Brevet FR2541025A1 — publié le 19840817

L'invention se rapporte aux matériels didactiques scientifiques et a notamment pour objet un modèle tridi- mensionnel de structure moléculaire. L'invention peut être utilisée dans la recherche et dans l'enseignement pour la représentation spatiale de la structure moléculaire des corps et sur leurs transformations. L'invention peut être employée pour l'interpré- tation et l'explication des données primaires obtenues par recherches cristallographiques sur les composés chimiques, ainsi que pour la mise en évidence de leurs états structuraux les plus probables Les modèles tridimensionnels de structure moléculaire constitués de modules assemblés entres eux, réalisés en particulier en matières plastiques0 Les modules peuvent être réalisés sous forme d'héflisphères, d'hémisphères tronquées, sous forme de polyèdres0 Chaque module simule un atome.Le rayon de lthsmisphère correspond au rayon de Van der Waals de l'atome, alors que la distance du centre dela sphère à sa surface tronquée (sa troncature) répond au rayon covalent de l'atome. Les éléments d'assemblage des modules représentent les liaisons entre les atomes, alors que les angles entre leurs axes géométriques représentent les angles entre les directions deSvalences, Le pivotement de modules individuels ou de leurs ensembles autour des éléments d'assemblage simule les changements de la configuration des atomes dans l'espace. On contact déjà un modèle de structure moléculaire qui comporte des modules en matière plastique exécutés sous forme d'hémisphères, de sphbres tronquées ou de polyèdres. Chaque module est percé d'un ou de plusieurs orifices dans lesquels on place des éléments d'assemblage coniques (cf. brevet Etats-Unis d'Amérique NO 3 170 246, classe 35-18, 1965)o On connaît également un modèle tridimensionnel de structure moléculaire qui comporte des modules en matière plastique dont chacun simule un atome de la structure moléculaire à imitera Les modules sont réunis entre eux par des éléments d'assembiage qui sont introduits dans les prises femelles des modules.Les modules en matière plastique destinés à simuler les atomes sont exécutés chacun sous forme de polyèdres réguliers qui entrent en contact les uns avec les autres dans le modèle et ont un sommet commun (cf. le prospectus de la firme Tb Ealing Corporation, South Natick, Massachusetts, "CPK Precision Molecular Models", 1980, pp.27,30). Un inconvient des modèles tridimensionnels connus qui viennent d'être mentionnés est qu'ils ne permettent de simuler que des composés cycliques plansOCela s'explique par le fait que lors de l'assemblage dtun modèle de composés cycliques on dispose les centres des modules dans un même plan, appelé par convention "plan du cycle", et que la somme des angles formés par les faces mutuellement en contact des polyèdres est égale ou inférieure à 3600, ce qui ne permet pas de faire sortir un ou plusieurs atomes du plan du cycle. On s'est donc proposé de créer un modèle tridimensionnel de structure moléculaire dont la conception des modules permettrait de simuler les composés cycliques nonplans ou gauches. Ce problème est résolu du fait que le modèle tridimensionnel de structure moléculaire du type comportant des modules en matière plastique dont chacun simule un atome de la structure moléculaire à imiter et qui sont réunis entre eux, les modules en matière plastique destinés à simuler les atomes des composés cycliques étant réalisés chacun sous forme d'un polyèdre et étant montés dans le modèle de manière que les polyèdres voisins soient en contact mutuel par leurs faces et aient un sommet commun, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que pour former-un composé cyclique gauche ou non-plan à partir d'au moins trois modules en matière plastique, les modules en matière plastique dudit modèle sont exécutés de manière que la somme des angles formés par les faces en contact des polyèdres formés par les modules soit supérieure à 3600. Il est avantageux que le module en matière plastique destiné à représenter les atomes de composés cycliques soit exécuté sous forme d'un polyèdre irrégulier0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de différents exemples de réalisation de la présente invention, illustrés par les dessins annexés dans lesquels - la figure I représente une partie d'un modèle tridimensionnel de structure moléculaire suivant l'invention - la-figure 2 représente le même modèle tridimensionnel avec deux modules déplacés par rotation autour de leur axe de fixation - la figure 3 représente un module du modèle tridimensionnel - la figure 4 représente un modèle de structure moléculaire avec un édifice gauche cyclique d'atomes, suivant l'invention - les figures 5a et 5b sont les diagrammes d'angles dans la molécule de désoxyribose - is figures 6a et 6b représentent les diagrammes d'angles dans un modèle tridimensionnel de molécule de désoxyribose représenté au moyen de modules, suivant l'invention. Un modèle tridimensionnel de structure moléculaire comporte des modules en matière plastique 1, 2 assemblés entre eux (figures 1, 2), dont chacun simule un atome de structure moléculaix àreprésenter. Les modules 1 sont approximativement des tétraèdres données faces 3 et 4 sont munies de prises femelles 5 pour l'assemblage des modules entre eux au cours du montage du modèle. Les modules 2 sont en forme d'hémisphères tronquées dont les surfaces tronquées (troncatures) forment des faces de contact avex les modules voisins 1 Les figures 1 et 2 représentent une partie de modèle tridimensionnel composé de cinq modules adjacents (en contact) dont quatre ont un angle au sommet (eR) approximativement identique, tous les modules ayant un sommet commun 6.Pour créer un modèle de composé cyclique gauche en cinq modules, dont les centres de modules ne sont pas disposés dans un même plan, on fait pivoter deux modules 1 relativement à leur axe d'assemblage aux modules voisins dans le sens des flèches A jusqu'a ce que l'angle (# ) entre les faces 7, 8 soit suffisant pour la miee en place d'un cinquième module 9 (figure 3) qui, à son tour, est en forme de polyèdre dont l'angle entre les faces n'est pas égal à l'angle (p ) On obtient ainsi le modèle tridimensionnel de structure moléculaire à enchaînement cyclique gauche des atomes, représenté sur la figure 4o Les figures 5 et6 représentent un exemple de détermination de l'angle des directions de valence pour la molécule de désoxyribose. il a été établi, d'après les données de la radiocristallographie, que les angles des directions de valence internes sont égaux à 101,30, 102,40, 104,40 - 106,10, 109,20 - 110,00, 105,60 - 107,30 et que leur somme est égale à 5250, alors que les angles formés par les plans 10 autour du centre de la molécule sont respectivement égaux à 78,70, 77,60, 75,6 -75,9 , 70,80 70,00, 74,40 - 72,70, et leur somme est égale à 375 . Le modèle présentant cette structure moléculaire a des angles des directions de valences internes de 1040 et 1100, et leur somme est égale à 5260, la somme des angles au centre de la molécule est égale à 3740 et ces angles sont respectivement de 760 et 700 Le montage du modèle de structure moléculaire de composé cyclique gauche est réalisé de la manière suivante, On assemble entre eux quatre modules 1 et 2, ensuite on fait pivoter deux d'entre eux par rapport à leur axe d'assemblage dans un même sens. On place le cinquième module 9 dans l'espace 11 formé (figure 2), le module 9 étant décalé hors du plan par rapport aux autres. REVENDICATIONS 1.- Modèle tridimensionnel de structure moléculaire, du type comportant des modules en matière plastique (1,2) dont chacun simule un atome de la structure moléculaire que l'on cherche à représenter et qui sont assemblés entre eux, les modules en matière plastique (1, 2) destinés à représenter les atomes des composés cycliques étant réalisés chacun sous forme d'un polyèdre et étant montés dans le modèle de manière que les polyèdres voisins soient en contact mutuel par leurs faces et aient un sommet commun (6), caractérisé en ce que, pour créer le modèle d'un composé-cyclique gauche à partir d'au moins trois modules en matière plastique, les modules en matière plastique (1, 2) dudit modèle sont réalisés de manière que la somme des angles formés par les faces en contact mutuel des polyèdres formés par les modules (1, 2) soit supérieure à 3600. 2.- Modèle tridimensionnel de structure moléculaire suivant la revendication I,caractérisé en ce que le module en matière plastique (9) pour la simulation d'un atome de composés cycliques est réalisé sous forme d'un polyèdre irrégulier.