Zwitterion

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Un acide aminé dans sa forme non-ionisée(à gauche) et zwitterionique (à droite)

Un zwitterion (de l'allemand Zwitter — « hybride », « hermaphrodite » prononcé [t͜svɪtɛrjɔ̃] ) est une espèce chimique possédant des charges électriques formelles d’une unité et de signes opposés. Ces espèces possèdent en même temps des charges positives et négatives. Les zwitterions sont donc très solubles dans l'eau, qui est un solvant polaire. Les acides aminés, qui possèdent des groupements amine (sous forme d'ammonium NH₃⁺ à pH =7) et acide carboxylique (sous forme de carboxylate COO^- à pH =7) sont des exemples typiques de zwitterions.

Représentation imagée d'un zwitterion.

[modifier] Comportement des zwitterions en fonction des variations de pH

L'état zwitterionique d'un composé est dépendant du pH. En effet ces espèces ont tendance à capter ou à céder des ions H⁺ selon la valeur du pH de la solution où ils se trouvent. Le zwitterion est à l'équilibre avec le cation et l'anion correspondant.

Chaque composé susceptible de former un zwitterion possède une valeur de pH caractéristique pour laquelle il est sous la forme zwitterionique globalement neutre : c'est le pH isoélectrique (ou pH_i ou pI). En dehors de cette valeur, on aura :

Cas où le pH est très inférieur au pI	Cas où le pH est au voisinage au pI	Cas où le pH est très supérieur au pI
Le composé se trouve majoritairement dans sa forme positive $[ AH_2^+ ]>[ AH^{+-} ]>[ A^-]$	Le composé se trouve majoritairement sous sa forme zwitterionique $[A H + -]$	Le composé se trouve majoritairement dans sa forme négative $[ A^-]>[ AH^{+-} ]>[ AH_2^+ ]$

Le pI n'est pas forcément égal à une valeur de pH = 7 (pH neutre) et dépend du pKa des groupements chimiques constituant le composé.

[modifier] Utilisations

Les composés pouvant former des zwitterions permettent la synthèse de solutions tampons. On obtient une solution tampon au voisinage du pI. Le pH varie peu en cas de dilution modérée, ou en cas d'ajout d'une quantité limité de H⁺ ou de OH^-.

Les zwitterions, du fait de la présence de charges électriques ponctuelles sont souvent solubles dans l'eau, donc de nombreux principes actifs de médicaments sont sous forme zwitterionique. Une espèce zwitterionqiue d'intérêt médical est la cétirizine (le principe actif du Zyrtec).

Ils ont également des applications domestiques, et entrent dans la composition de nombreux détergents.