C*HA(C*H60«); C*H*(C*H

et généralement de s'unir avec un corps quelconque, pourvu que le volume gazeux de ce corps demeure toujours égal au volume d'hydrogène (ou d'eau), primitivement éliminé dans la formation de l'éthylène.

Les composés complets sont eux-mêmes susceptibles

5o6 RÉÀGTIOIIS PAR ÉLIMIlfATIOlf.

de se prêter h des réactions par addition ; c'est à la condition d'agir sur des composés incomplets, qu ils viennent compléter. Mais deux composés complets, définis par les formules génératrices que nous avons développées tout à rheure, c'est-à-dire dérivés du formëne par substitution équivalente, ne peuvent être ajoutés l'un à l'autre, sans qu*il y ait élimination d'éléments. Au contraire, les deux autres ordres de réactions générales, c'est-à-dire les réactions par élimination et les réactions par substitution, sont communes aux composés complets et aux composés incomplets.

Par le fait d'une élimincuion^ un composé quelconque renfermant de l'hydrogène peut perdre 4» 8, 13 volumes d'hydrogène sans rien gagner : il engendre ainsi des composés incomplets.

De même un composé qui renferme de l'hydrogène et de l'oxygène peut perdre 4» 8, la volumes de vapeur d'eau, sans rien gagner; de là encore des composés incomplets. Tout ceci est facile à concevoir.

Soient enfin les substitutions. Un composé hydrogéné quelconque peut être modifié par substitution : 2, 4» 6, 8 volumes d'hydrogène seront remplacés par le même volume de chlore, par exemple; ou bien 4» 8, 12, etc., volumes d'hydrogène seront remplacés par le même volume d'oxygène, de soufre, d'acide chlorhydrique, de vapeur d'eau, d'alcool, d'acide acétique, d'ammoniaque; ou bien encore une substitution analogue aura lieu sur la vapeur d'eau, etc.

Le caractère des dérivés formés par addition, élimination, substitution, peut être prévu en général, en tenant compte à la fois de la réaction qui s'est opérée et de la fonction du composé complet qui constitue le générateur, ou duquel ce générateur dérive. Car c'est tou-

RÉACTIONS PAR SUBSTITUTION. Scj

jours à un composé complet qu'il faut remonter pour expliquer la fonction des dérivés. En général, la substitution de l'oxygène à l'hydrogène produit des acides; celle de l'eau à l'hydrogène engendre des alcools; celle de l'ammoniaque à l'hydrogène développe des alcalis, etc., etc. Mais le développement de ces idées nous conduirait trop loin; il suttit d'en avoir signalé le principe.

Voilà le tableau théorique des métamorphoses des matières organiques, envisagées dans leur ensemble et indépendamment de leur fonction. Toutes ces métamorphoses peuvent être réalisées expérimentalement par une application convenable des méthodes générales que nous avons développées dans le cours de cette année, lorsque nous avons étudié la formation et les réactions des carbures d'hydrogène.

Cependant une réserve est ici indispensable. Ce tableau représente l'ensemble des métamorphoses que l'on rencontre en Chimie organique; mais il ne faudrait pas croire que la totalité de ces métamorphoses puisse toujours être réalisée sur un composé quelconque. Loin de là, aucun ne les présente toutes réunies. Les seuls composés qui puissent subir à la fois la plupart d'entre elles sont les carbures d'hydrogène, c'est-à-dire les composés formés de deux éléments, ce qui leur communique une stabilité exceptionnelle. En opérant sur les autres corps, on rencontre à chaque instant des conditions de stabilité, qui s'opposent à l'exécution régulière de telle ou telle métamorphose : prévue en théorie, elle ne peut s'effectuer en pratique, soit en raison de l'énergie trop grande des agents employés, soit même, et le plus souvent, en raison de quelque incompatibilité absolue, qu'une connaissance plus approfondie de la mécanique chimique permettrait sans doute de prévoir et de détinir avec certitude.

5o8 FORMULES GÉNtRÀLES DBS RÉACTIOIIS SYNTHÉTIQUES.

C'est à ce point de vue que les notions relatives aux fonctions chimiques prennent un caractère plus précis, comme propres à établir quel est le système général des réactions qu'il est facile d'effectuer directement sur un composé déterminé.

Plaçons-nous maintenant à un point de vue opposé à celui que nous venons de développer. Au lieu d'envisager l'ensemble des composés organiques et le tableau systématique de leurs métamorphoses, cherchons quelle marche il convient d'adopter, toutes les fois que l'on se propose d'opérer une synthèse particulière. Déduisons en un mot des généralités qui précèdent les principes et les règles qu'il faut suivre pour mettre en équation les problèmes de synthèse organique.

Les réactions synthétiques peuvent se résumer dans trois formules générales, savoir :

1** Le cycle des substitutions équivalentes;

2^ Le cycle des additions ou des soustractions d'éléments;

3^ Le cycle des.homologues.

Ces trois formules ont un caractère commun : toutes trois consistent à établir un cercle défini de réactions, par lequel on revient au point de départ, après avoir passé par un certain nombre de transformations. Toutes les fois qu- une réaction a été opérée par voie d'analyse, pu par voie de synthèse, ou de toute autre manière, on doit chercher à produire la réaction réciproque, c'està-dire à revenir du produit transformé au produit primitif. En un mot, a tout problème direct que l'on vient de résoudre, il faut opposer aussitôt le problème inverse : la science n'est complète qu'à cette condition. Tel sera donc le caractère général de nos méthodes et de nos for-

CYCLE DES SUBSTITUTIONS ÉQUIVALENTES. Sog

mules. Entrons maintenant dans quelques détails sur chacune d'elles et sur ses applications.

i^ Le cycle des substitutions équivalentes a pour but, étant donné un corps, de remplacer à volonté les divers éléments qu'il renferme^ à l'exception du carbone, par d'autres éléments en proportion équivalente. Il s'agit, par exemple, de remplacer l'hydrogène par le chlore, le brome, l'oxygène, le soufre, un métal, ou tout autre corps; on doit également se proposer de remplacer l'oxygène par le chlore, le brome, l'hydrogène, un métal, etc. Remarquons d'ailleurs que nous parlons ici, non de l'équivalence entre les volumes gazeux, mais de l'équivalence entre les poids des corps qui se substituent les uns aux autres.

Citons un cas particulier : soit le formène, C*H*, dans ce corps nous voulons remplacer l'hydrogène par l'oxygène, par le chlore, par le soufre, de façon à obtenir la série suivante des corps équivalents :

formène C^H*

acide carbonique C^O*

sulfure de carbone C*S*

chlorure de carbone C^Cl*

Nous chercherons ensuite à résoudre les problèmes inverses, c'est-à-dire à régénérer le formène avec chacun des produits de sa métamorphose. Nous pourrons encore nous proposer l'objet suivant : étant donné l'un de ces corps, obtenir tous les autres.

Pour échanger dans le formène l'hydrogène contre l'oxygène, c'est-à-dire pour obtenir Tacide carbonique, il suffirait de brûler le formène. Mais ce procédé est peu convenable au point de vue théorique, attendu qu'il ne représente pas une méthode générale, applicable à tous les corps hydrogénés. La méthode générale consiste à

5lO CYCLE

prendre comme intermédiaires les combinaisons chlorées. On peut, en effet, dans toute combinaison hydrogénée^ substituer le chlore à l'hydrogène peu à peu, et par équivalents successifs : il suffit de faire agir directement ie chlore sur le composé hydrogéné, avec le concours de la lumière.

Nous préparerons ainsi les composés suivants :

formène monochloré. . ♦ . • • C^H^Cl

formène bichloré C'H^CP

formène trichloré CMICP

formène quadrichloré ou chlorure de carbone, C^Cl*

Cette série de corps obtenue, soumettons chacun d'eux k l'action des alcalis ou de certains oxydes métalliques» nous réussirons à remplacer le chlore par l'oxygène, de façon à obtenir un composé oxygéné correspondant.

Ainsi le formène monochloré se changera en alcool

méthylique C'H^O,HO

le formène bichloré devrait fournir l'aldéhyde méthylique, encore inconnu. ... C^H^O^ le formène trichloré engendrera l'acide for-

mique C^HO%HO

enfin le formène quadrichloré donnera naissance à l'acide carbonique G^O^

Au lieu d'employer un oxyde, faisons agir un sulfure, nous remplacerons le chlore par le soufre et nous obtiendrons les composés sulfurés correspondants aux composés chlorés.

Voilà donc les composés chlorurés, oxygénés, sulfurés, etc., préparés au moyen d'un composé hydrogéné, et par substitution équivalente. On remarquera seulement que le chlore remplace l'hydrogène dans le formène purement et simplement; tandis que la substitution de l'oxygène à l'hydrogène est souvent accompagnée par la

DES SUBStlTUTlONS £QUIVàLB1ITES« 5i I

fixation des éléments de l'eau. Cette fixation répond à la fonction alcoolique ou à la fonction acide du composé résultant; elle est proportionnelle soit à Tatomicité des alcools, soit à la basicité des acides. Nous avons dû la signa** 1er, mais ce n'est pas ici le lieu de s'étendre sur ce point.

Pour compléter notre cycle, il reste à renverser les réactions précédentes, .c'esl-à-dire à régénérer avec ces corps oxygénés, chlorurés, etc., le composé hydrogéné correspondant, je veux dire le formène. Ce point mérite toute notre attention.

Supposons d'abord, ce qui est le cas le plus simple, que Ton veuille reproduire le formëne au moyen des composés chlorés. On y réussira par l'action de l'hydrogène libre ou naissant. L'hydrogène libre réagit en effet à une température élevée sur la vapeur de ces divers composés chlorurés; en faisant passer, par exemple, les deux corps à travers un tube de porcelaine chauffé à une température inférieure au rouge, l'hydrogène déplace le chlore, et se substitue à lui, avec production simultanée d'acide chlorhydrique. Le formène se trouve ainsi régénéré.

L'hydrogène naissant produit des résultats analogues, mais avec plus de difficultés et par des degrés successifs. Si l'on traite le chlorure de carbone par l'amalgame de sodium, en présence de l'eau, on obtient du chloroforme C*HC1^. Mais on ne peut guère aller plus loin par ce procédé, bien que le contraire ait été affirmé. Ce qui a donné lieu à une illusion, dans cette circonstance, c'est le mélange des vapeurs du chloroforme avec l'excès d'hydrogène. On parvient cependant à opérer la réduction complète par une autre méthode : il suffit de chauffer les corps chlorurés k ^'jS degrés, dans un tube scellé, avec de l'eau, du cuivre, et de l'iodure de potassium. L'action résulte encore ici de l'hydrogène naissant.