Mutarotation

La mutarotation est la modification du pouvoir rotatoire d'une solution d'ose, accompagnant le déplacement d'équilibre entre les anomères α et β .

Comme tous les stéréoisomères, les deux anomères d'une même molécule se distinguent par leur activité optique (voir Anomérie). Ces valeurs s'altèrent avec le vieillissement des solutions, et tendent vers un équilibre ( = +52° pour le D-glucopyranose par exemple). C'est le phénomène de mutarotation.

Pour une molécule d'ose, l'état cyclisé, s'il est possible, n'est pas permanent car l'hémiacétal impliqué dans la cyclisation est instable (pour les propriétés de l'hémiacétal voir Conditions et Additions réversibles). Les formes anomères α et β peuvent se transformer l'une en l'autre en passant par la forme transitoire ouverte de la molécule, même si la quantité de cette dernière est négligeable. Partant d'une forme anomérique purifiée, un équilibre entre les trois formes (α, β et linéaire ouverte) finit par s'établir avec le temps en solution , confirmant les règles stéréochimiques de la cyclisation. Il est rappelé que dans le cas du glucose, les proportions à l'équilibre sont de l'ordre de 36% pour l'anomère α et 64% pour l'anomère β, et quelques traces (moins de 0,05%) pour la forme ouverte (voir Anomérie).

Complément

En solution, le D-glucopyranose s'ouvre et se ferme en permanence. A chaque ouverture, le plan de l'aldéhyde (1) est libre de tourner sur son axe de liaison au carbone C2 (2). Sa position à la fermeture suivante détermine la forme anomérique. Observer la position de l'OH hémiacétalique après la fermeture.

La mutarotation s'observe systématiquement quand on laisse vieillir une solution fraîchement préparée d'une forme anomère pure d'un ose. L'équilibre peut être relativement rapidement atteint, de l'ordre de 10 minutes à 25°C dans le cas du fructopyranose.

Complément : Simuler

Simuler la mutarotation dans le D-glucopyranose

Cette animation interactive illustre l'interconversion des formes anomères par ouverture et fermeture du cycle pyranose

Légende :
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