verschiedenster Weise durch andere Elemente und Elementgruppen ersetzt werden, besonders durch die Halogene. So entstehen z. B. folgende Derivate:
Dichlormethan CH2Cl2 (s. Methylenchlorid).
Trichlormethan CHCl3 (s. Chloroform).
Monochloräthan C2H5Cl , Aethylchlorid (s. Aether chloratus).
Monobromäthan C2H5Br , Aethylbromid (s. Aether bromatus).
Tribrommethan CHBr3 (s. Bromoform).
Trijodmethan CHJ3 (s. Jodoform).
Diäthylsulfondimethylmethan ^[img] (s. Sulfonal).
Werden in den Kohlenwasserstoffen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch die Hydroxylgruppe (-OH) ersetzt, so ergeben sich die
Alkohole. Nach der Zahl der vorhandenen Hydroxylgruppen giebt es einwerthige und mehrwerthige Alkohole. Für uns haben nur Interesse die einwerthigen, zu welchen der gewöhnliche Alkohol gehört. Vom Methan CH4 leitet sich ab CH3OH. Der Rest vom Methan wird Methyl genannt und der Körper CH3OH erhält den Namen Methyloxydhydrat oder Methylalkohol, oder nach seiner Darstellung: Holzgeist. Dem Aethan C2H6 entspricht Aethyloxydhydrat oder Aethylalkohol C2H5OH (Spiritus) etc. Die wichtigsten Alkohole aus der homologen Reihe des gewöhnlichen Alkohols sind:
Von diesen sind besonders anzuführen:
Methylalkohol (s. Holzgeist).
Aethylalkohol (s. Alkohol, Alkohol absolutus, Spiritus vini Gallicus, Spiritus sacchari, Spiritus orýzae).
Amylalkohol (s. Amylalkohol).
Auch ein Alkohol, wenn auch nicht dieser Reihe angehörend, ist das
Amylenhydrat (s. Amylenum hydratum).
Der Cetylalkohol kommt als Palmitinsäure-Cetyläther im Walrat vor; der Cerylalkohol ist als Cerotinsäure-Ceryläther im chinesischen Wachs und der Melissylalkohol als Palmitinsäure-Melissyläther im Bienenwachs enthalten.
Aus den Alkoholen können durch Zersetzung, Substitution, Oxydation etc. unzählige andere Stoffe dargestellt werden, so z. B. von den oben erwähnten Kohlenwasserstoffen und deren Derivaten: Aethylen, Methylchlorid, Aethylchlorid, Aethylbromid, Chloroform, Bromoform, Jodoform. Besonders charakteristisch für diese Alkohole ist, dass sie bei ihrer Oxydation Aldehyde und Säuren bilden, ferner durch Verlust von ¶
Wasser in Aether übergehen und mit Säuren zusammengesetzte Aether (Ester) geben.
Einen Aether kann man sich entstanden denken durch Vereinigung von 2 Molekülen eines Alkohols unter Austritt eines Moleküls Wasser:
^[img]
Methyläther
Er erscheint sonach als das Oxyd zweier Alkoholradikale (z. B. Dimethyloxyd) oder als Wasser, in welchem beide Wasserstoffatome durch Alkoholradikale ersetzt sind. Die Zahl solcher Aether ist eine grosse; von Wichtigkeit ist aber nur der gewöhnliche
Aethyläther (s. Aether). Die praktische Darstellung desselben geschieht auf einem Umwege. Die Schwefelsäure, welche bei seiner Darstellung mit Alkohol gemischt wird, wirkt nicht direkt wasserentziehend, sondern es entsteht zunächst Aethylschwefelsäure:
^[img]
Wird diese Aethylschwefelsäure auf 140° erhitzt unter Zufluss von Alkohol, so spaltet sie sich wieder und es entsteht Schwefelsäurehydrat und Aether:
^[img]
Sind zwei Alkoholradikale durch die Atomgruppe CO verbunden, so heisst der Körper ein Keton, z. B.:
^[img] Diäthylketon, ^[?] Methyläthylketon.
Von praktischer Wichtigkeit ist nur das
Dimethylketon (CH3)2CO ^[(CH3)2CO] (s. Aceton).
Durch Oxydation gehen die gewöhnlichen Alkohole in Aldehyde über. Sie verlieren dabei 2 Atome Wasserstoff, z. B. aus Aethylalkohol CH3.CH2.OH ^[CH3 · CH2 · OH] wird CH3.OH ^[CH3 · COH] Acetaldehyd. Die wichtigste Eigenschaft der Aldehyde ist, dass sie grosse Neigung haben, Sauerstoff aufzunehmen und sich so in Säuren zu verwandeln. Diese Oxydation kann sich anderen Stoffen gegenüber als Reduktion bemerklich machen. So wird z. B. aus Silbersalzen durch Aldehyde blankes metallisches Silber reduzirt, wovon man bei der Versilberung von Glaskugeln Gebrauch macht. Der einzig wichtige Aldehyd ist der
Acetaldehyd (s. diesen).
Wirken Spuren von Salz- oder Schwefelsäure auf Acetaldehyd ein, so verdreifacht er sein Molekül, er polymerisirt sich und geht über in
Paraldehyd (C2H4O)3 ^[(C2H4O)3], eine eigenthümlich aromatisch riechende Flüssigkeit, die bei +10° erstarrt, wie der gewöhnliche Aldehyd leicht oxydirt und sauer wird und durch Destillation über etwas Schwefelsäure wieder in gewöhnlichen Aldehyd zurück verwandelt werden kann. Paraldehyd wird als Schlafmittel verwendet. ¶
Wird Wasserstoff des Aldehyds theilweise durch Chlor ersetzt, so entstehen Derivate, von denen das wichtigste ist:
Trichloraldehyd CCl3 · COH (s. Chloralum hydratum krystallisatum). Dieser giebt mit Formamid Chloralformamid (s. Chloralum formamidatum).
Wird der Alkohol fortgesetzt oxydirt, so entsteht schliesslich eine Säure, die Essigsäure:
(CH3 . CH2)OH ^[CH3 · CH2)OH] + 20 | = CH3COOH + H2O ^[H20]. |
Alkohol | Essigsäure |
Jedem der oben aufgeführten Alkohole entspricht eine organische Säure, in welcher sich stets die Gruppe -COOH (Carboxylgruppe) findet. In der organischen Chemie werden nur diejenigen Verbindungen als Säuren angesehen, welche die Carboxylgruppe enthalten. Das Wasserstoffatom dieser Gruppe verhält sich ganz wie die Wasserstoffatome in den unorganischen Säurehydraten, es kann ebenso leicht durch Metallatome ersetzt werden, so dass ein Salz entsteht. Z. B.
CH3 . COOH ^[CH3 · COOH] + NaOH | = CH3 . COONa ^[CH3 · COONa] + H2O ^[H20]. |
Essigsäure | Essigsaures Natrium |
Das Wasserstoffatom dieser Carboxylgruppe verhält sich also anders als die anderen Wasserstoffatome der Säure, welche nicht so leicht beweglich und ersetzbar sind. - Auch die organischen Säuren können ein- oder mehrbasisch sein; es richtet sich dies nach der Anzahl der vorhandenen Carboxylgruppen. Die erwähnte Essigsäure ist einbasisch, während z. B. die Bernsteinsäure
^[img]
dreibasisch ist. Diese letzteren Säuren können demnach auch wie mehrbasische Mineralsäuren ebensowohl neutrale oder normale, wie saure Salze geben. Von der homologen Reihe des gewöhnlichen Alkohols leitet sich eine homologe Reihe von einbasischen Säuren ab, welche man die Reihe der Fettsäuren nennt, weil ihre wichtigsten Glieder schon seit langer Zeit in den natürlich vorkommenden Fetten und Oelen aufgefunden worden und ihre höheren Glieder den Fetten äusserlich ähnlich sind. Die wichtigsten Fettsäuren sind:
Ameisensäure H.COOH ^[H · COOH] | Laurinsäure C11H23.COOH ^[C11H23 · COOH] |
Essigsäure CH3.COOH ^[CH3 · COOH] | Myristinsäure C13H27.COOH ^[C13H27 · COOH] |
Propionsäure C2H5.COOH ^[C2H5 · COOH] | Palmitinsäure C15H31.COOH ^[C15H31 · COOH] |
Buttersäure C3H7.COOH ^[C3H7 · COOH] | Stearinsäure C17H35.COOH ^[C17H35 · COOH] |
Valeriansäure C4H9.COOH ^[C4H9 · COOH] | Arachinsäure C19H39.COOH ^[C19H39 · COOH] |
Capronsäure C5H11.COOH ^[C5H11 · COOH] | Cerotinsäure C26H53.COOH ^[C26H53 · COOH] |
Ameisensäure CH2O2 (s. Acid. formicicum). Reaktion: Erhitzt man Ameisensäure mit salpetersaurem Silber zum Kochen, so wird unter Kohlensäureentwickelung metallisches Silber ausgeschieden.
Essigsäure C2H4O2 (s. Acetum, Acetum pyrolignosum, Acidum aceticum ¶
glaciale, sowie Salze derselben: Kalium aceticum, Natrium aceticum, Aluminium aceticum, Baryum aceticum, Cuprum aceticum, Ferrum aceticum, Plumbum aceticum). Reaktion: Erwärmt man ein trocknes essigsaures Salz mit etwas konz. Schwefelsäure, so tritt der charakteristische Geruch der Essigsäure auf; setzt man noch etwas Alkohol hinzu, so erhält man den angenehmen Geruch des Essigäthers.
Trichloressigsäure CCl3. COOH (s. Acidum trichloraceticum.)
Buttersäure, normale, C4H8O2, Acidum butyricum, findet sich als Buttersäure-Glycerinäther im Butterfett, wird dargestellt durch Gährenlassen einer Zuckerlösung mit saurer Milch, faulem Käse und Kreidepulver. Sie ist eine ölige, ranzig riechende Flüssigkeit und wird aus ihrer Lösung in Wasser durch Salze abgeschieden (ausgesalzen). Das Calciumbutyrat ist in kaltem Wasser leichter löslich als in heissem. Buttersäure findet Verwendung zur Darstellung von Fruchtäthern.
Valeriansäure C5H10O2, gewöhnliche (s. Acid. valerianicum, Zincum valerianicum).
Stearinsäure C18H36O2 (s. Acid. stearinicum).
Diesen Säuren schliessen sich an, obschon sie nicht genau in die Reihe gehören:
Oelsäure C18H34O2 (s. Acid. oleinicum).
Milchsäure C2H4(OH). COOH, Oxypropionsäure (s. Acid. lacticum, Ferrum lacticum).
Von zweibasischen organischen Säuren sind wichtig:
Oxalsäure ^[?] (s. Acid. oxalicum, Kalium oxalicum und Kalium bioxalicum).
Reaktion: In Lösungen von Oxalsäure entsteht mit Chlorcalcium ein weisser Niederschlag, der in Essig- und Oxalsäure unlöslich, in Salz- und Salpetersäure aber leicht löslich ist.
Bernsteinsäure ^[?] (s. Acid. succinicum). Aepfelsäure, Monooxybernsteinsäure ^[?] (s. Ferrum malicum).
Weinsäure, Bioxybernsteinsäure ^[?] (s. Acid. tartaricum, Tartarus depuratus, Tartarus natronatus, Tartarus stibiatus).
Reaktion: Weinsäure erzeugt in konz. Lösungen von Kalisalzen sofort oder doch beim Schütteln einen weissen krystallinischen Niederschlag. Auch entsteht beim trocknen Erhitzen der Weinsäure oder ihrer Salze unter Verkohlung der Geruch nach verbranntem Zucker.
Eine dreibasische Säure ist die
Citronensäure ^[?] (s. Acid. citricum). ¶
Wird wie bei der Salzbildung der Hydroxylwasserstoff einer Säure durch ein Alkoholradikal ersetzt, so entsteht ein sogenannter zusammengesetzter Aether oder ein Ester. Man vergleiche:
NO2OH ^[NO2] + KOH = NO2OK + H2O .
NO2OH ^[NO2] + C2H5OH = NO2OC2H5 + H2O .
Salpetersäure Alkohol Salpetersäure-Aethyläther
Durch Kochen mit Alkalien werden diese Ester zersetzt (verseift) und es ergiebt sich wieder der Alkohol neben einem Metallsalz, z. B.
NO2OC2H5 + KOH = NO2OK + C2H5OH .
Diese Aether sind meist durch einen angenehmen Geruch ausgezeichnet. Zu erwähnen sind:
Salpetersäureäthyläther NO3.C2H5 ^[NO3 · C2H5] und
Salpetrigsäureäthyläther NO2.C2H5 ^[NO2O · C2H5] (s. Aether nitrosus).
Salpetrigsäureamyläther NO2.C5H11 ^[NO2O · C5H11] (s. Amylium nitrosum).
Essigsäureäthyläther CH3.COO(C2H5) ^[CH3 · COOC2H5] (s. Aether aceticus).
Die Ester der höheren Fettsäuren besitzen einen Geruch, der lebhaft an denjenigen reifer Früchte erinnert. Sie dienen zur Fabrikation sog. Fruchtessenzen. Z. B.
Aepfeläther: Valerianamylester und Weingeist.
Ananasäther: Buttersäureäthylester und Weingeist.
Aprikosenäther: Buttersäureamylester und Amylalkohol.
Birnenäther: Essigsäureamylester, Essigäther und Weingeist.
Erdbeeräther: Essigsäure- und Buttersäureäthylester, Essigsäureamylester.
Hierher gehört auch der Oenanthäther (s. Oleum vini).
Diesen Estern sind ihrer chemischen Zusammensetzung nach ganz ähnlich die Fette und fetten Oele (s. flüssige und feste Fette). Sie sind anzusehen als Ester der organischen Säuren mit dem Glycerin, einem dreiwerthigen Alkohol ^[img] (s. Glycerinum) und zwar meist Gemenge von Estern Verschiedener Säuren. Am häufigsten treten auf die Glycerinäther der Palmitinsäure, der Stearinsäure und Oelsäure, seltener die der Myristinsäure, Laurinsäure, Caprinsäure, Buttersäure, Erucasäure, Tiglinsäure, Leinölsäure, Ricinölsäure etc- Herrschen die Glycerinäther der Palmitin- und Stearinsäure vor, so sind die Verbindungen fest, während die Oelsäureglycerinäther mehr flüssig sind.
Alle diese Glycerinäther werden gerade so wie die oben erwähnten zusammengesetzten Aether durch starke Basen in den Alkohol (Glycerin) und Salze der betreffenden Säuren gespalten. Diese fettsäuren Salze heissen Seifen (s. Sapo) oder, wenn Bleioxyd zur Verseifung verwendet wurde, Pflaster (s. Emplastra).
Durch starke Mineralsäuren können aus den Seifen die Fettsäuren abgeschieden werden. ¶
Mit dem Namen Kohlehydrate bezeichnet man eine Anzahl von Verbindungen, welche sechs Atome Kohlenstoff (oder ein Vielfaches davon) enthalten und ausserdem Wasserstoff und Sauerstoff in demselben Verhältniss wie im Wasser, also doppelt so viel Wasserstoff als Sauerstoff. Man kann sie in drei Gruppen eintheilen:
1. Gruppe des Traubenzuckers C6H12O6 :
Dextrose (s. Stärkezucker).
Lävulose oder Fruchtzucker, bildet den flüssigen Antheil des Honigs. Der durch Kochen von Rohrzuckerlösung mit verdünnter Säure entstehende Invertzucker ist ein Gemenge von Dextrose und Lävulose.
Lactose, entsteht aus Milchzucker.
2. Gruppe des Rohrzuckers C12H22O11 :
Rohrzucker (s. Saccharum).
Milchzucker (s. Saccharum lactis).
Maltose, im Malzextrakt enthalten.
3. Gruppe des Zellstoffs C6H10O5 :
Cellulose, bildet den Hauptbestandtheil aller pflanzlichen Zellhäute, ist also Hauptbestandtheil des Holzes, des Papiers, der Baumwolle (s. Verbandstoffe) etc., geht durch Behandlung mit Schwefelsäure in Amyloid über (s. Charta pergamena), giebt mit Salpetersäure einen Aether, die Schiessbaumwolle (s. Nitrocellulose, Collodium).
Stärke (s. Amylum).
Dextrin (s. Dextrinum).
Inulin, Alantstärke.
Gummiarten (s. Gummi Arabicum).
Bassorin (s. Gummi tragacanthae).
Von diesen Kohlehydraten sind direkt gährungsfähig: Dextrose, Lävulose und Lactose. Die Hauptprodukte der alkoholischen Gährung sind Alkohol und Kohlensäure. Bedingungen zum Eintritt der Gährung sind: Vorhandensein eines gährungsfähigen Stoffes, eines Ferments (Hefe) und einer hinreichenden Menge Wassers, mittlere Temperatur und Abwesenheit von gährungshemmenden Stoffen, z. B. schweflige Säure, Salicylsäure, Phenol, Quecksilberchlorid.
II. Verbindungen der aromatischen Reihe.
Wie die Körper der Fettreihe sich alle vom Methan ableiten lassen, so können alle aromatischen Verbindungen als Derivate oder Ableitungsprodukte des Benzols C6H6 angesehen werden. Einzelne derselben finden sich fertig gebildet in der Natur (wie Benzoesäure, Gerbsäure, Vanillin), aber zu Hunderten sind sie künstlich dargestellt worden, namentlich aus den Produkten der trockenen Destillation von Steinkohlen. Diese ¶