ORGANISCHE CHEMIE VON WALTER HÜCKEL O. PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT TÜBINGEN sus Mitteln des Fonds für Chemie MIT 38 ABBILDUNGEN UND 11 TAFELN SECHSTE, NEUBEARBEITETE AUFLAGE L E I P Z I G 1955 AKADEMISCHE VERLAGSGESELLSCHAFT GEEST & P O R T I G K.-G. Inhaltsverzeichnis. Die durch ein Sternchen kenntlich gemachten Abschnitte sind für Studierende der Medizin als wichtig hervorgehoben. I. Abschnitt. Zur Einführung. 1. *Das Gebiet der organischen Chemie •Allgemeines. — •Aus der Frühzeit der organischen Chemie. Wöhler und Liebig. 1 2. •Analytische Verfahren der organischen Chemie 6 *Allgemeine Eigenschaften organischer Verbindungen. — * Qualitative Analyse organischer Verbindungen. — Quantitative Analyse organischer Verbindungen (Elementaranalyse). — Kohlenstoff-Wasserstoffbestimmung. — Stickstoffbestimmüng. — *Bestimmung des Stickstoffs nach Kjeldahl. — Halogen- und Schwefelbestimmung. — Die Mikroanalyse. — *Ableitung der Bruttoformel. — Regel der paaren Atom zahlen. — •Molekulargewichtsbestimmung. — Molekulargewichtsbestimmung nach R a s t . — Begrenzung der Molekulargröße nach unten durch Analyse. 3. *Charakterisierung organischer Verbindungen 19 •Reinigung. — •Schmelzpunkt und Siedepunkt. — *Dichte und Lichtbrechung. — Molekularrefraktion. — *Lichtabsorption. — ""Optisches Drehungsvermögen. — *Derivate. 4. Der Beilstein '. 24 II. Abschnitt. Kohlenwasserstoffe und Halogenide. 1. * Grundlagen des Systems der organischen Chemie: Atomverkettung und Vierwertigkeit des Kohlenstoffs 27 2. *Die Paraffine. Strukturformehl 29 •Homologe Reihen. — *Paraffinkohlenwasserstoffe. — *Strukturformeln. — Arten chemischer Bindung. — *Isomerie. — *Ringschluß. — *Einzelne Paraffine. — *Methan. — *Erdöl. — Künstliche Gewinnung von Paraffinen. 3. * Substitution. Die Halogenide 42 •Paraffine und Halogene. — •Eigenschaften der Halogenide. — •Einiges über das chemische Verhalten der Halogenide. — •Einzelne Halogenide. — •Substitution bei höheren Paraffinen. — •Strükturisomerie bei den Halogeniden des Propans und Butans. 4. #Die Wurtzsche Synthese. Strukturbestimmung durch Synthese . . . . 49 •Halogenide und Metalle. — *Strukturbestimmung des Butans und Isobutans. — Über den Verlauf der Würtzschen Synthese. 5. •Die Kohlenwasserstoffe der Olefinreihe 54 •Bildungsweisen und Eigenschaften. — •Chemisches Verhalten. — •Die Doppelbindung. — •Katalytische Hydrierung. — •Oxydation. — Strukturisomerie bei Olefinen. — Die isomeren Butene CjHg. — Diolefine. Inhaltsverzeichnis. , XIII 6. »Acetylen 62 7. •Steinkohle und Leuchtgas 66 •Die Steinkohle. — Leuchtgasgewinnung. — Geschichtliches. — Teuiuük der Leuchtgasgewinnung. — •Zusammensetzung und Eigenschaften des Leuchtgases. — •Leuchtgasanalyse. — •Giftigkeit des Leuchtgases. — •Der Steinkohlenteer. — •Aromatische Kohlenwasserstoffe. — •Die Struktur aromatischer Kohlenwasserstoffe. 8. •Systematik und Nomenklatur 76 ID. Abschnitt. Alkohole and Äther. 1. *Bildungsweise und Eigenschaften der Alkohole 80 •Strukturformel der Alkohole. — *Physikalische Eigenschaften der Alkohole. — Löslichkeit der Alkohole in Wasser und in organischen Lösungsmitteln. 2. •Die wichtigsten Alkohole 89 •Methylalkohol (Methanol). — *Äthylalkohol (Äthanol). — *Eiizyiiie oder Fermente. — •Alkohol aus Acetylen. — •Destillation und Reinigung des Alkohols. — •Alkohol als Genußmittel. — •Höhere Alkohole. 3. Destillation 97 Allgemeine Grundlagen. — Destillation von Gemischen clieujiBcb ähnlicher Stoffe. — Destillation ineinander nicht löslicher Flüssigkeiten. — Wasserdampfdestillation. — Flüssigkeitsgemische mit Siedepunktsminimum. — Alkohol und Benzol. — Alkohol und Wasser. — Absoluter Alkohol durch azeotrope Destillation. 4. *Mehrwertige Alkohole „ . . 108 •Allgemeines und Bildungsweisen. — •Glykol. — *Glycerin. 6. •Ester der Mineralsäuren 112 •Veresterung. — •Ester der Schwefelsäure. — Dimethylsulfat und DiäthylSulfat. —• Umesterung. — •Ester der Phosphorsäure. — •Ester der Salpetersäure. — •Ester der Salpetrigen Säure. — Ester anderer anorganischer Säuren. — •Bildungsweisen der Halogenide (Übersicht). — ""Thermische Zersetzung der Mineralsäure-ester. — Umlagerungen. 6. *Äther . 126 •Strukturformel der Äther. — •Bildungsweisen der Äther. — Methoxylbestimmung. — •Einzelne Äther. IV. Abschnitt. Aldehyde und Ketone. 1. •Bildungsweisen Und Strukturformel der Aldehyde und Ketone 134 2. •Chemische Reaktionen der Aldehyde und Ketone 139 •Besondere Reaktionen der Aldehyde. — •Reaktionen des Carbonyls. — •Aldolkondensation. — •Acyloinkondensation. — Polymerisation der Aldehyde. 8. *Die wichtigsten Aldehyde 150 •Formaldehyd. — •Acetaldehyd. — *Chloral. — *Chloroform aus Chloral. — Höhere und ungesättigte Aldehyde. — •Benzaldehyd. 4. •Ketone . % 157 •Namenbildung. — •Bildungsweisen, und Reaktionen. — Reduktion der Ketone: Pinakol; Pinakolin- und Retropinakolinümlagerung. — Kondensationsreaktionen bei Ketonen. — •Einzelne Ketone. — *Aceton. — Höhere Ketone. — Ketone der ätherischen öle. — •Campher. XIV Inhaltsverzeichnis. V. Abschnitt. Carbonsäuren und ihre Abkömmlinge. 1. •Allgemeines über organische Säuren •Carboxyl. — *T)ie Fettsäuren. — •Die Namen der Fettsäuren. 168 2. •Die wichtigsten Fettsäuren 172 •Ameisensäure. — Orthoameisensäure. — •Essigsäure. — *Höhere Fettsäuren. 3. •Ungesättigte Fettsäuren 1.78 4. •Ester der Carbonsäuren •Veresterung. — *Verseifung. 181 6. *Fette, öle und S e i f e n . . . 184 •Vorkommen und Bedeutung der Fette und öle. — •Seife. — •Herstellung von Seife. — •Eigenschaften der Seifenlösungen. — Waschwirkung der Seife. 6. •Einige einfache Reaktionen der Carbonsäuren und ihrer Salze 193 •Decarboxylierung. — Elektrolyse. — •Thermische Zersetzung fettsaurer Erdalkalien. 7. •Dicarbonsäuren 196 *Übersicht. — •Oxalsäure. — Malonsäure. — •Bernsteinsäure. — Höhere Dicarbonsäuren. — •Fumarsäure und Maleinsäure. 8. •Säurechloride und Säureanhydride 204 •Charakteristik. — •Darstellung der Carbonsäurechloride. — •Reaktionen der Säurechloride. — Säureanhydride. 9. •Säureamide •Darstellung. — •Chemisches Verhalten. — Säurehydrazide. 10. •Umwandlungen des Carboxyls 208 212 11. •Kohlensäure und ihre Abkömmlinge 213 •Ester der Kohlensäure. — •Phosgen. — •Chlorkohlensäure-ester. — •Perstoff. — Orthokohlensäure-äther. — •Amide der Kohlensäure. 12. •Harnstoff 217 •Bildungsweisen des Harnstoffs. — •Beziehungen des Harnstoffs zu den verschiedenen Abkömmlingen der Kohlensäure. — •Wöhlersche HarnStoffsynthese. — Semicarbazid. — •Eigenschaften und Bedeutung des Harnstoffs. — •Reaktionen des Harnstoffs. 13. •Verbindungen, die zum Harnstoff in naher Beziehung stehen Cyanamid. — •Guanidin. — •Urelde. — •Urei'de als Schlafmittel. 223 VI, Abschnitt. Organische Schwefelverbindungen. 1. Thiokohlensäuren und Abkömmlinge 228 Allgemeines. — Xanthogensäure. — Xanthogenatverfahren von Tschugaeff. 2. •Mercaptane und Thioäther Darstellung. — •Oxydation der Mercaptane: Disulfide. 3. Sulfinsäuren und Sulfonsäuren 4. Suifoxyde und Sulfone , •Sulfone als Schlafmittel: Sulfonal. c 6. Dichlordiäthylsulfid Der Kampfstoff Lost. — Synthese des Dichlordiathylsulfids. 6: Sulfoniumsalze 231 . . . 233 234 235 236 Inhaltsverzeichnis. XV Vü. Abschnitt. Amine. 1. *Amine: Allgemeines 238 2. Nitroverbindungen 242 Isomerie der Nitroverbindungen und der Salpetrigsäure-ester. 3. Verbindungen mit mehrfacher Kohlenstoff-Stickstoffbindung 244 4. Nitrile und Isonitrile 245 6. Organische Abkömmlinge der Rhodanwasserstoffsäure und der Cyansäure . 249 Abkömmlinge der Rhodanwasserstoffsäure. — Abkömmlinge der Cyansäure. — Knallsäure. — Isocyansäure-ester. — Hofmannscher Abbau der Säureamide. 6. •Reaktionen der Amine 254 *Acylierung. — Oxydation der Amine. — •Amine und salpetrige Säure. — Aliphatische Diazoverbindungen. — Diazomethan. — Curtiusscher Abbau. — Säureazide. 7. •Einige wichtige Vertreter aliphatischer Amine 260 •Namengebung. — •Methylamin. — •Diamine. — •Neurin und Cholin. — •Lecithine. — •Muscarin. . Abschnitt. Alkaloide. 1. •Geschichtliches und Allgemeines •Konstitutionsaufklärung. 2. •Heterocyclische Ringe in Alkaloiden •Systematik. — Erschöpfende Methylierung. 264 270 3. •Einzelne Alkaloide 273 •Coniin. — Lobelin. — •Nicotin. — •Die Chinaalkaloide. — •Funktionelle Gruppen des Chinins. — •Die Opiumalkaloide. — *Morphin und Codein. — Andere Opiumalkaloide. — *Papaverin. — *Cocain und Atropin. — *Cocaiin. — *Atropin. — Zur Konstitution des Cocalns und Atropins. 4. •Dosierung von Alkaloiden und einigen anderen Arzneimitteln 283 IX. Abschnitt. Pkosphine. Arsine. Metallorganische Verbindungen. 1. Phosphine • 285 2. Arsine 286 8. Metallorganische Verbindungen 288 Allgemeines. — 1,4-Addition an konjugierte Systeme. — Grignardsche Synthesen. — Zinkalkyle. — Quecksilberalkyle. — Bleialkyle. 4. •Die funktionellen Gruppen 294 X. Abschnitt. Stcrcocheniie. 1. *Experimentelle Grundlagen der Stereochemie 296 •Isomerie-erscheinungen. — •Die Isomerie der Milchsäure. — •Milchsäuregärung. — •Milchsäure aus Propionsäure. — •Milchsäure durch Cyahhydrinsynthese aus Acetaldehyd. — *Fleischmilchsäure. — •Die Isomerie der Weinsäure I. — •Strukturbeweis für die Dioxybernsteinsäuren. — •Racemate und racematische Gemische. 2. •Theoretische Grundlagen der Stereochemie 306 •Das asymmetrische Kohlenstoffatom. — •Die Tetra^derhypothese. — •Projektionsformeln. XVI Inhaltsverzeichnis. 3. *Isomerie bei Verbindungen mit mehreren asymmetrischen Kohlenstoffatcmen 312 •Theoretische Ableitung der Diastereoisomerie. — •Spaltung von Racematen. — •Die Isomerie der Weinsäure II. — •Hypothese der freien Drehbarkeit. — Stereoisomerie bei cyclischen Verbindungen. — Cis-transIsomerie. 4. Spannungstheorie 321 Theoretische und experimentelle Grundlagen. — Bicyclische Ringsysteme. — Terpene. — Alkaloide. 5. Die Tetraederhypothese im Lichte neuerer Forschungen 329 6. •Stereoisomerie bei Ungesättigten Verbindungen 331 •Modellbetrachtungen. — •Konfigurationsbestimmung. — Oxim-isomerie. 7. Waldensche Umkehrung 334 Grenzen der Konfigurationsbestimmung auf chemischem Wege. Waldensche Umkehrung. — Racemisierung. 8. Stereoisomerie bei anorganischen Verbindungen 338 XI. Abschnitt. Verbindungen mit mehreren, voneinander verschiedenen funktionellen Gruppen. 1. *Allgemeines und Übersicht 342 2. Halogenhydrine Äthylenoxyd. — Äthanolamine. ". . 8. Halogenfettsäuren Die Stärke organischer Säuren. 343 346 4. •Oxysäuren ; 348 •Die wichtigsten, natürlich vorkommenden Oxysäuren. — •Bildungsweisen der Oxysäuren. — •Reaktionen der Oxysäuren. XQ. Abschnitt. Aminosäuren und Eiweißstoffe. 1. *Aminosäuren 353 •Zwitterionen. — •Betame. — •Innere Komplexverbindungen. — •Bildungsweisen und einfache Reaktionen der Aminosäuren. 2. *Aminosäuren als Spaltprodukte des Eiweißes •Einzelne Aminosäuren 359 8. •Eiweißstoffe 363 •Einteilung der Eiweißstoffe. — •Physiologische Bedeutung der Eiweißstoffe. — *Eiweißstoffe als Kolloide. — •Abbau der Eiweißstoffe durch Fermente. — •Polypeptide und Bau der Eiweißstoffe. — •Polypeptide. — Polypeptidsynthesen Emil Fischers. — Oxytocin. XIII. Abschnitt. Kohlehydrate. 1. •Oxy-carbonylverbindungen (Aldehyd- und Ketonalkohole) 371 •a-Oxycarbonylverbindungen. — Acyloinkondensation. — /?-Oxyaldehyde. — *y- und <5-Oxycarbonylverbindungen. — •Tautomerie. 2. •Einteilung, der Kohlehydrate 378 3. •Beziehungen der einfachen Kohlehydrate zu anderen Verbindungen. Isomerien 380 •Die wichtigsten Monosaccbaride. Inhaltsverzeichnis.. XVII 4. •Reaktionen der Zucker , 383 6. •Gegenseitige Beziehungen zwischen Glucose, Mannose und Fructose . . . 386 •Gleichheit der Osazpne. — Beziehungen über Hexite. — Beziehungen über Hexonsäuren. 6. Konfigurationsbestimmung der Zucker 390 7. Abbau und Aufbau der Zucker 392 Abbau nach Ruff. Abbau nach Wohl. Aufbau der Zucker. 8. •Cycloformen der Zucker. Glykoside ; 395 •Stereoisomerie der Glykoside. — •Mutarotation. — Zuckerformeln nach Haworth. — •Dieglykosidische Bindung. — •Enzymatische Spaltung. — •Spezifität der Enzyme. 9. •Disaccharide 400 •Rohrzucker. — •Inversion des Rohrzuckers. — Rübenzucker und seine Gewinnung. — Geschichtliches. — Rübenzuckergewinnung. 10. •Polysaccharide 404 11. •Stärke " 406 •Bedeutung der Stärke. — •Eigenschaften der Stärke. — ^Abbau der Stärke. — •Backen. — •Die alkoholische Gärung. — *Bierbrauerei. — Zur Theorie der alkoholischen Gärung. — •Von der menschlichen Ernährung. 12. »Cellulose 41B •Bedeutung der Cellulose. — •Chemisches Verhalten der Cellulose. — Ester der Cellulose. — •Kunstseide. — Pektinstoffe. — Pflanzenschleime und Pflanzengummis. 13. Gerbstoffe 425 XIV. Abschnitt. Der Bau makromolekularer Stoffe. Kunstfasern und Kunstharze XV. Abschnitt. Tautomerie. Acetessigester. Purinverbiudungen. 1. *Tautomerie 2. •/?-Ketosäuren und /J-Ketosäure-ester Synthesen von jS-Ketosäure-estem. — •Säurespaltung. — •Ketonspaltung. — •Biologische Bedeutung der /S-Ketosäuren. 3. Die Tautoroerie des Acetessig-esters . . . .' Chemische Reaktionen des Acetessig-esters. — Trennung der Keto- und Enolform. — Salze des Acetessig-esters. — Synthesen mit Acetesaig-ester. — Malonestersynthesen. — Allgemeinheit der Keto-Enol-tautomerie. 4. *Tautomerie-erscheinungen bei stickstoffhaltigen Verbindungen *Tautomerie der Säureamide. — •Antipyrin. 6. *Purinverbindungen . •Barbitursäure. — *Harnsäure. — •Pyrimidin. — •Imidazol. — •Purin. — •Tautomerie der Harnsäure. — Aus den Arbeiten zur Erforschung der Struktur der Purinverbindungen. — Synthese der Harnsäure. — •Natürlich vorkommende Purinverbindungen und ihre Bedeutung. 428 434 435 438 446 44$ XVI. Abschnitt. Aromatische Verbindungen. 1. •Die Strukturformel aromatischer Verbindungen 458 2. *Isomerie und Ortsbestimmung bei Benzolderivaten 461 *Strukturisomerie substituierter Benzole. — •Strukturisomerie substituierter Naphthaline. — Ortsbestimmung bei Benzolderivaten. 3. •Chemische Reaktionen aromatischer Verbindungen 465*Nitrierung. — •Sulfurierung. — •Halogenierung. XVIII ' Inhaltsverzeichnis. 4. 'Aromatische Kohlenwasserstoffe •. 469 •Benzol. — Thiophen. — •Naphthalin und Thionaphthen. — •Homologe Benzolkohlenwasserstoffe. 5. Einführung von Seitenketten in den Benzolkern 473 Die F i t t i g s c h e Synthese. — Die Synthese nach F r i e d e l - C r a f t s . 6. •Reaktionen in Seitenketten 475 •Die Chlorierung des Toluols. — •Umsetzungen des Benzylchlorids. — •Ephedrin. — •Adrenalin. — •Benzaldehyd und seine Reaktionen. — Zimtsäure. — •Benzoesäure. — •Benzoylierung. — •Benzoylierung nach S c h o t t e n - B a u m a n n . — Benzopersäure. 7. Kernsubstituierte Benzolderivate I : Halogenbenzole und Phenole . . . . 488 Charakteristik der Halogenbenzole. — Einige Vertreter halogenierter Benzole. — Jodbenzol. — Jodoso- und Jodobenzol. — *Phenole. — •Bildungsweisen der Phenole. — •Reaktionen des phenolischen Hydroxyls. — Phenoläther. — Substitutionsreaktionen der Phenole. — •Phenol. — Phenol und Wasser: Kritische Lösungstemperatur. — •Phenol in der Medizin. — •Erkennung des Phenols. — Technische Verwendung. — Salicylsäuresynthese. — •Salicylsäure. — •Homologe des Phenols. — Naphthole. — Mehrwertige Phenole. — Dioxybenzole. — Brenzcatechin, Resorcin, Hydrochinon. — Trioxybenzole. — *Pyrogallol. — Phloroglucin. — Sechswertiges Phenol: Hexaoxylbenzol. 8. Chinone 506 Formel und Reaktionen. — Chinhydrone. — Die wichtigsten Clünone. 9. •Kernsubstituierte Benzolderivate I I : Nitroverbindungen und Amine . . . 509 •Nitrieren- — •Nitrobenzol. — Nitrotoluole. — Pikrinsäure. — •Aromatische Amine. — •Darstellung. — •Anilin. — *Derivate des Anilins. — N-alkylierte Aniline. — Diphenylamin. — Kernalkylierte Aniline. — Nitroaniline und Diaminobenzole. — Naphthylamine. — Zwischenprodukte bei der Reduktion der Nitroverbindungen zu Aminen. — Nitrosobenzol. — Phenylhydroxylamin. — Azoxybenzol. — Kristalline Flüssigkeiten. — Azobenzol. — Hydrazobenzol. — Elektrolytische Reduktion der Nitroverbindungen. 10. Die Diazoverbindungen 522 •Aromatische Amine und salpetrige Säure. — Formulierung der Diazoverbindungen. — Reaktionen der Diazoverbindungen. — Reaktionen der Diazoverbindungen, bei denen der Stickstoff im Molekül bleibt. — Phenylhydrazin. — Diazoaminoverbindungen. 11. Über den aromatischen Bindungszustand 627 XVII. Abschnitt. Farbstoffe. 1. Farbstoffe und Faser .631 Verwandtschaft zwischen Farbstoff und Faser. 2. Farbe und Konstitution 534 3. •Azofarbstoffe 536 •Kuppelung der Diazoverbindungen. — Einige einfachere Azofarbstoffe. — Azofarbstoffe als Indikatoren. 4. Triphenylmethan. Freie Radikale 541 Triphenylmethan, Triphenylmethylchlorid, Triphenylcarbinol. — Freie Radikale. •6. Triphenylmethanfarbstoffe 543 •Malachitgrün. — Pararosanilin. — Kristallviolett — Formulierung der Triphenylmethanfarbstoffe. — Chinoniuiinfarbstoffe. — PhthaleSne. — •Phenolphthalein. — Phthaleinfarbstoffe. Inhaltsverzeichnis. XIX 6. Blütenfarbstoffe . 650 7. Anthrachinonfarbstoffe 663 Anthrachinon. — Alizarin. '•— Geschichte der Alizarinsynthese. — Beizenfarbstoffe der Anthrachinonreihe. — Küpenfarbstoffe der Anthrachinonreihe. — Indanthrenfarbstoffe. — Phenazin- und Thiazinfarbstoffe. — Schwefelfarbstoffe. 8. •Indigo, Pyrrol und Indol . . 560 •Allgemeines. — •Pyrrol. — •Indol. — •Indigo. — Eigenschaften des Indigos. — Küpenfärberei. — •Indoxyl. — Indigosynthese. — Bedeutung der Indigosynthese für die deutsche chemische Technik. 9. •Blutfarbstoff und Blattfarbstoff 571 •Hämoglobin. — •Hämin. — •Porphyrine. — Gallenfarbstoff. — •Physio- . logische Bedeutung des Hämoglobins. — •Chlorophyll. — Phthalooyanine. XV111. Abschnitt. Carotinoide, Vitamine und Hormone. 1. •Carotinoide 576 •Übersicht über die Carotinoide. — •Konstitution der Carotinoide. — •Isopren als Baustein von Naturstoffen. — Diensynthese. 2. Kautschuk 583 3. •Vitaminforschung 685 •Mangelkrankheiten (Avitaminosen). — •Einteilung der Vitamine. — •Testverfahren. 4. •Die einzelnen Vitamine 591 •Vitamin A. — •Vitamin B j . — •Vitamin B a und das gelbe Atmungaferment. — •Vitamin C. — •Vitamin E. 6. •Vitamin D. Sterine und Gallensäuren 599 •Sterine und Gallensäuren. — •Saponine Und pflanzliche Herzgifte. — •Aufdeckung der Beziehungen zwischen den Sterinen und Vitamin D. 6. •Hormone 606 •Der Hormonbegriff. — •Die Keimdrüsenhormone. — •Andere Hormone. — •Adrenalin. — •Thyroxin. — •Insulin. — Auxin und Heteroauxin. — Biotin und Pantothensäure. 7. •Wege der chemotherapeutischen Forschung. i •Antibiotika 8. •Schlußwort 614 ' 620 Tafeln 1—11. Synthesen: 1. a-Naphthol, Naphthalin. 2. Phenanthren. 3. Pyridinderivate. 4. Chinolin. 5. Isochinolin. 6. Pyrrol. 7. Pyrrolderivate. 8. Indolderivate. 9. Cocaln. 10. Campher, Totalsynthese. 11. Campher aus Pinen 623—635 Namenregister 636 Sachregister 639