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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XL Nr. 42 



Stoffe und der Art, wie ihre Molekiile aus den 

 Atomen aufgebaut sind, Zusammenhange sieht, 

 eine der wichtigsten Stiitzen. Besonders in der 

 Chemie des Kohlenstoffs und seiner Verbindungen 

 sind die Falle von Isomerie so haufig -- sie be- 

 laufen sich auf viele Tausende , dafi es nach 

 Ladenburg ,,einer wissenschaftlichen Chemie 

 wesentlich zur Aufgabe fallt, Isomerieerscheinungen 

 zu erklaren", ein Ausspruch, der in dieser Allge- 

 meinheit allerdings wohl eine Uberschatzung der 

 theoretischen Bedeutung der organischen Chemie 

 darstellt. 



Die Statik der isomeren Stoffe. 



Dafi bei der strukturchemischen Betrachtungs- 

 weise isomere Stoffe, die im Verhaltnis der Poly- 

 meric zueinander stehen, verschiedene Gebilde 

 darstellen, ist selbstverstandlich, und wir konnen 

 daher von deren Besprechung absehen, um uns 

 ausschlieSlich mit Stoffen von gleichem Mole- 

 kulargewicht, also mit metameren Stoffen, zu be- 

 schaftigen. 



Anfangs konnten die molekularen Strukturen 

 der isomeren Stoffe durch ,,ebene Formeln" be- 

 friedigend wiedergegeben werden. So gibt es 

 z. B. zwei verschiedene Alkohole C 3 H 8 O, den Pro- 

 pylalkohol CH.j.CH 2 .CH.,OH und den Isopropyl- 

 alkohol CH,.CH(OH).CH3, zwei verschiedene Ather 

 C 4 H ]0 O, den Diathylather CH 3 .CH 2 O.CH.,.CH 3 

 und den Methylpropylather CH 3 .O.CH 2 .CH 2 ~.CH 3 , 

 zwei verschiedene Amine C 2 H 7 N, das Athylamin 

 CH 3 .CH 2 .NH 2 und das Dimethylamin CH 3 .NH.CH 3 . 

 Der Kohlenwasserstoff C 6 H 6 kann entweder das 



Benzol 



/CH-CH V 

 CH/ \CH 



\ 



CH CH' 



oder das Fulven 



CH CH 



I 

 CH CH 



C = CH., 



oder endlich das Dipropargyl 



CH :C CH 2 CH 2 C^CH 

 sein, Verbindungen, die in ihrem Verhalten nichts 

 miteinander gemein haben. 



Die Struktur des Benzols C 6 H 6 entspricht der 

 vollstandig symmetrischen Konstitutionsformel 



/CH CH. 

 CH/ >CH 



X CH CH/ 



d. h. alle Wasserstoffatome haben die gleiche rela- 

 tive Lage zum ganzen Molekiil, sie sind gleich- 

 wertig. ') Ein einzelner Substituent, z. B. das 

 Chlor Cl, die Nitrogruppe NO 2 , die Karboxyl- 

 gruppe CO..H usw., kann daher nur ein Sub- 

 stitutionsprodukt liefern, denn es ist ja gleich- 



') Naheres iibcr die Konstitution des Benzols findet man 

 in der Abhandlung von Dr. Fritz Caspari: ,,Die Lehre von 

 den Partialvalenzen", Naturw. Wochenschrift, N. F. 1(1, 468 ; 

 IQII. 



giiltig, welches der sechs gleichwertigen Wasser- 

 stoffatome er ersetzt. Anders aber liegen die 

 Dinge, wenn von einem Substituenten zwei Wasser- 

 stoffatome des Benzols ersetzt werden: Es sind, 

 wie ein Blick auf die Benzolformel zeigt, drei 

 isomere Disubstitutionsprodukte moglich, z. B. 



/CH CH. /CH CH. 



CH/ )CC1 CH< )CC1 



X CH CCK \CClCH/ 



Orthodichlorbenzol Metadichlorbenzol 



/CH CH. 



C01/ ;CCl 



X CH CFK 

 Paradichlorbenzol 



Analoge Betrachtungen fiihren dazu, dafi es bei 

 denselben Substituenten drei isomere Tri-, drei 

 isomere Tetra-, ein Penta- und ein Hexasubstitu- 

 tionsprodukt geben mufi, eine Folgerung aus der 

 Formel, deren Bestatigung durch die Erfahrung 

 als ein einwandfreier Beweis fur die Zweckmafiig- 

 keit der Strukturformel des Benzols anzusehen ist. 



Weitere Beispiele finden sich in der organischen 

 Chemie auf Schritt und Tritt. Bei komplizierteren 

 Molekiilen oder bei Vorhandensein mehrerer ver- 

 schiedener Substituenten wachst, wie einfache 

 Uberlegungen zeigen, die Zahl der moglichen 

 Isomeren rapide an. So kannte man z. B. schon 

 bis zum Jahre 1900 allein 82 verschiedene iso- 

 mere Verbindungen von der Formel C 9 H ]0 O 3 . 



Die Darstellung der Molekularstrukturen durch 

 ebene Formeln konnte indessen, da wir uns ja die 

 Molekiile als raumliche Gebilde zu clenken haben, 

 auf die Dauer nicht geniigen: die Erganzung der 

 ebenen durch raumliche Formeln, der Ausbau der 

 Strukturchemie zur Stereochemie konnte nur eine 

 Frage der Zeit sein. 



Den Ausgangspunkt der stereochemischen 

 Theorie, deren Einfiihrung in die Wissenschaft 

 dem Hollander van't Hoff und dem Franzosen 

 Le Bel zu danken ist, bildet die Hypothese, dafi 

 die Valenzen, die die Vereinigung der Atome zu 

 Molekiilen bewirken, gerichtete Einzelkrafte seien. 

 Da nun die vier Valenzen des Kohlenstoffs als 

 gleichwertig angesehen werden miissen, weil es 

 nur ein Monosubstitutionsprodukt des Methans 

 CH 4 , z. B. nur ein Chlormethan CH 3 C1 oder nur 

 eine Essigsaure CH 3 (CO 2 H) gibt, so miissen sie 

 entweder gleichmafiig in einer Ebene oder gleich- 

 mafiig im Raume verteilt sein. Befanden sich die 

 vier Valenzen in einer Ebene, so miifite es offen- 

 bar zwei Disubstitutionsprodukte des Methans mit 

 demselben Substituenten, z. B. zwei Methylen- 

 chloride 



Cl Cl 



I I 



H C H und Cl C H 



Cl H 



geben. Nun ist es aber trotz vieler darauf ge- 

 richteter Bemiihungen nicht moglich gewesen, 

 zwei derartige Disubstitutionsprodukte des Methans 



