11. Détermination de la structure
Il n'existe pas de procédés propres à cette catégorie de substances naturelles, et il est fait appel à l'ensemble des méthodes physiques maintenant classiques. Elles permettent, sur de faibles quantités de produit, et en quelques semaines, voire quelques jours ou heures, d'établir la structure spatiale exacte de la molécule. À titre de comparaison, l'établissement de la formule de la strychnine a demandé plus d'un siècle et consommé des kilogrammes de produit !
Dans un premier temps, on détermine la masse moléculaire et la formule élémentaire brute de forme CxHyOzNp par microanalyse ou spectrométrie de masse à haute résolution. Le spectre d'absorption dans l'U.V. ou le visible (spectre électronique) fournit des indications sur certains éléments structuraux ou « chromophores » comportant des électrons engagés dans des liaisons multiples et des cycles « aromatiques ». Le tracé obtenu – coefficient d'absorption, ou absorbance, en fonction de la longueur d'onde du rayonnement – est parfois suffisamment caractéristique pour identifier le type structural, comme dans le cas des alcaloïdes indoliques ou isoquinoléiques. Le spectre d'absorption dans l'infrarouge (I.R.) est lié aux différentes liaisons interatomiques de l'édifice moléculaire en décelant surtout les « vibrations de valence » (OH, NH, CO, CN, C=C, liaisons des cycles aromatiques). Le spectre de résonance magnétique nucléaire (R.M.N.) détecte sélectivement certains noyaux atomiques comme 1H, 2H, 13C, 15N, 18O. Il est très utile pour « ausculter » les protons 1H qui fournissent dans le spectre des signaux distincts en fonction de leur environnement moléculaire et de leur orientation spatiale. On détermine ainsi, avec une relative précision, les groupements fonctionnels hydrogénés (méthyles CH3 liés à C, N ou O ; −CH= ; >NH ; CH des noyaux aromatiques) et leur proximité, grâce au phénomène du couplage entre protons voisins, analysable par des techniques avec appui informatique. L'isotope prépondérant du carbone, constituant obligatoire des substances organiques, est le noyau 12C qui ne donne pas lieu au phénomène de R.M.N. Il […]
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