C-20 HIG Oi Acide camphiqae

Acide campborique

Ce ne sont point là de simples rapprochements de formules, toujours plus ou moins arbitraires, mais des comparaisons fondées sur les transformations expérimentales. Dans les deux

SECTION X. ALCOOL CHOLESTÉRIQUE. l5n

sériels, les lonciions chimiques et les niclamorphoses sont loui à fait parallèles. Les différences qui peuvent exister résulleni surtout de la stabilité, beaucoup moindre en général dans les composés campholiques que dans les composés éthyliques.

SECTION X

\LCOOL CHOLESTÉRIQLE, C''^ H*M)''.

De la recherche des alcools. — Les travaux synthétiques exécutés depuis quelques années établissent des liens généraux de plus en plus précis entre les matières carbonées les plus simples, étudiées de préférence par les chimistes, et celte grande multitude de jirincipes immédiats naturels demeurés jusqu'à ce jour en dehors de toute classification. Par suite de ces découvertes, le groupe des alcools et de leurs dérivés, longtemps isolé et limité dans une série particulière, a reçu une extension immense : les principes les plus essentiels du règne végétal, les sucres, la mannile, la glycérine, les corps gras neutres et une foule de matières analogues se rattachent aujourd'hui, par leurs fonctions chimiques, à un petit nombre de lois et de relations fondamentales, analogues à celles qui président à la chimie des anciens alcools, mais plus variées et plus étendues. La chimie organique tend à se simplifier, en même temps qu'elle s'agrandit sans cesse.

Les méthodes générales à l'aide desquelles on peut établir si un principe déterminé, soit naturel, soit artificiel, jouit des propriétés des alcools, présentent surtout un extrême intérêt. Ce sont ces méthodes que l'on va exposer; puis on en fera l'application à un alcool naturel, la cholestérine. Parmi les alcools proprement dits, c'est le seul qui n'ait pas été compris dans les études présentées jusqu'ici.

Rappelons d'abord que dans cet ouvrage on caractérise un alcool par la propriété de former des étheis. Pour mettre celle ■|>vopnét('» dans loul son joui-, il esi nécess;>ire de préparer le?^

l58 I.IVRK n. CHAPITRE I. SECTION X.

éthers par la réaction directe des acides les plus laibles, des acides gras par exemple, sur les composés oxygénés dont on recherche la nature.

Mais il faut éviter avec soin l'emploi de ces réactifs puissants, tels que l'acide sulfurique ou les chlorures acides, aptes à entrer en combinaison avec presque toutes les matières organiques, quelle qu'en soit la fonction véritable. Il faut également éviter de recourir aux méthodes fondées sur les doubles décompositions, car elles sont capables de tenir réunis à l'état naissant deux principes qui n'auraient l'un pour l'autre, à l'état libre, aucune affinité réciproque.

Du reste, les composés qui peuvent être obtenus par cette voie des doubles décompositions, aussi bien que ceux qui résultent de l'emploi des agents très-énergiques, ne possèdent point en général les caractères des éthers véritables. Tantôt ils ne jouissent point d'une neutralité réelle : les agents les plus faibles, l'eau même, suffisent pour en opérer presque aussitôt le dédoublement; tantôt, au contraire, et ceci s'applique surtout aux. combinaisons sulfuriques et nitriques, ces composés nouveaux, une fois obtenus, ne peuvent plus se dédoubler d'une façon simple et directe, à la façon des éthers proprement dits.

Dans tous les cas, la formation de ces composés et leurs dédoublements les éloignent des combinaisons éthérées, et, par suite, ne permettent point d'assimiler leurs générateurs aux alcools véritables.

Pour prévenir tout doute à cet égard, il est nécessaire d'essayer si le composé oxygéné que l'on veut étudier s'unit directement aux acides faibles et manifeste ainsi sans aucune équivoque ses affinités caractéristiques. Voici par quelle méthode on parvient en général au résultat cherché (i) :

On chauffe à 200 degrés, pendant huit à dix heures, dans des tubes scellés, un acide organique faible, tel que l'acide butyrique, benzoïque ou stéarique, avec le corps neutre que l'on veut faire réagir : alcool, glycérine, mannile, éthal, cholestérine, etc. Dans ces conditions, la combinaison s'opère en gé-

(i) Berthelot, Annales de Chinnc cl de l'hy slqnc; '.^'^ scrie, t. XL!, p. ^/^o: iSS,';, ol t. LVl, \). 53 ; ibjy.

ALCOOL cnOLESTÉRIylJK. iSg

lierai avec facililé. On sépare l'excès d'acide non combiné à l'aide des alcalis, l'excès du principe alcoolique par volaliliié ou par dissolution, et l'on isole le composé neutre qui peut s'être formé. On constate qu'il est apte à reproduire ses générateurs, dans des conditions semblables à celles de la décomposition des éthers.

C'est ainsi que l'on peut unir aisément avec les acides les alcools mélhylique, ordinaire, amylique, caprylique, éthalique.

La plupart des matières organiques oxygénées réputées neutres deviennent également actives dans ces conditions. L'union de tous ces principes avec les acides s'opère ainsi en vertu d'aflinités simples et directes, et sans le concours des agents minéraux puissants, tels que les acides chlorhydrique ou sulfurique, le perchlorure de phosphore, etc. Ces agents sont parfois des auxiliaires utiles vis-à-vis des substances stables, telles que les anciens alcools, mais ils sont aussi trèspropres à opérer la destruction des composés plus délicats ou tout au moins leur modification moléculaire.

La méthode fondée sur la combinaison directe s'applique à la recherche des alcools naturels ou artificiels; elle peut également servir à démontrer si un composé naturel, apte a se scinder en deux principes distincts, avec fixation d'eau, appartient à la famille des éthers composés. En effet, il suffit do reprendre celui de ces principes qui jouit de la neutralité, et de le chauffer à 200 degrés avec l'acide stéarique ou l'acide butyrique. On rentre ainsi dans la méthode précédente. On peut même l'appliquer à la synthèse du composé naturel primitif, dans le cas où ce composé s'est dédoublé en un principe acide véritable et en un principe alcoolique.

L'emploi de cette méthode vis à-vis des diverses catégories d'alcools donne lieu à une marche différente en ce qui touche la purification des composés obtenus, suivant le degré de volatilité ou de solubilité de ces principes.

Vis-à-vis des alcools très-volatils, tels que les alcools méthylique ou ordinaire, on ne rencontre aucune difficulté, et l'on rentre à certains égards dans des faits connus depuis le siècle dernier, comme en témoigne la production directe de l'éther acétique, découvert par Lauraguais en 1759. La seule différence, mais elle est essentielle, consiste dans l'emploi régulier

ibO LIVRE 11. CUAPITRE 1. SECTION X.

des vases scellés el d'une lempéralure de 200 à i5o degrés. Dans ces conditions nouvelles, le caractère direct de la réaction, la facilité et la promptitude avec lesquelles elle se produit vers 25o degrés, rappellent, jusqu'à un certain point, la combinaison telle qu'on est habitué à l'envisager en chimie minérale.

Vis-à-vis des composés oxygénés fixes et solubles dans l'eau, la méthode s'applique encore avec facilité, comme on le verra en parlant de la glycérine et des matières sucrées.

Mais les alcools fixes ou peu volatils et insolubles dans l'eau donnent lieu à des complications spéciales relativement à la purification des composés obtenus et à la constatation précise de la formation des élhers. On a déjà vu, à l'occasion de l'alcool campholique, comment ces difficultés peuvent être résolues vis-à-vis d'un alcool peu volatil, mais dont l'excès est cependant susceptible d'être éliminé par sublimation ; on va montrer maintenant comment on opère vis-à-vis d'un alcool tout à fait fixe, tel que la cholestérine.

Jlcool cliolestérique, O'^W^Çfi (i). — La choleslérine, ou alcool cholestérique, découverte dans les calculs biliaires à la fin du siècle dernier, et retrouvée depuis dans la bile, dans le cerveau, dans la plupart des liquides normaux ou pathologiques de l'économie humaine, est remarquable par sa belle cristallisation, par ses propriétés analogues à celles des graisses et des résines, enfin par sa composition [■?). Celle-ci peut être représentée par la formule

La fonction chimique véritable et les analogies réelles de la cholestérine, jusqu'ici à peu près inconnues, sont établies par les faits qui vont être exposés, et surtout par l'étude de ses combinaisons avec les acides stéarique, benzoïque, butyrique, acétique.

(i) Berthelot, Annales de Chimie et de Physique. 3« série, t. LVI, )>. 5^ ; i85(). (2) Voir les analyses de M. Chevrcul clans les Rechercher chimiques sur les corps gras, p. i53; i823.

ALCOOL CUOLESTÉRIQUE. l6l

On obtient ces composés en chauffant la cholestérine avec les acides précédents à 200 degrés, pendant quelques heures, dans des tubes scellés à la lampe. Pour les purifier, on profite d'abord de leur neutralité et de leur résistance à la saponification, lesquelles permettent de les séparer de l'excès d'acide non combiné. Puis on lire parti de la grande solubilité de la cholestérine libre dans l'alcool bouillant, opposée à la solubilité faible, ou même presque nulle, de ses élhers dans le même dissolvant.

Les éthers cholestériques sont solides, cristallisables, plus fusibles que la cholestérine, plus ou moins solubles dans l'éther, très-peu solubles dans l'alcool bouillant, presque insolubles dans l'alcool froid, tout à fait insolubles dans l'eau. Leurs propriétés physiques : aspect, viscosité, phénomènes relatifs à la fusibilité, etc., sont intermédiaires entre celles des cires proprement dites et celles des résines.

D'après l'analyse, les éthers cholestériques peuvent se représenter par l'union de i équivalent de cholestérine et de I équivalent d'acide, avec séparation de 2 équivalents d'eau :

C'2H4iO' -h Acide — 2 HO.

Ils sont neutres et n'agissent point sur la teinture de tournesol dissoute dans l'alcool bouillant. Traités à 100 degrés par les alcalis dissous dans l'eau, ces éthers résistent beaucoup plus longtemps que les corps gras neutres, et se comportent à cet égard à peu près comme le blanc de baleine. Cependant, au bout de huit à dix jours d'action des alcalis hydratés à loo degrés, ces éthers se résolvent complètement en cholestérine et en acide, lequel demeure uni à l'alcali.

D'après diverses observations, il ne paraît pas improbable que quelques-uns de ces éthers, le composé stéarique notamment, existent soit à l'état normal, soit à l'état pathologique dans l'économie animale.

On va décrire la préparation des composés stéarique, butyrique, benzoïque. Chacun d'eux exige des précautions spéciales et fournit l'exemple d'un procédé général de purification.

ltJ2 LIVRE II. CHAPITRE I. SECTION X.

Cholestérine stéarique :

C88 H78 Qi = CS2 H" 02 -f- C^^ W^ 0^ — 2 HO.

La cholestérine stéarique s'obtient en chauffant à 200 degrés, pendant huit ou dix heures, dans un tube scellé à la lampe, I partie de cholestérine avec 4 ou 5 parties d'acide stéarique. Après refroidissement, la pointe du tube contient quelques gouttelettes d'eau. Au fond se trouve une masse cireuse homogène, mélange de cholestérine libre, d'acide stéarique libre et de cholestérine stéarique. Aucun gaz ne se manifeste au moment de l'ouverture du tube.

On élimine d'abord l'excès d'acide stéarique. A celte fin, on introduit la matière dans un petit ballon, on la fond, on y ajoute un peu d'éther, puis de la chaux éteinte, et l'on maintient le tout à 100 degrés pendant quelques minutes. Cela fait, on épuise par l'éther bouillant; le stéarate de chaux formé par l'acide libre du mélange primitif ne se dissout pas, tandis que la cholestérine libre et la cholestérine stéarique entrent en dissolution. On les obtient en évaporant l'éther. Le produit, redissous dans l'alcool bouillant, ne doit exercer aucune action sur la teinture de tournesol dissoute dans le même véhicule. Sinon, il serait nécessaire de recommencer les traitements par la chaux et par l'éther.

Reste à séparer la cholestérine libre. Dans ce but, on fait bouillir le mélange dans une petite capsule avec huit ou dix fois son poids d'alcool ordinaire, lequel dissout aisément à chaud la cholestérine libre et agit à peine sur sa combinaison stéarique. On décante l'alcool bouillant, et l'on répète cinq ou six fois le même traitement sur la combinaison demeurée insoluble.

La cholestérine libre est entièrement éliminée dès les premiers traitements, comme on l'a vérifié, en opérant sur des mélanges artificiels d'oléine, de margarine et de cholestérine. Dans ces épreuves de contrôle, la matière grasse neutre, privée de cholestérine par des traitements semblables aux précédents, a été ensuite saponifiée complètement, et on n'a vu reparaître après la saponification aucune trace de cholestérine.

ALCOOL CHOLESTÉRIQUE. l63

Quand les irailemenls par ralcool bouillant sont lerminés, la cholestérine sléarique demeure au fond de la capsule; elle offre l'aspect d'une matière cireuse fondue. On la dissout dans l'élher bouillant, qui la dépose sous forme cristalline en se refroidissant.

La cholestérine sléarique est neutre vis-à-vis du tournesol dissous dans l'alcool bouillant. Elle est blanche, et cristallise en petites aiguilles brillantes, beaucoup plus volumineuses que la stéarine. Elle est peu soluble dans l'éther froid, presque insoluble dans l'alcool ordinaire, même bouillant.

L'analyse de ce corps conduit à la formule

Soumise à l'action de la chaleur, la cholestérine stéarique fond vers 65 degrés en un liquide transparent ; par le refroidissement, elle se solidifie en conservant l'aspect d'une matière cireuse, d'un blanc mal, et privée de structure cristalline. Ses points de fusion et surtout de solidification sont difficiles à déterminer exactement, parce que cette substance participe a quelques égards des propriétés des résines.

Chauffée sur une lame de platine, elle fond, dégage une odeur aromatique mais peu agréable, puis brûle avec une flamme blanche, sans laisser de résidu. Distillée, elle se décompose, et s'acidifie, sans laisser de charbon en quantité sensible.

Traitée à loo degrés par la chaux éteinte en présence de l'eau, elle exige huit ou dix jours pour se dédoubler complètement. Elle se résout en acide sléarique, lequel demeure uni à la chaux, et en cholestérine libre. On isole cette dernière par l'éther, puis on met en liberté l'acide stéarique par l'acide chlorhydrique. Les deux générateurs de la cholestérine sléarique se trouvent ainsi reproduits dans leur étal primitif par le fait de la saponification.

Cholestérine butyrique :

CGO H50 0'' = O^^ Hii 02 -H C8 H^ 0'' — 2 HO. La cholestérine butyrique s'obtient en chauffant à 200 de-

l64 LIVRE II. CHAPITRE I. SECTION X.

grés, pendant liuii ou dix heures, dans un lube scellé à la lampe, la choleslérine avec l'acide butyrique.

Après refroidissement, on verse le contenu du tube dans une éprouvette qui renferme une dissolution concentrée de carbonate de potasse, puis on agite le tout avec de l'éther. On décante celui-ci, on le filtre, on le fait digérer sur du noir animal, et on l'évaporé au bain-marie. On sépare ainsi l'acide butyrique excédant, et l'on obtient un mélange de cholestérine butyrique et de cholestérine libre.

On traite ce mélange par trois ou quatre fois son volume dalrool bouillant, lequel dissout aisément la choleslérine et agit faiblement sur la combinaison butyrique. On décante l'alcool; la combinaison demeure insoluble au fond de la capsule. On répète quatre ou cinq fois ces traitements alcooliques, mais avec ménagement, parce que la cholestérine butyrique est un peu soluble dans l'alcool bouillant. Aussi une portion notable se trouve-l-elle sacrifiée dans la purification ; cependant une autre portion demeure insoluble et purifiée. On la fait recrislalliser dans l'éther.

La cholestérine butyrique est une substance neutre, blanche, inodore, assez fusible, très-soluble dans l'éther, très-peu soluble dans l'alcool froid, un peu plus soluble dans l'alcool bouillant.

L'analyse de ce corps répond à la formule

CeoHsoQi.

Les points de fusion et de solidification de la cholestérine butyrique sont très-difficiles à préciser, parce que cette matière, une fois fondue, demeure demi-molle et translucide, à la manière d'une résine, presque jusqu'à la température ordinaire.

Chauffée sur une lame de platine, elle fond, dégage une odeur d'abord aromatique, puis butyrique ; ensuite elle s'enflamme et brûle avec une flamme rougeàtre et fuligineuse, moins éclairante que celle du composé stéarique; elle ne laisse pas de cendres. Chauffée dans un tube, elle se décompose en s'acidifiant.

Les alcalis saponifient la cholestérine butyrique, avec régénération de choleslérine cl d'acide butyrique.

ÀLl.UOl. IMIOI.KSTÉRIQLI;. l()5

Cliolestérine henzoïqne :

C66 Hi8 Oi = C32 H" 0^ + O^ H^ 0^ — 2 HO.

La cholestérine benzoïque se prépare, comme les précédentes, en chauffant la cholestérine avec l'acide benzoïque à 200 degrés, pendant huit ou dix heures. Le tube renferme alors un mélange de cholestérine benzoïque, d'acide benzoïque libre et de cholestérine libre.

Pour éliminer l'acide benzoïque excédant, on opère comme ci-dessus, mais avec des précautions spéciales au cas présent, el sans lesquelles on ne saurait obtenir la neutralité parfaite du produit, signe essentiel de sa pureté. On broie le contenu du tube avec une dissolution concentrée de carbonate de potasse, de façon à réaliser un mélange aussi exact que possible; puis on introduit le tout dans une éprouvette, et l'on agite avec de l'éther. Quand celui-ci s'est séparé en couche surnageante, on en prélève quelques gouttes avec une pipette, et on les introduit dans un tube avec une trace de teinture de tournesol bleue et un peu d'eau : la teinture ne doit pas être rougie. Mais c'est là un résultat difficile à atteindre, parce que le benzoate acide de potasse formé tout d'abord est insoluble dans une dissolution de carbonate de potasse, ce qui entrave la neutralisation. On l'obtient cependant par une agitation très-prolongée, et surtout avec le concours d'un fragment de potasse caustique ajouté dans l'éprouvette.

Ce résultat atteint, on décante l'éther, on le filtre, on le fait digérer sur du noir animal, et on l'évaporé, ce qui fournit un mélange de cholestérine benzoïque el de cholestérine libre, unies parfois avec quelques traces de benzoate de potasse. On traite ce mélange par huit ou dix fois son poids d'alcool bouillant, lequel dissout aisément les deux derniers corps, mais agit à peine sur la cholestérine benzoïque. On décante l'alcool bouillant, el celte combinaison demeure insoluble sans perdre, même à chaud, l'étal solide. On réitère quatre ou cinq fois ces traitements alcooliques, el l'on fait recrislalliser 1.» rholosiérinc benzoïque dans l'éther bouillant.

l66 LIVRE II. cnAPIïRË I. SECTION X.

La cholestérine benzoïque est une substance neutre, cristallisée en petites paillettes blanches, légères, brillantes et micacées; assez soluble dans l'éther, très-peu soluble dans l'alcool bouillant. Les cristaux examinés au microscope se présentent sous l'aspect de grandes lamelles analogues à celles de la cholestérine libre, mais un peu plus épaisses et d'apparence rectangulaire, tandis que les lamelles de la cholestérine sont obliquangles d'une manière très-marquée.

L'analyse de ce corps répond à la formule

La cholestérine benzoïque, soumise à l'action de la chaleur, fond entre 126 et i3o degrés. Chauffée plus fortement sur une lame de platine, elle dégage une odeur spéciale, aromatique sans être agréable, puis elle brûle avec une flamme fuligineuse et sans laisser de cendres. Dans un tube, chauffée en petite quantité et avec précaution, elle se volatilise sans devenir acide et sans laisser de charbon. Si l'on opère sans précaution ou sur une quantité de matière un peu trop forte, elle fournil, entre autres produits, un sublimé d'acide benzoïque.

Traitée par la chaux éteinte et par l'eau à 100 degrés, la cholestérine benzoïque se décompose très-lentement, et finit par se résoudre en acide benzoïque et en cholestérine.

La cholestérine peut être regardée comme le type d'une série d'alcools monalomiques, représentés par la formule générale

A cette série appartient également l'alcool cinnamique, (]i8 ijio 0^. C'est la série alcoolique la moins riche en hydrogène qui soit encore connue.

Bien des principes doués d'une fonction analogue pourront sans doute être découverts ou caractérisés en soumettant aux méthodes d'investigation exposées dans cette Section les diverses matières neutres cristallisables de nature cireuse ou résineuse dont la fonction demeure encore indéterminée.

ALCOOL CHOLKSTÉRIQl'E. 167

Quoi qu'il en soii, la choleslérine constitue un alcool digne d'intérêt par le nombre élevé d'équivalents de carbone contenu dans sa formule : c'est l'une des matières organiques les plus complexes parmi celles qui ne résultent point de l'union de principes plus simples. Les alcools cérotique, C^^H^^O^, mélissique, C^OR^^ 92, et leurs dérivés sont peut-être les seules substances organiques à équivalents bien déterminés qui puissent être rapprochés à cet égard de la choleslérine.

Ce dernier principe offre d'ailleurs des liens fort intéressants vis-à^vis des acides de la bile, principes immédiats naturels qu'elle accompagne dans l'économie. En effet ces acides peuvent être regardés comme des combinaisons de glycollamine et

de taurine avec l'acide cholalique C** H^* 0*, 2 HO

et l'acide hyocholalique C^o H^o O»

Or les formules de ces derniers acides sont assez voisines de celle de la choleslérine pour qu'il soit permis d'espérer les former par son oxydation.

Enfin la complication de la formule de la cholestérine et la relation numérique entre le carbone et l'hydrogène qu'elle renferme donnent lieu à quelques remarques importantes en ce qui touche les corps produits par ses décompositions. En effet, ces corps, dans les limites de nos connaissances présentes, appartiennent à deux séries de dérivés tout à fait distincts et que peu de substances sont aptes à produire simultanément. Dans les uns, le carbone et l'hydrogène sont unis à équivalents égaux ou à peu près, de même que dans le gaz oléfianl et dans l'acide acétique. Dans les autres, au contraire, le carbone prédomine sur l'hydrogène, de même que dans la benzine et dans les corps qui s'y rattachent. Bref, la cholestérine, C^^H^^O^, se comporte comme si elle se partageait, dans les réactions, en deux groupes distincts correspondant à l'équation

C52 Hii 02 = €2" H2«-}- C^î-λ Hii-Ï" 02,

et fournissant chacun leurs dérivés particuliers.

Par exemple la décomposition de la choleslérine par la chaleur fournit :

D'une part, un carbure polymère du gaz oléfianl et volatil à i4o degrés (C^^H*^?), du gaz oléfianl, C* H/s et du gaz des marais, C^H^;

l68 LIVRE II. CHAPITRE I. SECTION X. — ALCOOL CUOLESTÉRIQLE.

El d'autre pari, un carbure volatil à 240 degrés, qui semble être un homologue de la benzine (C^^H^^?), et un carbure moins volatil et encore moins hydrogéné (nC^H?) (i). L'oxydation par l'acide nitrique forme à la fois : D'un côté, de l'acide acétique et des acides homologues

C2»H2''Oi,

Et d'un autre côté, de l'acide cholestérique, C^^H^ooio^ lequel est beaucoup moins hydrogéné.

Cette production simultanée de dérivés de la cholestérine appartenant à deux groupes fondamentaux distincts mérite d'être rapprochée de la formation de deux catégories de dérivés semblables et simultanés dans la décomposition de l'albumine et des principes azotés de nature animale. Elle rappelle d'ailleurs la synthèse des composés cinnamiques s'opérant par la combinaison de l'aldéhyde benzoïque avec un composé acétique. Peut-être la cholestérine pourra-t-elle être également formée par synthèse en combinant les deux groupes de composés révélés par ses décompositions analytiques.

(1) Heintz, Annalen der Chimie und Pharmacie, t. LXXVI, p, 366; i85o.