Casse-tete analytique: mélanges d'énantiomères solides

[mach3]

Bonjour à tous,

Je vous propose un petit casse-tête, dont je n'ai trouver qu'une seule solution que je mets en spoiler. Je vous mets au défi de trouver cette solution vous-mêmes, mais surtout d'en trouver une autre!!

Voici l'énoncé :

Une molécule chirale A cristallise sous la forme d'un conglomérat et peut également cocristalliser stoechiométriquement avec un solvant B (solvate stoechiométrique), également sous la forme d'un conglomérat. On dénombre donc 4 phases solides au total :
énantiomère R de A pur
énantiomère S de A pur
solvate de l'énantiomère R de A
solvate de l'énantiomère S de A

Soit un mélange inconnu de ces 4 phases solides, existe-t-il un moyen, par combinaison de différentes méthodes d'analyse de connaitre la proportion de chacune de ces phases dans le mélange?

Les méthodes analytiques envisagées sont la diffraction des rayons X sur poudre, la polarimétrie, la chromatographie chirale, la thermogravimétrie... mais vous pouvez en choisir d'autres.

La solution que j'ai imaginé :

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La seule méthode, a priori, est de trier les cristaux à la pincette sous le microscope (en espérant que leur morphologie soit aisément reconnaissable) puis de peser les 4 lots obtenus. Toutes les autres méthodes échouent, car ne donnent que certains rapports de composition mais jamais la composition globale

Montrez que vous êtes futés, et imaginatifs

Bonne chance

m@ch3
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[invite0c55ca3f]

Bonjour,

La TGA permet de déterminer la quantité de solvate dans le mélange.
La chirale peut nous donner le ratio R/S.
En supposant que le solvate se fait aussi bien sur R que sur S (peut-être cela peut se voir avec les RX, mais je ne suis pas sur : je connais assez mal cette technique), on connait donc la composition du mélange.

Et voilà (en plus c'est plus simple que de trier les cristaux à la main).
Qu'en penses-tu?

[mach3]

d'accord, alors essaie de me démontrer qu'à partir de ces données tu es capable de retrouver la composition exacte d'un mélange quelconque. Attention quand je dis la composition, je parle du pourcentage R non solvaté, du pourcentage de S non solvaté, du pourcentage de R solvaté et du pourcentage de S solvaté...

Précisions :

-les RX sont aveugles à la chiralité
-On ne peut faire aucune supposition sur le mélange, il est vraiment quelconque

m@ch3

[invite0c55ca3f]

Mouais...
Etant organicien plus qu'analyste, je trouverais une bonne cristallisation pour séparer les deux isomères, puis il suffit de doser le solvate dans la poudre pure obtenue, et dans les liqueurs mères après avoir cristalliser le produit contenu dedans.
Cependant cela ne répond absolument pas à ta question

je vais continuer à réfléchir...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec921af68]

même résulat mais méthodes différentes:
La RMN liquide, permettra de différentier la quantité de solvate par rapport à la quantité d'énantiomères non solvatés, si on connait la stoechiométrie du solvate.
Les pouvoirs rotatoires mesurés dans le solvant B du mélange et des énantiomères purs, devrait donner l'excès énantiomérique global.

Le problème est donc toujours de différentier l'ee du pur et l'ee du solvate.

[mach3]

Etant organicien plus qu'analyste, je trouverais une bonne cristallisation pour séparer les deux isomères

oui, mais si tu fais une recryst, tu perds de l'information, tu n'accèdera jamais à la composition du mélange solide solide original, mais uniquement à l'ee global et au ratio solvate/non-solvate, ce qui, même si ça peut paraitre étonnant, n'est pas la même chose.

m@ch3

[invite0c55ca3f]

Oui, et c'est bien ce que je disais : "Cela ne réponds pas à la question".
Mais, a propos de RMN, en phase solide, ne pourrait-on pas....euh non, ça marche pas non plus...
Peut-être as-tu raison pour le tri des cristaux, cependant une certaine marque d'appareillage fournit un appareil capable de pulvériser un échantillon en couche mince (un cristal) sur une plaque, puis de prendre une photo de chaque cristal, calculer leurs formes 3D, et de faire des répartitions selon cette forme...Bref, un appareillage plus simple que le microscope et la vue humaine.
En tout cas, tout cela suppose (mais si on ne doit pas faire de supposition sur le mélange) que la forme des cristaux soit différente entre R/S et les solvates. Probable, mais pas sûr que les différences soient suffisament marquées pour un oeil humain ou informatique...
Bref, ta réponse ne tient pas non plus parceque tu fais une supposition sur le mélange (en plus si tes solvates sont emprisonnés à l'intérieur d'un cristal de non solvate......)