cision des résultats s’en trouve altérée.
Formules développées
analyse fonctionnelle
Les formules développées ont d’abord été établies par des considérations purement chimiques. Elles consistent à faire subir à la substance une transformation et à analyser le nouveau composé ; on peut aussi montrer que l’alcool renferme six hydrogènes, dont un seul joue un rôle particulier, puisque l’action du sodium n’élimine, par rapport au carbone ou à l’oxygène, que le sixième de l’hydrogène. Cet hydrogène est relié à l’oxygène, car, en enlevant l’oxygène et un hydrogène par l’action de HCl, le chlorure d’éthyle ainsi formé ne dégage plus d’hydrogène
sous l’action du sodium, etc.
Ces analyses fonctionnelles sont en général insuffisantes pour conduire, sur un cas isolé, à des certitudes, mais la confrontation de nombreuses formules développées ainsi établies a permis les retouches nécessaires pour arriver à un système cohérent.
Ces méthodes sont impuissantes si la molécule est trop compliquée ; si l’on peut, grâce à des réactions spécifiques,
caractériser les diverses fonctions, il n’est, en général, pas possible de pré-
ciser leur place dans la molécule ; on procède alors à des dégradations conduisant à des édifices plus simples, et la constitution supposée est vérifiée par des synthèses utilisant des réactions générales dûment contrôlées. Fort heureusement, l’analyse fonctionnelle chimique, toujours très longue, fait, de plus en plus, place à l’analyse fonctionnelle physico-chimique. En effet, tant dans l’ultraviolet que dans l’infrarouge ou en spectrographie Raman, chaque fonction est caractérisée par des fré-
quences d’absorption (ou de réémission) peu sensibles au squelette de la molécule ; les légers déplacements de ces fréquences selon la nature de l’environnement sont actuellement bien repérés, de sorte que la spectrographie permet non seulement d’identifier les fonctions, mais encore de préciser leurs places relatives. La résonance magnétique du proton permet de compter les hydrogènes et de les localiser.
La spectrographie de masses fournit une valeur très exacte de la masse molaire et permet de déterminer les seuils d’instabilité thermique de la molécule. Ces données physiques ont parfois permis, à elles seules, d’établir intégralement la structure d’une molé-
cule très compliquée. Enfin, dans le cas de composés cristallisés, la diffraction des rayons X permet, d’ailleurs grâce à des calculs pénibles exigeant des ordinateurs, d’établir en quelque sorte la photographie agrandie de la molécule.
Principaux types de
réactions organiques
Les transformations utilisées au laboratoire ou dans l’industrie peuvent être classées en dix groupes principaux : a) les substitutions, qui remplacent dans une molécule un radical par un autre ;
b) les additions, qui soudent deux mo-lécules en une seule ;
c) les éliminations, réactions inverses des additions ;
d) les transformations fonctionnelles, portant sur l’hétéroatome qui caracté-
rise la fonction ;
e) les hydrogénations, ou réductions ; f) les oxydations non dégradantes ; g) les dégradations, qui rompent la
molécule en tronçons moins riches en carbone ;
h) les cyclisations ;
i) les décyclisations ;
j) les polymérisations et les polycondensations, génératrices de
macromolécules.
Les théories de la chimie
organique
Dès le début de la période constructive de la chimie organique, les chimistes ont été guidés par des remarques
d’abord empiriques, qui ont pris
progressivement un caractère plus scientifique.
L’une des plus efficaces fut la théorie de la valence constante des éléments constitutifs de la molécule organique.
La théorie de la valence constante a permis l’établissement d’une systé-
matique. Tout hydrocarbure se déduit du méthane par des substitutions successives et par des déshydrogénations.
La substitution, dans l’hydrocarbure, d’un ou de plusieurs hydrogènes, liés à un même carbone, par un hétéroatome, c’est-à-dire par un atome différent de C
ou de H, crée une fonction.
On a pu classer ces fonctions d’après la nature des hétéroatomes, leur donner des noms et établir une nomenclature systématique.
Les théories plus modernes visent à connaître la nature intime de la réaction (processus élémentaire). Elles reposent sur l’atomistique. D’abord qualitatives, elles tendent à devenir quantitatives grâce à des calculs quan-tomécaniques. Mais il reste beaucoup à faire pour pouvoir déduire exactement les propriétés d’une molécule donnée de la simple lecture de sa formule développée.
La synthèse
Étymologiquement, la synthèse est le passage du simple au composé ; en chimie, c’est le passage des éléments aux molécules. Mais, dans le cas de la chimie organique, ce sens primitif a dévié, à tel point que l’industrie dé-
signe par synthèses toutes les transformations rémunératrices.
Les buts de la synthèse sont multiples. Comme nous l’avons signalé, celle-ci a permis d’éliminer le dogme de la « force vitale ». Elle contribue aussi à la confirmation de structures établies par voie analytique. Elle donne l’accès à de très nombreux exemplaires d’une même fonction, permettant
d’étudier l’évolution des propriétés de cette fonction avec la nature du squelette carboné qui la porte et de préciser les hypothèses sur les mécanismes de réaction.
Mais l’importance pratique de la
synthèse, dans le sens le plus général du terme, est bien plus considérable. La synthèse permet non seulement d’édifier des substances naturelles dans des conditions bien plus avantageuses que l’extraction du règne vivant, mais aussi de réaliser des édifices non rencontrés dans ce règne et présentant des proprié-
tés pratiques remarquables (parfums, médicaments, colorants, explosifs, détergents, insecticides, herbicides) et surtout un très grand nombre de macromolécules (colles, vernis, élastomères, textiles, résines moulables, verres, etc.).
La place de la chimie
organique dans
l’économie
D’après la capitalisation boursière, la chimie organique occupe actuellement le premier rang dans l’industrie mondiale.
La carbochimie utilise comme ma-
tière première la houille, fournissant d’une part les goudrons, riches en substances aromatiques, et d’autre part le coke, matière première pour l’oxyde de carbone et pour l’acétylène. Il est à prévoir que les hydrocarbures aromatiques seront bientôt préparés à partir des pétroles et que l’acétylène, de plus en plus, le sera à partir du méthane, de sorte que la carbochimie est déjà en nette régression.
La pétroléochimie utilise les gaz naturels, les pétroles et surtout les produits de craquage. On peut évaluer son importance actuelle à 70 p. 100 de la chimie organique industrielle.
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La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 14
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Mais ce qui caractérise particu-
lièrement l’évolution de cette industrie, c’est l’importance croissante des macromolécules.
Alors qu’il y a trente ans l’industrie organique produisait surtout des composés relativement simples et que les résines accompagnant ces préparations étaient considérées comme des sous-produits indésirables, la polymérisation et la polycondensation, bien domestiquées, conduisent à des macromolécules dont les propriétés pratiques sont égales ou supérieures à celles des matériaux naturels, voire même des métaux. De plus en plus, ces macromolécules remplacent les vernis, les colles, les caoutchoucs, les textiles naturels, les cuirs, le bois, les verres minéraux, etc., et cette évolution ne saurait que s’accentuer dans les prochaines décennies.