II CYCLE DES SUBSTITUTIONS ÉQUIVALENTES

Adressons-nous maintenant au composé oxygéné, et cherchons à reproduire le formëne. Ce problème est plus difficile que la métamorphose du composé chloré. Il Test surtout dans la circonstance actuelle, Tacide carbonique étant extrêmement stable, et le formëne Tétant beaucoup moins. Cependant nous avons établi comment on parvient k effectuer cette réduction fondamentale. On l'opère par deux degrés : on désoxyde d'abord l'acide carbonique, de façon a ramener cet acide à l'état d'oxyde de carbone, puis d'acide formique, c'est-à-dire d'un acide renfermant toujours la même quantité de carbone, mais moins d'oxygène que les carbonates. L'acide formique, à son tour, soumis à une action réductrice, telle que celles qui ont lieu dans la distillation sèche, reproduit enfin le formène.

La transformation d'un composé oxygéné en un composé hydrogéné équivalent est moins difficile à réaliser dans la plupart des circonstances, que lorsqu'il s'agit de la transformation de l'acide carbonique en gaz des marais. On y parvient, entre autres, par le procédé suivant qui constitue une méthode générale: on remplace l'oxygène par le chlore, à l'aide d'un chlorure de phosphore; puis on substitue l'hydrogène au chlore, en faisant intervenir l'hydrogène naissant.

D'après ces résultats, il demeure établi en principe que l'on peut revenir d'un composé oxygéné au composé hydrogéné qui l'a fourni.

Sagit-il, enfin, d'un composé sulfuré, xlu sulfure de carbone, par exemple? Il est possible en général de retourner au composé hydrogéné correspondant, en remplaçant le soufre par l'hydrogène naissant. C'est ainsi que nous avons changé directement le sulfure de carbone, C^S*, en formène, C^H*.

Si ce genre de substitution ne réussissait pas immédia-

CYCLE DES ADDITIONS BT SOUSTRACTIONS d'ÉLÉMENTS. 5i3

iemenU on pourrait en tout état de cause remplacer le soufre par le chlore, à l'aide du perchlonire de phosphore, suivant un mécanisme pareil à celui qui nous a permis de remplacer l'oxygëûe par le chlore» Il suffirait ensuite, comme précédemmenU de remplacer le chlore par rhydrogëne. En résumé, nous pouvons donc formuler en principe la [possibilité d'effectuer sur un composé quelconque le cycle des substitutions équivalentes.

2^ Le cycle des additions et des soustractions d'éléments consiste, étant donné un corps, à lui ajouter ou à lui enlever de Thydrogëne, de Toxygène, de l'azote, etc.

Établissons d'abord ce cycle pour l'hydrogène.

Poui^ procéder par voie d'addition , il faut partir d'un composé incomplet. Soit, par exemple» l'acétylène, G^H^ : nous avons montré comment» par des additions successives d'hydrogène, on peut transformer ce corps en éthylène, C*H\ et en hydrure d'éthylène, G*H\ Réciproquement on peut, avec ces deux derniers cor|)a, compléter le cycle, c'est-a-dire opérer par soustraction d'éléments, enlever de l'hydrogène et revenir d^abord à l'éthylène, puis k l'acétylène.

La première partie du problème a été résolue en se servant de l'hydrogène naissant : nous l'avons fait agir non sur l'acétylène libre, mais sur l'acétylène combiné à un métal, c'est-à-dire sur l'acétylure cuivreux, nous avons obtenu ainsi l'éthylène, G^HS en vertu d'une première addition. Pour pousser jusqu'au bout l'hydrc^énation, nous avons combiné l'éthylène avec le brome (ou avec l'iode), de façon à préparer un composé C*H*Br^, équivalent à l'hydrure G* H®, que nous nous proposions d'obtenir. Ge bromure nous a ramenés au problème des substitutions équivalentes, déjà traité précédemment. Nous avons montré, en effet, comment ce

5l4 CYCLE DES ADDITIONS

corps échange son brome contre de Thydrogëne, sous certaines influences comparables à celle de l'hydrogène naissant.

11 faut maintenant résoudre les questions inverses, c'est-k-dire éliminer l'hydrogène que nous avons fixé tout à l'heure.

Les composés chlorés vont encore nous servir d'intermédiaires. En effet, en faisant agir le chlore sur l'hydrure d'éthylène, C*H*, on obtient l'éther chlorhydrique , C*H'C1. Cet éther, soumis soit à l'influence de la chaleur, soit à divers autres artifices, perd de l'acide chlorhydrique, HCl, et engendre l'éthylène, C*H\

L'éthylène à son tour peut reproduire Tacétylène, C*H* : on enlève l'hydrogène excédant, soit par la chaleur, soit en vertu d'un artifice analogue au précédent. Il suffit, par exemple, de traiter l'éthylène par le brome, de façon à obtenir le corps équivalent C*H^Br, puis d'enlever à ce dernier l'acide bromhydrique :

OH3Br = C*H« + HBr.

Vous voyez comment le chloré et le brome nous servent à volonté, soit pour fixer l'hydrogène sur un carbure, soit pour enlever l'hydrogène à un carbure.

Ce que nous venons d'établir pour l'hydrogène pourrait être également exécuté pour l'oxygène. Nous pouvons, par exemple, ajouter de l'oxygène à l'aldéhyde, de façon à obtenir l'acide acétique :

Avec Tacide acétique, nous pouvons préparer encore, par une nouvelle addition d'oxjgène, l'acide oxyacétique :

ET SOUSTRACTIONS d'ÉLÊMENTS. 5i5

La combinaison de l'aldéhyde avec Toxygëne s'exécute directement, celle de l'acide acétique avec l'oxygëne a lieu en prenant un corps chloré comme intermédiaire. En effet, on transforme d'abord l'acide acétique en acide monochloracétique, C*H*C10*, lequel se transforme ensuite en acide oxy acétique, C* H* 0* :

C*H»Cl 0* - HCI + H«0« = G*H*0«.

Toutes ces oxydations peuvent être renversées, c'est-àdire que l'on peut ôter à volonté l'oxygène à un composé organique. Ainsi l'acide oxyacétique, C*H*0*, traité par le perchlorure de phosphore , PCI* , échange une partie de son oxygène contre du chlore, et fournit le chlorure C*H'C10*. Ce chlorure, traité ensuite par l'hydrogène naissant, régénère l'acide acétique :

C*H»C10*4-H« = C*H4 0*4-HCI.

Voilà une première réduction.

Continuons à appliquer la même méthode : l'acide acétique, C*H'0% HO, soumis à l'influence du perchlorure de phosphore, échange à son tour de l'oxygène contre du chlore, et se transforme en chlorure acétique, C* H^ Cl 0*. Traitons maintenant ce chlorure par l'hydrogène naissant, dans des conditions convenables, et nous reproduirons l'aldéhyde, C*H*0^. Nous savons encore réduire l'acide acétique en aldéhyde par d'autres procédés. Dans tous les cas, le cycle entre l'aldéhyde, l'acide acétique et l'acide oxyacétique se trouve entièrement parcouru.

Nous pourrons arriver à des résultats semblables pour le soufre, mais je n'insiste pas.

La fixation de l'azote est plus intéressante; mais le

5l6 CYCLE DES HOMOLOGUES.

temps nous manque également pour la développer. Bornons-nous à dire qu'elle revient à fixer l'ammoniaque, ou les acides nitrique et nitreux, sur les composés organiques. Quant à l'élimination de l'azote, elle se ramène réciproquement» soit à l'élimination de l'ammoniaque, soit à l'élimination des acides nitreux et nitrique.

3*^ Le cycle des homologues se propose l'objet suivant : étant donné un composé organique, le transformer en l'un de ses homologues, c'est-à-dire lui enlever ou lui ajouter un certain nombre de fois C^H*, sans changer sa fonction chimique.

Ainsi, avec le formène, C^H*, on peut obtenir les carbures homologues, tels que C*HS C«HS C«H'% etc., et plus généralement les carbures de la forme C^^H*'^'. On y parvient, en effet, par des méthodes que nous avons développées et en se fondant sur les phénomènes généraux de la condensation moléculaire.

Supposons encore qu'il s'agisse de transformer l'alcool méthylique, C'H*0^, dans son homologue l'alcool ordinaire, C^H'O". Pour y parvenir nous pouvons suivre la marche que voici : transformer d'abord l'alcool méthylique en formène, C^H^, par désoxydation ; puis le formène en un carbure contenant 4 équivalents de carbone, tel que l'acétylène, C*H^, par condensation moléculaire; ajoutant ensuite de l'hydrogène à l'acétylène, nous obtiendrons l'éthylène, C* H* ; et ce carbure soumis aux agents d'hydratation donnera l'alcool ordinaire, C^H*0^.

On peut également suivre une autre marche. Avec l'alcool méthylique, on prépare Téther méthylcyanhydrique, C^H'Cy ; cet éther, ainsi que nous l'avons vu, se transforme sous l'influence d'un alcali en acide acétique, C*H*0*. L'acide acétique désoxydé devient aldéhyde.

SOLUTION d'un PBOBLÈHB GÉNÉBAL DE SYNTHÈSE. Si']

C*H*0'; Taldéhyde enfin fixe de l'hydrogène et produit Talcool ordinaire, C*H*0*. Le même résultat peut donc être atteint par diverses routes fort difTérentes les unes des autres.

Soit encore proposé de changer un acide, tel que Tacide acétique, C*H*0*, dans l'acide homologue supérieur, tel que Tacide propionique, C®H*0*.On transformera l'acide acétique en aldéhyde, C*H*0', puis en alcool, C*H*0', comme il vient d'être dit; l'alcool devient ensuite Téther cyanhydrique C*H*Cy = C*H*Az, c'est-à-dire le nitrile propionique. Il suffit enfin de traiter ce dernier par un alcali, pour le changer en acide propionique.

Ces exemples comprennent les cas les plus généraux qui puissent se présenter. Ils montrent comment on peut en général transformer un corps donné, tel qu'un carbure, un alcool, un acide, etc., dans son homologue supérieur.

Complétons le cycle des homologues en établissant comment on peut descendre d'un corps à son homologue inférieur. C'est là un problème beaucoup plus facile. Ainsi, pour changer l'acide propionique, C® H*0*, en acide acétique, C*H*0*, il suffira de l'oxyder par l'acide nitrique. Pour transformer l'alcool ordinaire, C*H*0*, en alcool méthylique, C^H*0^, on changera le premier alcool en acide acétique, C*H*0*, par oxydation; puis l'acide acétique en formène, C^H% par l'action de la chaleur; enfin le formène, étant oxydé, reproduira l'alcool méthylique, C'H*0\

A l'aide des trois formules que je viens de développer, et que j'ai désignées sous le nom de cycle des substitutions équivalentes, cycle des additions ou soustractions d'éléments, cycle des homologues, nous pouvons aborder la

520 SOLUTION d'un PROBLEME GÊNtRAL DE SYNTHÈSE.

et soustractions d'éléments. On soustrait d'abord de l'hydrogène à l'alcool pr4)pylique, ce qui fournit Taldéhyde correspondant :

on ajoute ensuite de l'oxygène, ce qui fournit l'acide propionique :

A ce moment interviennent les substitutions équivalentes. L'acide propionique sera modifié par substitution équivalente entre l'hydr^ogène et le chlore, de façon à fournir l'acide propionique chloré, C^fl'^ClO*; lequel, modifié par une dernière substitution équivalente entre le chlore et Toxygène, produit l'acide lactique, C«H»0»,HO.

Nous avons donc atteint te but en nous conformant tour à tour aux trois formules générales que nous avons posées. C'est ici le lieu de faire observer que ces formules indiquent le principe et la filiation des réactions, mais qu'elles n'obligent point a suivre d'une manière néces-* saire telle ou telle marche particulière. Il est toujours possible d'arriver à un résultat proposé d'avance, en suivant une foule de marches très-différentes; mais toutes sont dirigées par nos trois formules générales.

C'est ainsi que nous aurions pu changer l'alcool méthylique en acide lactique, sans passer directement du formène, C^H*, à l'hydrure de propylène, C®H* : nous aurions pu, par exemple, changer d'abord l'alcool méthylique, C^H^O', en éther méthyleyanhydrique, acide acétique, aldéhyde, enfin alcool ordinaire, C* H* 0* (cycle des homologues); puis nous aurions répété exactemenrt la même marche pour passer de l'alcool ordinaire k l'ai-

tÀ CHIMIE ET l'histoire NATURELLE* 521

CDoI propylique. Finaleiiient, €e dernier aurait été transformé, comme précédemment, en acide lactique. On aurait procédé ainsi plus méthodiquen^ent, mais à travers des intermédiaires plus nombreux. Je pourrais citer encore vingt ou trente marches différentes, toutes susceptibles d'être exécutées par expérience, et propres à transformer l'alcool méthylique en acide lactique^

En général, tout problème synthétique présente un nombre de solutions très-considérable. Dans chaque cas particulier, on choisit parmi ces solutions celles qui paraissent les plus directes ou les plus faciles à réaliser. N'oublions pas d'ailleurs que le résultat doit être contrôlé par l'étude de la fonction, de la constitution et enfin de l'état moléculaire du composé obtenu, toutes les fois qu'il s'agit de la production d'un principe naturel.

En résumé, la Chimie organique est parvenue aujourd'hui à un degré assez avancé pour réduire tous les problèmes de synthèse à un petit nombre d'idées simples, et qui se classent sous deux catégories, savoir :

I® Les classifications, fondées sur les types ou fonctions organiques, et sur les séries qui re^produisent chacuii de ces types avec les mêmes caractères chimiques, mais sous divers états de condensation;

a® Les méthodes de métamorphoses ou cycles de réactions, qui permettent de produire à volonté tel type chimique et tel composé déterminé, soit naturel, :soit arti- £ciel.

Entre ces deux ordres de notions, nous devons signaler une distinction fondamentale au point de vue^delà philosophie scientifique : les unes sont communes à toutes les sciences naturelles, tandis que les autres caractérisent plus spécialement la Chimie. En effet, les notions de

Ssa LÀ CHIMIE ET l'hISTOIBE NATURELLE.

séries et de fonctions, c'est-à-dire les notions de classification, existent dans toutes les sciences naturelles : la Zoologie et la Botanique procèdent a cet égard de la même manière que la Chimie. Elles commencent également par établir entre les différents êtres qu'elles envisagent des relations générales, à l'aide desquelles on partage ces êtres en classes, familles, genres, etc., c'est-à-dire en catégories^ tantôt purement conventionnelles, tantôt fondées sur un sentiment plus ou moins net de leurs analogies véritables. A un certain point de vue, ces classifications peuvent être envisagées comme des instruments nécessaires à la faiblesse de l'intelligence humaine et sans lesquels elle serait incapable d'embrasser l'ensemble des êtres particuliers que les sciences naturelles se proposent de connaître. Ce point de vue appartient à la fois à la Chimie et à l'Histoire naturelle.

Mais notre esprit n'est point entièrement satisfait par cette manière de comprendre les classifications. Il est toujours enclin à croire que les cadres tracés par elles ne sont pas de simples conceptions de la pensée humaine, mais qu'ils doivent avoir un fondement dans l'essence même dçs choses. En un mot, nous imaginons qu'une . classification ne saurait être naturelle que si elle rassemble tous les êtres produits de la même manière et par une même cause génératrice. Une classification ne peut même prétendre à satisfaire complètement notre esprit que si elle parvient à nous faire comprendre le carac^ tère et le mode d'action de cette cause génératrice. Telle est, ce me semble, la vraie philosophie des notions relatives aux classifications naturelles et artificielles; c'est au fond la même idée qui était cachée sous les vieilles discussions des nominalistes et des réalistes.

LA CHIMIE TIRE DE LA SYNTHÈSE UN CARACTÈRE PROPRE. SaS

Or la Chimie possède à cet égard un caractère propre, et digne du plus haut intérêt. Non-seulement elle construit des classifications, mais elle les fonde sur la connaissance immédiate et sur la mise en jeu des causes génératrices. Elle transforme ses conceptions générales en réalités, parce qu'elle peut former de toutes pièces et métamorphoser les uns dans les autres les êtres dont elle s'occupe. Au contraire, les autres sciences naturelles n'ont pu jusqu'ici ni reproduire leurs espèces de toutes pièces, ni les transformer à volonté les unes dans les autres. Quel que soit l'intérêt de ces problèmes, et sans affirmer que l'avenir leur réserve une solution, nous devons avouer que dans tout autre ordre que celui de la Chimie ils sont restés inaccessibles à la science positive. La Chimie est la seule branche de nos connaissances dans laquelle de telles questions aient pu dépasser les spéculations de la sci.ence idéale.

La Chimie tire donc de la synthèse un caractère propre. Elle donne à l'homme sur le monde une puissance inconnue aux autres sciences naturelles. Par là même elle imprime à ses conceptions et à ses classifications un degré plus complet de réalité objective. En effet, les lois générales que la science atteint ici ne sont pas de simples créations de l'esprit humain, des vues dont la conformité avec les lois génératrices des choses puisse être toujours révoquée en doute. Les lois et les classifications de la Chimie sont vivantes dans le monde extérieur : elles engendrent chaque jour entre nos mains des êtres tout pareils à ceux que produit la nature elle-même.

Or, telle est la seule démonstration rigoureuse de l'identité entre les lois conçues par notre esprit et les causes nécessaires qui agissent dans l'univers. C'est en

5a4 LA CBIMIB TIBE DE LA SYNTHJISB UN GARACTtUlE PB0PRB.

raison de cette faculté créatrice que la Chimie a conquis un rôle si considérable dans Tordre matériel : de là découlent toutes ses applications à l'industrie et à la société. C'est ce même caractère qui donne a ses méthodes et à ses résultats une influence capitale sur le développen\ent général de Tesprit humain.