Formation des carbures d'hijdrogène par synthèse

La plupart des composés organi(jues résultent de l’union de quatre corps élémentaires, le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote, unis deux à deux, trois à trois, quatre à quatre. Les composés quaternaires, qui renferment à la fois ces 4 éléments, ])euvent être obtenus à l’aide des composés ternaires, c’est-à-dire avec ceux qui renferment seulement du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène; ceuxci, à leur tour, peuvent être formés synthétiquement avec les composés binaires, contenant simplement du carbone et de l’hydrogène, de telle sorte que tout le problème synthétique se trouve, en dernière analyse, ramené à la synthèse des carbures d'hydrogène. Ce problème, entouré à l'origine de grandes difficultés et regardé pendant longtemps comme inabordable par la plupart des chimistes, a été en grande partie résolu par M. Berthelot. Voici la marche suivie par ce savant pour réaliser ses admirables synthèses :

1" Transformation des composés oxygénés du carbone en carbures d’hydrogène;

2° Transformation du sulfure de carbone et des chlorures de carbone en carbures d’hydrogène ;

5“ Formation des carbures complexes par l’action de la chaleur sur les acétates et les butyrates ;

4“ Combinaison directe du carbone avec l’hydrogène : formation des carbures pyrogénés.

De nouvelles synthèses ont été effectuées par d’autres chimistes, tels que Fittig et Tollens, Friedel et Crafts, Landolpb, Lippmann,'W'urtz, Zincke, etc.

La transformation des composés oxygénés du carbone en carbures d’hydrogène a pour point de départ la combinaison directe de l’oxyde de carbone avec les éléments de l’eau. Cette réaction s’effectue en traitant en vase clos l’oxyde de carbone par la potasse caustique, d’où résulte de l’acide formique ou plus exactement du formiate de potassium :

CW-hKI10‘=C‘HK0‘.

On transforme ce sel en formiate de baryte, et ce dernier sel, soumis à Faction de la chaleur, se scinde en deux séries distinctes de composés : une partie du carbone régénère des composés oxygénés, acide carbonique, oxyde de carbone, eau; l'autre portion reste en combinaison avec l’hydrogène, ce qui fournit du gaz des marais, de l’éthylène, du propylène, conformément aux équations suivantes :

4CMIBa0* = 2C*Ba*0‘ -f C*0‘ + C*H‘.

8C’HBa0*=4C*Ba’0* -p 2G*0‘ -p G‘11‘ -p 211*, etc.

En résumé, l’oxyde de carbone, uni aux éléments de l’eau, donne de l’acide

formi((ue l't le formiale de baryte développe à la distillation sèche des carbures lorinéiiiqucs et étliyluniques.

On parvient à des résultats analogues en remplaçant les composés oxygénés du carbone par le sulfure de carbone. Ce corps cède facilement son soufre aux réactifs, d’où résulte du carbone qui, par sa mise en liberté, se combine aisément à riiydrogène. Pour réaliser cette transformation, on fait arriver dans un tube de porcelaine chauffé au rouge sombie et contenant du cuivre, un courant gazeux de sulfure de carbone et d’acide sulfhydrûjue; le métal s’empare du soufre contenu dans les deux composés, une poçtion de l'hydrogène reste libre, et une autre s’unit au carbone mis à nu, de telle manière que l’on obtient un mélange gazeux qui renferme à la fois de l’hydrogène, du formène, de l’éthylène, de la naphtaline et quelques traces de matières goudronneuses contenant vraisemblablement des carbures encore plus condensés.

Kn remplaçant, dans cette expérience, l’acide sulfhydrique par l’hydrogène phosphoré, préparé par l’action de l'eau sur le phosphure de calcium, on obtient également un mélange de formène et de gaz oléfiant. On augmente la proportion de ces deux gaz en faisant réagir sur du fer métallique un mélange de sulfure de carbone, d’hydrogêne sulfuré et d’oxyde de carbone. Il est à noter qne dans toutes ces expériences une grande quantité d’hydrogène reste en liberté, en raison sans doute de la faiblesse des affinités de cet élément pour le carbone.

Pour mettre en évidence l’éthylène dans toutes ces réactions, on fait barboter le gaz dans du brome ; on isole le bromure d’éthylène et on régénère le gaz oléfiant en traitant ce bromure en vase clos et à 275 degrés par l’eau, le cuivre et l’iodure de potassium, conformément à la méthode imaginée par M. Berthelot.

Pour isoler le formène des gaz étrangers qui l’accompagnent, notamment de l'hydrogène, on agite le mélange gazeux avec de l’alcool absolu, et on chauffe le' liquide ainsi saturé dans un petit ballon exactement rempli. Le gaz recueilli, lavé à l’acide sulfurique concentré pour enlever les vapeurs d’alcool, fournit par combustion un volume d’acide carbonique, en absorbant deux volumes d’oxygène.

Lorsejue l’on dirige un mélange de gaz des marais et d’oxyde de carbone dans un tube de verre vert chauffé au rouge et rempli de pierre ponce, il se forme une quantité notable de propylèuc que l’on peut isoler au moyeu du brome ;

2C‘1P+C*0’=GW + 1P0».

Vaporise-t-on un chlorure de carbone dans un courant d’hydrogène et fait-on passer la vapeur dans un tube analogue au précédent, chauffé à une température comprise entre le rouge sombre et le rouge vif, on obtient également des carbures d’hydrogène.

Dans les conditions précitées, le perchlorurc de carbone G*C,1‘, le sesquiehlornre C‘C1“, et le protoehlorure C*CP fournissent du gaz de marais et une quantité con.sidérahle d’éthylène, tandis que le chlorure de Julin ou benzine perchlorée, C‘*Cl“, se transforme en naphtaline (Berthelot).

On ])eut admettre que le formène résulte de la substitution directe du chlore par l’hydrogène dans le perchlorure :

2C’GP + 41P=Cm' + 4IlCI.

CAnBUftES D’HYDROGÈNE.

Tandis que le gaz olcfiant tire probal)lcment son origine de la réaction bien connue en vertu de laquelle le perchlorure se scinde au rouge en chlore et en étlivlène perchloré :