Friedrich August Kekulé
(1829–1896)
Vizsgálatok az aromás vegyületek
körében
Részletek
Annalen der Chemie, 137: 129–196 (1865)
in: Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source
Book in Chemistry 1400-1900 (Harvard University Press,
Cambridge, Massachusetts, 1963)
Az elemek
atomicitásának elmélete, és elsõsorban
a szén tetratomos elemkénti+
felfogása az utóbbi években igen alkalmas módot
kínált számos szénvegyület atomi konstitúciójának
magyarázatára, legfõképpen azokéra,
amelyeket zsíros testeknek nevezek. Tudomásom szerint
eleddig senki sem kísérelte meg, hogy ezeket az elgondolásokat
az aromás vegyületekre is kiterjessze. Hét évvel
ezelõtt, amikor a szén tetratomos természetére
vonatkozó nézeteimet kifejtettem, már jeleztem, hogy
errõl is van elképzelésem, de akkor nem tartottam
idõszerûnek a probléma tüzetesebb vizsgálatát.
Azoknak a kémikusoknak a többsége, akik azóta
elméleti kérdéseket fejtegettek, nem érintette
a kérdést; néhányan határozottan kijelentették,
hogy az aromás vegyületek összetétele nem magyarázható
meg az atomicitás elméletével, mások hat szénatomból
álló hatatomos csoportot tételeztek fel, de sem arra
nem tettek kísérletet, hogy megtalálják a szénatomok
kapcsolódási módját, sem arra, hogy megtalálják
a hat monatomos elem csoporttá alakulásának feltételeit.
Az aromás vegyületek atomi konstitúciójának leírásához figyelembe kell vennünk az alábbi jelenségeket:
1. Minden aromás vegyület, még a legegyszerûbb is, gazdagabb szénben, mint a zsíros testek osztályába tartozó analóg vegyület.
2. Az aromás vegyületek között, a zsíros
testekhez hasonlóan, számos homológ anyag van; ezek
összetételének különbsége n -vel
fejezhetõ ki.
3. A legegyszerûbb aromás vegyület legalább hat szénatomot tartalmaz.
4. Az aromás anyagok minden módosított terméke bizonyos hasonlóságot mutat, mindannyian az "aromás vegyületek" családjába tartoznak. Igaz ugyan, hogy erõsebb hatású reakciókban a szén egy része gyakran eltávozik, de a fõ termék legalább hat szénatomot tartalmaz (benzol, kinon, klóranil, karbolsav, hidroxi-karbolsav, pikrinsav stb.) Ezeknél a termékeknék a bomlás leáll, ha a szerves vegyület nem roncsolódik teljesen szét.
A fenti jelenségek nyilvánvalóan ahhoz a következtetéshez vezetnek, hogy az összes aromás vegyületben egyazon atomcsoport, vagy, ha jobban tetszik, ugyanaz a hat szénatomos mag található. Ebben a magban a szénatomok biztosan erõsen összetartoznak vagy a többinél kompaktabban vannak elrendezve. Ehhez a maghoz több szénatom is csatlakozhat – ugyanúgy és ugyanolyan törvények szerint, mint a zsíros testek esetében.
Ezután ennek a magnak az atomi konstitúciójáról kell számot adnunk. Ez igen könnyû a következõ hipotézissel, amely a szén tetratomosságának már általánosan elfogadott felfogása alapján oly egyszerû magyarázatot ad, hogy további fejtegetésre aligha van szükség.
Ha sok szénatom képes egymással egyesülni, megtörténhet, hogy az egyik atom egyetlen affinitásegysége a szomszédos atom egyetlen affinitásegységéhez kötõdik. Amint korábban kimutattam, ez magyarázatot ad a zsíros testek homológiájára és általában a konstitúciójukra.
Feltételezhetõ továbbá, hogy sok szénatom ily módon kapcsolódik össze, de vannak olyanok is, amelyek két affinitásegységgel kötõdnek egymáshoz, és az is elképzelhetõ, hogy az egyesülés váltakozva jön létre egy és két affinitásegységgel. Az elsõ és az utolsó eset a következõ sorozatokkal jellemezhetõ:
1/1, 1/1, 1/1, 1/1 stb.Amint említettük, a szénatomok egyesülésének szimmetriájára vonatkozó elsõ törvény megmagyrázza a zsíros testek konstitúcióját; a második az aromás vegyületek vagy legalábbis az összes ilyen vegyületben közös mag konstítúciójának magyarázatához vezet.
1/1, 1/2, 1/1, 1/2 stb.
Ha elfogadjuk, hogy hat szénatom kapcsolódik össze eszerint a szimmetriatörvény szerint, olyan csoportot kapunk, amelyet ha nyitott láncúnak tekintünk, nyolc telítetlen affinitásegységet tartalmaz (II. táblázat, 1. ábra). Ha egy másik feltevéssel élünk, mely szerint a lánc végén a két szénatom egy affintásegységgel kapcsolódik össze, akkor zárt láncot* (szimmetrikus gyûrût) kapunk, s ebben még hat szabad affinitásegység van (II. táblázat, 2. ábra).**
Részlet Kekulé táblázatából
Mármost ebbõl a zárt láncból következik az összes olyan anyag, amelyet rendszerint aromás vegyületnek nevezünk. A nyílt lánc a kinonban, a klóranilban és a mindkettõvel közeli rokonságban álló néhány vegyületben jelenik meg. Ezekkel a testekkel nem foglalkozunk tovább; magyarázatok egyszerû. Látható, hogy szoros rokonságban állnak az aromás anyagokkal, de nem sorolhatók közéjük.
Feltételezhetõ, hogy minden aromás anyagban van
egy közös mag; ez a zárt lánc, (ahol
A telítetlen affinitás vagy affinitásegység).
Eme mag hat affinitásegysége hat monatomos elemmel telíthetõ. Az affinitásegységek, legalábbis részben, poliatomos elem egyik egyik affinitásával is telíthetõk, de az elemnek más atomokhoz is kell kapcsolódnia, ezért egy vagy több oldallánc keletkezik, amely más atomokhoz kapcsolódva tovább növekedhet.
A mag két affinitásegységének telítése
diatomos elem atomjával vagy három affinitásegységének
telítése triatomos elem atomjával elméletileg
nem lehetséges. Így a képletû
vegyületek elképzelhetetlenek; ha ilyen össztételû
testek léteznek, és ha az elmélet helyes, az elsõ
kettõ képleteit meg kell kettõzni, a harmadikét
meg kell háromszorozni.***
* A zsíros testek csoportjában az etilénsor
szénhidrogénjei zárt láncúaknak tekinthetõk.
Világosan kell látni, hogy az etilén ennek a sornak
kezdõ tagja, és a (metilén)
szénhidrogén nem létezik, mert nem hihetõ,
hogy ugyanahhoz a szénatomhoz tartozó két affinitás
képes legyen egymáshoz kapcsolódni.
** Hogy az itt kifejtett elgondolásokat jobban
megvilágítsam, a II. táblázatban számos
vegyület "grafikus képletét" is összegyûjtöttem.
A képletekkel szemléltetett elképzelések ma
már olyannyira ismertek, hogy szükségtelen részletesen
tárgyalnom õket. Ugyanolyan típusú grafikus
képleteket használtam, mint 1859-ben, amikor elõször
fejleszettem tovább a molekulák atomi konstitúciójára
vonatkozó elgondolásaimat. Ezt a formát említésre
méltó módosítás nélkül fogadta
el Wurtz (Leçons de philosophie chimique), és úgy
vélem, bizonyos elõnyökkel jár a Loschmidt- és
Crum-Brown-féle mostani módosításokkal szemben.
A táblázat mégértéséhez csak
annyit kell megjegyeznem, hogy a zárt
láncot egyenes vonallal, tehát nyitva jelöltem, a rövid
vonalakkal a szélsõ helyzetben levõ affinitásokat
jelöltem, amelyeket az ellentétes végekhez kötõdõ
affinitásegységekként kell értelmezni. Az 1.,
2., 31. és 32. képleteken a pontok még telítetlen
affinitásegységeket jelentenek.
*** Emlékszem azonban a
vegyületre, amelyet Limpricht kapott a fenol mellett a szalicilsavanhidrid
száraz desztillációjakor. Ennek az anyagnak a képlete
nyilvánvalóan
Vissza | http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/ |