TREIZIÈME LEÇON

(12 Avril 1864.)

Résnmé des résultats déjà atteints par le seul jeu des affinités.

SOMMAIRE. — Liste des séries de composés préparés au moyen des éléments.

Résumé des méthodes mises en jeu : hydrogénation, oxydation, hydratation. — Rôle du temps.

Fonctions chimiques : carbures, alcools, éthers, radicaux métalliques, aldéhydes, acides, alcalis, amides. — On les rencontre dans les séries déjà obtenues.

Classification. — Théorie des homologues déduite de ces mêmes séries.

Ordres divers dans la complication des substances organiques.-* Problème général de la synthèse.

Messieurs,

Dans la première partie de ce cours, nous avons entrepris l'exposition des méthodes générales de synthèse appliquées aux matières organiques : nous avons montré comment, avec les éléments et par des procédés pareils à ceux que Ton a coutume d'appliquer aux corps purement minéraux, on peut former un premier groupe de composés organiques, c'est-à-dire des carbures, tels que Tacétylène, le gaz oléôant, le gaz des marais; des alcools, tels que l'alcool ordinaire; des acides, tels que l'acide for-

igo 8ÉR1KS OBTENUES

inique, elc. Il nous reste à poursuivre notre marche synthétique, en préparant avec les substances que nous avons déjà obtenues, d'autres substances plus compliquées, et en reconstruisant ainsi par degrés ce vaste ensemble de composés que la nature organisée fabrique à chaque instant devant nos yeux, comme pour nous montrer le problème de la synthèse dans toute son étendue, mais sans en révéler la solution.

Cette solution, nous la poursuivons, vous l'avez vu, en la rattachant aux principes mêmes sur lesquels repose la chimie minérale, je veux dire à des actions réciproques exercées entre molécules simples de nature différente: c'est ce que Ton appelle les affinités. Les affinités, modifiées sous llnfluence de certaines conditions physiques empruntées à la lumière, à la chaleur, à l'électricité, donnent lieu à toutes les combinaisons connues en Chimie minérale; c'est à elles seules que nous nous sommes adressés pour produire toutes les combinaisons de la Chimie organique.

Jetons un coup d'œiisur le terrain déjà conquis par les recherches exposées dans le cours du premier semestre, afin de mieux juger ce qui nous reste à faire : c'est la base d'opérations sur laquelle va reposer tout notre plan de* campagne. Profitons en même temps de ce retour en arrière, pour montrer derrière les faits particuliers les idées générales dont ils sont l'expression.

J'ai fait inscrire sur le tableau la liste des composés organiques que nous avons formés jusqu'ici par la combinaison des éléments, et j'ai ajouté aux substances dont nous avons parlé explicitement quelques-uns des corps les plus importants, parmi ceux que l'on peut préparer avec ces premiers composés, sans altérer la proportion du carbone qu'ils renferment. Voici cette liste :

AU MOYEN DES «LtMEKTS. 191

Prehièrb StRiE. — Série méthylique ou forménique,

Formène ou gaz des marais OW

Alcool mélhylique C«H*0«

Ëthers, radicaux métalliques composés et dérivés méthyliques divers.

Acide formique . f C?H*0*

DEUXiiMB Série. -^ Série acétjrlique.

Acétylène C*H*

Alcool acétylique C*H*0*

Troisième Série. — Série éthylique.

Éthylène ou gaz oléfiant C*H*

Hydrure d'éthylène C*H*

Alcool élhylique ou ordinaire C^H^O*

Éthers, radicaux métalliques, dérivés élhyliques divers.

Glycol et ses éthers C*H«0

Aldéhyde C*H*0«

Acide acétique C*H*0^

Acide oxyacétique ou glycollique C^H*0^^

Amidesdecet acide, tels que glycoUammine

( sucre de gélatine ) C^H^AzO*

Acide oxalique C*H*0^

Gomme vous pouvez le voir, ces corps sont partagés en trois séries : la série du formène, C^H*, la série de Tacétylène, C*H^, et la série de l'éthylène, G* H* : chacun de ces carbures peut fournir, en effet, tous les termes de la série correspondante.

Le premier de ces carbures, le formène, a été obtenu de deux manières différentes : au moyen du sulfure de carbone et de l'acide sulfhydrique, et au moyen de l'acide

IQ^ SÉRIES OBTENUES

carbonique et de l'eau. En appliquant à ce carbure une méthode générale d'oxydation, nous avons formé ralcool méthylique. Enfin l'acide formique peut être fabriqué, soit au moyen de l'alcool méthylique, soit et plus directement au moyen de l'oxyde de carbone.

Avec cet alcool et cet acide, il est facile de préparer un grand nombre de dérivés, tels que des éthers, des sels, des radicaux métalliques composés, des alcalis, etc. Quelle que soit l'importance de ces dérivés et la simplicité des procédés par lesquels on les prépare, il n'entre pas dans notre plan de retracer l'histoire de leur formation, parce qu'elle n'offre pas aujourd'hui le même caractère de nouveauté que celle des carbures et des alcools obtenus par synthèse, et qui sont les générateurs de tous les autres principes. Cette histoire des dérivés méthyliques se trouve d'ailleurs consignée dans tous les cours élémentaires et dans tous les traités de Chimie.

La seconde série, celle de l'acétylène, est surtout remarquable, à cause de la production de ce carbure par la combinaison directe des éléments. Ses dérivés sont encore peu connus. Cependant vous avez vu comment ce carbure, soumis à une méthode générale d'hydrogénation, donne naissance au premier corps de la troisième série, c'est-à-dire au gaz oléfiant ou éthylène.

C'est ce dernier carbure que l'on appelait autrefois hydrogène bicarhoné^ par opposition au gaz des marais, dénommé hydrogène protocarboné. L'acétylène, dans cette nomenclature qui a vieilli, devrait être désigné sous le nom d'hydrogène quadricarboné.

L'éthylène étant obtenu, une nouvelle fixation d'hydrogène nous a fourni Tbydrure d'éthylène, C*H®.

L'éthylène et l'hydrure d'éthylène sont également propres a engendrer l'alcool ordinaire : l'élhylène par

AU MOYEN DBS fiLÉMINTS. Ii)3

hydratation,

CAH*-|-H«0« = CAH«0«;

Thydrure d'éthylène par oxydation, C*H«4-0« = C*H«0«.

L'importance de l'alcool ordinaire est considérable : c'est peut-être le corps qui a été le plus étudié en Chimie organique; il fournit des dérivés, pour ainsi dire innombrables.

Je citerai seulement ici les étbers, les radicaux métalliques, les alcalis éthyliques, etc., tous corps dont je rappelle l'existence, sans insister sur les procédés bien connus et devenus classiques de leur fabrication.

En poussant plus loin, à l'aide des mêmes méthodes, la fixation de l'oxygène sur les carbures qui précèdent, on peut obtenir un alcool diatomique, le glycol, et par conséquent ses nombreux dérivés.

En oxydant l'alcool ordinaire, on obtient toute une série de composés que je ne puis passer sous silence, en raison de la généralité des relations qui les rattachent à l'alcool ordinaire et qui s'étendent à tous les autres alcools. Tels sont l'aldéhyde ordinaire, prototype d'un groupe entier de substances. Tel est l'acide acétique, si répandu dans les êtres vivants. Tel est l'acide oxyacétique ou glycollique, formé au moyen de l'acide acétique, par la même méthode qui change le formène en alcool méthylique. Enfin, l'alcool ordinaire est le générateur de l'acide oxalique, dont le rôle est si important dans les végétaux.

Voilà donc la liste des composés que nous avons appris à former, par les méthodes exposées dans la première partie. Cette liste est remarquable à plus d'un point de vue et mérite de nous arrêter encore quelques instants. Je vais en effet faire le recensement des idées nouvelles

1^4 BÉSOMfi DBS MfiTHOPES SYNTHETIQUES.

que nous pouvons acquérir par la connaissance des substances quelle renferme. En agissant ainsi, je veux vous prouver que nous ne traitons pas ici quelques problèmes particuliers et de pure curiosité» comme les sciences en présentent parfois. Loin de là, les faits déjà acquis nous placent à la base des théories les plus générales de la Chimie organique. C'est ce que nous allons montrer, en nous plaçant tour à tour à trois points de vue difTérents : au point de vue des méthodes, au point de vue des fonctions chimiques, enfin au point de vue de la classification des matières organiques.

1^^ Commençons par les méthodes.

Pour obtenir les corps organiques par voie de synthèse, nous avons eu recours à trois méthodes générales.

La première a consisté à faire agir d'abord un élément, rhydrogène libre, sur le carbone libre, puis l'hydrogène naissant sur le carbure d'hydrogène ainsi formé, ce corps étant également pris à l'état naissant. Ce sont les premières applications de la méthode générale dhydrogénation^ applicable à tant de substances organiques.

La seconde méthode est la méthode d oxydation. Elle consiste à faire agir l'oxygène sur les substances organiques. Tantôt l'oxydation est directe; ainsi l'aldéhyde se transforme en acide acétique, par fixation immédiate d'oxygène :

Tantôt, au contraire, l'oxydation est indirecte : dans ce cas, les corps doivent être mis en présence à l'état naissant. C'est ce que nous avons fait pour transformer le gaz des marais en alcool méthylique :

C«H*-hO« = C2HAO«.

Cette seconde méthode donne le moyen de former tout

RÉSUME BIS M^TBOBBS SYNTHÉTIQUES. igS

UB ensemble de nouvelles substances, à Faide des corps produits par la première.

La troisième méthode» dite méthode d'kydraiaiion^ nous a conduits à produire l'alcool ordinaire avec Téthy* lëne, l'acide formique avec Toxyde de carbone. Elle fixe à la fois, sur une substance donnée, Toxygène et l'hydrogène à équivalents égaux.

Telles sont les trois méthodes que nous avons mises en usage. En général, elles permettent, étant donnée une substance qui renferme un certain nombre d'équivalents de carbone, de la changer dans une autre substance donnée a l'avance et renfermant la même quantité de carbone, unie k une proportion différente d'hydrogène et d'oxygène. Par là, tout se trouve ramené à un premier carbure qui engendre la série entière des composés où le carbone se trouve au même degré de condensation. C'est assez dire toute la portée de ces méthodes; mais c'est en même temps fixer leurs limites. Aucune d'elles» en effet, ne nous permet, le carbure primitif étant obtenu, de modifier» ni surtout d'accroître le nombre d'équivalents de carbone dans ses dérivés. Il y a donc là un nouveau problème» celui de la condensation successive; c'est celui que nous développerons dans la seconde partie du cours. Mais revenons au résumé des résultats obtenus dans la première partie.

Fixation d'hydrogène, fixation d'oxygène, fixation d'eau : ee sont les réactions usitées en Chimie minérale» avec la différence que ces réactions s'appliquent en Chimie organique à des corps beaucoup plus altérables. Aussi se développent-elles parfois avec un caractère particulier, dont l'étude est de nature à accroître l'étendue de nos connaissances. C'est ce que nous avons vu en décrivant un certain nombre de transformations, telles

196 PONCTIONS ORGANIQUES.

que la combinaison de l'oxyde de carbone avec la potasse^ celle de l'éthylène avec les hydracides, etc. Ces transformations n'ont pas lieu instantanément, comme il arrive d'ordinaire en Chimie minérale ; mais elles s'effectuent lentement, peu à peu. Le temps joue ici un rôle considérable et qui ne saurait être remplacé par aucune autre condition. Au contraire, l'élévation de la température, si usitée en Chimie minérale pour activer ou provoquer les actions, ne peut être invoquée ici qu'avec beaucoup de réserve, attendu que son efficacité se trouve limitée par la décomposition facile des substances organiques. Ce rôle du temps dans les métamorphoses synthétiques est d'autant plus remarquable que vous savez tous quelle est son importance dans les phénomènes chimiques produits au sein des êtres vivants. C'est un nouveau caractère, commun entre la synthèse naturelle et la synthèse artificielle.

a** Je passe à un ordre d'idées différent, celui des fonctions chimiques

Nous pouvons tirer des faits exposés jusqu'ici tout un ensemble de connaissances nouvelles, relatives aux fonctions chimiques des matières organiques. Parmi ces fonctions , les unes sont semblables à celles des matières minérales; les autres différentes, et dignes de toute notre attention.

Le tableau suivant vous montre la liste de ces fonctions, au moins des principales. Les corps que nousavons obtenus et ceux qui peuvent en être dérivés se partagent en huit catégories.

Fonctions organiques*

1** Carbures d'hydrogène; a^ Alcools;

FONCTIONS OBaANIQUKS. I97

3^ Éthers;

4^ Radicaux métalliques composés ;

5^ Aldéhydes;

6*^ Acides et sels ;

7*^ Alcalis;

8° Amides.

Ces huit fonctions fondamentales, qui se présentent tout d'abord à nous, et sur lesquelles nous aurons sans cesse à revenir, embrassent le domaine de la Chimie organique tout entière. Aussi me paraît-il nécessaire, avant d'aller plus loin, de vous rappeler brièyement les caractères essentiels de chacune d'elles : l'importance des résultats acquis par la synthèse deviendra par là plus manifeste.

i^Xes carbures d'hydrogène peuvent être rapprochés des combinaisons hydrogénées binaires, connues en Chimie minérale. Ils s'en distinguent cependant par certaines propriétés capitales. En effet, un grand nombre des hydrures minéraux jouent le rôle d'acides : tels sont l'acide chlorhydrique, l'acide sulfhydrique, etc. Un autre hydrure, l'ammoniaque, est alcalin.. Au contraire, les carbures d'hydrogène sont toujours neutres; c'est-à-dire qu'ils n'entrent en réaction immédiate ni à l'égard des acides, ni à l'égard des bases. Cette neutralité les rapprocherait davantage du phosphure et de l'arséniure d'hydrogène. Mais voici une propriété distinctive d'une haute importance.

Les carbures d'hydrogène peuvent entrer en réaction en totalité, à l'égard de la plupart des autres substances. C'est ainsi que certains carbures se combinent en totalité au chlore, au brome, à l'iode :