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88
Chimie Biologique Benoît MICHEL Université de Nice Sophia Antipolis Département de Chimie [email protected] http:// sondesfluorescentes.unice.fr / etudiants /L2SV/portail-l2sv.html Facebook : L1SV Atomistique 1

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Page 1: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Chimie Biologique

Benoît MICHEL Université de Nice Sophia Antipolis

Département de Chimie

[email protected] http://sondesfluorescentes.unice.fr/etudiants/L2SV/portail-l2sv.html

Facebook : L1SV Atomistique 1

Page 2: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Les sucres simples (oses) Les polysaccharides Catabolisme des sucres

2

La Chimie des sucres

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La chiralité des sucres...

3

Page 4: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

COOH

HH2N

CH3CHO

OHH

HHO

HHO

OHH

CH2OH

COOH

H NH2

CH3

CHO

HO H

H OH

H OH

HO H

CH2OH

4

Page 5: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

COOH

HH2N

CH3CHO

OHH

HHO

HHO

OHH

CH2OH

COOH

H NH2

CH3

CHO

HO H

H OH

H OH

HO H

CH2OH

N

N

N

N

O

O

N

N

N

N

O

O

5

Page 6: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

COOH

HH2N

CH3CHO

OHH

HHO

HHO

OHH

CH2OH

COOH

H NH2

CH3

CHO

HO H

H OH

H OH

HO H

CH2OH

N

N

N

N

O

O

N

NH

N

N

N

N

O

O

N

NH

6

Même molécule

5 fois moins puissante

Page 7: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

(+)- = (dextrogyre : d-)

(-)- = (lévogyre : l-)

Nomenclature des composés chiraux :

Activité optique

7

Page 8: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

8

Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes points d’ébullition & de fusion, réactivité chimique identique…). Cependant ces composés agissent sur la lumière polarisée de façon opposée.

Ce phénomène est appelé activité optique ou pouvoir rotatoire.

Un énantiomère qui déviera le plan polarisé de la lumière vers la droite avec une amplitude + α, sera appelé dextrogyre (+)

Son image dans un miroir (l’autre énantiomère ou antipode optique), qui déviera le plan polarisé de la lumière vers la gauche (left) avec une amplitude identique mais de signe opposé – α, sera appelé lévogyre (-).

Page 9: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

R- = rectus

S- = sinister

Configuration absolue du (des) centre(s) asymétrique(s) *

D-

L- Convention de Fischer

9

Nomenclature des composés chiraux :

(+)- = (dextrogyre : d-)

(-)- = (lévogyre : l-) Activité optique

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H.E. Fischer (1852-1919)

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

(+)-glucose 10

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H.E. Fischer (1852-1919)

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

(+)-glucose

*

*

*

*

11

Page 12: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Dénomination de Fischer

12

1)  Écrire la structure du composé en plaçant la chaîne principale verticalement, avec le carbone porteur de l’indice 1 en haut (i.e la fonction la plus oxydée = la fonction la plus prioritaire)

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal

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Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH(+)-glucose (naturel)

13

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

1)  Écrire la structure du composé en plaçant la chaîne principale verticalement, avec le carbone porteur de l’indice 1 en haut (i.e la fonction la plus oxydée = la fonction la plus prioritaire)

Page 14: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH(+)-glucose (naturel)

14

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

2) Les 4 liaisons du carbone sont dessinées sous forme de croix.

Page 15: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH(+)-glucose (naturel)

15

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

2) Les 4 liaisons du carbone sont dessinées sous forme de croix. On prend ici l’exemple du C2 du (+)-glucose.

2

Page 16: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH(+)-glucose (naturel)

16

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

2

2) Les liaisons verticales pointent vers l’arrière et les liaisons horizontales vers l’avant. Pour simplifier l’écriture, on ne représente pas le carbone, celui-ci se trouve implicitement au centre de la croix.

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2) Les liaisons verticales pointent vers l’arrière et les liaisons horizontales vers l’avant. Pour simplifier l’écriture, on ne représente pas le carbone, celui-ci se trouve implicitement au centre de la croix.

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

CHO

C

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OH

CHO

C

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OH

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OH2 2 2

17

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

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2) Les liaisons verticales pointent vers l’arrière et les liaisons horizontales vers l’avant. Pour simplifier l’écriture, on ne représente pas le carbone, celui-ci se trouve implicitement au centre de la croix.

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

CHO

C

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OH

CHO

C

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OH

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OH2 2 2

18

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

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2) On généralise cette écriture aux autres carbones de la chaîne.

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OHCHO

CH2OH

H OH

HHO

OHH

OHH

2

3

4

6

5

2

3

4

6

5

19

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Page 20: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Dénomination de Fischer

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OHCHO

CH2OH

H OH

HHO

OHH

OHH

2

3

4

6

5

20

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

3) On examine alors la représentation du carbone chiral portant l’indice le plus élevé.

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Dénomination de Fischer

21

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OHCHO

CH2OH

H OH

HHO

OHH

OHH

2

3

4

6

5

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

3) On examine alors la représentation du carbone chiral portant l’indice le plus élevé.

Dans l’exemple du (+)-glucose, il s’agit du C5.

Page 22: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

Dénomination de Fischer 3) On attribue alors des indices de priorité aux 2 substituants horizontaux, selon la convention de Cahn-Ingold-Prelog.

12

22

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OHCHO

CH2OH

H OH

HHO

OHH

OHH

2

3

4

6

5

(+)-glucose (naturel)

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

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3) Si le substituant prioritaire se trouve à droite, on a alors la configuration D (comme dans l’exemple ci-dessous). S’il est à gauche, on a la configuration L.

Dénomination de Fischer

D-(+)-glucose 23

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

H OHCHO

CH2OH

H OH

HHO

OHH

OHH

2

3

4

6

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

12 5

Page 24: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OHD-(+)-glucose

CHO

HO H

H OH

HO H

HO H

CH2OHL-(-)-glucose 24

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D-(+)-glucose

CHO

CH2OH

H OH

HHO

OHH

OHH

CHO

OHH

HHO

HHO

OHH

CH2OH

CHO

HHO

HHO

OHH

OHH

CH2OH

D-(+)-mannose D-(+)-galactose 25

Exemples de structures

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CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHO

HHO

CH2OH

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OHD-(+)-glucose L-(-)-glycéraldéhyde D-(-)-fructose

26

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27

!

De Cram en Fischer - Technique du petit bonhomme (Technique du hérisson développée au tableau)

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OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

D-(+)-glucose 28

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre

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OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

29

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

D-(+)-glucose

Passage d’un anomère à un autre

Représentation en Perspective cavalière

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OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

D-(+)-glucose

30

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre

Eq. Conformationnel

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OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

31

D-(+)-glucose

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre

Réact. ac.-bas.

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OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

32

D-(+)-glucose

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre

Page 33: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

33

D-(+)-glucose

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre Formation d’un

hémiacétal

Add. Nu.

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OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

34

D-(+)-glucose

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre

anomère α

Réact. ac.-bas.

Page 35: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

35

Obtenu par analogie comme précédemment

D-(+)-glucose

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO

Passage d’un anomère à un autre

anomère β

Eq. Conformationnel

Page 36: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHO

HO

OHOH

OH

OHHO

HOOH

OH

H2C

CHCH

CHCHO

OH

HO

OH

OH

HO

H

OOH

HOHO

OOH

OH

OHO

HOOH

OH

OH

OHHO

HO

OOH

OH

H

OHO

HO

OHOH

OH H

+ H- H

37,3% 62,6%

36

D-(+)-glucose

1 2

3 4

6 5 OOH

OH

OH

OHHO0,002% anomère α anomère β

Passage d’un anomère à un autre

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Le Catabolisme des Sucres 1) L’hydrolyse des polysaccharides

2) La glycolyse (Ose → Pyruvate)

3) Transformation du Pyruvate :

→  Lactate (anaérobie)

→  Ethanol (anaérobie / levures)

→  acétylCoA (aérobie) 37

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O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

Amylose

Amylopectine 38

Page 39: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

Amylose

Amylopectine 39

Page 40: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

+ H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H 40

Hydrolyse des polysaccharides

Page 41: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

+ H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H 41

Hydrolyse des polysaccharides

Réact. ac.-bas.

Page 42: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

+ H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H 42

Hydrolyse des polysaccharides

Réact. ac.-bas.

Page 43: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

+ H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H43

Clivage de la liaison glycosidique

Hydrolyse des polysaccharides

Formation d’un Oxocarbenium

Réact. ac.-bas.

Elim.

Page 44: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HOH

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HOH

44

Hydrolyse des polysaccharides

Page 45: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HOH

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HOH

45

Hydrolyse des polysaccharides

Page 46: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HOH

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HOH

46

Hydrolyse des polysaccharides

Add. Nu.

Page 47: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

HO

H

- HO

OHO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HOO

HO OOH

HO

H

OH

47

Hydrolyse des polysaccharides

Réact. ac.-bas.

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OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

48

La glycolyse

Page 49: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

Phosphorylation

49

La glycolyse

Page 50: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

N

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R H

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

HON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

H

50

Mécanisme Phosphorylation

Page 51: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHN

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

RON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R H

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

HON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

H

51

Add. Nu.

Mécanisme Phosphorylation

Page 52: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHN

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

RON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R H

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

HON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

H

52

Add. Nu.

Mécanisme Phosphorylation

Prototropie

Page 53: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHN

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

RON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R H

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

HON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

H

53

Add. Nu.

Mécanisme Phosphorylation

Prototropie

Page 54: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHN

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

RON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R H

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

HON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

H

54

Mécanisme Phosphorylation

Réact. ac.-bas.

Add. Nu.

Elim.

Page 55: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHN

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

RON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R H

ON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

HON

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O

Mg2

R

H

N

N N

NNH2

O

OH OH

OPOO

OPOO

OPOO

O HRO

55

Mécanisme Phosphorylation

ADP + Produit Phosphorylé

Page 56: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

56

La glycolyse

Page 57: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

1)   Ouverture (méca. Tableau) 2) Tautomérisation 3) Cyclisation (méca. Tableau)

57

La glycolyse

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D-(+)-glucose D-(-)-fructose

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OH

O OH

OH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

OH

Glucose → Fructose

58

La Tautomérisation

Tautomérie

Eq. Céto-énolique=

Tautomérie

Eq. Céto-énolique=

Page 59: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

C

OH

H HC

OH

H H

Notion de tautomérie Acidité des composés carbonylés

59

Mésomérie

Page 60: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

C

OH

H HC

OH

H H

Notion de tautomérie

60

Acidité des composés carbonylés

Mésomérie

Page 61: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

C

OHδδ

H HC

OHδ

H H

δ

Notion de tautomérie

61

: : :

Acidité des composés carbonylés

Mésomérie

H polarisé par effet –I du carbonyl

Page 62: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

C

OHδδ

H HC

OHδ

H H

δ

C

OH

H H62

: : :

Mésomérie

Tautomérie

Page 63: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

C

OHδδ

H HC

OHδ

H H

δ

C

OH

H H63

: : :

Mésomérie

Tautomérie

Tautomérie

Page 64: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

La tautomérie céto-énolique

CH3 CH3

O

CH3 CH2

OH

Forme cétone Forme énol(0,0000006%)

64

Page 65: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

D-(+)-glucose D-(-)-fructose

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OH

O OH

OH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

OH

Glucose → Fructose

65

La Tautomérisation

Tautomérie

Eq. Céto-énolique=

Tautomérie

Eq. Céto-énolique=

Page 66: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

1)   Ouverture 2) Tautomérisation 3) Cyclisation

66

La glycolyse

Page 67: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

Phosphorylation

67

La glycolyse

Page 68: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

Ouverture Cycle

(méca. Tableau)

68

La glycolyse

Page 69: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OHOHO

OHOH

OH ATP ADP

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHOH

O

P OO

O

OHOHO

OHO OP

O

O

O

P OO

O

HOHO O OP

O

O

O

OH

ATP

ADPO

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

69

La glycolyse

Représentation Fischer

Page 70: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

H

BASE

OH

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

OO

HO

OP

O

OO

OH

HHO

OP

O

O

O

Rétro-aldolisation (= inverse de l’aldolisation)

70

Obtention du GAP

Page 71: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

H

BASE

OH

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

OO

HO

OP

O

O

O

OH

HHO

OP

O

O

O

Rétro-aldolisation (=> clivage liaison C-C)

71

Obtention du GAP

Page 72: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

H

BASE

OH

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

OO

HO

OP

O

O

O

OH

HHO

OP

O

O

O

Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP)

Dihydroxyacétone phosphate (DHAP)

72

Obtention du GAP

Page 73: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

H

BASE

OH

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

OO

HO

OP

O

O

O

OH

HHO

OP

O

O

O

Tautomérisation

73

Tautomérie

Tautomérie

Obtention du GAP

Page 74: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

H

BASE

OH

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

OO

HO

OP

O

O

O

OH

HHO

OP

O

O

O

74

Tautomérisation Tautomérie

Obtention du GAP

Page 75: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

O

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

O

H

H

BASE

OH

HHO

OH

OHH

OP

O

O

O OP

O

O

OO

HO

OP

O

O

O

OH

HHO

OP

O

O

O2

75

Glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP)

Obtention du GAP

Page 76: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO

76

Obtention du Pyruvate

Page 77: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO

Oxydation (aldehyde→ acide carbo.)

77

Obtention du Pyruvate

Page 78: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO

Phosphorylation

78

Oxydation

Obtention du Pyruvate

Page 79: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO Déphosphorylation

79

Phosphorylation Oxydation

Obtention du Pyruvate

Isomérisation (méca. Tableau)

Page 80: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO

Elimination type E1cb (Deshyd.)

80

Phosphorylation Oxydation

Déphosphorylation + Isomérisation

(méca. Tableau)

Obtention du Pyruvate

Page 81: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO

Déphosphorylation 81

Oxydation Phosphorylation

E1cb (Deshyd.)

Obtention du Pyruvate

Déphosphorylation + Isomérisation

Page 82: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

NAD+ NADH, H+

OHH

O OP

O

O

O

OHH

O OP

O

O

OHO

OHHO OP

O

O

OOO P

O

O

ADP

ATP

OH

OHOP

O

OOO

O OP

O

OOO H2OADPATP

OH

OO

O

OO

Tautomérie

Pyruvate

82

Déphosphorylation

Obtention du Pyruvate

E1cb (Deshyd.)

Déphosphorylation + Isomérisation

Page 83: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

O

OO

OHO

HO

OHOH

OH

OH

OO

OH

CO2 + H2O

83

Page 84: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

O

OO

OHO

HO

OHOH

OH

OH

OO

OH

CO2 + H2O

84

Page 85: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

O

OO

OHO

HO

OHOH

OH

OH

OO

OH

CO2 + H2O

85

Page 86: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

O

OO

OHO

HO

OHOH

OH

OH

OO

OH

CO2 + H2O

86

Page 87: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

O

OO

OHO

HO

OHOH

OH

OH

OO

OH

CO2 + H2O

87

Page 88: Chimie Biologiquesondesfluorescentes.unice.fr/PDF-Students/chimie...8 Activité optique La plupart des propriétés physiques et chimiques des énantiomères sont identiques (mêmes

88

OOHO

OOH

OH

O

HO

OOH

OH

O

HO

OOH

O

O

HO

OOH

OH

OO

OH

OHO

OH

O

OHHO

OH

O

OO

OHO

HO

OHOH

OH

OH

OO

OH

CO2 + H2OAcCoA

CO2

Fermentation lactique

Fermentation alcoolique

Cycle de Krebs