etude de la formation de l'aldehyde malonique au cours de
Post on 20-Jun-2022
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
M lt bull
H
Geacuterard ENRICO
C o n t r i b u t i o n a la connaissance de la r ad io l yse des Glucides
ETUDE DE LA FORMATION DE LALDEHYDE MALONIQUE AU COURS DE LIRRADIATION GAMMA DU GLUCOSE
THESE DE atrade CYCLE DE CHIMIE ORGANIQUE
1974
UNIVERSITE DE DROIT DECONOMIE ET DES Slt IhNES AIX-MARSEILLE I I I
Faculteacute des Sciences et des Techniques de Marseille centre de Saint Jeacuterocircme
COMMISSARIAT A LENERGIE ATOMIQUE Centre dEtudes Nucleacuteaires de Cadarachc
D eacute p a r t e m e n t de B i o l o g i e Service de Radio mdashAgronomie
bullnu
pnlentxc agrave la
lAcuiTi i-r xiiiNni- irr ws Tia^iQi1 DE LUNIVHFSIIuml
HI lW^iT I)ICNM]I IT PIS SCILXCLS AIX-VUISMIIJ i n
[gtbull
Krard lUG)
pcur oblcir le t i t r e de Docteur dc 3deg cycle
spC-ci- 1 iIcircC- OlIMlil 0GVKyY
Contribution agrave la connaissance de ltgt radioiysc des glucides
lTUD- Hi L KWVAT10X DI LALDlillYDi MUCMPUF All COJS
m LJKKAMATION DU JUCOSE
soutenue l e 7 ju in 197-1 devant l a conmission dmcaircn
Monsieur le Professeur J METZGIIcircR
Monsieur l e Professeur D GAGNAIRE
Monsieur le Professeur B NAEGELL
Monsieur G BERGER
Je tient agrave -ei^-ciei -omiuiA P GiCPltJ VI ltCgt7fAUH de laccueil quil ma Keacutesesueacute dani ien ACAvice ainhi ccedilu ontiCLii LSMHT-LLBC cou te groupe duquel il ma eacuteteacute frici cuiliakle de tJi----if fcl
Mes iumlicjrecicrltejplusmnti vont eacuteg^lerent agrave eiiiexLM
JtLUGLR VCAGM1FE BtAEGELi GBERGER
qui ont accepteacute du AicgcA au juAy
J e tieri acirc ciptocirciic-iuml ira KtconnaLliiarcz agrave Uomiamt EMMOCIL pou teA ugravencrbabZci comgteipoundamp quil ra podiouecircgt e-t agrave torjie^i GLLC-
pouA laljrabic attention quil a accoldeacutepoundagrave mon tAavail duAoU deux KTKV
Enampin Il mzit ampiegravei agteacuteable de ta-pctcA que texte Tke-ie bull fiait jaaali pu eacute t t e piecirciejitce ampagtugt laide quotidienne et bienveillante -bull mei camaiiadti de travail
- 1 _
IHTRUcircDUCTIO
La production accrue daliments et la neacutecessiteacute dune zorzor-
vatior en vue de leur distribution pose un problegraveme aigu Les meacutethode
traditionreles (seacutechage sa aiso fumage froid marinade steacuterili-
satioi thermique emploi dantiseptiques) preacutesentent des ircorveacuterior-bull bull
diminution des proprieacuteteacutes nutritives alteacuteration des proprieacuteteacute c-r -
rolertiques utilisation passive dadditifs chaicircne de froid rcrti bull
Les possibiliteacutes de deacutesinfection de stabilisation et de ce -- -
vatior des denreacutees offertes par les radiations ionisantes peuvent ~J -
vrir la voie agrave des applications industrielles Lirradiation r reacutes-nt--
nctannent 1avantage de deacutetruire les niereacuteorganiseacutees sans eacutelevacirctit d-t
tempeacuterature et agrave 1 inteacuterieur dun emballage et anche ce qui eacutevite I bull=
recontaminacirctions ulteacuterieures De nombreuses eacutetudes ont deacutejagrave eacuteteacute entreshy
prises sur les viandes [1] les oeufs [2] les ceacutereacuteales L3]- les poisshy
sons igt] [5] les fruits [6] e t c
Laliment irradieacute est cependant le siegravege de reacuteactions chimi p e-pound
pouvant eacuteventuellement produire des composeacutes toxiques- Il est de ne-
neacutecessaire deacutetudier linnocuiteacute du traitement
Le groupe de radio-conservation des denreacutees Service de fiadio-
agronomie du Centre dEtudes Nucleacuteaires de Cadaracicircie a pour objectif
deacutevaluer lefficaciteacute et linnocuiteacute de lirradiation daliments pulshy
veacuterulents pour lesquels la mise en oeuvre des proceacutedeacutes classiques de
pasteurisation ou de steacuterilisation par la chaleur a des conseacutequences
neacutefastes sur le goucirct la couleur et surtout la structure Les indusshy
triels ont donc tendance agrave utiliser des produits chimiques dont la
gamme est tregraves eacutetendue (oxyde dethylene oxyde de propylene anhydride
sulfureux chlore etc) La geacuteneacuteralisation de lecploi de telles subsshy
tances a dailleurs conduit les instances nationales chargeacutees de la
santeacute publique agrave prendre des mesures restrictives [7]laquo
Les recherches du l a b o r a t o i r e ont rcortret que l e dosa^-p IP I
pound--y~Tgt rrilcriquc _bdquoi a ie c o n s t i t u e r un noyer simple e t sucircr pour deacuteceshy
l e r l i r r a d i a t i o n de lairidon 26] Ce t e s t a d a i l l e u r s eacute t eacute appliqueacute
avec succegraves dans l e cas de l i r r a d i a t i o n du l a i t [27 2 8 ] de l a c e l shy
lu lose [29] des viandes [30 31] e t des oeufs [ 3 2 ] Parmi l e s p rodui te
radioforrres i d e n t i f i eacute s au l a b o r a t o i r e aldeacutehyde fornique [ 1 1 ] peroxyde
dhydrogegravene [12] g lucose mannose f r u c t o s e iibcsc egrave ry th rose a r a -
b inose xylose [13] acide formiquu [ 1 ^ ] l a l d eacute h y d e nalonique revecirct
a i n s i une importance p a r t i c u l i egrave r e L eacute tude de sa formation au cours de
l i r r a d i a t i o n de l amidon de maiumls a eacute t eacute e n t r e p r i s e [ 3 ^ ] E l l e p reacute sen shy
t a i t d a u t a n t p lus d i n t eacute r ecirc t que c e r t a i n s meacutecanismes de r ad io lyse du
glucose avaient deacutejagrave eacute teacute proposeacutes [27 28 3~~raquo
Cependant ci lamidon est un aliment simple cect
chimique complexe Il sagit dun poly (anhydre ^-C glucampryrari
D giucopyranose) brancheacute en 1-C de poids -noleacute-culaire eacuteloveacute bull
deacutefini et dont la longueur de chaicircne et le nombre de hramprTIumlo-e
pendent de la nature de la ceacutereacuteale et dans ie cas d rr- iumls do
rieacuteteacute du degreacute de maturation du grain du moae d extraction o
11 est apparu neacutecessaire deacutetudier ce meacutecanisme dampbcrd r lo
le glucose ruu dextrapoler aux dimegraveres (rraltG o ijoro co
biose) au trimeacutere (rraitotricso ) r uis en fir bull i arri -
Cest le sujet du travail exposeacute ici
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
bullnu
pnlentxc agrave la
lAcuiTi i-r xiiiNni- irr ws Tia^iQi1 DE LUNIVHFSIIuml
HI lW^iT I)ICNM]I IT PIS SCILXCLS AIX-VUISMIIJ i n
[gtbull
Krard lUG)
pcur oblcir le t i t r e de Docteur dc 3deg cycle
spC-ci- 1 iIcircC- OlIMlil 0GVKyY
Contribution agrave la connaissance de ltgt radioiysc des glucides
lTUD- Hi L KWVAT10X DI LALDlillYDi MUCMPUF All COJS
m LJKKAMATION DU JUCOSE
soutenue l e 7 ju in 197-1 devant l a conmission dmcaircn
Monsieur le Professeur J METZGIIcircR
Monsieur l e Professeur D GAGNAIRE
Monsieur le Professeur B NAEGELL
Monsieur G BERGER
Je tient agrave -ei^-ciei -omiuiA P GiCPltJ VI ltCgt7fAUH de laccueil quil ma Keacutesesueacute dani ien ACAvice ainhi ccedilu ontiCLii LSMHT-LLBC cou te groupe duquel il ma eacuteteacute frici cuiliakle de tJi----if fcl
Mes iumlicjrecicrltejplusmnti vont eacuteg^lerent agrave eiiiexLM
JtLUGLR VCAGM1FE BtAEGELi GBERGER
qui ont accepteacute du AicgcA au juAy
J e tieri acirc ciptocirciic-iuml ira KtconnaLliiarcz agrave Uomiamt EMMOCIL pou teA ugravencrbabZci comgteipoundamp quil ra podiouecircgt e-t agrave torjie^i GLLC-
pouA laljrabic attention quil a accoldeacutepoundagrave mon tAavail duAoU deux KTKV
Enampin Il mzit ampiegravei agteacuteable de ta-pctcA que texte Tke-ie bull fiait jaaali pu eacute t t e piecirciejitce ampagtugt laide quotidienne et bienveillante -bull mei camaiiadti de travail
- 1 _
IHTRUcircDUCTIO
La production accrue daliments et la neacutecessiteacute dune zorzor-
vatior en vue de leur distribution pose un problegraveme aigu Les meacutethode
traditionreles (seacutechage sa aiso fumage froid marinade steacuterili-
satioi thermique emploi dantiseptiques) preacutesentent des ircorveacuterior-bull bull
diminution des proprieacuteteacutes nutritives alteacuteration des proprieacuteteacute c-r -
rolertiques utilisation passive dadditifs chaicircne de froid rcrti bull
Les possibiliteacutes de deacutesinfection de stabilisation et de ce -- -
vatior des denreacutees offertes par les radiations ionisantes peuvent ~J -
vrir la voie agrave des applications industrielles Lirradiation r reacutes-nt--
nctannent 1avantage de deacutetruire les niereacuteorganiseacutees sans eacutelevacirctit d-t
tempeacuterature et agrave 1 inteacuterieur dun emballage et anche ce qui eacutevite I bull=
recontaminacirctions ulteacuterieures De nombreuses eacutetudes ont deacutejagrave eacuteteacute entreshy
prises sur les viandes [1] les oeufs [2] les ceacutereacuteales L3]- les poisshy
sons igt] [5] les fruits [6] e t c
Laliment irradieacute est cependant le siegravege de reacuteactions chimi p e-pound
pouvant eacuteventuellement produire des composeacutes toxiques- Il est de ne-
neacutecessaire deacutetudier linnocuiteacute du traitement
Le groupe de radio-conservation des denreacutees Service de fiadio-
agronomie du Centre dEtudes Nucleacuteaires de Cadaracicircie a pour objectif
deacutevaluer lefficaciteacute et linnocuiteacute de lirradiation daliments pulshy
veacuterulents pour lesquels la mise en oeuvre des proceacutedeacutes classiques de
pasteurisation ou de steacuterilisation par la chaleur a des conseacutequences
neacutefastes sur le goucirct la couleur et surtout la structure Les indusshy
triels ont donc tendance agrave utiliser des produits chimiques dont la
gamme est tregraves eacutetendue (oxyde dethylene oxyde de propylene anhydride
sulfureux chlore etc) La geacuteneacuteralisation de lecploi de telles subsshy
tances a dailleurs conduit les instances nationales chargeacutees de la
santeacute publique agrave prendre des mesures restrictives [7]laquo
Les recherches du l a b o r a t o i r e ont rcortret que l e dosa^-p IP I
pound--y~Tgt rrilcriquc _bdquoi a ie c o n s t i t u e r un noyer simple e t sucircr pour deacuteceshy
l e r l i r r a d i a t i o n de lairidon 26] Ce t e s t a d a i l l e u r s eacute t eacute appliqueacute
avec succegraves dans l e cas de l i r r a d i a t i o n du l a i t [27 2 8 ] de l a c e l shy
lu lose [29] des viandes [30 31] e t des oeufs [ 3 2 ] Parmi l e s p rodui te
radioforrres i d e n t i f i eacute s au l a b o r a t o i r e aldeacutehyde fornique [ 1 1 ] peroxyde
dhydrogegravene [12] g lucose mannose f r u c t o s e iibcsc egrave ry th rose a r a -
b inose xylose [13] acide formiquu [ 1 ^ ] l a l d eacute h y d e nalonique revecirct
a i n s i une importance p a r t i c u l i egrave r e L eacute tude de sa formation au cours de
l i r r a d i a t i o n de l amidon de maiumls a eacute t eacute e n t r e p r i s e [ 3 ^ ] E l l e p reacute sen shy
t a i t d a u t a n t p lus d i n t eacute r ecirc t que c e r t a i n s meacutecanismes de r ad io lyse du
glucose avaient deacutejagrave eacute teacute proposeacutes [27 28 3~~raquo
Cependant ci lamidon est un aliment simple cect
chimique complexe Il sagit dun poly (anhydre ^-C glucampryrari
D giucopyranose) brancheacute en 1-C de poids -noleacute-culaire eacuteloveacute bull
deacutefini et dont la longueur de chaicircne et le nombre de hramprTIumlo-e
pendent de la nature de la ceacutereacuteale et dans ie cas d rr- iumls do
rieacuteteacute du degreacute de maturation du grain du moae d extraction o
11 est apparu neacutecessaire deacutetudier ce meacutecanisme dampbcrd r lo
le glucose ruu dextrapoler aux dimegraveres (rraltG o ijoro co
biose) au trimeacutere (rraitotricso ) r uis en fir bull i arri -
Cest le sujet du travail exposeacute ici
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
Je tient agrave -ei^-ciei -omiuiA P GiCPltJ VI ltCgt7fAUH de laccueil quil ma Keacutesesueacute dani ien ACAvice ainhi ccedilu ontiCLii LSMHT-LLBC cou te groupe duquel il ma eacuteteacute frici cuiliakle de tJi----if fcl
Mes iumlicjrecicrltejplusmnti vont eacuteg^lerent agrave eiiiexLM
JtLUGLR VCAGM1FE BtAEGELi GBERGER
qui ont accepteacute du AicgcA au juAy
J e tieri acirc ciptocirciic-iuml ira KtconnaLliiarcz agrave Uomiamt EMMOCIL pou teA ugravencrbabZci comgteipoundamp quil ra podiouecircgt e-t agrave torjie^i GLLC-
pouA laljrabic attention quil a accoldeacutepoundagrave mon tAavail duAoU deux KTKV
Enampin Il mzit ampiegravei agteacuteable de ta-pctcA que texte Tke-ie bull fiait jaaali pu eacute t t e piecirciejitce ampagtugt laide quotidienne et bienveillante -bull mei camaiiadti de travail
- 1 _
IHTRUcircDUCTIO
La production accrue daliments et la neacutecessiteacute dune zorzor-
vatior en vue de leur distribution pose un problegraveme aigu Les meacutethode
traditionreles (seacutechage sa aiso fumage froid marinade steacuterili-
satioi thermique emploi dantiseptiques) preacutesentent des ircorveacuterior-bull bull
diminution des proprieacuteteacutes nutritives alteacuteration des proprieacuteteacute c-r -
rolertiques utilisation passive dadditifs chaicircne de froid rcrti bull
Les possibiliteacutes de deacutesinfection de stabilisation et de ce -- -
vatior des denreacutees offertes par les radiations ionisantes peuvent ~J -
vrir la voie agrave des applications industrielles Lirradiation r reacutes-nt--
nctannent 1avantage de deacutetruire les niereacuteorganiseacutees sans eacutelevacirctit d-t
tempeacuterature et agrave 1 inteacuterieur dun emballage et anche ce qui eacutevite I bull=
recontaminacirctions ulteacuterieures De nombreuses eacutetudes ont deacutejagrave eacuteteacute entreshy
prises sur les viandes [1] les oeufs [2] les ceacutereacuteales L3]- les poisshy
sons igt] [5] les fruits [6] e t c
Laliment irradieacute est cependant le siegravege de reacuteactions chimi p e-pound
pouvant eacuteventuellement produire des composeacutes toxiques- Il est de ne-
neacutecessaire deacutetudier linnocuiteacute du traitement
Le groupe de radio-conservation des denreacutees Service de fiadio-
agronomie du Centre dEtudes Nucleacuteaires de Cadaracicircie a pour objectif
deacutevaluer lefficaciteacute et linnocuiteacute de lirradiation daliments pulshy
veacuterulents pour lesquels la mise en oeuvre des proceacutedeacutes classiques de
pasteurisation ou de steacuterilisation par la chaleur a des conseacutequences
neacutefastes sur le goucirct la couleur et surtout la structure Les indusshy
triels ont donc tendance agrave utiliser des produits chimiques dont la
gamme est tregraves eacutetendue (oxyde dethylene oxyde de propylene anhydride
sulfureux chlore etc) La geacuteneacuteralisation de lecploi de telles subsshy
tances a dailleurs conduit les instances nationales chargeacutees de la
santeacute publique agrave prendre des mesures restrictives [7]laquo
Les recherches du l a b o r a t o i r e ont rcortret que l e dosa^-p IP I
pound--y~Tgt rrilcriquc _bdquoi a ie c o n s t i t u e r un noyer simple e t sucircr pour deacuteceshy
l e r l i r r a d i a t i o n de lairidon 26] Ce t e s t a d a i l l e u r s eacute t eacute appliqueacute
avec succegraves dans l e cas de l i r r a d i a t i o n du l a i t [27 2 8 ] de l a c e l shy
lu lose [29] des viandes [30 31] e t des oeufs [ 3 2 ] Parmi l e s p rodui te
radioforrres i d e n t i f i eacute s au l a b o r a t o i r e aldeacutehyde fornique [ 1 1 ] peroxyde
dhydrogegravene [12] g lucose mannose f r u c t o s e iibcsc egrave ry th rose a r a -
b inose xylose [13] acide formiquu [ 1 ^ ] l a l d eacute h y d e nalonique revecirct
a i n s i une importance p a r t i c u l i egrave r e L eacute tude de sa formation au cours de
l i r r a d i a t i o n de l amidon de maiumls a eacute t eacute e n t r e p r i s e [ 3 ^ ] E l l e p reacute sen shy
t a i t d a u t a n t p lus d i n t eacute r ecirc t que c e r t a i n s meacutecanismes de r ad io lyse du
glucose avaient deacutejagrave eacute teacute proposeacutes [27 28 3~~raquo
Cependant ci lamidon est un aliment simple cect
chimique complexe Il sagit dun poly (anhydre ^-C glucampryrari
D giucopyranose) brancheacute en 1-C de poids -noleacute-culaire eacuteloveacute bull
deacutefini et dont la longueur de chaicircne et le nombre de hramprTIumlo-e
pendent de la nature de la ceacutereacuteale et dans ie cas d rr- iumls do
rieacuteteacute du degreacute de maturation du grain du moae d extraction o
11 est apparu neacutecessaire deacutetudier ce meacutecanisme dampbcrd r lo
le glucose ruu dextrapoler aux dimegraveres (rraltG o ijoro co
biose) au trimeacutere (rraitotricso ) r uis en fir bull i arri -
Cest le sujet du travail exposeacute ici
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 1 _
IHTRUcircDUCTIO
La production accrue daliments et la neacutecessiteacute dune zorzor-
vatior en vue de leur distribution pose un problegraveme aigu Les meacutethode
traditionreles (seacutechage sa aiso fumage froid marinade steacuterili-
satioi thermique emploi dantiseptiques) preacutesentent des ircorveacuterior-bull bull
diminution des proprieacuteteacutes nutritives alteacuteration des proprieacuteteacute c-r -
rolertiques utilisation passive dadditifs chaicircne de froid rcrti bull
Les possibiliteacutes de deacutesinfection de stabilisation et de ce -- -
vatior des denreacutees offertes par les radiations ionisantes peuvent ~J -
vrir la voie agrave des applications industrielles Lirradiation r reacutes-nt--
nctannent 1avantage de deacutetruire les niereacuteorganiseacutees sans eacutelevacirctit d-t
tempeacuterature et agrave 1 inteacuterieur dun emballage et anche ce qui eacutevite I bull=
recontaminacirctions ulteacuterieures De nombreuses eacutetudes ont deacutejagrave eacuteteacute entreshy
prises sur les viandes [1] les oeufs [2] les ceacutereacuteales L3]- les poisshy
sons igt] [5] les fruits [6] e t c
Laliment irradieacute est cependant le siegravege de reacuteactions chimi p e-pound
pouvant eacuteventuellement produire des composeacutes toxiques- Il est de ne-
neacutecessaire deacutetudier linnocuiteacute du traitement
Le groupe de radio-conservation des denreacutees Service de fiadio-
agronomie du Centre dEtudes Nucleacuteaires de Cadaracicircie a pour objectif
deacutevaluer lefficaciteacute et linnocuiteacute de lirradiation daliments pulshy
veacuterulents pour lesquels la mise en oeuvre des proceacutedeacutes classiques de
pasteurisation ou de steacuterilisation par la chaleur a des conseacutequences
neacutefastes sur le goucirct la couleur et surtout la structure Les indusshy
triels ont donc tendance agrave utiliser des produits chimiques dont la
gamme est tregraves eacutetendue (oxyde dethylene oxyde de propylene anhydride
sulfureux chlore etc) La geacuteneacuteralisation de lecploi de telles subsshy
tances a dailleurs conduit les instances nationales chargeacutees de la
santeacute publique agrave prendre des mesures restrictives [7]laquo
Les recherches du l a b o r a t o i r e ont rcortret que l e dosa^-p IP I
pound--y~Tgt rrilcriquc _bdquoi a ie c o n s t i t u e r un noyer simple e t sucircr pour deacuteceshy
l e r l i r r a d i a t i o n de lairidon 26] Ce t e s t a d a i l l e u r s eacute t eacute appliqueacute
avec succegraves dans l e cas de l i r r a d i a t i o n du l a i t [27 2 8 ] de l a c e l shy
lu lose [29] des viandes [30 31] e t des oeufs [ 3 2 ] Parmi l e s p rodui te
radioforrres i d e n t i f i eacute s au l a b o r a t o i r e aldeacutehyde fornique [ 1 1 ] peroxyde
dhydrogegravene [12] g lucose mannose f r u c t o s e iibcsc egrave ry th rose a r a -
b inose xylose [13] acide formiquu [ 1 ^ ] l a l d eacute h y d e nalonique revecirct
a i n s i une importance p a r t i c u l i egrave r e L eacute tude de sa formation au cours de
l i r r a d i a t i o n de l amidon de maiumls a eacute t eacute e n t r e p r i s e [ 3 ^ ] E l l e p reacute sen shy
t a i t d a u t a n t p lus d i n t eacute r ecirc t que c e r t a i n s meacutecanismes de r ad io lyse du
glucose avaient deacutejagrave eacute teacute proposeacutes [27 28 3~~raquo
Cependant ci lamidon est un aliment simple cect
chimique complexe Il sagit dun poly (anhydre ^-C glucampryrari
D giucopyranose) brancheacute en 1-C de poids -noleacute-culaire eacuteloveacute bull
deacutefini et dont la longueur de chaicircne et le nombre de hramprTIumlo-e
pendent de la nature de la ceacutereacuteale et dans ie cas d rr- iumls do
rieacuteteacute du degreacute de maturation du grain du moae d extraction o
11 est apparu neacutecessaire deacutetudier ce meacutecanisme dampbcrd r lo
le glucose ruu dextrapoler aux dimegraveres (rraltG o ijoro co
biose) au trimeacutere (rraitotricso ) r uis en fir bull i arri -
Cest le sujet du travail exposeacute ici
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
Les recherches du l a b o r a t o i r e ont rcortret que l e dosa^-p IP I
pound--y~Tgt rrilcriquc _bdquoi a ie c o n s t i t u e r un noyer simple e t sucircr pour deacuteceshy
l e r l i r r a d i a t i o n de lairidon 26] Ce t e s t a d a i l l e u r s eacute t eacute appliqueacute
avec succegraves dans l e cas de l i r r a d i a t i o n du l a i t [27 2 8 ] de l a c e l shy
lu lose [29] des viandes [30 31] e t des oeufs [ 3 2 ] Parmi l e s p rodui te
radioforrres i d e n t i f i eacute s au l a b o r a t o i r e aldeacutehyde fornique [ 1 1 ] peroxyde
dhydrogegravene [12] g lucose mannose f r u c t o s e iibcsc egrave ry th rose a r a -
b inose xylose [13] acide formiquu [ 1 ^ ] l a l d eacute h y d e nalonique revecirct
a i n s i une importance p a r t i c u l i egrave r e L eacute tude de sa formation au cours de
l i r r a d i a t i o n de l amidon de maiumls a eacute t eacute e n t r e p r i s e [ 3 ^ ] E l l e p reacute sen shy
t a i t d a u t a n t p lus d i n t eacute r ecirc t que c e r t a i n s meacutecanismes de r ad io lyse du
glucose avaient deacutejagrave eacute teacute proposeacutes [27 28 3~~raquo
Cependant ci lamidon est un aliment simple cect
chimique complexe Il sagit dun poly (anhydre ^-C glucampryrari
D giucopyranose) brancheacute en 1-C de poids -noleacute-culaire eacuteloveacute bull
deacutefini et dont la longueur de chaicircne et le nombre de hramprTIumlo-e
pendent de la nature de la ceacutereacuteale et dans ie cas d rr- iumls do
rieacuteteacute du degreacute de maturation du grain du moae d extraction o
11 est apparu neacutecessaire deacutetudier ce meacutecanisme dampbcrd r lo
le glucose ruu dextrapoler aux dimegraveres (rraltG o ijoro co
biose) au trimeacutere (rraitotricso ) r uis en fir bull i arri -
Cest le sujet du travail exposeacute ici
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
Cependant ci lamidon est un aliment simple cect
chimique complexe Il sagit dun poly (anhydre ^-C glucampryrari
D giucopyranose) brancheacute en 1-C de poids -noleacute-culaire eacuteloveacute bull
deacutefini et dont la longueur de chaicircne et le nombre de hramprTIumlo-e
pendent de la nature de la ceacutereacuteale et dans ie cas d rr- iumls do
rieacuteteacute du degreacute de maturation du grain du moae d extraction o
11 est apparu neacutecessaire deacutetudier ce meacutecanisme dampbcrd r lo
le glucose ruu dextrapoler aux dimegraveres (rraltG o ijoro co
biose) au trimeacutere (rraitotricso ) r uis en fir bull i arri -
Cest le sujet du travail exposeacute ici
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- J -
PRINCIPES
- isz RAIAIICQ ICMSAMKG
Lei v---i t ic- cCv JNi -ie peacuteriode gt3 ars correspond -i 1 C- rz i mdash
- bullbull iri JV I-i = iocircrercie OjiOy MeV pratianerent absorbeacutees rucircr bull
-re c io hot or J - C-ie-rj-ie ijy ct gt 7 MeV Rappelons que
i icircc -obait C-TC dars tout 1 bull espace 2x3 7 bull Q 1 deg photons d -Line t uis-
e t --ale i2 0 milliwatt Lea aouives employeacutees (12 000 et 2 000
s- bull crs bullbull DS estais orrojcrieit -ioC 1 aec L uiasarcec do
crre-err se -C et agraveC wattlaquo
Leacutenergie est absorbeacutee celer trois processus geacuteneacuteralement doshy
ts en terrres de probabiliteacute dinteraction dun photon incident avec
atorre Leur irrLpcrtance relative varie avec leacutenergie du the tor et
numeacutero iv-ie Z des atones composant le milieu irradieacute (fig )
Leffet photoeacutelectrique correspond agrave labsorption totale du photon
incident par le nuage eacutelectronique de latome rencontreacute provoquant
leacutejection dun eacutelectron animeacute alors dune eacutenergie eacutegale agrave celle
du photon diminueacutee de leacutenergie de liaison de leacutelectron Il est
preacutepondeacuterant dans les milieux agrave numeacutero atomique eacuteleveacute irradieacutes
avec des photons de faible eacutenergie (E lt 05 MeV)
Leffet Compton traduit leacutemission dun eacutelectron et dun photon seshy
condaire dans le cas ougrave leacutenergie de liaison eacutelectron-noyau est neacuteshy
gligeable devant celle qui anime la particule incidente Il est preacuteshy
dominant dans les milieux agrave numeacutero atomique faible irradieacutes avec
des photons deacutenergie intermeacutediaire
Leffet de Paire conduit enfin agrave la mateacuterialisation du photon par
creacuteation dun eacutelectron et dun positon
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
EFFET DE MATERIALISTIC
ffET COMPICN
hs
fig1 - Repreacutesentation graphique des divers effets en fonction de leacutenergie des photons incidents et du numeacutero atomique z du milieu irradieacute
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 6 -
Cette conversion deacutenergie en masse neacutecessite une eacutenergie deux fois
supeacuterieure agrave celle associeacutee agrave un eacutelectron (MCT = 05 KeV) Il
r est artiiuerert observeacute que dans les ni lieux agrave numeacutero atomique
eacuteleveacute irradieacutes avec dej photons deacutenergie supeacuterieure i 10 Ne V
C est leffet Corto lui est preacutedominant au cours de 1 irradi a-
tic bull_bull s aiirerts constitueacutes essentiellement d oxygegravere d arote de
jaL-ro et d Vvagraverzccedilc-ye composeacutes i numeacutero atomique faible Le rayoiumliicircc-
rert agrave b degCo dont leacutenergie 133 et 11 HeV est tregraves nettement infeacuteshy
rieure au seuil deacutenergie dactivation voisin de 10 MeV nentraicircne
jamais de radioactiviteacute induite Son action consiste agrave arracher d^r
eacutelectrons au milieu et = porter certains atones da de eacutetats ex-iteacutes
Lorsque leacutenergie dexcitation deacutepasse certaines limites - bull bull lt -
ture des liaisons covaientes entre let atomes et formation ni
libres Ceux-ci eacutevoluent ensuite pour donner des produite laquot-ub c
sort les produits de radiolyse Cest leacutetude de cette derniegravere eacutetape
vui est entreprise ici dans le cas de laldeacutehyde maionique
II - USITSS DOSIMETRIC
Tous les effets produits par les radiations ionisantes nui sont
susceptibles decirctre mesureacutes quantitativement peuvent ecirctre la base dune
rreacute tho de dos ineacute t ri que -
La mesure de lionisation de lair a eacuteteacute utiliseacutee pour la deacutefishy
nition de leacutenergie eacutemise Le roentgen est la quantiteacute de rayons X ou y
telle que leacutemission de particules qui lui est- iszzzilc dans 0001293 g
daii jjruvoque plusmne transport de 1 Ues deacutelectriciteacute de signe quelshy
conque 1352 ou la formation de 29-109 paires dions par cm 3 dair sec
Cependant toute leacutenergie traversant un milieu nest pas absorshy
beacutee et de plus il nest pas possible de mesurer lionisation produite
dans un solide Ainsi on a deacutefini luniteacute de relation absorbeacutee le
rad qui correspond agrave la dissipation de 100 ergs ou 2k 10~ 6 calories
dans un gramme de natiegravere [36] Dautres uniteacutes ont eacuteteacute creacuteeacutees (Rep
Re-m) elles sont fondeacutees sur limportance de leffet produit dans le
milieu reacutecepteur en biologie cela correspond agrave leffet destructeur
En annexe on preacutesentera quelques exemples deffets sur lorganisme afin
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 7 -
dillustrer les moyens de protection indispensables lorsouon manipule
des eacuteleacutenents radioactifs Les principales uniteacutes seront rappeleacutees sur
un tableau Nous utiliserons le rad canuse uniteacute de dose ainsi que sec
multiples krad = 10rad 1 Hrad = 10 rad Une mecircme dose pouvant ecirctre
distribueacutee plus ou moins rapidement la notion de deacutebit de dose traduit
1eacutenergie absorbeacutee par uniteacute de temps Il est proportionnel agrave la puisshy
sance de la source utiliseacutee et varie en fonction inverse du carreacute deshy
lagrave distance qui seacutepare la source de leacutechantillon
La mesure de leacutenergie absorbeacutee nest pas effectueacutee calorirrieacutetri-
queaert en raison des faibles quantiteacutes de chaleur deacutegageacutees rais gracircce
icircraquo une reacuteaction radiochimique particuliegravere la conversion de Fe en
-0 krad- Loj icsej sjiumleacuterieures sont mesureacutees par extrapolation
bullV - C mdash raquo laquos bull H0 bull laquo bull 0
Fe f OH -Fe+1 + OK
F e + + + H0= m~ Fe bull H0 2
OH + H + raquo- HjO
H0~ + H raquo- HJOJ
III - DOSAGE PS LALDEHYDE MALONIQOE
La meacutethode faisant intervenir lacide thiobarbiturique nous est
apparue la plus satisfaisante
Laldeacutehyde malonique (AH) peut ecirctre doseacute par colorimeacutetrie [33]
en utilisant sa proprieacuteteacute agrave reacuteagir sur le malonylthioureacutee ou acide 2
thiobarbiturique (ATB) en ailieu trichloracctiqu^ pour donner un complexe
absorbant agrave 532 n-m (fig- 2 )
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 8 -
1 _
DO
I
v_ 4 9 0 532 Longueur
donde nm
fig 2 Spectre dTabsorption en lumiegravere visible du complexe Aldeacutehyde maIonique Acide thicircobarbiturique
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 9 -
LAT^b se p reacutesen te sous t r o i s formes tautomegravercs
O OH
HsL --OH
O HjJ-^X-H
Selon Percheron [raquoQ] laldeacutehyde malonique reacuteagit sous sa forme eacuteno-
lique CHO - CH = CHOH pour conduire au composeacute suivant L ^ ]
9 ^ N-^CH CH CH^S
En revanche Mesnard et Devaux [2] proposent une aut^p formule
CHOH QH ^H OH
HSW k sK Js H ^O^ ^ O
Nous ne nous sommes pas attacheacute agrave deacuteterminer la structure exacte du
complexe mais nous avons veacuterifie quil se formait effectivement que
lon utilise laldeacutehyde malonique du commerce laquou bien laldeacutehyde ma-
lonique de deacutegradation du glucose- Par ailleurs on a montreacute que deux
moleacutecules dATB reacuteagissaient avec une moleacutecule daldeacutehyde malonique
ce que nous avons veacuterifieacute par gravimeacutetrie
Le produit de la reacuteaction est un pigment rouge speacutecifique son
spectre visible nous lavons dit preacutesente un maximum dabsorption
optique agrave 532 nra ainsi quun eacutepaulement agrave h$Q nm Dans les conditions
utiliseacutees la reacuteaction est complegravete avec 2 ml de reacuteactif (fig- 3)i
apregraves 30 minutes de chauffage agrave 60degC Elle nest pas ou peu perturshy
beacutee par la preacutesence de glucose en concentration molaire (fig 4) La
densiteacute optique agrave 532 nm est proportionnelle agrave la concentration inishy
tiale daldeacutehyde malonique
Dans une solution inconnue la teneur est mesureacutee par comparaishy
son avec une courbe de reacutefeacuterence (fig 5)bull
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
fig 5 - Influence du volume de reacuteactif (ml) neacutecessaire pour doser 2 ml dune solution 10 - s daldeacutehyde raalonique Volume total constant (h ml)
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
laquoM CO m
o ci
1
s
1
s
30 60 Temps de reaction mn
fig4 - Influence du temps de chauffage agrave 60C sur la reacuteaction Aldeacutehyde malonique - acide tbiobarbiturique
bull en labsence de glucose bull en preacutesence de glucose (molaire)
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
fig 5 ~ Variations de la densiteacute optique agrave 532 nm en fonctiua de la concenshytration initiale en aldeacutehyde malonique
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 13 -
Le coefficient dextinction moleacuteculaire e agrave 5J2 nm est tregraves
eacuteleveacute (56 10amp m - 1 cm - 1) Lee quantiteacutes mesureacutees pourront ecirctre tregraves
faibles ce qui est dailleurs le cas dans le glucose iiradieacute (de
lordre du Mgg)
IV - ISOLEMENT ET PURIFICATION DU COMPLEXE
En raison des tregraves faibles quantiteacutes daldeacutehyde malonique preacuteshy
sentes dans le glucose irradieacute cette eacutetape dans notre travail a deshy
mandeacute une mise au point particuliegravere
Laldeacutehyde malonique est seacutepareacute par evaporation sous pression
reacuteduite puis condenseacute dans un piegravege agrave azote liquide Le complexe est
ensuite formeacute par action de 1A1B et est purifieacute soit par cristallishy
sation soit par chromatographic sur colonne de cellulose Les technishy
ques opeacuteratoires sont deacutecrites dans le dernier chapitre
V - INDICATEURS NUCLEAIRES
Leacutetudedu meacutecanisme de radiolyse a eacuteteacute effectueacutee en utilisant
lisotope l 4 C introduit seacutelectivement en position 1 ou en position 6
La fraction de moleacutecule ainsi singulariseacutee peut ecirctre mise en eacutevidence
dans laldeacutehyde malonique purifieacute On pourra suivre ainsi le devenir
des atomes de carbone du glucose
Le glucose 1C 1 est preacutepareacute au laboratoire des radioeacuteleacutements par
action du cyanure de sodium Na - 1 4C s N sur le D arabinose le glucose 1 4 C 6 est obtenu agrave partir de cyanure de potassium K - 1 4 C = N sur lal-
do 5 0 (1-2) isopropylidegravene D xylofuranose
Le l e est eacutemetteur de rayons P peu
eacutenergeacutetiques facilement ralentis par
la matiegravere
Deux techniques de comptage ont eacuteteacute
utiliseacutees
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
le fortes activiteacute-
ou ctto-iej ave bull le (
-i fi o de lcrdre de --ra ltbullbull bull bull
bull c irraiieacute o y-lu t io let- CciarM )
le L- a l rriir en eacuteteacute neu1 bull
La --J bull bullltbull bull deacute te Leur ct aicr^
de ratire la r-j en-- iu i- bullbull te-jr rest pi s rroorcrro 0
la _aiteacute deacutercjeacutee (fi lt-bull)bull -cue avorc utiliseacute acirciis ce c a le
courtage or ucintiiiatio liquide Ici leacutererrie de radiatic-r S
r es t ccedilaj eacuteiTise dans 1 eipa-e v - rs L r de lecteur mais trans f eacute r-icirce
ar ienisatic - un olvait jcintillaieur rinaire qui retourne ~lt
leacutetat forianental er eacutenettat uu -uartur de iurriegravere ex-itart agrave
i tour un solvant scintillateur secondaire Les rnotons ue proshy
duit ce dernier en revenant agrave son eacutetat fondamental arrachent des
eacutelectrons agrave une rhotocathode creacuteant une impulsion electric- qui
est ensuite amplifieacutee- La r_reseree ugrave un corps absorbant une- grande
partie des photons lumineux se traduit par une diminution consideacuteshy
rable du rendement de comptage (fig ) Cest le cas du complexe
de laldeacutehyde naloniaue avec lATB Afin de supprimer cet effet de
quenching on brucircle les eacutechantillons radioactifs dans un four
sous courant doxygegravene Le gas carbonique 1 4 C 0 _ raquo=t piege ^laquor xa
rheacuteyiuml^i5thylaiAcircne et le carbamate incolore ainsi formeacute peut ecirctre
traiteacute directement en scintillation liquide
4 C Les activiteacutes speacutecifiques As = sont exprimeacutees
4 C + l S C i a C dans l e s deux types d expeacuter iences en nombre d impuls ions par mole e t
par dix minutes-
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
fig 6 Influence de le quantiteacute duiiumle solution 10 M daldeacutehyde malonique eacutevaporeacutee sur le rendement de comptage dun appareil GM
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
- 16 -
o 05 rng de matiegravere froide ajouteacutee
fig 7 - Diminution du rendement de deacutetection en scintillation liquida en fonction de la quantiteacute de complexe color non radioactif ajouteacute agrave la solution
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
Mais le fait dintroduire un marqueur radioactif dans u
-icircgt- L-icirct-gtTo ire radiolyse interne qui sajoute agrave celle rov
irradie tiu Ceci rous aregravere donc agrave faire une correction ^ bull
ltbull a- ti vite eacuterif i-e cor res oidart agrave la seule irradiation cz
NY-u a bullbullbullbull- ai srd Tx-ur i aldeacutehyde calonique provenant de la
Jicije u- ~amp-re ex teacute rieure - loue avorr ensuite mesureacute laldocirc
-rirjo total la difference CJS done laldeacutehyde produit ar
j- o cxti-rrc- ojle Cclt activiteacutes sccedileacutecifi--es sont rarpcrtO--
a- k-l-o J e deacute art
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
I _ MISS EN EVIDENTE DE LALDEHYDE KAgraveLC-IQUE DAiiS LE bullbulliLIXOSE
IRRADIE DEFIITIC- DEQ SSLX EFFETS DE RAiI0LIuml3E
_e Rf de rci^raticn Jr euii iideg do jiiico doc ^om lox^j OL tbull-
bullbull partir du glucose irradieacute ot ie laldeacutehyde maloi ue teme-i ot
E cur re de rar sa forme eacuteioiiie laldeacutehyde raicirc oriie ab~
crce e lumiegravere violette [5^]- Le r ax i mur d abc or tier 01 milieu bashy
sique e iue = 2c m ( roeiTirieri d exi tion moleacuteculaire
27 0 ~ cm - 1 j et agrave 2HH r~ cr mille aide Le spectre Itruviclet
du glucose bullrrayieacute preacutesente les mecircmes caracteacuteristiques (fig- 9) raquo alors
que le glucose teacutemoin nabsorbe pas dans cette reacutegion
Ces reacutesultats montrent ue laldeacutehyde rralcniqije cet iriicc-ta-
blemert preacutesent dans le glucose irradieacute Pour les eacutetudes quantitatives
nous avons utiliseacute la mesure de labsorption agrave 532 nn du complexe ATB
meacutethode simple et reproductible
Les reacuteactions de radiolyse peuvent ecirctre initieacutees de deux faccedilons
Soit directement par distribution de 1 pijic agrave la moleacutecule elie-
i-ecircme (cest leffet direct encore appeleacute primaire) soit indirectement
par la formation agrave partir de leau de radicaux hautement reacuteactifs qui
agissent ensuite sur la moleacutecule de soluteacute (cest leffet indirect enshy
core appeleacute secondaire) La teneur en eau de lamidon industriel eacutetant
relativement eacuteleve (13 ) les deux effets doivent se superposer au
cours de lirradiation f est la raison pour laquelle nous avons eacutetushy
dieacute le meacutecanisme de formation de laldeacutehyde malonique dans le glucose
irradieacute sec ou en solution
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
100
30
60
40
20
i i | i i i I | i i
50
I II I I
i H laquo
150 2 0 0
i l
250 3 0 0
fig 8 Spectre de masse du complexe aldeacutehyde alouiquo icide Uiioharbitiri
Speotromegravetre ugravee masse L KB 9 000 Ocirc entreacutee direct T^ - - -itO0
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
ig 9 - Spectre UV du glucose irradieacute 1 - traceacute en milieu acide 2 - traceacute en milieu basique
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
KIVLfc JE I tKFE PfclKAcirclki
I --bull i-re C gt 0 e rroies dald--hy ie ^
(-IiiCoucirc ltt jar ireacuteccedilarad
Influence de la nature du Kaz
Le rerderent radiolytique en aldeacutehyde ra
ugraveart de la nature de latmosphegravere dans 1
glucose en cours d i rradiat ion En part i
doxygegravene n est pas neacutecessaire agrave la reacuteac
- Influence de la tempeacuterature
On nobserve pas de variations dimportance ro
tempeacuterature dirradiation dans le domaine 0degC
vancicircie au-dessous de 0degC la teneur en aldeacutehyt
plus faible comme elle lest dailleurs pour
tie des produits de radiolyse de lamidon Il bull
dans ces conditions les radicaux libres former
moleacutecule de glucose se recombinent rapidement
glucose rad -raquo-B + H recombinaiscn
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
T 2 50 750 125 0 Dose krad
fig 10 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde raaloiique
y^- Premiegravere seacuterie de mesures bull Deuxiegraveme seacuterie de mesures
Apregraves irradiation le glucose est dissous en concentration molaire dans de leau distilleacutee
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
Temp uc +00
fifjll - Influence de la tempeacuterature d malonique radioformee
bullPremiere sirie de mesures bullDeuxiegraveme ceacuterie de mesures
irradiation sur la quantiteacute daldeacutehyde
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
i COC L- vla _ i W
bull-bull gt - - - U - U L i bull lt
bull bull bull - bull bull _ bull bull bull c r i o y -
-aitre iuml a u t a i t i l - i inu c r t a r t e
bull- v o v - i i r- - bull - -OJ-
L ara y x gte c bull re 3i t
i V----- r e Lrv- ij a bull_bullbull-
= -irT i v ie laquoa t i t v bull- -iv J pound -bull JCI1 e r a d i o f c r r v 5 - en
_ e t (bull - r pound oa - - - o- bullbull -o i or a r n b l e e = e e l --c
a - i i ^ ] - ampl -poundbullbulllaquo OLVOL rof i - t -o r a u c-noJIcirc t i o r J e deix
bull aa- - - t - c -
- -1 bull -e - e bull r eacute cdV-rac a j x j u M e Jiuniiii tC- a t t r i -
iil v agrave bullbull t a b i i ^oi-e t i e ia i - v hyror--i- e t re I C J h y d r o -
1 bull- i-j co u t -ox Je e a u CC-J l i a i s o n s r - e r n e t t r a i e n t
AIU j a r t l e t r a f e - t ci eacute no r e i t le 3 i r o l e ^ u i e s a c t i v eacute e s agrave l e a u
t_ r icirc amp i t r e j a r t une p a r t i e de l eacute r e r r i e r e ccedil u e s e r a i t a b n o r b eacute e
r l u ^ r r Jr tur ir
ltt r a n s f e r t agrave l e a u
r a d i o l y s e
rjj-t bullbull_bull agrave e s l i a i s o n s h y d r o g egrave n e
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
I ig12 - Influence de deux mois de conservation de glucose irradieacute sur le spectre en lumiegravere visibleapregraves reacuteaction avec lATB 1 - Tempeacuterature de conservation + 30degC 2 - Tempeacuterature de conservation 0degC 3 - Tempeacuterature de conservation - 40degC
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
DO
53
2
f
05 laquo
03- ^y
01-
1 10
1 3 0
H u m i d i t eacute (
fig-13 ~ Influence de lhumiditeacute du glucose sur la quantiteacute daldeacutehyde maIonique radioformeacutee
- 27 -
Les radicaux de leau pourraient eacutegalement particix-er agrave leffet
protecteur en donnant par recombinaison le glucose de deacutepart ou
on modifiant 1 eacutevolution des radicaux mis en jeu laquoans la formashy
tion de laldeacutehyde- Cot aspect sera eacutetudieacute ulteacuterieurement avec
le rocircle des OH-
mdash U effet activateur preacutepondeacuterant aux teneurs en eau eacuteleveacuteer
correspondant agrave ce que lon deacutesigne par effet secondaire et at-
trifcuable aux radicaux de leau hautement reacuteactifs
radiation V glucose raquobull aldeacutehyde nalonique + autres produits de radiolyse
[radicaux intermeacutediairesmdashaldeacutehyde malonique + autres produits de radiolyse
f - Influence des piegraveges agrave radicaux libres
Laddition de K Br supprime les radicaux OH de leau formeacutes en
cours dirradiation La teneur en aldeacutehyde malonique est alors
constante pour des teneurs en eau comprises entre 0 et 75
g - Influence de la structure cristalline du glucose
La structure cristalline du glucose irradieacute contrairement agrave ce
qui a eacuteteacute observeacute avec laciditeacute radioformeacutee Q53]ina pas dinflushy
ence sur la quantiteacute daldeacutehyde obtenue On peut penser que les
diffeacuterences observeacutees entre les formes anomecircres du glucose ou eacuteii-
tre les divers sucres isomegraveres lorsquon effectue les irradiations
agrave leacutetat solide sont effectivement dues agrave la steacutereacuteochimie relative
des groupements hydroxyle
h - Influence de la configuration anomeacuterique du glucose (fig 14-)
A leacutetat solide le glucose 3 conduit agrave un rendement radiolytique
16 fois supeacuterieur agrave celui du glucose commercial qui est constitueacute
principalement de forme a comme nous lavons veacuterifieacute par chromatoshy
graphic en phase gazeuse des deacuteriveacutes trimeacutetfaylsilyleacutes
532 Longueur donde nm
^ i n uo-nerl re ri- o - r u ie arit-- -i a iagraveocirchyie na loni rv i i iofcrraeacute
t i^coo 0
^
CH2OH
tfUgrave Cs-^mdasho
r ~- L CHOH
HO^C 3 amp H OH
D-G111CQSE
CHOH CH2OH
anomfere (3 bull X _4Bnm_ere o-
Mar Liair-2 isotopiques
Cec cxjl-rierces nous ont conduit agrave travailler dans des corciii-
ii re ot pas rigoureusement anhydres puisque les composeacutes -
-- - o-i livreacutee er solution aqueuse Mais avec 10 dhuiriditv
-i ours lapparence physique dune poudre et la figjre S bull
ratre ue le rocircle de ces 10 est faible sur les proportion
jeacutehyde malonique radioformeacute
le coiution de glucose marqueacute (Cj ou C s ) est incorporeacutee de fa-
] lus homogegravene possible agrave du glucose froid anhydre la teneur
eau finale est de 10 le meacutelange est ensuite irradieacute agrave 0 Er-
Apregraves dissolution distillation sous vide et purification par v-
tnatographie du complexe avec lATB les concentrations en aldeacutehv
ma]onique sont mesureacutees en moleslitre par colorimeacutetrie (D0- gt
du complexe ATB) en se reacutefeacuterant agrave une courbe eacutetalon les activit
deacutetermineacutees par scintillation sont exprimeacutees en coups par 10 m
al de solution Capregraves deacuteduction du bruit de fond)
- 30 -
[As (malon)l As (glu) J A
nb coups Lactiviteacute speacutecifique As Crnalon) = des eacutechantillons
nb de moles est pratiquement constante au cours des trois derniegraveres opeacuterations
le complexe eit donc suffisamment purifieacute-
Or deacutetermine eacutegalement lactiviteacute speacutecifique As (gluj du glucose A devrait repreacutesenter la fraction dal-
JA deacutehyde malonique provenant de lextreacutemiteacute du glucose marqueacute (1 ou 6)
Cependant nous lavons vu le glucose est le siegravege dune radiolyse
i terne par les particules de lisotope radioactif- De laldeacutehyde
malonique marqueacute est susceptible decirctre produit en quantiteacutes daushy
tant plus importantes que le stockage avant irradiation a eacuteteacute plus
long Il ne perturbe pas de faccedilon appreacuteciable la densiteacute optique
agrave 532 n-m- (le glucose marqueacute est en quantiteacute neacutegligeable) mais
augmente lactiviteacute et par suite lactiviteacute speacutecifique
Afin de calculer le terme correctif du glucose marqueacute est ajouteacute
agrave du glucose froid deacutejagrave irradieacute dans les mecircmes proportions et les
mecircmes conditions que preacuteceacutedemment Laldeacutehyde malonique radioforme
non marqueacute est utiliseacute ici comme entraicircneur et on mesure lactishy
viteacute speacutecifique du complexe purifieacute que lon rapporte toujours agrave
celle du glucose pour tenir compte des fluctuations de marquage
|As (malon)|
[ AE (glu) J = B B
bull Cest en fait la diffeacuterence A - B qui repreacutesente la fraction dalshy
deacutehyde malonique formeacute par irradiation provenant de lextreacutemiteacute
eacutetudieacutee de la moleacutecule de glucose
Les reacutesultats sont rapporteacutes dans les tableaux 1 et 2
On peut en conclure que lorsque le glucose est irradieacute agrave 3 eacutetat soshy
lide agrave la teneur en eau de TO semblable agrave celle de lamidon inshy
dustriel 23 de laldeacutehyde malonique sont issus de lextreacutemiteacute alshy
coolique et 13 de lextreacutemiteacute aldeacutehydique- Aux erreurs dexpeacuteshy
rience pregraves la somme des fractions corrigeacutees est eacutegale agrave 1
Tableau ndeg 1
Glucose J C B
Teacutemoi El rradieacute
Chrolaquoatograpnie Ndeg 1 2 3 i 5 1 P 3 k 5
Concentration de leacuteluat 365 k8 bulla 237 86 155 6 81 15 x 10 mml
1er comptage corrigeacute 597 596 5gt2 258 31it 5668 2336 3152 4950 coups10 m
2egraveme comptage corrigeacute 599 ^95 53 223 30H 5658 2259 2758 52t3 coups10 mn
Activiteacute speacutecifique 1 16 12ltt 12 111 362 365 389 389 328 x 10- coupe10 mnm
Activiteacute speacutecifique 2 161 103 12 9ltt 350 365 376 3raquo0 ii 9 x 1C- coups10 mnm
Rendement total 60 33 7 E 53 20 10 E
IV ne ugravet J ^rrcc lion
ionibrc do ^oupjiO mn tour 0 rj iicoce Jo deacutepart
A c t i v i t eacute opocircciiiiue on coupunio Lev 0 ru du ^lucoiio -k iucircparl -
A c t i v i t eacute speacutec i f ique moyenne do 1 a Lileacutehy malonique p u r i f i eacute (coupanolc 10 mu) raquo t o 9
Propor t ion As mal or
AJ g l u
l-ro
Ai rrjaJu
riv
Giucoije i-C
I r r a d i eacute
Chromatographie Ndeg 1 1
2 3 lt
Concentration de leluatl 118 95 91 pound60 IS1- 1 Iuml 50 bull
1er comptage corrigeacute
2vvfi -yr-iit--
ActiviU- C- i fi
Rendement l rtaj
Terme de correction - V7fclt-
Nombre de coups10 mn pour 01 ce de gluc ose de deacutepart 9 600
Activiteacute speacutecifique en coupsmole10 mn du glucose de deacutepart 21109
Activiteacute speacutecifique moyenne de laldeacutehyde malonique purifieacute Ccoupsmolo10 mn) 45109
As malon Proportion mdash raquo 214 As glu
Proportion corrigeacutee
As maloni As malon] glu I As glu
lt 000
gt010 9
16 9 10 9
- 25 -
La moleacutecule daldeacutehyde malonique contient donc toujours soit le
bullarbone 1 du glucose (dans 12 des cas) soit le carbone 6 (dans
icirc de cac) ce qui exclut leacuteventualiteacute de formation agrave partir
de atomes t3 ou ^^5 dailleurs peu probable car elle neacuteshy
cessite deux ruptures de la chaicircne carboneacutee
- Propositions de meacutecanismes
Leacutenergie de la radiation va entre autre exciter la moieacutecylo w
TUagrave la rupture- La reacuteaction corrneicera par la scission de Is Iilaquo
son la plus faible Nous discuterons plus loin les facteurs cor c
rationnels qui peuvent orienter cette coupure initiale On peut
proposer deux meacutecanismesi compte tenu de la double origine de la
deacutehyde nalonique
a - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute alcoolique
La rupture initiale de la liaison heacutemiumlaceacutetalique peut ecirctre e
visageacutee comme une scission conseacutecutive au deacutepart dun radin
H du carbone 1 cette eacutetape endothermique neacutecessite enviroi
92 kcal
H OH 0 OK
c bull c
a (CH0H)3 (CH0H)3
S s c i s s i o n
0 CH MJrad bull CH
CH OH CH 2 OH
I glucose II
La rupture de la liaison C 3 - C 4 (83 kcal) et le deacutepart dun H
du carbone 6 (99 kcal) neacutecessaires agrave la formation de laldeacutehyde
malonique peuvent ecirctre suivis de leacutetablissement dune double
liaison C=C (-egraveh kcal) Un des radicaux (III) obtenus est un
glycol allylique On pourra consideacuterer un radical comme une
espegravece deacuteficiente en eacutelectron donc stabiliseacutee par loxygegravene-
0
copy
1 a iiflicircryde inaj -ije
bull bullbullgt i i^ i torrvid iuiro ( I I ) cnbi- ecirc t r e conf i r
ijfe e ocircviucircoicirc-cc- au la iuml ia ra to i ri- _ igt5] i a c ide 5
iquucirc (VI)
- 3 -
O CH
C
(CHOH)
I H r ~ CH
I Ciyii
I I
0
b - Formation agrave partir de lextreacutemiteacute aldeacutehyacirci^-jg
Le deacutepart dur hydroxyle OK neacutecessite jie eacutere celle de la rupture de la liaison C mdash O heacuteria
Lattaque en C a est susceptible de conduire agrave selon le processus suivant compeacutetitif du preacute^
H 0--
-C
H C ^ OH
(CHOH)
I CH
ad
O CHjOl c_oi
I VII
- amp -
Apres coupure C3 mdash C4 et reacutearrai pounderrciit (^ kcaiuml )
H OH ii
iC mdash OS
CKOE
0 Ci
CiiOK
VII
Ciijugrave
VIII
i-aldeacutehyde iralcnirje cet obiom r ar hyagraveroiv^c -io bullbull
du dosage en milieu acide
- mdash c
CHO
0-0-
CHO f
r-CKO
aldeacutehyde malonique
Remarque On peut envisager aussi daboutir agrave la forme eacutenolique de
lacetal daldeacutehyde malonique cependant leacutenergie neacutecesshy
saire est supeacuterieure (19 kcal)
- 39 -
H 0
i C
| 1 HC
J -CHOH
CHOIi
1
CH
CB^OH
Examinons agrave preacutesent comment ce5 icirc pothegraveses saccordent avt-j It-J
variations observeacutees de rendemen radidytique en fonction des
conditions dirradiation et des aracteacuteristiques du glucose
mdash La preacutesence doxygegravene nest y -bull neacutecessaire pour lexplicatio
des deux meacutecanismes elle nu pas non plus dinfluence sur la
quantiteacute daldeacutehyde malonique ruiioformeacutee-
mdash La constance du rendement radiolytique en fonction du deacutebit de
dose deacutecoule de lobservation preacuteceacutedente les pheacutenomegravenes de
diffusion gazeuse (0= par exemple) nintervenant pas
mdash Il est difficile de relier les variations en fonction de la temshy
peacuterature dirradiation aux hypothegraveses eacutenonceacutees Si certaines
eacutetapes sont endothermiques dautres produisent de leacutenergie et
le bilan global doit ecirctre sensiblement nul puisque la concentrashy
tion daldeacutehyde malonique reste la mecircme entre O^C et 8odegC Or
les meacutecanismes a et b sont endothermiques Il na pas eacuteteacute tenu
compte des eacutenergies de reacutesonance qui peuvent stabiliser certains
radicaux (allylique en particulier) ni du facteur entropique
De plus le couplage avec dautres reacuteactions se faisant sur laushy
tre moitieacute de la moleacutecule est susceptible dapporter une partie
de leacutenergie neacutecessaire
bull b orvi- or 1er f a ib l e s irvv iri
rrv c i a eXfo i i Un-- i
bull bull i i i la x uvvc ceux AcircQ l - a H
j-t J iecirc^oxygl jTOise ai iJe kl ucircri bull
bull_bull bull-bull riri e reacutejerlto i t rbr
gtil - c K ^ e r t j cur ie tcie- er
et t ai a i J i t io ie c ^e bullbull t cera
c- F L( raquogtpound-huxi-- raquo j bull -e ieiJ ^orif or-
i -rtiiej ont r eacute a c t i v e s avi-c Loorr
iil io ia-icirc lec o rb i t a l e Libres de^
a^ u c t raiwar t ir a r a l l egrave l u a avec la
i L bull - o^c r--^le alt f l u^e ^ouc-
i- bull-bull - bull riabullbull- f ac i l i t e - d ouve r tu re
i-- a r j bull i bull s i o n acircani - anonegravere B uc
-ic- ccriit e offot i jr rcr-ierrert
fii- -ltbull - ircrta
g bullltx
v
0 0 n
R
lti o ^ v ~rv
0 0 B
I
A C F sont reacuteactives B D E sont inertes [55]- Incorporeacutees da
un cycle agrave 6 centres At B C conduisent aux trois conformations
dun composeacute anomegravere amp dont 2 sont reacuteactives D et E corresponde
agrave une forme o non reacuteactiveraquo dautre part S ne peut repreacutesenter -
cycle pyranose
0 -o-
1 I
CHjOH
etegravese dne attaque sur le carbone en position 2 dans le
iiicircre b est confirmeacutee par la quantiteacute daldeacutehyde malonique
formeacutee dans le glucose le galactose et le mannose En ef-
la corfiguratior anomeacuteriaue de ces trois sucres est iden-
(fcrne bullgt largement preacutedominante) et on peut penser que la
--ipatier au premier meacutecanisme est semblable La position de
roxyie e imposeacutee par lencombrement de CH sOH est eacutequato-
pcr ie glucose et le galactose et axiale pour le marrose
ior poundeacutereacuteraiemeit plus labile Expeacuterimentalement le mannose
it i uicirce quantiteacute daldeacutehyde ma ionique supeacuterieure agrave celle
oacirce et au galactose
Sriverraquo les conformations preacutefeacutereacutees
Glucose
OH en 2 equatorial OH en 2 axial
Or
OH en 2 equatorial
- lto -
Extrapolation aux polymegraveres
Les rendements radioly tiques rapporteacutes comme luniteacute deacutenergie le
rad agrave 1 gramme de matiegravere irradieacutee de deux polymegraveres le maltose
et le maltotriose sont intermeacutediaires entre ceux des formeacutee raquo ot
S du glucose
Or la conformation de la liaison glycosidique est ogt dans les deux
polymegraveres celle du reacutesidu reacuteducteur est principalement 5 (veacuterishy
fieacutee pour le maltose par chromatographic caseuco des deacuteriveacute- trishy
meacute thy 1 silyleacutes) Il semblerait donc qo tous les groupements arhy-
droglucose sont sensibles agrave leffet primaire -uils soient initia
lerert libres ou inclus dans une chaicircne gluconidique Dailleurs
dune part les meacutecanismes proposeacutes plus haut ne mettent pas en jeu
le carbone dautre part la diffeacuterence de position de 1 hydro-
xyle en t dans le glucose et le galactose eut sans influence On
doit donc tendre pour lamylose au mecircme rendement que le glucose -gt
tableau 3
ciyni CcedilH2OH
S OH A OcircH
Types de polymerisations de lamidon
amylopectine
)H OH Glucose 3 I rcsidu
^
llltlH 2 reacutesiduraquo
Kaltoeriost 3 reacutesidus
CBjO
deg J
C H2deg
CH20H CHjOH a l l o a o laquo I t roae
CHO
CH20H r i b o s
g l u c o s e
CHO
VII o mannosfl
CH 20H CH 20H CH 20H CHjOH guloae idoso galuctose taloiraquo
x y l o e c CHjOH
l y x o s e
CHO
t CH2QH
tfrytbro se
CH20H t h r eacute o s t
h Cil 20H
a l d eacute h y d e g l y c eacute r i q u o
Configuration dos ALDCSi-
- i7 -
III - ETUDE DE Lbull EFFET OcircECOJJD SE
L eacutetuje de la formatior daldeacutehyde rca Ionique agrave partir de sucirclu-
io do flu cosy a --to rrotiveacute- ir lo fait que dans 1aridor irdusi-
rou 1 avjii Jit ue -juantit or neacutegligeable deau est vrais erb la io
rcrt ro^ onsable cor me dans bullbull glucose hydrateacute d ure partie de ce - bull
-oliiL- ISMre part u - caioiC avait eacuteteacute proposeacute r-ar J ~ he r
bull Tit ^oj j t il eacutetait inter-- ant do -eacuterifier ses hypothegraveses
Le poundj ucose cet irradieacute sauf speacutecification cor traire raquo sr s-gtlu-
lion aiueuse agrave la concentra tir de C M i tempeacuterature ordinaire bull-
bull reacute seiee dair ei r la dose bullbull C i Mr ad-
Les quantiteacutes daldeacuteh malonique formeacutees sont alors beo-cou
Lus importantes aue celles et rveacutees lorsque le glucose est irradieacute
bull- leacutetat sec Cette diffeacuterence s t due agrave la tajue des moleacutecules de
jeluteacute par les radicaux radioft -es de leau (effet secondaire)
- La radiolyse de leau
Le meacutecanisme de formatio des radicaux libres de leau est encore-
incertain Toutes les th lories partent cependant de la repreacutesenshy
tation suivante de lionis- lion
rad +
0 raquo- iiuml30 + e
Ces deux espegraveces peuvent se recoisbiner et provoquer la coupure de
la l iaison 0 mdash H
e + ^ 0 + ^ H + OH
ou reacuteagir sur l eau [55 agrave 57
e + H_0 - OH + H
H^O + ItjO ~ H a 0 + + OH
H30 + OH m- 21^0
e + Iuml^O ^ H + OH
Enfin les eacutelectrons peuvent ecirctre rapidement hydrateacutes ( 1 0 - 1 1 sec) [5S]
e raquo- e~ Therm raquobull e~ aq
- i(8 -
Les espegraveces initialesreacutesultant Je lionisation de leau sont
donc H OH e~ aq
Dans un second ter-ps -lles peuvent engendrer des espegraveces moleacutecushy
laires stables
IcircOH
-r OH
Lors d i r r a d i a - i o n i eai ire 1 hydrorvrnc rjcleacuteculaire e t l e erc
-yde ihydrc t e ^ r t i i p e r t rajidere t bull ne r eacute a c t i o n er chaicircne
__y agrave 60]
Hi + OH mdash HO - ii
H + IcircLO laquo- bull 0 + OH
H + ^degs ^deg
L preacutesence doxygegravene dissous de nouvelles espegraveces transitoires
ont forneacutees
H bull- 0 2 ^ H0 2
2H0 2 raquo-2iE02 + Craquo2 OH reacuteagit avec i^O maintenant en
OH + H ^ ^ H0 2 +^0 excegraves devant H^ [57
H + OK raquo- K_0 ]
Leau pure ou satureacutee doxygegravene irradieacutee conduit agrave dec intermeacute-
diaires qui en se recombinant restituent plus ou moins rapidement -
leau de deacutepart _
Lorsquune partie des radicaux OH est utiliseacutee pour reacuteagir avec ^
un soluteacute par exemple le glucose il y a accumulation de peroxyde S
dhydrogegravene -
i
- 9 -
1 i i 2 0 mdash H + Z OH
K K + 2 0 2 H 0 2
2 HO s - Kg0 3 + 0 2
2 pound plusmn j c o s e + 5 OH raquo p r o d u i t s de r a d i o l y s e
c ^ l u c o r - e + ^ H 0 + 0
La presence de peroxyde dhydrogegravene dans les solutions io r_ r
ou agraveaicircu 1urido humide ( jgt t) irradieacute a eacuteteacute er effet mcrtreacuteo
colcagraveneacutetrie [5S] Il ne provient pas du glucose- lui-mecircme r -
en trouve pas jar irradiation agrave leacutetat sec [59] [^0]
Irflueree des conditions dirradiation et des caracteacutericti -
a - influence de la dose et de la concentration
Lors des irradiations du glucose sec ruuz avons noteacute bullbullbull
quantiteacute daldeacutehyde malonique variait lineacuteairement ave bullbullbull
pari la dose dirradiation et la quantiteacute de produit irr--
dautre part-
Les caracteacuteristiques de leffet secondaire sont sensiblerie
diffeacuterentes (fig 15 et 16)
mdash Ainsi la concentration daldeacutehyde malonj icirci crnicircl i v ^
dose et tend vers une limite Aux fortes doses dirradiai c
et aux faibles concentrations de glucose on observe de
plus une deacutecroissance Ceci peut ecirctre imputeacute agrave la radiolc
de laldeacutehyde malonique ou agrave sa destruction par reacuteaction
secondaire avec un autre produit de radiolyse par exemple
aldeacutehyde malonique - raquoraquo hydroxy-alcoyl peroxyde mdash-^ acide maionicr-
En outre la formation daldeacutehyde malonique est indeacutependante
de la teneur initiale en glucose dans un certain domaine do
concentration On peut adopter pour expliquer ces variations
une hypothegravese voisine de celle de ALTMANN [61]
- 50 -
Dose (Krad)
ir 15 - Influence de la dose dirradiation sur la formation daldeacutehyde malonique agrave partir de solutions de glucose
M 1 - concentration initiale du glucose TcggF
M 2 - concentration initiale du glucose -7mdashbull 3 - concentration initiale du glucose
2D
- 51
c j CM [ C O
oj
02
10 r2 i6-i 21G1 [Glucose] mi
figlb - Influence de la concentration initiale en glucose sur la variation de la quantiteacute daldeacutehyde malonique radiofonnee (solution eau dis t i l leacutee dose 0 f5 Nrad)
o c lu
-bull M bull i f bull u - 1
r - a r - i - a w c bull 1- bull i -ni
dcc- J i r r a d i a t i o r
^ = i(UcircH k (Pbdquo ) (oH) d eacute d u i t de raquo- (lt) e t ( 3
o o r r s c Gi d u t r _ i t u
f a ~ t e u r de c c r v e r c i c r G It r e r d c n e j t e f o r n a t i o den aux Oli G 1 - D e t i c ue~- v a l o j r i u i t i a l e u du g l u c o s e e t de P
l e - r a d i c a u x d i j i a r a i s j e n t e C ~ 1 0 ocirc e c Donc
agraveOH
7 OH =
bullpoundbull ampC e t u GOH = OH ( k g l u 0 + kj P Q )
cr GOH
en r e m p l a ccedil a n t d a n s ^
dll k a G(OH)
ltD ~ k g l u 0 + k p P 0
( g l u ) on p o c e K = k a [G ( 0 H ) 1
k g l u Q + k P 0
9- ^ j j = K ( E l u ) = K ( c i u 0 - M)
- 5 -
(glu - M) = K M d H - d (8 l uo H) car gluc - constarte
= - A ducirc (eiu0 - K)
^ glu - H = C e c o
pour D=0 K=0 C=poundiu0
15- Cpoundiu0 - Hy = giuc (e gt
U M = gluc (1 - eK D)
la representation de cette fonction est donneacutee firre
La juartiteacute de produits radioforrceacutes donc daldeacutehyde maloniyue
ivor la dose puis tend vers une limite
Le- reacutesultats expeacuterimentaux sont plus complexes et aux fortec
plusmnoir lavons vu laldeacutehyde malonique est lui-mecircme deacutetruit
Un calcul semblable permet dexpliquer lindeacutependance viocirc~agrave-
de la concentration initiale de glucose
par deacutefinition on peut eacutecrire
i amp r I u l icirc k bull (G OH) 1 dH
k1 elubdquo + le P
dapregraves 8
k G (OH) 6 GM = S i uo G M = rendement de
k glu0 + kp P 0 formation de
17- agrave - -Jpound-L_ bull _Ji_ipound G H k G(OH) k glu0 G(OH)
Lorsque gluQ ^ P Q GM est indeacutependant de la concentration en
glucose
Cest le pheacuterioegravene important traduit par la courbe theacuteorique figu
et observeacute expeacuterimentalement figure 16
G i j 0
Dose
f i r - - Repreacutesenta t ion graphique de M = J 1U 0 (1 - e~ )
Glo 0 laquop Glu 0 gtP 0
fig T8 - Representation graphique de J_ k 1 kp Po gH gTOcircET (en fonction de la concentration en glucose)
k iTOcircST + k glu0
- gt -
I l faut orf i otor ro l e ra ort r^-U-hy it- ma i oni-jue radifucircrir
lt- io t-ilaquobull-bull i rr iitgt -bullbullbull ru i r --lArab L lt-ltt laquoari a gt oree
r ^ t i c bullbull f~-bull OJ-o aug^ei i c i i ^ - t -- l nvu- v irL- f a i t
bullbull bull bull L r jr t M - i - ra o^^ av-- le r - 1 -
ni bull i- rcrt v J 3 rt i ~i l i ocirc rerre CH
ave- JI k ie 16 CH M - 1 2 c 1
Lour ad ii tier avs irra-Jiatio di iie la -j-uajLiiI- daldeacutehyde ma-
loni jue (fie- ^ ) ampJ- revanche lef fc t est iwcroocirc apregraves saturashy
tion dec solutions par le p rot oxyde dazote bdquoG qui induit la forshy
mation dec radicaux OH agrave partir des eacutelectrons aqueux (fig 22)
e aq + iumli20 raquo- K 3 + 011 k = 86 1Q 3 M1 sec 1 [63]
Lespegravece reacuteactive de 1eau responsable de la formation de 1AH
es donc bien le radical OH
- 5 -
fig 19 - Influence de la concentration en glucose sur le nombre de moles dAM radioformeacutees par moleacutecule de glucose-
- 56 -
i
j
532 1
i O a 1
i 20 bull
1 i
10 lt
i
^y 2 4 6 8 10 12 Pil
fig 20 - Influence du pH dirradiaiumliOiumli sur la formation daldeacutehyde aaloiugraveque laquo (solution molaire de glucose dose 2 Hrad)
tPieges agrave OH] m
fig 21 - Influence de la concentration de divers piegraveges P -iia libres sur la formation daldeacutehyde malonique -~u - -s - lirradiation Y du glucose en solution -olcire
1 - CH3 CH OH
2 - CCH) CE OH
3 - K Br
60 -
- 5 mdash 1
51er-
f iCcedil 22 - Evol^t io le -I-ilv^- ial^1i c x ucircaii1 ormeumlegrave ^onct ion de la conceji trat icirccr uc ^IUCQJU OU preacutesence de
mdash 1 - KbdquoQ
mdash 2 - Teacutemoin eau distilleacutee
mdash 2 - CK3 CH OK
- 61 -
kcrarrie Le r a d i c a l OH ea t connu pour ecirc t r e un pu issan t cxyia
r eacute a c t i o n avec KMn04 e s t pa r exemple l a s eu l e oj i l J
j o r t orrre ur r eacuteduc teur - Dune jjianiere geacuteneacute ra l e i l
s u s c e p t i b l e d a r r a c h e r un hydrogegravene
H K
I ^ I R C mdash 0 mdash K ^ O H raquo - H C f R mdash C C
I ^ I R fi
E rrilie busiq-je i l e s t deacutecoEposj e t le r a d i c a l C
possegravede des p r o p r i eacute t eacute s semblables
OH OH mdash HjO + 0
K K
I ~ ^ _ R mdash C mdash 0 mdash H ltdeggt0 R mdash C mdash 0 + vil
I ~ I R R
R R
I I O H + S mdash C OH R mdash C mdash 0 + K_
I
- Marquages isotopiques
A une solution 5 10 M de glucoso pH 1 1 satureacutee doxygegravene esz a c
teacutee une faible quantiteacute de ce sucre marqueacute au 1 4 C en position Cx
ou C s
Apregraves irradiation (5 Mradi 130 kradh) laldeacutehyde malonique est
seacutepareacute comme preacuteceacutedemmentraquo Les purifications du complexe ave 1 bull
sont effectueacutees par cristallisations successives dans leau et par
chromatographic de partage sur colonne de cellulose Lactiviteacute
speacutecifique eacutetant constante au cours de 5 opeacuterations on estime que
le complexe est suffisamment purifieacute
Glucose rrgtaroieacute on p o s i t i o n
11deg c r i s t a l ltdeg c r i s t a l - ^ 0 u r i i U a l i c c r i s t a l icirc e l u a t chrc-
i - a l ( n o i e s ) i bull 0 mdash - Q- V 10 - 5 10 _ - 0 06 10-
A t i v i t eacute t o t a l e VL- 0 s i Mi tes
10 o i 1 C S i j 10- J 0 1 0 t is- 10 e
- i v i t ocirc s p eacute - i - i 21 10
0 1 ) h
jucircoitioi ugrave
bull - i m a l I n o l e ocirc ) 1 1 8 E io-= 115 1 0 - 6 03igt 1 0 0187 10 - 0 05^ 1 0 _
gtbullbullbull ivitiuml t o t a l e o rs 10 minutes
o- bull5 10= i 10 s idj 1 0 - e10 10-
- icirc i v i t eacute speacute = i -3V o 1 0 iK 10 1 c iraquo 1 0 1 0 ltt 1 0 1 0
b 1 0 1 0
i ----is~iumlrt - S bull - - bull bull - -JIuml l ^ 1 5lt
La r a d i c l y s e i n t e r n e e j t i c i neacute^IigeaLiO levant c o l l e p rodui te r-ar
le rayonnement car l a juantivl- Jali-Shv-Jc- ralor i ^ e ferrreacutee ir
i r r a d i a t i o n 7 e s t t r egrave s s^ i icirc r i eure gt e ucirc p glucose j e
Les bull amprOto rer-reacute^prrTit rraio-iq^e contenant l e carbone rcarqueacute -n-t bullbullbull-i- - - LJvemert de 8 igt e t
10 icircioir 1^ -lLiBaiiumles a ldeacutehydiqje e t a l c o o l i q u e
P ropos i t i ons de ae--ajd^mea
ues meca-Jpoundr5 voa r -_-
i-i-jpound lt--v-2- -Liri T L
v l a i t que- l-Mg-^t ^ t i
viuml-ovoja^ pour l a r a d i o l y s e en mi l ieu
-bullelle en s o l u t i o n en tenant compte
r a d i c a l -OH de l e a u
- 63 -
On peut concevoir que lattaque du radical OH conduise agrave
chement de H- sur lhydroxyde du carbone t
H OH
Y CHOE I CKOH
I HCO^K iO
CK OH
1
H OH -C I CHOH I CHOH
HCO I
mdashCH I CJLOH
II
Le rearrangement du radical II aboutit apregraves rupture de la
C mdash C au composeacute III
H OH
-V CHOH
H C amp + 7 kcal
mdash-c
I CHOH i CHOH
CHjOH II CHCK III
te composeacute III peut ensuite eacutevoluer agraveampns deux voice digegravere1
H ^0
I
a - Hydrolyse de la liaison aceacutetalique
CHO
CHOH
__ CHOE CHOK
COM
CEO
CKOH
CE OH
IV
l
H OH C
_ II
v- 2 C bullbull=lt-
Laiiic - i et cr suite rOcej^aire dc
-ur ie carl-o-e c du r a d i c a l V c e t t e
j i t d i rec te-re c o i t ar i i t e r n eacute -
cc
c
CHC
ci-
ildeacutehyde r-aicrirje
rc conditions expeacuterimentales to de laldeacutehyde ralonique sont
i icr-eacutes i partir de lextreacutemiteacute aideacutehydique
Counure horolytiaus de la liaison acetaliccedilue
Le radical III pourrait aussi conduire apregraves coupure horcolytique
de la liaison C mdash 0 heacuteniaceacutetalique sercolable agrave celle postuleacutee en
rrilieu solide s la forme eacutenolique de laldeacutehyde nialonique
K 0)
l c I
CHC i I CHOK CKO
CKO
omdash-mdashOH
CE OH
III
8h kcal CH I CKOE
- 6J -
CHO CHO
I I bullCHOK laquo- CH
f 1 ltCHOli CKOH
XII XIII
lit-rai responsable de la formation ugrave partir de bullbullbull-
rLi al tccli ie I riucose de seulement 0 de laldeacutehyde- r-~
Or p e t er effet penser quen milieu liquide bullbull
r aux pi extrecircmes lhydrolyse est plus facile
la -jeupure horr-dy tique
biccussion
Le-iuml variations de la concentration en aldeacutehyde mala ni que ob^t rv----
en fonction de la dose dirradiation et de la concentration e -
bullcse sert compatibles avec tout node daction indirecte
Lee effets de xalcooi du bromure de potassium et du protoxy-i--
d --ote ronf irment i attaque initiale des radicaux OH
linfluence de loxygegravene est nulle et ce gaz nest pas impliqueacute
dans lexplication des rcecanisres
I] est difficile de comparer les rendements raaiulj tidies du glushy
cose du mannose et du galactose les pourcentages relatifs dej
formes or et 9 eacutetant diffeacuterents en solution dans leau
En milieu basique la stabilisation de la forme eacutenolique de lalshy
deacutehyde malonique peut expliquer le rocircle favorisant dune eacuteleacutevation
de pH
En conclusion les meacutecanismes proposeacutes ici sont assez diffeacuterents
de ceux deacutecrits par Scherz Nos reacutesultats expeacuterimentaux ont montreacute
en effet que dans les conditions dirradiation utiliseacutees (solution
dilueacutee pH eacuteleveacute) laldeacutehyde malonique provenait contrairement agrave
lhypothegravese de cet auteur principalement de lextreacutemiteacute aldeacutehydique
du glucose
- CC -
- Extrapolation aux polymegraveres supericirz (fipound- 2)
La comparaison des re demets Ju glucose du rraltose et du maltti-
trio^e net e eacutevidence le roio Au r^rb^nc i
Lorsc- roi -vi o-t xrri li ]eacute in la lai^oi pound lycos i il j e il ny
a plu s pe_- it i 11 teacute d at tu e r ar 1er r in aux Li je eau corrt-
il est oslieacute dans les meacutecanisme- deacutecrits r 1J- ha-it
Seul lej cyles A correspondant bull 1 ex i reacuterri teacute rcr reacute iuc t ri -e
chaicircre irrite cdiraieit i laldeacutehyde rralcri pjc (ne hydre lye
de la liaison jlycosidique serait neacutecessaire) Jre f ra bull tio Je r
dicaux CH Je leau part ici erai t r le y-le E C - d autr-s
reacuteactions et eraii or censeacute ueje LIA Li lisat le - ia [reduction
daldeacutehyde rraionisue -iui deacutecroicirctrait e fonctic de la lorQuer
la chaicircre
Jre extrapolation ugrave 1 any lose condi t ugrave admet tre vc leffet bull-bull
condaire serait donc neacutegligeable Ceci cat en accord avec les reacuteshy
sultats obtenus sur lamidon irradieacute agrave leacutetat solide pour lequel
les concentrations agravealdeacutehyde malonique r augmentent pas aux forshy
tes humiditeacutes contrairement agrave ce que lon pourrait attendre de
1effet secondaire
Dans 1isomaltose les carbones 4 des deux cycles sont libres et
rien nempecircche quapregraves hydrolyse ils participent tous deux agrave la
formation daldeacutehyde malonique cest ce quon observe en effet
expeacuterimentalement
67
fig- 23 - Irradiation du glucose et de ses polymegraveres en milieu liquide agrave diffeacuterents pH
1 - glucose
2 - maltose
5 - maltotriose-
oi^h^-uirifmdash
te rr--t lti J u b i
i _a JOI-bull i bullbull l-it-hyis rraiori _bull = oer est ajouta -J volume
A_-ide d thiobarbiturique 072 g
Acide trichloracitique 1 y g
1^0 QSP 100 ml agrave 20degC
Arregravef chauffage agrave 6CdegC pendant 60 irn le meacutelarge est refroidi et
lu densiteacute optique agrave j32 rn est lue agrave laide dun spectrophoto-
mttre Optica CFt R
EVAPORATION DE LALDEHYDE MALOKIQUE
Laldeacutehyde malorique est seacutepareacute ainsi que tous les produits de
radiolyse volatils par evaporation sous vide agrave ^ucircdegC et piegeage
agrave -TS6degC (fig 26)
La solution est preacutealablement acidifieacutee par 2 ml HCL
- 69 -
qgSTALLISAilOi DU COMPLEXE
Le- -urj IP-XC ATB-AM r eacute c i i t e c o u s ic r rce -le p a i l l e t t e s d eacute c
^J^-L uprucirc i a c i d i f i c a t i o n (HCL lt m l e t r e f r o i d i s s e r c e r t -ie
bull-iorr a r j e - j r c ^ I i e s t e n s u i t e f i l t r eacute s u r v e r r e f r i t t e H C t
JHtfCKATUuiiAiiilE
J bullbull 2- bull bull bullbullbull bull i Uo- a o i i U icirc L O _oro i c r e
bull i a v bullbullbull 1 bullbull c e- f i non a r t i bull J I O ^ s e n t eacute l i - i n eacute e s
icirc-e a v-- bull 1- i e u i a -bull= gt r J e deacute - a r t a t i c
c u i -bull--- lt iy irp l e x t- bdquo o n t a_L xiquCC-r ^ ic-
bullie taille aj ro rieacuteo aux quantiteacutes agrave purifier Un lavage gt
i iric I AT5 te lCA ei egttc-G et diverc produits de raJic
Le Oi ugte ~Lt ensuite -JluC par u ir-eacute lange ea - ampiumltce
mdash mdash Par compteurs type GEIGER KULLER les solutions ( C C bull=
iz eacutevarcreacutees agrave laide ciun eacute iradicircaeur sur des coupelle i -
niriurr Ces d e m i Ore dont introduites dans lappareil e bullbull
tauje ett automatique
Par scintillation liquide Apregraves oxydation dans un four agrave catiy
le C0 marqueacute est recueilli dans pound0 ml du meacutelange suivant (fir bull
Pour un litre
220 mi dalcool meacutethylique (solvant)
330 ml de pheacutenyl-eacutethyl-amine (fixateur de C0 S)
fOO ml de toluegravene (scintillateur primaire)
7 g de Butyl PBD (scintillateur secondaire)
pu ml deau (solvant)
Lactiviteacute est mesureacutee par scintillateur liquide
PREPARATION DALDEHYDE MALONIQUE POUR ETUDE EN LUMIERE UV
Laldeacutehyde malonique teacutemoin est preacutepareacute par hydrolyse acide du bis-
dimeacutethylaceacutetal du commerce (10 ml de solution molaire dacetal
2 ml HCl concentreacute chauffage agrave 30degC pendant 60 mn) (fig 24 - 25)
- 70
fig Zh - Influence de la concentration en acide sur lhydrolyse du bis-dimeacutethyl aceacutetal de laldeacutehyde malonique (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique agrave 267 ira)
- 71 -
fig- 25 - Influence du temps de chauffage agrave 600 sur la formation daldeacutehyde malonique par hydrolyse acide du bis-dimeacutethyl-aceacutetal (Laldeacutehyde malonique est mesureacute ici par densiteacute optique
267 ara)
ro c IUgrave-U -iu bull c a lt-T ur e^ ^Oucircte-bullbull-- bull - UL Zul i o bull bull bull
To IOiit agtregraves chauffage i^^C agrave I ocirctuve ^ojjj^^i i h e a r e r
ADUIIIC -ii- x-^r
t i l e e s t oifLCicircueacutee j ^ r
a) lyoLhplusmnlXLnzij bull icirc- ^ e l a ^ e tie icjij de ] lii-oae e t do KBr
t J -lplusmnlirO JX ougt2rcs
- 73 -
DIFFERENTES FORMES CRISTALLINES DE GLUCOSE
Glucose du commerce (Prolabo) anhydre ou monohydrate
Sirop de glucose eacutevaporeacute sous vide (20 mrr Hg 30degC) agrave laide dun
rotavapor Biiumlchi ou dans un dessicateur en preacutesence de P_Ofl
Glucose lyophiliseacute agrave laide dun appareil Sogev type Subii-i
CHROMATOGRAPHIES GLC
Preacuteparation des deacuteriveacutes trimeacutethylsiJyleacutes Le sucre J5 mg) est
dissous dans 1 ml de N N dimethyl formamide qui a our proprieacuteteacute
nous lavons veacuterifieacute de conserver la configuratio anomerique La
silylation est reacutealiseacutee par 1 ml de N 0- bis-tri-ieacutethyl-silyl-
trifluoro-aceacutetamide O de trimeacutethyl chlorosila _e) Le deacuteriveacute obshy
tenu est susceptible decirctre chrouatographieacute en aase gazeuse
Chromatographie La chromatographie est effectue sur colonne SE 30
(2 m 18 de pouce) par eacutelution isotherme (c onne 200degC injecteur
250degC deacutetecteur 250degC) agrave laide dun chrom ographe F 30 Ferkin
Elmer
pH DIRRADIATION
lgtc TgtH -cyous sont nxeacutes par des tampon phospnate 05 M et les
pH extrecircmes sont obtenus par addition e soude ou dacide chlorhyshy
drique -
NOTA Le pH varie tregraves peu (lt 1 pIT en cours dirradiation dans
ces conditions
Vide primaire Coton de virra
Azote
liquide
(-1B0raquo Ciuml-
f
riuml 11
sp
l i Soj-ution U C - Glucose _ -
Agitateur bullbullgnetiqua
MEGE I I PIEGE 2
fig-26 - Meacutethode dextraction sous pression reacuteduite des deacuteriveacutes volatils scheacutema de principe
- TJ -
agrave Mlaquoraquoi|tugtl control (-were)
D D
f i g 28 - Meacutethode doxydation des composes marqueacutes ( intertechnique S A I l l bullcheacutema de principe)
- 76 -
CONCLUSION
Au cours de ce travail nous avons vu que laldeacutehyae malonique
Dcuvait ecirctre formeacute directement par irradiation du glucose sec ou par
1intermeacutediaire des radicaux de leau lorsque cette derniegravere eacutetait
preacutesente
Les meacutecanismes reacuteactionnels que nous avons proposeacutes ne sont sans
doute pas la traduction exacte de la reacutealiteacute mais ont lavantage decirctre
en accord avec les reacutesultats expeacuterimentaux
Leffet direct conduit agrave une production daldeacutehyde malonique proshy
portionnelle agrave la dose indeacutependante du deacutebit de dose de la temshy
peacuterature dans un vaste domaine de la preacutesence doxygegravene et de
leacutetat cristallin du glucose En revanche la teneur en eau et la
forme anomeacuterique du glucose jouent un rocircle important Par marquage
isotopique on a pu montrer que les deux extreacutemiteacutes de la moleacutecule
du glucose participent agrave la formation de laldeacutehyde malonique
Lextrapolation aux polymegraveres lineacuteaires (maltose maltotriose) met
en eacutevidence lindeacutependance du rendement de radiolyse vis-agrave-vis de
la liaison a 1 - 4 et permet de penser quil tend vers celui du
6 I ^ u i i c ugraveo110 i camelo te
Leffet indirect est lieacute agrave laction des radicaux OH de leau Il
se manifeste lorsque le glucose est irradieacute agrave leacutetat suffisamment
hydrateacute ou en solution Dans ce dernier cas et en accord avec la
theacuteorie geacuteneacuterale la concentration daldeacutehyde malonique est indeacute-
peacuteiiugravecujLt de la concentration en glucose dans une large mesure et
ne varie pas proportionnellement agrave la dose Loxygegravene est sans inshy
fluence notable mais on observe une forte activation aux pH eacuteleshy
veacutes Lutilisation de 1 4 C a permis dattribuer agrave lextreacutemiteacute aldeacute-
hydique du glucose lorigine de la plus grande partie de laldeacutehyde
malonique La polymeacuterisation du glucose par liaison 01-4 entraicircne
une diminution du rendement radiolytique Ainsi leffet indirect seshy
rait neacutegligeable dans lamylose
- 77 -
Il serait inteacuteressant pour continuer ce travail dextrapoler DX
polymegraveres plus eacuteleveacutes en utilisant divers polyholosides obtenu t ajregrave
hydrolyse meacutenageacutee de lamidon par chromatographie sur biogel jampr
exemple
Quoiquil en soit on a pu mettre en eacutevidence agrave propos de la forshy
mation daldeacutehyde malonique des diffeacuterences de comportement di rlucjo
vis-agrave-vis du rayonnement ionisant selon ou il est libre ou irccrrcr-icirc-
dans une chaicircne glycosidique Ceci incline agrave la prudence danc 1-JZ-J~
polation au polymegravere des reacutesultats trouveacutes sur un monomegravere
- 78 -
ANNEXE
Nous rappelons ici les uniteacutes utiliseacutees en radioactiviteacute et
nous indiquons leurs eacutequivalents biologiques geacuteneacuteralement fondeacutes
sur les effets que produisent les radiations ionisantes dans lorshy
ganisme
On trouvera les mesures pratiques fort bien deacutecrites dans la
thegravese de Monsieur Jean MORRE deacutejagrave citeacute
- 79 -
UNITE DACTIVITE
Le curie (Ci) Le curie caracteacuterise la source eacutemettrice
La masse de radioeacuteleacutement pour une activiteacute de 1 curie est tregraves
variable
mdash 3 tonnes duraniur 3S
mdash 09 rg de cobalt 60
mdash ^3 microgrammes dor 198-
Ceacutetait dabord lactiviteacute de 1 gramme de radium- Officiellement
cest la quantiteacute de tout radioeacuteleacutement dans lequel le nombre de
deacutesinteacutegrations est de
37 x 1 0 1 0 par seconde
Lactiviteacute massique ou speacutecifique est lactiviteacute par uniteacute de
masse dune substance consideacutereacutee Elle sexprime en curiegramme
ou en ses sous-multiples
UKITE DEXPOSITION OU DE DOSE EMISE
Le roentgen (R) Il caracteacuterise un faisceau de rayons X par ionisation
provoqueacutee dans 1air
On mesure ici la charge eacutelectrique transporteacutee
1 R = 2083 x 10 9 paires dions par croa dair
1 R = 16 x 101 paires dions pa granirc d air
1 R = t Ues cm3 dair = 770 Ues gramme dair
1 R = 677 r 10 e MeVcm3 dair standard
1 R = 0838 rad
1 R = 524 x 10 7 MeVg d a i r = 52 x 1 0 1 3 eVg d a i r
1 R = 0107 ergcm 3 d a i r = 869 e rg g d a i r
1 R = 93 e r g g d eau ou de t i s s u s v i v a n t s
- 80 -
UNITE DE DOSE ABSORBEE
Le rad Internatic nalement 09^3) raquo c est luniteacute de dose absorbeacutee-
Elle est fonction des caracteacuteristiques du champ de radiation o~
point consideacutereacute et de la composition eacuteleacutementaire do la natiegraverishy
en ce point
Elle est eacutegale agrave une eacutenergie diviseacutee r-ar une ira se
Indeacutependamment du temps passeacute agrave ceacuteder leacutenergie
1 rad = 100 t g de matiegravere quelconque irradieacutee
s 01 joule par kilogramme
La valeur du rad est sensiblement eacutegale agrave leacutenergie libss-bull- bull_--
de leau (ou des tissus mous irradieacutes) par an faisceau io r-yz X
tel que lexposition soit de roentgen
On peut se servir du rad avec des rayons X gamma neutre bull-bull-
trons protons
Remarques A une exposition de 1 roentgen correspond ure dose
absoijeacutee de
mdash 0869 rad dans lair
mdash 09S rad dans les tissus mous
mdash 08 agrave 097 rad dans leau pour des rayonnement
deacutenergie comprise entre 10 keV et 3 HeV
Si une chambre dionisation a donneacute pour des photons deacutenergie
infeacuterieure agrave 3 WeV agrave un certain endroit dans lair une exshy
position de 1 roentgen le corps humain agrave la mecircrce place receshy
vrait 096 rad
ME5DRES BIOLOGIQUES
Le LET (Linear Energy Transfert) 1 keVmicron deacutecrit leacutenergie
deacutepenseacutee drns les tissus en fonction de la longueur du parcours
LEBR (Efficaciteacute Biologique Relative) = I rayon X de 250 keV
dionisation speacutecifique de 100 paires dions par micron deau ou
de tissue Cest une ionisation speacutecifique-
- 81 -
Le REM (Radiological Equivalent Man) = effet biologique ducirc agrave
labsorption de 1 roentgen de rayons X ou gamma
Un rem = 1 rad X EBR
= EBR e rSEcirc d e tissus
Mesure indispensable agrave leacutetude de certains paramegravetres telles la
radiosensibiliteacute cer luniteacute pratique utiliseacutee pour les vashy
leurs de radiorrotec t _-i
Si lon connaicirct la dose absorbeacutee on peut passer acirc la notion
deacutequivalent de ucirczr2 en pondeacuterant la valeur trouveacutee par un facteur
exprimant le risque relatif correspondant agrave la qualiteacute du rayonshy
nement
Cest le facteur de qualiteacute FQ relieacute agrave la densiteacute des pheacutenomegravenes
eacuteleacutementaires dionisation et dexcitation au voisinage du parcours
de la particule chargeacutee
REM = RAD X FQ
Le rem correspond au risque encouru par un organisme huma_n ayant
reccedilu une dose de 1 rad de rayons X ou gamma
PRINCIPALES VALEURS DE FQ
Rayonnements FQ
X gamma 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale gt 003 HeV 1
Becircta becircta eacutelectrons deacutenergie maximale lt 003 MeV 17
Neutrons thermiques 3
Particules infinies naturelles protons de faible eacutenergie neutrons rapides 20
Noyaux lourds de recul fragment de fission 20
Une personne soumise pendant un an agrave un flux de neutrons thermishy
ques de 700 Ncm asec recevrait un eacutequivalent de dose de 5 rem
laquelle est la dose annuelle maximale admissible fixeacutee pour la
cateacutegorie de travailleurs dits directement affecteacutes agrave des trashy
vaux sous rayonnements
- 82 -
Le rem est leffet biologique de 12 g de radi-m 226 agrave un megravetre
pour les tissus exposeacutes pendant une heure
Outre la quantiteacute deacutenergie ceacutedeacutee agrave la matiegravere irradieacutee il faut
tenir compte aussi du temps neacutecessaire pour deacutelivrer cette eacutenershy
gie
Une mecircme dose provoque des effets moins graves si elle est eacutetaleacutee
dans le temps Si le temps est suffisamment long une dose mecircme
importante narrive jamais agrave provoquer des effets dits seuils
Les normes de seacutecuriteacute (ou) doses maximales admissibles sont resshy
pecteacutees si lon calcule agrave lavance le temps de travail maximal
en preacutesence du rayonnement
En prenant lheure comme uniteacute de temps on aura
mdash deacutebit dexposition = en Rh
mdash deacutebit de dose absorbeacutee = en radh
mdash deacutebit deacutequivalent de dose = en remh
EFFETS SUR LORGANISME DEFINITIONS DES LOUES
Dose Maximum Admissible cest la dose totale de radiation reccedilue par
un individu et jugeacutee incapable de causer des troubles appreacuteciables
au cours de lexistence Elle varie sil sagit de la seacutecuriteacute inshy
dividuelle dune petite ou dune large fraction de la population
Concentration Maximum Admissible Elle repreacutesente la concentration de
chaque radioeacuteleacutement dans leau et dans lair qui apregraves obtention
dun eacutetat deacutequilibre dans le corps de lindividu qui la ingeacutereacutee
ne donne pas une irradiation corporelle totale deacutepassant une vashy
leur de 03 rem par semaine dans lorgane critique (organe le plus
sensible agrave ce radioeacuteleacutement)
- 83 -
Officiellement la CMA dun radionucleide est lactiviteacute volumique
de ce radionucleide dans lair inhaleacute c dans leau de boisson
qui pour une inhalation ou une ingr -ion exclusive et continue
entraicircne leacutequivalent de dose maxi al admissible au niveau de
lorgane critique lorsque leacutequilibre est atteint ou apregraves cinshy
quante ans dans le cas de radioeacuteleacutements agrave peacuteriode effective longue
Leacutequivalent de dose est deacutefini pour les besoins de la protection
Cest le produit de la dose absorbeacutee par le facteur de qualiteacute
le facteur de distribution de dose et dautres facteurs adeacutequats
bull C H mdash C H -I I
UN Off
- C - C H -I I
OHOH
H C - C H - C H mdash C H -I I I I OHOH OH OH
CHmdashCH-CHmdashCHmdash i I I I bull OH OH OH OH
bullCHmdashCHmdashCHmdash OH- CHmdashCHmdashCHmdashCII- CHmdashCH=CHmdash 0 - + 1
bullC-
1 1 raquo II 1 1 II OH OH 0 O- OH O
Meacutecanisme proposeacute par H SCHERZ
iIV3~SITS LE E2CIT t 3 C C r i l
HT ESS SCIZICSS
U K - A S 3 E L L 3 H I
- bull bull -23 _ _ D E _ _ 3 A _ -icirc_sos
agrave 5- ^ ~ VF
Le Vico-yreacutesident de lUniversiteacute
Universiteacute de Droit dEacuteconomie et des Sciences
A I X - M A R S E I L L E III H - DUSSARDIc2
FACULTEacute des SCIENCES et TECHNIQUES 1raquo SAINT-JEROME Rue Henri Poincar 13397 MARSEILLE CEOEX 4
81raquo -
BIBLIOGRAPHIE
[1] KAISEK PI Food irradiation Karlsruhe hlt icircySCt
[2] THOHLEY KOcirc Food irradiation Karlsruhe 427 (96C
[ SAIT-LEBE t PELLEGRI P GLILBOIcirc A Food irradiation Karlsruhe 453 (i^CC
[4] SLAVII J W ROSIVALLI L J COIORS T s Food irradiation Karlsruhe 549 (196Eacute)
[5j SCHOIcircBRO w KIKEL KS KAFFERL raquo Food irradiation Karlsruhe 51 (19-6)bull
[Cj SOMMER MF MAcircXIE SC Food irradiation Kaalsruhe 57c (Soc)
[7] TKlHAUT S- Ann Hyg L Fr Med Nut 5 ii (969)-
[8] SAIT-LEBE L BERGER G Confeacuterence internationale sur lutilisation de len nucl atorr agrave des fins pacifiques -IV Congregraves Genegraveve (1971)
[9] SAIKT-LEBE L BERGER G MUCCHIELLI A COQUET Food irradiation Proc Symp IAEA FAO Bombay (1972)
[10] MUCCHIELLI A- Thegravese Marseille (1972)
[11] BERGES G SAIKT-LEBE L CR Acad Se Paris 272 1455 (1971)
[12] BERGER G- SAINT-LEBE L CR Acad Se Paris 271 552 (1970)
[13] BERGER G AGNEL SP SAINT-LEBE L Die Starke 6 203 (1973)
[14] DAUPHIN JF ATHANASSIADIS H BERGER G SAINT-LEBE L Die Starke 1_ 14 (1974)
[15] Les bases techniques de la reacuteglementation des aliments irradieacutes rapport dun Comiteacute mixte IAEA FAO OMS dexperts Rome 21-28 avril 1974
- 85 -
LA FONTAINE A BUGYAKI L Euratom - 202 F (1965)
TERK5EKG SL COMMONER B- J Ac laquoed Ass 183 339 (1965)
LUCK E DEFFNER CU KOHN R Radifcalbiliurg Fe i te Seifeu Aiijlri chcj raquo t e l cpound (VJ fO-
3RADS An W IRJBIuml FK 01 3 us dept of Commerce Special Order 131 (1957)
DESCKE1DER AR MEAUV R -crf C-rece du 5 aoucirct bullCcediltGi agrave la oteacute d experts Chimiques de F
CAPUTO A G di Biochimicca 5 528 (956)
IEI3UJURO 0 YAZOKICKI 0 rippor Nocircgei Kagaku Kaischi ih_- 2 deg 6 -960)
TuCHEEREH IH Atom Praxis 8 F 12 (1962)
IUCHEEKER TH Rebe u-d Weir J2- Tx O v W )
LEONCE CH Symposium of Ionising Rad or Imnuns Process (1962)
BERGER G SAINT-LEEE L Die Starke 8 205 (1969)
WESTHEIM GH PROCTOR BE J Dairy Sci 39 391 (1956)
SCHERZ H Chera Microbial Technol Lebensir 1 0 3 (1971)
HUO-PING-PAK PROCTOR BE GOLDLITH JA Text Research 29 ltt25 (1959)
SMITH HL TINSLEY IS Bubl EC Food Tech 14 31 (1960)
THIEULIN G MORRE J RI CHOU L Ann Al Nut 17 B 385 (1963)
MORRE J JANIN-CAUFMENT F Bull Acad Vet XLV 3 (1972)
MORRE J Thegravese Paris
BERGES G SAINT-LEBE L CR Acad Sci Paris 268 (1969)
- 86 -
[35] Congress of Radiology CHICAGO 1937-
[36] International Commission of Radiological Units C953)-
[37] Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva 1955 79 (956)
[38] FRICKE H PETERSEN BW Slrahlentherapie 26 329 (1927)
[39] FRICKE H MORSE S Phil Mag (7) 2 amp (1929)
[40] PERCHERON Bill Soc Ch de Fr 256 (1965)
[4lj SINUHLBER Food Research 23 626 (1958)
[laquof2j MESNARD DEVAUX Chia Anal 44 267 (1962)
[43] JENNINGS WG DUNKLEIuml VL REISER HG Food Research 20 13 (1955)
[44] YU TC SINNHUBER RO Food Technology 11 104 (1957)
[45] KLAHERTH OL KOCSIS FS Int J of Rad Biol _Hi 293 (1968)
[46] SINNHUBER SO Yu TC Food Technology 22 9 (1958)
[47] SASLAW LD WAEAWDEKAR US Rad Research 24 375 (1965)
[48] UPADHYA HD BREWBAKER SI Current Science 4l_ 25 (1972)
[49] TAUFEL HCK ZIMMERMANN R Feite Seifen Austrichmittel 2 226 (1961)
[50] WARREN L JBC 234 1481 (1959)
[51] SCHMIDT H Feite Seifen Austrichmittel 10 8 8 1 (1959)
[52] HASHIO S Nippon Kogaku Zasshi J51 4j4 (1960)
[53] EIGODAED A These Marseille (1974)
[54] PHILLIPS GO BUGH PJ J Chem Soo A 370 (1966)
- 87 -
DESLONGS-CHAHPS P MOREAU C FRINEL D ATLANI P Canadian Journal of Chemicology 50 3^02 (1972)
DRAGANIC 2D DRAGANIC IG J Phy Chem pound6 ndeg 19 (1972)
SCHWAZ HA J Phys Chen 66 255 (1962)
SERGEE G SAIKI-LEBE L CR Acad Sc Paris (272) T5gt (1971)
MOODY GS PHILLIPS GO J Chen Ird 1 ZkS (1959)
LOFROTH G Acta Chen Scand 21_ 1997 (1967)
ALIcircMAKK KT GERBER GB OKADA S Radiation Chemistry Acad Press New-York 31 (1970)
BAXEKBALE JH KHAN AA Int J Rad Phys Chem _1_ 1 (1969)
THOMAS JK Trans Faraday Soc 6plusmn 702 (1965)
MAIumlHESON MS MULAC WA WEEKS SL EABANI J J Phys Chem 70 2092 (1966)
GORDON S HURT ED Dis Faraday Soc 36 193 (1963)
Imprimeacute par le Bureau de Documentation
CENCADARACi1E
top related