Kurzes Lehrbuch der Pharmazeutischen Chemie Aum zum Gehraum für Mediziner Von Dr. K. Bodendorf Professor an der Universität ßerlin z. Zt. Direktor des Instituts für Pharmazeutisme Chemie an der Universität lstanbul Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1939 ISBN 978-3-662-27038-7 ISBN 978-3-662-28517-6 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-28517-6 Alle Remte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Spramen, vorbehalten. Copyright 1939 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Ursprünglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1939 Softcover reprint of the bardeover 1st edition 1939 Vorwort. Es ist in den vergangenen Jahren sehr oft von einem Rückgang der Pharmazie gesprochen worden, und es hat nicht an Versuchen gefehlt, wissenschaftliche Interessen neu zu beleben und zu fördern; als einen Beitrag dazu möchte ich das vorliegende kurze Lehrbuch der Pharmazeutischen Chemie betrachtet wissen. Nach meiner Ansicht hat es sich wohl nicht wirklich um einen Rückgang gehandelt, sondern die Pharmazie hat eher den Anschluß an einige Gebiete verloren, deren rasche Entwicklung in den letzten Jahrzehnten ein gleichmäßiges Schritthalten sehr erschwerte. Besonders die Chemie, an deren Entwicklung die Pharmazie früher so tätigen Anteil hatte, ist uns etwas entglitten. Die knappe Studienzeit konnte dem Studierenden nur kleine Ausschnitte aus den zahlreichen Einzel gebieten zugänglich machen, und in der Apotheke selbst interessierten mehr warenkundliche Gesichtspunkte. Die Ausdehnung des Studiums wird hier Abhilfe schaffen; es ist aber nun nicht so, daß die gewonnene Zeit ausschließlich der Chemie zugute kommt; auch andere Gebiete, besonders auch solche, die in enger Beziehung zur Medizin stehen, wollen berücksichtigt werden. Es wird also auch weiterhin eine gewisse Beschränkung im Chemieunterricht erforderlich sein. Diesen Bedingungen soll das vorliegende Lehrbuch gerecht werden; es war dabei oft schwer, den Stoff in zweckmäßiger Weise zu beschränken und dabei doch wesentliche allgemeine Grundlagen und Beziehungen zur Biologie nicht zu vernachlässigen. Ich habe daher reine Stoffbeschreibungen und besonders auch Arzneibuchangaben weit gehend eingeschränkt; dafür sind Fragen von biologischer Bedeutung, die zur Medizin hinüberleiten, wo es anging, berührt worden. Die allgemeinen chemischen Tatsachen sind soweit behandelt worden, wie sie der Apotheker als unerläßliche Grundlage braucht; für diejenigen, die sich späterhin einer spezielleren chemischen Ausbildung widmen wollen, wird der Anschluß an ausführlichere chemische Lehr bücher dann nicht schwer zu finden sein. Im anorganischen Teil ist eine alte Tradition verlassen worden; ich habe versucht, vom Atom ausgehend die Materie zu erfassen, statt, wie es sonst üblich ist, von der Materie ausgehend zum Atom zu gelangen. Ich hoffe, damit leichter Verständnis zu erwecken und engere chemische Beziehungen aufzeigen zu können, als es auf dem anderen Wege möglich ist. Die Darstellung ist dabei absichtlich knapp und mehr gleichnishaft gewählt, unter Verzicht auf Beweis führung und ohne Anspruch auf Ausführlichkeit. Ich wäre dankbar, wenn ich gerade über diesen Punkt Urteile und Ratschläge erfahren würde, und wenn ich besonders aus den Kreisen der Studierenden Hinweise auf solche Darstellungs und Ausdrucksformen erhalten würde, deren Verständnis Schwierigkeiten bereitet. IV Vorwort. Im organischen Teil habe ich Strukturbeweise und Synthesen nur ganz kurz erörtern können und mich meist darauf beschränkt, auf die eine oder die andere Möglichkeit hinzuweisen. Eine ausführlichere Darstellung hätte den Rahmen des Buches, den ich mit voller Absicht so knapp gehalten habe, weit über schritten. Dafür habe ich mehr Wert darauf gelegt, Naturstoffe, die medizinisch oder biologisch von Bedeutung sind, in größerer Auswahl darzubieten. Ich hoffe, daß das Buch auch bei Medizinstudenten Interesse finden wird. und daß es so dazu beitragen möge, die beiden Berufszweige, Medizin und Pharmazie, die so viele gemeinsame Aufgaben haben, noch weiter zu verbinden. Istanbul, im Oktober 1938. K. BODENDORF. Inhaltsverzeichnis. Seite A. Allgemeine l:inführung 1 B. Spezieller Teil 18 I. Anorganischer Teil 18 I. Wasserstoff 18 Vorkommen S. 18. - Darstellung S. 18. - Eigenschaften S. 19. Verwendung S. 19. - Verbindungen S. 20. 2. Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Vorkommen S. 20. - Darstellung S. 21. - Eigenschaften S. 21. 3. Oxydation und Reduktion . . 23 4. Allgemeine Eigenschaften von Gasen 24 5. Wasser. . . . . . . . . . . . 27 6. Der Lösungszustand . . . . . 28 7. Die elektrolytische Dissoziation 32 8. Ionenreaktionen . . . . . 35 9. Wasserstoffperoxyd . . . . . . 37 Darstellung S. 37. - Eigenschaften S. 38. - Verwendung S. 39. Derivate S. 39. - Nachweis S. 40. 10. Ozon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Darstellung S. 40. - Verwendung S. 40. - Nachweis S. 41. 11. Schwefel, Selen, Tellur . . . . . . . . . . . . . . . . 41 12. Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Gewinnung S. 42. - Ei~enschaften S. 42. - Verwendung S. 43. -- Verbindungen S. 43. 13. Das Massenwirkungsgesetz . . . . . . . 45 14. Schwefelchloride . . . . . . . . . . . 50 15. Sauerstoffverbindungen des Schwefels . . 50 16. Schwefligsäure- und Schwefelsäurechlorid 56 17. Selen . . . . . . . . . 57 Verbindungen S. 57. 18. Tellur . . . . 57 19. Die Halogene . . . . . 58 a) Fluor . . . . . . . . 59 Darstellung S. 59. Eigenschaften S. 59. - Sauerstoffverbin- dungen S. 60. b) Chlor . . . . . . . . . . . . . 60 Darstellung S. 60. - Verwendung S. 62. ()() Chlorwasserstoff . . . . . . . . . 62 Eigenschaften S. 62. ß) Sauerstoffverbindungen des Chlors 63 Eigenschaften S. 64. c) Brom . . . . . . . . . . . . . . . 65 Vorkommen S. 65. - Darstellung S. 65. Eigenschaften S. 65. - Anwendung S. 65. ()() Bromwasserstoff . . . . . . . . . 66 Eigenschaften S. 66. ß) Sauerstoffverbindungen des Broms 66 d) Jod. . . . . . . . . . . . . . . . 66 Vorkommen S. 66. - Darstellung S. 66. Eigenschaften S. 66. - Anwendung S. 66. - Sauerstoffverbindungen des Jods s. 68. e) Verbindungen der Halogene untereinander . . . . . . . . . . . . . 68 VI Inhaltsverzeichnis. Seite 20. Die Elemente der V. Gruppe des periodischen Systems: Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Wismut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 a) Stickstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Vorkommen S. 69. - Darstellung S. 70. - Eigenschaften S. 70.- Wasserstoffverbindungen des Stickstoffs S. 70.- Darstel lung S. 70. - Eigenschaften S. 70. - Sauerstoffverbindungen des Stickstoffs S. 74. b) Phosphor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Vorkommen S. 77. - Darstellung S. 78. - Eigenschaften S. 78. - Anwendung S. 79. - Wasserstoffverbindungen des Phosphors S. 79. -Verbindungen des Phosphors mit den Halogenen S. 80. - Sauerstoffverbindungen des Phosphors S. 80. c) Arsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Vorkommen S. 82. - Darstellung S. 82. - Eigenschaften S. 82. - Anwendung S. 82. - Halogenverbindungen des Arsens S. 83. - Sauerstoffverbindungen des Arsens S. 83. - Schwefel verbindungen des Arsens S. 84. - Nachweis von Arsenverbin dungen S. 85. d) Antimon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Vorkommen S. 86. - Darstellung S. 86. - Eigenschaften S. 87. - Verwendung S. 87. - Halogenverbindungen des Anti mons S. 87. - Sauerstoffverbindungen des Antimons S. 88. - Schwefelverbindungen des Antimons S. 88. e) Wismut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Vorkommen S. 89. - Darstellung S. 89. - Eigenschaften S. 89. - Verwendung S. 89. 21. Die Elemente der IV. Gruppe des periodischen Systems: Kohlenstoff, Silicium, Germanium, Zinn, Blei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 a) Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Vorkommen S. 91. - Diamanten S. 91. - Graphit S. 91. - Kohle S. 92. - Braunkohle S. 92. - Holzkohle S. 92. - Tier kohle S. 92. -Carbide S. 93. - Kohlenmonoxyd S. 93. - Kohlen dioxyd S. 94. - Assimilation und AtmungS. 95. - PhosgenS. 96. Kohlenstofftetrachlorid S. 96. - Carbaminsäure S. 96. -- Schwefel kohlenstoff S. 96. - Dicyan S. 96. - Cyanwasserstoff S. 96. b) Silicium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Vorkommen S. 97. - Darstellung S. 97. - Eigenschaften S. 97. - Wasserstoffverbindungen des Siliciums S. 97. - Ver bindungen des Siliciums mit Halogenen S. 98. Verwendung S. 99. - Kieselsäure S. 99 c) Germanium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 d) Metalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Verdrängungsreihe der gebräuchlichsten Elemente S. 102. e) Zinn . . . . . . . . . . . . . . .. 102 Eigenschaften S. 102. - Verwendung S. 102. Verbindungen s. 103. f) Blei .............................. 104 Eigenschaften S. 104. - Verwendung S. 105. - Verbindungen s. 105. 22. Die Elemente der III. Gruppe des periodischen Systems: Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Thallium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 a) Bor ............................... 108 Vorkommen S. 108. - Darstellung und Eigenschaften S. 108. - Verbindungen S. 108. b) Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Vorkommen S. 109. - Darstellung S. 109. - Eigenschaften S. llO. - Verwendung S. 110. - Verbindungen S. 111. c) Gallium, Indium, Thallium .................... 109 23. Die Elemente der II. Gruppe des periodischen Systems: Beryllium, Magne sium, Calcium, Strontium, Barium, Radium . 113 a) Beryllium ............................ 113 b) Magnesium ........................... 114 Vorkommen S. 114. - Gewinnung S. 114. - Eigenschaften S. ll4. - Verwendung S. 114. - Verbindungen S. 114. Inhaltsverzeichnis. VII Seite c) Calcium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Vorkommen S. 116. - Darstellung S. 116. - Eigenschaften S. 116. - Verbindungen S. 116. - Nachweis S. 120 d) Strontium ................. . 120 Verbindungen S. 121. - Nachweis S. 121. e) Barium ......... . 121 Verbindungen S. 121. f) Radium .................. . 122 g) Radioaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . 123 24-. Die Elemente der I. Gruppe des periodischen Systems: Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium . . . . . . . . . . . . 127 a) Lithium .................... . 127 Verbindungen S. 127. - Nachweis S. 127. b) Natrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Vorkommen S. 127. - Darstellung S. 128. ---, Eigenschaften S. 128. - Verbindungen S. 128. -Nachweis S. 133 c) Kalium ............................. 133 Vorkommen S. 133. - Darstellung S. 133. - Eigenschaften S. 133. - Verbindungen S. 134. -Nachweis S. 136. d) Rubidium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 e) Ammoniumverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Nachweis S. 139. 25. Die Elemente der I. Untergruppe des periodischen Systems: Kupfer, Silber, Gold ................................ 139 n) Kupfer ............................. 140 Vorkommen S. 140. - Darstellung S. 140. - Eigenschaften S. 140.-VerwendungS. 140.- Kupfer(2)-verbindungen S. 141. Kupfer(1)-verbindungen S. 143. - Nachweis S. 143. b) Silber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Vorkommen S. 143. - Gewinnung S. 144. - Ei~enschaften S. 144.- Verwendung S. 145. -Verbindungen S. 145.- Nach weis S. 147. c) Gold .............................. 147 Vorkommen S. 147. - Gewinnung S. 147. - Eigenschaften S. 147. - Verwendung S. 147. - Gold(l)-verbindungen S. 148. Gold(3)-verbindungen S. 148. - Ermittlung des Goldgehaltes in Legierungen S. 148. 26. Die Elemente der II. Untergruppe des periodischen Systems: Zink, Cadmium, Quecksilber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 a) Zink .............................. 148 Vorkommen S. 148. - Gewinnung S. 148. - Eigenschaften S. 149.- Verwendung S. 149. - Verbindungen S. 149. Nachweis s. 150. b) Cadmium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Cadmiumverbindungen S. 150.-Eigenschaften S. 150.-Nach- weis S. 151. c) Quecksilber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Vorkommen S. 151. - Darstellung S. 151. - Eigenschaften S. 151. - Verwendung S.151. - Quecksilber(2)-verbindungen S. 152.- Quecksilber(1)-verbindungen S. 154. - Nachweis S. 155. 27. Die Elemente der III. Untergruppe des periodischen Systems: Die seltenen Erden ............................... 155 28. Die Elemente der IV. Untergruppe des periodischen Systems: Titan, Zir- konium, Hafnium, Thorium 156 a) Titan . . . 156 b) Zirkonium . . . . . . . . . . 156 c) Hafnium . . . . . . . . . . 156 d) Thorium. . . . . . . . . . . 156 29. Die Elemente der V. Untergruppe des periodischen Systems: Vanadin, Niob, Tantal, Protaktinium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 30. Die Elemente der VI. Untergruppe des periodischen Systems: Chrom, Molyb dän, Wolfram, Uran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 VIII Inhaltsverzeichnis. Seite a) Chrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Vorkommen S. 157. - Gewinnung S. 157. - Eigenschaften S. 158. - Verwendung S. 158. - Chrom(2)-verbindungen S. 158. - Chrom(3)-verbindungen S. 158. - Verbindungen des sechswertigen Chroms S. 159. b) Molybdän . . . . . . . . . . . 161 c) Wolfram . . . . . . . . . . . . .............. 161 d) Uran . . . . . . . . . . . . . . .............. 162 31. Die Elemente der VII. Untergruppe des periodischen Systems: Mangan, Masurium, Rhenium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Mangan . . . . . . . . . . . . . . .............. 162 Vorkommen S. 162. - Gewinnung S. 162. - Eigenschaften S. 162.-VerwendungS. 163.- Mangan(2)-verbindungen S. 163. Mangan(3)-verbindungen S. 163. - Mangan(4)-verbindungen 8.164. Nachweis S. 165. 32. Die Elemente der VIII. Untergruppe des periodischen Systems: Eisen, Kobalt, Nickel; Ruthenium, Rhodium, Palladium; Osmium, Iridium, Platin 165 Die Elemente der Eisengruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 a) Eisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Vorkommen S. 165. - Gewinnung S. 166. - Eigenschaften des Eisens S. 167. - Eisen(2)-verbindungen S. 168. - Eisen(3)-verbin dungen S. 169. - Nachweis S. 171. b) Kobalt ............................. 171 Vorkommen S. 171. - Darstellung S. 171. - Eigenschaften S. 171.-VerwendungS. 171.-Kobalt(2)-verbindungen S. 171. Kobalt(3)-verbindungen S. 172. - Kaliumkobaltocya.nid S. 172. Natriumhecanitrokobaltiat S.172.- Komplexe Kobalt-Ammoniak verbindungen S. 172. - Nachweis S. 172. c) Nickel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Vorkommen S. 173. - Gewinnung S. 173. - Eigenschaften S. 173.-VerwendungS. 173.-Nickel(2)-verbindungen S. 173. Nickel(3)-verbindungen S. 173. - Komplexe Nickelverbindungen S. 174. - Nachweis S. 174. d) Die Elemente der Platingruppe: Ruthenium, Rhodium, Palladium, Os- mium, Iridium, Platin ...................... 174 Ruthenium S. 174. - Osmium S. 174. - Rhodium S. 174. - Iridium S. 174. - Palladium S. 175. - Platin S. 175. 33. Die Edelgase: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon (Radium- emanation) ............................. 176 II. Organischer Teil. Zusammensetzung und Aufbau organischer Verbindungen 176 Nachweis der Elemente in organischen Verbindungen S. 177. - Quantitative Bestimmung der Elemente S. 178. - Ableitung der Formel aus dem Ergebnis der Analyse S. 179. A. Aliphatische Verbindungen ................... 180 L Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 a) Gesättigte Kohlenwasserstoffe, Grenzkohlenwa.sserstoffe, Paraffine . 181 Vorkommen gesättigter Kohlenwasserstoffe S. 184. - Dar stellung gesättigter Kohlenwasserstoffe S. 186. - Eigenschaften gesättigter Kohlenwasserstoffe S. 188. b) Ungesättigte Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 189 IX) Olefine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Darstellung von Olefinen S. 191. - Eigenschaften der Olefine s. 191. . . . . . . . . . . . . . . . 191 ß) Mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe . . . . 193 y) Acetylenkohlenwasserstoffe. . . . . . . . . . . 197 Darstellung von Acetylenkohlenwasserstoffen S. 197. 2. Halogenderivate der Kohlenwasserstoffe . . . . . . . 198 a) Einfach substituierte Halogenderivate . . . . . . . 199 Darstellung von Halogenalkylen S. 199. - Eigenschaften der Halogenalkyle S. 199. b) Halogenderivate mit mehreren Halogenatomen am gleichen Kohlen stoffatom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Inhaltsverzeichnis. IX Seite 3. Alkohole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Darstellung der Alkohole S. 205. - Eigenschaften der Alkohole s. 205. a) Gesättigte einwertige Alkohole . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Alkoholische GärungS. 207.-Technische Alkoholgewinnung S. 209.-Alkoholische Gerrußmittel S. 210.-Optische Aktivität S. 212. - Methoden zur Zerlegung von Racematen S. 215. - Höhere einwertige Alkohole S. 217. b) Mehrwertige Alkohole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 c) Ungesättigte Alkohole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 4. Äther . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Darstellung S. 220. - Eigenschaften der Äther S. 220. 5. Alkyl-Schwefelverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 6. Nitro- und Aminoverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Nitroverbindungen S. 224. - Salpetrigsäureäthylester S. 225. Amine S. 225. - Darstellung der Amine S. 226. - Eigen schaften der Amine S. 227. 7. Phosphor-, Arsen- und Antimonverbindungen . . . . . . . . . 229 Phosphine S. 229. - Arsine S. 230. - Stibine S. 230. 8. Aldehyde und Ketone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 a) Mono- und Dialdehyde .................... 231 Darstellung von Aldehyden S. 231. - Eigenschaften der Al dehyde S. 231. cx) Halogenierte Aldehyde . . . . . . . . . . . . 238 ß) Oxyaldehyde . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 b) Ketone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Darstellung S. 240. - Eigenschaften S. 240. cx) Halogenketone . . . . . . . . . 243 ß) Oxyketone . . . . . . . . . . . 243 9. Garbonsäuren und funktionelle Derivate 244 a) Säurenitrile . . . . . . . . . 244 b) Darstellung von Garbonsäuren 245 Eigenschaften S. 245. c) Dicarbonsäuren . . . . . . 249 d) Ungesättigte Garbonsäuren . 251 e) Säurehalogenide . . . . . . 253 Darstellung S. 253. f) Säureamide . . . . . . . . 254 Darstellung S. 254. - Eigenschaften S. 254. 10. Säureanhydride . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 11. Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 Ester anorganischer Säuren S. 261. - Niedere Ester der Garbonsäuren S. 262. - Wachse S. 262. - Fette und Öle S. 262. - Seifen S. 264. - Phosphatide S. 265. 12. Substituierte Garbonsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Halogencarbonsäuren S. 266. - Oxycarbonsäuren S. 266. - Ketocarbonsäuren S. 271. - Aminocarbonsäuren S. 273. 13. Eiweißstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Nachweisreaktionen S. 279. -Einteilung der Eiweißstoffe S. 280. 14. Kohlehydrate . . 281 a) Monosaccharide 281 b) Glycoside. . . 287 c) Disaccharide . 290 d) Polysaccharide 292 e) Kunstseide . . 294 B. Carbocyclische Verbindungen. 295 I. Alicyclische Verbindungen. . . . . . . . . . 295 1. Allgemeines. Cyclopentan-, Cyclohexanderivate 295 2. Terpene und Campher 298 3. Ätherische Öle. . . . 303 4. Steringruppe . . . 304 5. Hochgliedrige Ringe . 308