XXII INTRODUCTION

être montrés Irès-netlement par l'élude de l'amidon. L'amidon est un composé ternaire, formé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. 11 n'est pas cristallisé et il offre une structure déterminée qui dépend de la forme des cellules au sein desquelles il a pris naissance; enfin c'est une substance insoluble, fort altérable par la chaleur et par les agents chimiques. Soumettons l'amidon à l'action d'un acide étendu : nous le transformons en un composé nouveau, le sucre de raisin, matière cristallisée, soluble dans l'eau, déjà plus éloignée de l'organisation que ne l'est l'amidon, mais encore fort altérable. Le sucre à son tour devient l'origine de nouveaux produits, plus simples que lui-même. Sous l'influence d'un ferment, par exemple, il fournit de l'alcool et de l'acide carbonique. L'acide carbonique est un composé binaire et minéral; l'alcool, au contraire, possède à un haut degré les propriétés des principes organiques. Comme le sucre de raisin et comme l'amidon , l'alcool est un composé ternaire, formé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène; mais il est bien moins compliqué que les principes qui l'ont formé par leur métamorphose. En effet, chacun sait que l'alcool est un liquide volatil, soluble dans l'eau, doué de propriétés physiques parfaitement définies. Jl peut être réduit en vapeur, ce qui atteste d'une manière certaine une simplicité et une stabilité plus grande que celle du sucre et de l'amidon. Enfin l'alcool résiste bien mieux à l'action de la chaleur, à celle des acides et des alcalis concentrés. Cependant, nous venons de le dire, l'alcool est encore une substance organique: il n'a point d'analogue en chimie minérale; sa stabilité, quoique supérieure à celle du sucre, ne saurait être comparée en aucune façon à celle de l'eau ou de l'acide carbonique. Aussi l'alcool, traité par les agents chimiques, éprouve-l-il à son tour de nouvelles décompositions. II suffit, par exemple, de faire agir l'acide sulfurique sur ce corps pour le résoudre en eau et en gaz oléfiant. La nouvelle substance formée dans cette troisième décomposition, c'est-à-dire le gaz oléfiant, est encorp plus simple que l'alcool; car c'est un composé binaire, un carbure d'hydrogène. Il est naturellement gazeux et il résiste bien mieux aux réactifs. Cependant le gaz oléfiant n'est point de l'ordre des composes minéraux; il ^e (jetiiiii plus aiserneni que l'eau ou racidc car-

IMUODlCiloN. X\IH

bonique; une clialeiir irès-iniense suffit pour le décomposer en ses éléments, c'est-à-dire en hydrogène et en carbone. A ce moment, nous avons évidemment atteint le dernier terme de nos analyses.

Voilà comment, par une suite de transformations définies, nous savons passer de l'amidon au sucre, puis à l'alcool, au gaz oléfiant, enfin au carbone, à l'hydrogène, à l'eau et à l'aride carbonique. Cette série de décompositions successives pourrait être reproduite, avec des phases pareilles, à l'égard de toutes les matières tirées des êtres vivants. C'est ainsi que des composés ternaires, formés de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, on passe, en général, aux carbures d'hydrogène; c'est ainsi que les travaux modernes ont groupé autour des alcools la plupart des composés organiques.

Tous ces changements, dus à l'inlluence des réactifs, présentaient jusqu'ici un caractère commun : les éléments des corps qui les éprouvent se trouvaient de plus en plus rapprochés de leuV" séparation finale. En un mol, au lieu de décomposer complètement et du premier coup les combinaisons organiques formées sous l'inlluence de la vie, on les décomposait par degrés successifs et suivant une échelle régulière, en passant du composé primitif à des composés moins compliqués, de ceux-ci à d'autres, et ainsi de proche en proche, jusqu'à ce que l'on eût atteint les termes simples d'une destruction totale. De là celte belle série de travaux poursuivis pendant trente années qui ont permis d'obtenir tant d'êtres artificiels par la voie des décompositions ménagées, et qui ont jeté les bases analytiques de la classification des substances organiques. Mais on ne savait point jusqu'ici remonter cette échelle, partir des corps élémentaires pour former, par le seul jeu des affinités que l'on a coutume de mettre en œuvre dans la nature inorganique, des carbures d'hydrogène, puis des alcools et des composés de plus en plus compliqués.

Aussi les lois de la combinaison observées en chimie minérale semblaient-elles insuffisantes pour expliquer les faits observés dans la nature organique, comme si quelque chose de vital demeurait jusqu'au bout dans les principes organiques et leur imprimait ce cachet originel qui donnc^ à ces corps un air de famille oi 1rs fait reconnnîiro à l'iiislant.

XXIV INTRODLCIK».

Cette différence fondamentale entre l'étal d'avancement de la chimie organique et celui de la chimie minérale se retrouve jusque dans le mode d'exposition qui avait été suivi dans l'Qtude de ces deux sciences. Tandis que la chimie minérale part des corps simples et s'élève graduellement aux composés binaires, ternaires, etc., qui résultent de la combinaison de ces corps simples, pris deux à deux, trois à trois, etc. ; tandis qu'elle va toujours du simple au composé; la chimie organique procède en général inversement. Tous les auteurs qui l'ont exposé, en marchant du connu à l'inconnu et sans autre point d'appui que les considérations expérimentales, ont dû prendre leur point de départ dans les produits immédiats de l'organisation. En général, ils ont procédé du ligneux et de l'amidon au sucre, du sucre à l'alcool, de l'alcool enfin aux carbures d'hydrogène, c'est-à-dire qu'ils sont partis des corps les plus composés parmi ceux que nous rencontrons dans les êtres vivants, puis ils sont descendus par une analyse successive, en traversant l'étude d'êtres de plus en plus simples, jusqu'aux composés binaires et jusqu'aux éléments. La science se trouve dès lors comme suspendue dans le vide et privée d'une base indépendante. Si quelques chimistes ont suivi un ordre différent dans ces expositions, cependant ils ont été forcés de donner aux composés organiques qu'ils ont voulu décrire en première ligne la même origine physiologique que tous les autres auteurs, c'est-à-dire de les obtenir au moyen d'autres composés organiques, plus complexes, et que les êtres vivants seuls sont aptes à produire. Mélange singulier, quoique nécessaire, de chimie et d'histoire naturelle, qui ôte à la science une partie de sa rigueur abstraite.

On voit par ces développements quelles différences ont séparé jusqu'ici la chimie organique et la chimie minérale, sous le triple rapport de la marche générale des découvertes, de la nature des méthodes et de la manière de présenter l'ensemble de la science. Ces différences tenaient essentiellement à l'impuissance de la synthèse en chimie organique, opposée à sa puissance en chimie minérale.

Ce n'est pas que l'on n'ait réussi à produire avant ces derniers temps quelques substances analogues aux principes organiques par la nature do leurs élémonts. L'urée est l'exemple

JNTROniCTION. \XV

le plus ancien et le plus frappant de ces premières synthèses. Mais la formation de ces substances, au nombre de deux ou trois seulement, « placées, d'après Berzelius, sur la limite ex- » trème entre la composition organique et la composition in- » organique (i) », et situées en dehors des cadres les plus caractéristiques de la chimie organique, était insuffisante pour décider la question d'une manière générale. Aussi Berzelius disait-il encore ; « Quand même nous parviendrions avec le » temps à produire avec des corps inorganiques plusieurs sub- » stances d'une composition analogue à celle des produits » organiques, cette imitation incomplète est trop restreinte » pour que nous puissions espérer produire des corps orga- » niques, comme nous réussissons, dans la plupart des cas, à » confirmer l'analyse des corps inorganiques en faisant leur » synthèse (2). »

Bref, les exemples de synthèse étaient jusqu'ici si rares, tellement isolés et si peu féconds, que la plupart des esprits étaient portés à regarder comme chimérique toute espérance de refaire d'une manière générale les substances organiques au moyen des corps simples qui les constituent. Quelles que fussent les opinions spéculatives sur ce sujet, aucun alcool n'avait été produit expérimentalement au moyen d'un carbure d'hydrogène, aucun carbure n'avait été formé avec les éléments. En envisageant l'extrême mobilité des composés organiques, leur physionomie particulière, la facilité avec laquelle les forces les plus faibles opèrent leur destruction, plusieurs chimistes continuaient même à penser que leur formation au sem des organismes vivants dépendait « de l'action mystérieuse » de la force vitale, action opposée, en lutte continuelle avec » celles que nous sommes habitués à regarder comme la cause » des phénomènes cbimiques ordinaires (3). » C'est ainsi que Gerhardt avait pu dire, il y a quelques années, en parlant de son système de classification : « J'y démontre que le chimiste

(1) Berzelius, Traité de Chimie, t. V, p. 12, tradudion française; iSi^i.

(2) Berzelius, même ouvrage, p. i3 et i/J.

(3) ro// aussi GERiiAunT, Précis de Chimie 01 ^aniqur, t. I, p. 2 el surtout p. 3;

XXVI IMRODlCTiON.

» fait tout l'opposé de la nature vivaiile, qu'il brùlo, clciruil, » opère par analyse; que la force vitale seule opère par s\n- » thèse, qu'elle reconstruit l'édifice abattu par les forces clii- » miques (i). »

Ces citations attestent l'état d'imperfection dans lequel la chimie organique était demeurée jusqu'à ces dernières années, l'impossibilité où elle se trouvait d'établir expérimentalement ses doctrines sur les mêmes fondements simples et absolus que la chimie minérale. En un mol, la chimie organique avait procédé jusqu'ici par voie analytique, en étudiant successivement les lois des transformations infinies que les substances formées par les êtres vivants éprouvent de la part des réactifs. Mais celle analyse est-elle complète? Ces lois donnent-elles une idée suffisante de toutes les forces qui président à la formation même des substances organiques? C'est ce que la synthèse peut seule démontrer; seule elle peut établir d'une manière définitive l'identité des forces qui agissent dans la chimie minérale avec celles qui agissent dans la chimie organique, en montrant que les premières suflisent pour reproduire tous les effets et tous les composés auxquels les secondes donnent naissance.

C'est celle œuvre que j'ai poursuivie pendant dix années cl dont le présent ouvrage renferme l'application générale a la chimie organique. En effet, j'ai entrepris de procéder en chimie organique comme on sait le faire depuis près d'un siècle en chimie minérale, c'est-à-dire de composer les matières organiques en combinant leurs éléments, à l'aide des seules forces chimiques. Le succès de ces expériences permettra désormais de présenter l'ensemble de la science avec toute rigueur, en marchant du simple au composé, du connu à l'inconnu, et sans s'appuyer sur d'autres idées que sur celles qui résultenl de l'étude purement physique et chimique des substances minérales. Au lieu de prendre son origine dans les phénomènes

(i) Cnm/'fi'f II luiii^ I \^^ ]> 'iii^.

IMlUtlii CIKO. XWli

(le la vie, la chimie organique se trouve inainlenanl posséder une Ijase indépendante; elle peut rendre à son tour à la physiologie les secours qu'elle en a si longtemps tirés.

Cette marche nouvelle de la chimie organique s'effectue en procédant suivant les mêmes idées qui ont fondé la synthèse en chimie minérale. Dans les deux cas, il suffit de suivre une marche inverse de celle de l'analyse. On a vu comment l'analyse organique conduit à décomposer les principes naturels, a iormer d'abord les corps volatils et principalement les alcools; de ceux-ci, l'analyse passe aux carbures d'hydrogène, et des carbures aux éléments.

Jtenversant les termes du problème, j'ai pris pour point de départ les CQrps simples, le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, et j'ai reconstitué par la combinaison de ces éléments des composés organiques, d'abord binaires, puis ternaires, etc.. les uns analogues, les autres identiques avec les principes immédiats contenus dans les êtres vivants eux-mêmes.

Quelques développements sont ici nécessaires pour montrer la suite progressive de ces formations synthétiques. Les substances que l'on forme d'abord, par des méthodes purement chimiques, sont les principaux carbures d'hydrogène, c'est-àdire les composés binaires fondamenlauK de la chimie organique. Pour les produire de toutes pièces, au moyen des composés minéraux et des éléments eux-mêmes, voici l'une des voies suivant lesquelles on peut procéder. On prend l'oxyde de carbone, c'est-à-dire une sul)stance purement minérale, et, par le seul concours du temps et des affinités ordinaires, on combine cet oxyde de carbone avec les éléments de l'eau : on obtient ainsi un premier composé organique, à savoir l'acide formique. (]et acide, uni avec une base minérale, engendre un formiale; détruisant enfin le formiate parla chaleur, on oblige le carbone del'oxule de carbone et l'hydrogène de l'eau à se combiner à l'état naissant pour donner lieu à des carbures d'hydrogène. Ainsi se lorinent le gaz des marais, le gaz oléfianl, le propylène, etc. Des méthodes analogues permettent d'obtenir les princi])aux carbures d'hydrogène au moyen des éléments; c'est le premier pas de la synthèse.

Les carbures d'îiNdroiiène ainsi pré|)ar(''s deviennent a leui lour le poini (!*• depail de la •>yiilliè^(' îles .dcnols. \\e< le y;!/

WVIil IMROULtTlON.

des marais el l'oxygène, on forme l'alcool mélhYU<|ue; avec le gaz oléfiant et les éléments de l'eau , on forme l'alcool ordinaire; avec le propylène et les éléments de l'eau, on forme l'alcool propylique, etc.

Voilà par quelles méthodes générales j'ai opéré la synthèse des carbures d'hydrogène el celle des alcools. Ce sont les premiers produits de la synthèse, et les plus difficiles à réaliser. Les carbures d'hydrogène et les alcools, en effet, sont les plus caractéristiques peut-être parmi les composés organiques. Ils n'ont point d'analogues en chimie minérale, ils constituent la base de notre édifice, et ils deviennent le point de départ de toutes les autres formations. L'intervention des actions lentes, celle des affinités faibles et délicates, suffisent pour les obtenir. En s'appuyant sur les mêmes métliodes, on peut pousser plus avant; en effet, à mesure que l'on s'élève à des composés plus compliqués, les réactions deviennent plus faciles et plus variées, et les ressources de la synthèse augmentent à chaque pas nouveau. En un mot, dans l'ordre de la synthèse organique, le point essentiel réside dans la formation des premiers termes au moyen des éléments, c'est-à-dire dans celle des carbures d'hydrogène el des alcools : c'est elle qui efface en principe toute ligne de démarcation entre la chimie minérale et la chimie organique.

Celte formation est d'autant plus décisive, qu'elle permet de rattacher les nouveaux résultats avec les travaux accomplis jusqu'ici en chimie organique. En effet, les chimistes savent aujourd'hui produire, au moyen des alcools et des carbures, une multitude d'autres composés : tels sont les aldéhydes, premiers termes d'oxydation qui comprennent la plupart des huiles essentielles oxygénées; tels sont encore les acides organiques, si répandus dans les végétaux et dans les animaux. En combinant ces mêmes alcools et ces mêmes carbures avec les acides, on obtient les éthers composés, nouvelle catégorie de substances propres à la chimie organique, et qui se retrouvent dans la végétation. L'ensemble de ces résultats comprend la plupart des composés ternaires. On peut aller plus loin. En effet, les alcools, les aldéhydes, les acides, étant unis avec l'ammoniaque, donnent naissance à leur tour aux 'substances (jualeiiiaires, formées de rarbone, d'h^drogène,

INTRODLCTION.

d'o\>yene el d'azole, o'esl-à-dire aux corps désignés sous les noms d'amides el d'alcalis.

La svnihèse étend ainsi ses conquêtes, depuis les éléments jusqu'au domaine des substances les plus compliquées, sans que l'on puisse assigner de limite à ses progrès. En effet, si l'on envisage par la pensée la multitude presque inflnie des composés organiques, depuis les corps que l'art sait reproduire, tels que les carbures, les alcools et leurs dérivés, jusqu'à ceux qui n'existent encore que dans la nature, tels que les matières sucrées et les principes azotés d'origine animale, on passe d'un terme à l'autre par des degrés insensibles, et l'on n'aperçoit plus de barrière absolue et tranchée, que l'on puisse redouter avec quelque apparence de certitude de trouver infranchissable. On peut donc affirmer que la chimie organique est désormais assise sur la même base que la chimie minérale. Dans ces deux sciences, la synthèse, aussi bien que l'analyse, résultent du jeu des mêmes forces, appliquées aux mêmes déments.

On voit ici quelle est la marche successive de la synthèse, comment elle permet de construire les fondements de l'édifice, et d'en asseoir les premières assises, en coordonnant les résultats nouveaux et les résultats acquis sous un même point de vue et par une même méthode, comparable à celle de la chimie minérale. On voit aussi comment aux nouvelles méthodes de formation synthétique répond une manière nouvelle d'envisager la science et des liens nouveaux et généraux entre les faits qui la constituent. Ce qui caractérise surtout ces nouveaux liens, ce nouveau point de vue, ce qui les distingue essentiellement des opinions passagères qui se sont succède'^ dans la science, c'est qu'ils ne reposent pas sur des conjectures, sur des présomptions plus ou moins incertaines, mais sur des faits réalisés. A.ussi les nouvelles vues permettentelles de constituer la science en dehors des systèmes incomplets el incertains qui sont fondés sur les procédés de décomposition. Enfin l'application aux substances naturelles des procédés généraux qui résultent de ce vaste ensemble d'idées et de travaux fournil aux travaux synthétiques une base chaque jour plus assurée. Elle permet dès aujourd'hui de former de toutes pièces un nombre immense de substances organiques;

XXX IMRODIC.TION.

elle ouvre en nièiue temps au\ recheiclies lulures un champ illimité.

En effet, au delà de ce premier domaine conquis sur l'inconnu, et rattaché définitivement à la chimie minérale, s'étend la multitude des composés naturels qui n'ont pas encore été reproduits par l'art, ni même soumis à une élude analytique suffisante. Voilà quels corps il s'agit maintenant d'attaquer à l'aide des mêmes idées, des mêmes méthodes générales qui ont permis de former les composés fondamentaux. Déjà la synthèse pénètre dans ces nouvelles régions. La reproduction des corps gras neutres fournit l'exemple d'une classe entière de principes naturels de cet ordre reconstitués par les mêmes méthodes générales.

Ces faits, ces rapprochements féconds, ces vues et ces prévisions sont en partie réalisés, en partie appuyés sur des conjectures : on exposera les premiers avec toute la netteté que comportent des résultats, accjuis; on signalera les seconds avec toute la réserve qu'exigent des problèmes aussi délicats et dont la solution se développe chaque jour sous nos yeux.

ii 7.

L'exposition générale des méthodes synthétiques donne lieu a un nouvel ordre de considérations, presque inaperçu jusqu'ici en chimie organique. En effet, on est conduit par là à formuler d'une manière générale toute une série de problèmes qui n'ont jamais été discutés d'une façon suivie et systématique : on veut parler des problèmes Irn'erses. Ces problèmes se présentent à chaque pas dans les recherches synthétiques: il n'en est aucune qui ne repose sur leur discussion. Ils ont pour objet de renverser toute réaction, toute décomposition, et de remonter dans chaque cas des produits transformés aux substances primitives. Pour en bien faire comprendre la signification et la portée véritable, nous croyons nécessaire d'exposer avec détail les problèn)es inverses dans quelques-unes de leurs applications particulières. Il s'agit des transformations réciproques entre les divers composés binaires du carbone; l'intérêt qui s'attache à leur étude est d'autant

l\TRObL«;TIO.N. XXXr

plus vil, qu'elle embrasse, entre autres résultais, la synthèse du gaz des marais.

Le carbone combiné avec l'oxygène forme l'acide carbonique; avec le soufre, il produit le sulfure de carbone; son union avec le chlore constitue, entre autres produits, le perchlorure de carbone; enfin la plus simple des combinaisons entre le carbone et l'hydrogène est le gaz des marais. Ces quatre combinaisons binaires du carbone renferment toutes le même poids de carbone dans un même volume de leurs vapeurs. Deux d'entre elles, l'acide carbonique et le sulfure de carbone, peuvent être obtenues par la combinaison directe d*^ leurs éléments. Étant donnée l'une de ces quatre combinaisons binaires du carbone, il s'agit de produire à volonté les trois autres.

Commençons par le gaz des marais ; c'est le moins stable des quatre composés, celui qu'il est le plus facile de métamorphoser. L'action directe du chlore sur le gaz des marais, à la température ordinaire, le transforme en perchlorure de carbone; le soufre, agissant à la température rouge sur le gaz des marais, produit du sulfure de carbone; enfin il suffit de mêler l'oxygène et le gaz des marais, puis d'enflammer le tout, pour obtenir à l'instant de l'acide carbonique.

Cherchons maintenant à produire des changements analogues au moyen du perchlorure de carbone. En faisant agir ce corps sur un sulfure minéral, à la température rouge, on obtiendra du sulfure de carbone; en opérant avec un alcali, on produira de l'acide carbonique. 11 est même assez facile de changer le perchlorure de carbone en gaz des marais, en faisant agir peu à peu l'hydrogène sur le perchlorure, à la température du rouge sombre. On trouve ici une ressource nouvelle pour obtenir le gaz des marais par synthèse, puisque, pour arriver au but, il suffit d'obtenir d'abord le perchlorure de carbone.

Prenons le sulfure de carbone à son tour comme point de départ. Nous pourrons le changer en acide carbonique, sous l'influence de la potasse, surtout si nous faisons intervenir le concours de la chaleur. Avec ce même concours, le chlore donnera naissance au perchlorure de carbone. Enfin, si nous faisons agir à la fois le sulfure de carbone et l'hydrogène sul-