrophotométrie ultraviolette en indiquant les valeurs des longueurs d’ondes et le domaine de concentrations appropriés.
En analyse organique, l’usage des méthodes colorimétriques dans le visible et des méthodes fluorimétriques diminue au profit de méthodes instrumentales directes ne faisant pas appel à des réactions préalables comme la spectrométrie de masse, la résonance magnétique nucléaire ou l’infrarouge qui fournissent une image de l’ensemble de la molécule. Cependant, l’analyse fonctionnelle par colorimétrie ou fluorimétrie continue à être utilisée pour une identification rapide des molécules sans recourir à un appareillage sophistiqué avec éventuellement une extraction par un solvant non miscible.
La mise en œuvre de ces réactions chimiques conserve aussi l’avantage de matérialiser la réactivité des groupements fonctionnels. La connaissance de celle-ci permet souvent de prévoir la stabilité des molécules organiques, les incompatibilités dans le cas de mélanges et éventuellement la perte d’activité ou la formation de produits toxiques.
Enfin, ces dernières années, un champ d’application est nouvellement apparu avec le développement de la biologie moléculaire qui exploite largement ces techniques pour mettre en évidence des composants cellulaires. Des exemples seront présentés dans le paragraphe 3.
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1990 par Maurice PESEZ
DOI (Digital Object Identifier)
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2. Analyse fonctionnelle
2.1 Alcools
Les réactions suivantes sont applicables aux alcools primaires, secondaires et tertiaires. L’hydroxyle de ces trois types d’alcools peut être quantifié par formation de complexe avec l’ion hexanitratocérate (coloration brun orangé). Toutefois, la méthode n’est applicable que pour des prises d’essai de l’ordre du milligramme .
Une réaction sensible est obtenue par condensation avec l’acide di(8-hydroxylequinolyl) orthovanadique, souvent appelé oxine vanadique ou très improprement, oxinate de vanadium, dont la structure est donnée à la figure 1.
La coloration du réactif, bleue en solution chloroformique, vire au rouge en présence d’un alcool. La nature du produit de réaction est mal connue. Trois hypothèses ont été proposées : formation d’un complexe d’addition , estérification ou isomérisation stérique de l’oxine vanadique . L’hypothèse d’une estérification semble maintenant démontrée , mais l’existence d’une isomérisation...
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Analyse fonctionnelle
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PESEZ (M.), BARTOS (J.) - Colorimetric and fluorimetric analysis of organic compounds and drugs - . 1974, Marcel Dekker Inc.
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(2) - KAKAC (B.), VEJDELEK (Z.) - Handbuch der photometrischen Analyse organischer Verbindungen - . 1974, Verlag Chemie GmbH.
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(3) - VEJDELEK (Z.J.), KAKAC (B.) - Farbreaktionen in der spectrometrischen Analyse organischer Verbindungen - . 1980, Verlag.
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(4) - BARTOS (J.), PESEZ (M.) - Pratique de l’analyse organique colorimétrique et fluorimétrique - . 1984, Masson.
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(5) - BARTOS (J.), PESEZ (M.) - * - Talanta (GB), 19, 1972, p. 93.
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(6) - PESEZ (M.) - Mises au point de chimie analytique - . 17e Série, 1968, p. 172, Masson.
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