NATURE DES COMPOSÉS ORGANIQUES

1 . La chimie ùrgani(|iie a été longtemps regardée comme une science distincte de la chimie minérale. Les premiers composés dont elle s’est proposé l’étude étant des composés naturels, produits soit par les végétaux, soit par les animaux, on attribua leur formation à une influence spéciale de la vie soit végétale, soit animale, et pendant longtemps la synthèse directe des composés organiques à partir des éléments fut-elle regardée comme impossible, ou, pour mieux dire, ce problème ne fut même pas posé.

Les composés organiques furent donc regardés comme créés par des forces mystérieuses appelées forces vitales, dont les moyens d’action étaient supposés tout à fait étrangers à ceux dont nous pouvons disposer dans les laboratoires. On admit qu’ils devaient conserver dans leur nature et leurs propriétés le caractère particulier de leur formation. On les considéra donc comme essentiellement distincts des composés minéraux, susceptibles d’ètre formés de toutes pièces par l'union directe de leurs éléments. C’est là un des exemples fréquents où des théories vagues, ou plutôt dos mots sans signification réelle, ont retardé le progrès des sciences.

Aujourd’hui, comme nous le verrous, la synthèse chimique a permis de produire, par des procédés comparables à ceux employés dans la eldmie minérale, des corps identiques aux produits naturels qui se forment dans la vie des animaux et

des végétaux. Elle a permis d’en reproduire une infinité de nouveaux, et la chimie organique ne doit plus être regardée que comme un chapitre particulier de la cliimie générale. Ajoutons de suite que ce chapitre a atteint un développement beaucoup plus considérable que tous les autres.

La chimie organique est la partie de la chimie qui s’occupe de l'étude des composés du carbone. Mais il faut tout d’abord établir une distinction entre les corps organiques et les corps organisés. Les corps organiques sont des substances ayant une composition définie, susceptibles, du moins dans un grand nombre de cas, de cristalliser à l’état solide, et de bouillir à une température constante, à l’état liquide, de même que les substances minérales. Les corps organisés sont des organes, susceptibles de remplir des fonctions physiologiques spéciales. Ils présentent une structure particulière, en général cellulaire ou fibreuse. Ils sont constitués par le mélange de plusieurs composés définis distincts. La chimie organique n’a pas à faire l’étude de la structure et de la fonction physiologique des corps organisés; ce sont l:i des questions d’anatomie et de physiologie; elle n’a à s’occuper des composés organisés qu’au point de vue de l’étude des composés organiques, de composition chimique définie, qui les constituent.

2. Éléments des composés organiques. — Si l’on fait abstraction d’éléments jouant un rôle secondaire dans les composés organiques, tels que le chlore, le brome, l’iode, les métaux, le soufre, le phospliore, etc., qui ne font que se substituer à l’hydrogène, à l’oxygène et à l’azote, les éléments qui se combinent au carbone pour former les composés organiques sont en très petit nombre. 11 y en a trois, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. Beaucoup d’entre eux ne contiennent pas d’azote. Enfin, le carbone et l’hydrogène seuls peuvent s’unir entre eux pour former un groupe nombreux de composés binaires appelés les carbures d'hydrogène.

Comme on le voit, les éléments qui eonstituent les composés organiques sont au nombre de quatre. Cependant le nombre des composés organiques connus actuellement est fort considérable, et nous pouvons prévoir l’existence de séries indéfinies, contrairement à ce qui a lieu en chimie minérale, où le nombre des composés paraît jusqu’ici limité, bien que leurs éléments actuellement connus soient presque vingt fois aussi nombreux.

3. Nous allons voir comment il peut se faire que quatre éléments puissent former un nombre indéfini de composés.

En premier lieu, on peut combiner le carbone avec un seul des trois autres éléments, ou avec deux, ou enfin avec tous les trois à la fois, et l’on conçoit que l’association de ces éléments puisse, d’après leur nature et leurs proportions relatives, donner un nombre infini de composés.

4. Polymérie. — Une autre cause vient encore augmenter le nombre des composés organiques. Considérons, par exemple, un carbure d’hydrogène, l’éthylène CMU; 2S parties de ce carbure contiennent 24 parties de carbone pour 4 d’hydrogène, soit pour 100 parties : 85,714 de carbone, 14,286 d’hydrogène. Mais ce carbure n’est pas le seul qui corresponde à cette composition, et il en existe toute une série, donnant à l’analyse les mêmes résultats.

Tels sont :

l’élhylène C'II* le propylène C'II® le butylène C'Il* l’aniylène C'!!'»

riiexylène

le décylène

le mélissène C™!!'’", etc., etc.

Ces divers carbures se présentent sous des aspects différents : les deux premiers sont gazeux à la température ordinaire ; le second, le butylène, est intermédiaire entre les gaz et les liquides, il bout à + 5'. L’amylène est un liquide volatil bouillant à ôO". Les suivants sont aussi des liquides, mais leur point d’ébullition s'élève à mesure que l’on avance dans la série. Enfin les derniers sont des carbures solides et cristallisés, à point d’ébullition de plus en plus élevé, ou ne pouvant plus être distillés sans altération.

Tous ces carbures, comme on le voit, sont fort différents par leur aspect et leurs propriétés ebimiques. Cependant ils ont tous une composition centésimale commune, représentée par 85,714 de carbone pour 14, 286 d'hydrogène. Quelle est donc la cause qui produit ces différences'? C’est le degré de condensation, qui nous est manifesté par les densités de vapeur de ces composés. Si nous comparons, en effet, le poids de ces divers corps pris à l'état de vapeur sous un même volume, à une même température et sous une même pression, par exemple sous un volume égal à celui qu’occupent à cette température et sous cette pression 2 équivalents d'hydrogène, nous trouvons les nombres suivants :

pour l’éthylène C*H*. .

— le propylène C=I1'.

— le butylène CMl*.

— l’amylène C*'!!*'. .

— l’hexylène C‘*H‘’.

— le décylène C*'H'" . 1 10 =10x14

— le mélissène C"!!"' . 420 = 30x14

On voit que ces poids sont entre eux comme les nombres 2. 3. 4. 5. 6... 10...

boit encore un autre carbure, l'acétylène G‘1P. 26 parties de ce carbure contiennent 24 parties de carbone pour 2 d’hydrogène, soit pour 100 parties 92,308 de carbone, 7,692 d’hydrogène. Mais on connaît aussi plusieurs carbures qui possèdent la même composition.

Tels sont :

l'acétylène C‘H* le diacétylène C*I1‘

ENncLOPÉniE CHIMIQUE, lii benzine C'®I1' le sljTolèno

riiydrure de naphtaline C-'’!!"’ riijdnire iraccnaphtêne C^‘11'* l’Indrure d’antliracène C**II'*

Or, tandis que l’acétylène est un gaz, la benzine et le styrolène sont deux liquides bouillant l’un à 80", 4, l'autre à 140", 5. Les autres sont solides et cristallisés. Cependant leur composition centésimale est la même. Ils contiennent, sur 100 parties, 92,508 de carbone et 7,692 d’hydrogène. C’est encore à leur état de condensation qu’il faut attribuer les différences que l'on constate dans leurs propriétés. Si, en elfet, nous considérons le poids d’un volume de vapeur de ces corps défini comme précédemment, nous verrons que ces poids sont les suivants :

pour l’acétylène C‘H- . 26

— le diacétylène C*1P . 2 X 26

— la benzine C'Il® . 5 x 26

— le styrolène C'il* . 4x26

— l’hydrurc de naphtaline ... 5 X 26

— l'hydrure d’acénaphtène C“I1*^ ... 6 X 26

— l’hydrure d’anthracèneC**ll‘* . 7x26

On voit que ces poids sont entre eux comme les nombres 1. 2. o. 4. 5. 6. 7.

On conçoit du reste que la condensation puisse être poussée plus loin, et que le nombre de composés contenus dans ces deux séries puisse être indéfini. Mais on éprouve une difficulté de plus en plus grande à séparer ces carbures, à mesure que la molécule se complique.

— Les corps tels que les précédents, qui ont une composition centésimale identique, et qui ne diffèrent que jiar leur état de condensation, sont ajipelés corpg polymères. Ceux que nous avons cités peuvent être considérés comme engendrés par une série de condensations successives, et c’est en effet ce que démontre l’expérience. Ces corps peuvent être produits par l’action de la chaleur sur le premier de la série dont ils font partie. On voit doue qu’ils sont liés entre eux par des relations d’origine. Cette affinité se retrouve dans les propriétés chimiques de ces corps.

11 n’en est pas toujours ainsi, et il existe un certain nombre de corps qui possèdent une même composition centésimale sans cependant présenter de relations de ce genre dans leur mode de formation et dans leurs propriétés. Citons par

exemple :

L’acide acétique . C‘H'0* ;

L’acide lactique . C’H'O" ;

Le glucose (desséché) . C‘*11'*0''.

La composition centésimale de ces trois corps est absolument la même. On ne peut mesurer la densité de va|)cur des deux derniers et par conséquent faire le même rapprochement que tout à l’heure, mais la comparaison des équivalents de ces trois

(iÈNÉHAl.lTKS.

corps permet de juger de leur état de condensation relalit'. Or les équivalents de ces corps sont 60, 00, 180, c’est-à-dire qu’ils sont entre eux comme les nombres 2, 5, 6. Cependant l'acide lactique et le glucose n’ont pu être produits par la condensation de l’acide acétique, pas plus que le glucose par la condensation de l’acide lactique. En outre, les propriétés chimiques de ces trois corps sont tout à fait différentes.

L’identité de leur composition centésimale doit donc être regardée comme une simple coïncidence fortuite. Nous verrons tout à l’heure que de pareilles coïncidences peuvent se produire pour des corps ayant non seulement la même composition centésimale, mais encore la même formule, c’est-à-dire dans le cas de l’isomérie.

5. Isomérie. — On désigne sous le nom de métamères des composés qui, de même que les corps polymères, possèdent la même composition centésimale, mais qui en outre présentent le même état de condensation, et dont, s’ils sont volatils, un même volume de vapeur pris à une même température et à une même pression pèse un même poids.

On distingue sous le nom d’isomères tous les corps qui possèdent la même composition centésimale, de sorte que les corps isomères se subdivisent en deux sortes, les corps métamères et les corps polymères. En réalité, dans la pratique, l’expression de corps métamères est peu usitée, et l’on a l’habitude d’attribuer au mot isomère le sens réel du mot métamère. Du reste, les deux expressions de corps isomères et corps polymères sont parfaitement siiflisantes pour désigner les corps qui, ayant une même composition centésimale, possèdent un état de condensation identique ou différent.

L’isomérie est encore une cause qui vient augmenter le nombre des composés organiques.

On peut produire des corps isomères de deux façons distinctes : soit eu faisant réagir deux systèmes de corps différents, soit simplement par l’action réciproque de deux corps.

Supposons en premier lieu ((ue nous fixions sur l’éthylène C'ID les éléments de 1 eau H*0* ; nous formerons l’alcool ordinaire :

C‘fD(ll-0*) = C:''lF’UL

Prenons, d’autre (lart, de l’alcool métliylique ;

C‘1PÜ*= (:*lP(ll-'0^)

et remplaçons les éléments de l’eau par uu second équivalent d’alcool métliylique ; nous aurons ainsi le corps :