DE VERHOUDING TUSSCHEN THEORIE EN EXPERIMENT IN DE ORGANISCHE SCHEIKUNDE
REDE UITGESPROKEN BIJ DE AANVAARDING VAN HET AMBT VAN HOOGLEERAAR AAN DE UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM OP DEN 15DEN JUNI 1925 DOOR D*. J. P. WIBAUT
N.V. D. B. CENTEN'S UITGEVERS-MAATSCHAPPIJ
AMSTERDAM







DE VERHOUDING TUSSCHEN THEORIE EN EXPERIMENT IN DE ORGANISCHE SCHEIKUNDE
REDE UITGESPROKEN BIJ DE AANVAARDING VAN HET AMBT VAN HOOGLEERAAR AAN DE UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM OP DEN 15DEN JUNI 1925 DOOR D* J. P. WIBAUT
N.V. D. B. CENTEN'S UITGEVERS-MAATSCHAPPIJ
AMSTERDAM



NEDERL WWT8CHAPPU
TER BEVORDERING DER ÊENEE3KUN8T



MIJNE HEEREN BESTUURDEREN VAN DEZE STAD EN VAN DIT GEWEST, MIJNE HEEREN CURATOREN DEZER UNIVERSITEIT, MIJNE HEEREN PROFESSOREN, LECTOREN, PRIVAATDOCENTEN, DAMES EN HEEREN DOCTOREN EN STUDENTEN, EN GIJ ALLEN, DIE DOOR UW TEGENWOORDIGHEID UW BELANGSTELLING TOONT,
ZEER GEWAARDEERDE TOEHOORDERESSEN EN TOEHOORDERS,
In het jaar 1828 verkreeg Wöhler als resultaat van een eenvoudige laboratoriumproef het ureum, de stof die reeds eenige jaren tevoren als afscheidingsprodukt van het dierlijk organisme gevonden was. De organische scheikunde, die sedert het einde der 18e eeuw als een onderdeel der jonge scheikundige wetenschap zich bezig hield met het onderzoek van stoffen, die door planten of dieren worden gevormd, begon zich anders te oriënteeren en bepaalde zich er niet langer toe de stoffen, welke de georganiseerde natuur voortbrengt, te analyseeren, maar ging ook trachten dergelijke stoffen buiten het levende organisme op te bouwen.
Wel was de ontdekking van Wöhler nog niet voldoende om de meening te doen verdwijnen, dat typisch organische stoffen slechts door een levend organisme zouden kunnen worden voortgebracht, maar in de eerste helft der 19e eeuw werden talrijke dergelijke verbindingen door opbouw uit de eenvoudigste grondstoffen verkregen, zooals het azijnzuur door Kolbe, alkoholen en vetten door Berthelot.
Uit deze onderzoekingen volgt, dat de stoffen uit het plantenen dierenrijk ook in het laboratorium kunnen worden gemaakt. Alle zoogenaamde organische stoffen blijken verbindingen van het element koolstof te zijn. De organische scheikunde ontwikkelt zich als de chemie der koolstofverbindingen.
In het jaar 1910 worden in Richter's Handboek ruim 144.000 koolstofverbindingen genoemd; zegt men, dat er thans een 200.000 organische stoffen bekend zijn, dan zal men dit aantal wel niet te hoog schatten.
Bij deze stoffen zijn er een zeer groot aantal, welke niet als zoo-



danig in de natuur voorkomen, doch die men kunstmatig heeft verkregen. Vele van die stoffen zijn bereid om hun theoretisch wetenschappelijk belang, maar zeer vele andere worden voor praktische doeleinden gemaakt, hetzij als eindprodukten, hetzij als tusschenprodukten, die verder worden verwerkt.
Tallooze verfstoffen, geneesmiddelen, antiseptica, explosiva, kunstmatige vezelstoffen, velerlei produkten, die in het dagelijksch leven of in de industrie worden gebruikt, zijn het resultaat van deze snelle ontwikkeling der organische chemie. Steenkolen, hout, plantaardige oliën, petroleum, zetmeel, vetten en vele andere natuurprodukten leveren het uitgangsmateriaal, waaruit tenslotte al deze koolstofverbindingen worden verkregen.
Hoe is het mogelijk geweest de eigenschappen van al deze stoffen onder theoretische gezichtspunten samen te vatten. Indien we niet verder gekomen waren dan van iedere verbinding afzonderlijk de eigenschappen te onderzoeken en te beschrijven, zonder een onderling verband te kunnen aangeven tusschen de verschillende stoffen en hun chemisch gedrag, dan ware de scheikunde der koolstofverbindingen moeilijk te doceeren. Immers dan zou dit vak slechts bestaan uit een opsomming van feiten. Ook de beoefening zelve dezer wetenschap zou dan op groote bezwaren stuiten. Hoe zou het mogelijk zijn den weg te vinden in deze onafzienbare hoeveelheid feiten en gegevens, welke het resultaat vormen van het experimenteele onderzoek van al deze organische verbindingen, indien er niet een theoretisch systeem gevonden was, waarin deze feiten overzichtelijk zijn samengevat en waardoor het mogelijk wordt verschillende verschijnselen met elkaar in verband te brengen.
Ik wil trachten u uiteen te zetten hoe dit theoretisch systeem ontstaan is, wat de beteekenis ervan is, welke diensten het heeft bewezen, wat men er nog van mag verwachten en ook wat de grenzen zijn van hetgeen deze beschouwingswijze ons kan leeren.
Het eerste werk, dat gedaan werd, is dat voor iedere in zuiveren toestand verkregen koolstofverbinding door analyse werd vastgelegd uit welke elementen deze stof is opgebouwd en in welke gewichtsverhouding die elementen voorkomen.
Het blijkt dan al spoedig, dat in de zoo gevonden procentische samenstellingen geen regelmatigheid voor den dag komt. De beteekenis der verkregen cijfers wordt eerst duidelijk in het licht der atoomtheorie, als men uit de resultaten der analyse de verhouding der atoom-aequivalenten berekent.



Nadat de atoomtheorie van Dalton zich uit de studie der eenvoudigste verbindingen ontwikkeld had, werd het mogelijk ook de samenstelling van meer ingewikkelde stoffen vanuit het standpunt dezer theorie te begrijpen.
Toen later de methoden gevonden waren om het moleculair gewicht van een groot aantal stoffen ondubbelzinnig vast te stellen, waren er geen principieele moeilijkheden meer om uit te maken uit hoeveel atomen van elke soort het molecule eener samengestelde verbinding was opgebouwd.
Lang voordat deze begrippen tot klaarheid waren gekomen, was echter reeds gebleken, dat voor een systematiek der koolstofverbindingen nog op heel andere kenmerken gelet moest worden.
Omstreeks het jaar 1824 hadden Liebig en Gay Lussac de samenstelling onderzocht van een organische zilververbinding, het knalzilver. En nu bleek, dat deze onderzoekers dezelfde gewichtverhoudingen gevonden hadden, die Wöhler ongeveer terzelfder tijd voor de samenstelling van een ander zilverzout, namelijk het cyaanzure zilver, had vastgesteld. Toch was er een groot verschil in eigenschappen tusschen het zeer explosieve knalzilver, waarvan het onderzoek niet zonder gevaren was, en de onschuldige stof, die Wöhler onderzocht had. Hoe was het mogelijk dat twee zoo verschillende stoffen dezelfde samenstelling vertoonden? Blijkbaar moesten er andere factoren zijn, die de eigenschappen eener stof bepalen, dan alleen de aard en het aantal der samenstellende atomen.
Met deze gedenkwaardige onderzoekingen begint een nieuwe ontwikkelingsperiode in de organische chemie: de studie van isomere stoffen, dat zijn dus verbindingen met dezelfde atomistische samenstelling doch verschillende eigenschappen, treedt op den voorgrond. Spoedig blijkt dat isomerie bij koolstofverbindingen zeer algemeen voorkomt en langzamerhand ontwikkelt zich de theorie, die hiervan rekenschap zal geven.
De leidende gedachte is, dat de eigenschappen eener koolstofverbinding niet alleen worden bepaald door de soort en het aantal der atomen, waaruit het molecule is opgebouwd, maar vooral ook door de wijze, waarop deze atomen in het molecule zijn gerangschikt. Deze gedachte is reeds door Berzelius en door Dumas uitgesproken, pas later echter is de structuurtheorie ontwikkeld o. a. door Couper en Butlerow, maar vooral door Kékulé.
Het loont de moeite aan een eenvoudig voorbeeld na te gaan



van welke experimenteel gevonden feiten deze theorie rekenschap geeft.
De analyse van het azijnzuur leert ons, dat het molecule dezer stof is opgebouwd uit 2 koolstofatomen, 4 waterstofatomen en 2 zuurstofatomen. Bepalen we echter volgens dezelfde methoden de samenstelling van het methylformiaat dan vinden we, dat een molecule dezer stof eveneens uit de juist genoemde combinatie van atomen bestaat. Het methylformiaat heeft niet het karakter van een zuur en heeft ook overigens geheel andere eigenschappen dan het azijnzuur. Bovendien is er nog een derde stof, wier molecule eveneens uit dezelfde atomen is opgebouwd het glycol-aldehyde, dat wij naar zijn chemische gedrag onder de groep der suikerachtige stoffen, zij het ook een zeer eenvoudige suiker, moeten rangschikken.
Wij nemen nu aan, dat de typische zure eigenschappen van het azijnzuur samenhangen met de aanwezigheid van een bepaalde atoomgroepeering in het molecule. Van den aard van deze atoomgroepeering heeft men zich een voorstelling kunnen vormen doordat men het azijnzuur op verschillende wijzen uit eenvoudiger stoffen heeft kunnen opbouwen. Op analoge wijze heeft men andere organische zuren uit eenvoudiger stoffen bereid en dan blijkt telkens, dat een stof met zure eigenschappen ontstaat, zoodra die karakteristieke atoomgroep is ingevoerd en het blijkt ook, dat een aantal chemische eigenschappen met de aanwezigheid van deze groepeering samenhangen.
De structuurtheorie kan nu de rangschikking der atomen in dergelijke atoomgroepen in beeld brengen, waarbij zij uitgaat van de praemissen, dat de koolstofatomen vierwaardig zijn en dat deze atomen zich met elkaar kunnen verbinden en atoomketens vormen.
Dan kan het molecule van het azijnzuur voorgesteld worden door een chemisch symbool, een structuurformule, waarin de genoemde karakteristieke atoomgroep voor den dag komt.
Een dergelijke structuurformule is dus eigenlijk een verkorte uitdrukkingswijze voor de chemische eigenschappen der stof, zooals wij die door de studie van talrijke omzettingen hebben leeren kennen.
De isomeren van het azijnzuur, het methylformiaat en het glycolaldehyde, blijken nu voorgesteld te kunnen worden door formules, waarin de typische zure groep niet voorkomt, doch waarin andere karakteristieke groepen voorkomen, welke de bijzondere eigenschappen van deze stoffen bepalen.



Zoo is men dus een stap verder gekomen en heeft de eigenschappen eener koolstofverbinding in verband gebracht met de rangschikking der atomen in het molecule. Hij, die de beteekenis van een structuurformule kent, ziet aan een dergelijk symbool op welke wijze de betreffende stof zou kunnen worden opgebouwd en in welke andere stoffen zij zal kunnen worden veranderd.
In onze structuurformules zijn ervaringen verwerkt omtrent de wijze, waarop de trillingsrichting eener gepolariseerde lichtstraal wordt veranderd bij doorgang door een oplossing van de door de formule voorgestelde verbinding; of een stof alle lichtsoorten ongeveer gelijkelijk zal doorlaten, dan wel voor bepaalde golflengten ondoorzichtig zal zijn en dus een bepaalde kleur zal vertoonen, blijkt samen te hangen met de aanwezigheid van bepaalde atoomgroepeeringen in het molecule. Ook met deze ervaringen wordt met de opstelling der formule rekening gehouden.
Uit de formule van fuchsine is bijvoorbeeld onmiddellijk af te lezen, dat de stof die door dat chemische symbool wordt voorgesteld, in ieder geval een zeer intensieve kleur zal hebben, al blijkt dan ook uit de formule zonder meer niet, of deze kleur aan de roode of aan de violette kant van het spektrum ligt.
De groote systematische beteekenis der structuurtheorie is dus deze, dat zij ons in staat stelt de talrijke koolstofverbindingen, belangrijke eigenschappen dier stoffen, hun wordingsgeschiedenis en hun onderling verband van uit enkele gezichtspunten te overzien.
Van een natuurwetenschappelijke theorie verwacht men echter niet alleen dat zij bekende feiten op overzichtelijke wijze zal ordenen, men verlangt er vooral van dat zij ons in staat stelt nieuwe feiten te voorspellen en dat zij ons aanleiding geeft tot het stellen van scherp geformuleerde vragen, waarop door nieuwe proefnemingen antwoord is te geven. Aan dezen eisch heeft de structuurtheorie ten volle voldaan.
Toen Kékulé in het jaar 1865 zijn beroemde structuurformule van het benzol opstelde, waren er betrekkelijk weinig voorbeelden van isomere benzolderivaten bekend. Uit zijn beschouwingen kon echter worden voorspeld hoeveel van dergelijke isomeren in ieder bijzonder geval te verwachten waren, en toen spoedig daarop Körner de verdere consequenties trok uit het door Kékulé gegeven principe, kon de structuur van dergelijke verbindingen met zekerheid worden vastgesteld. Door talrijke scherpzinnige experimenteele onderzoekingen werden de gevolgtrekkingen dezer theoretische beschouwingen in tal van gevallen bevestigd. En dezelfde



redeneering bleek zonder principieele wijzigingen op het gansche uitgebreide gebied der cyclische verbindingen te kunnen worden toegepast.
Men kan gerust zeggen, dat zonder deze theoretische leiddraad de chemie der benzolderivaten en der cyclische verbindingen in het algemeen niet de hooge trap van ontwikkeling bereikt zou hebben, die zij thans bezit. Want voor al die verschillende stoffen, waaronder zoo vele groote praktische beteekenis hebben, zooals verfstoffen en geneesmiddelen en talrijke andere een belangrijke rol vervullen in het leven van plant en dier, leerde men het onderling verband en den samenhang tusschen de verschillende groepen en verbindingen kennen geleid door de theorie, die in de zoo eenvoudige, doch geniale gedachte van Kékulé haar uitgangspunt nam.
En ook thans nog, nu onze feitenkennis op dit gebied bijna onafzienbaar is geworden, zijn de theoretische gezichtspunten in wezen dezelfde gebleven.
Intusschen was aan de struktuur-theorie een uitbreiding gegeven, een zeer belangrijke uitbreiding, toen Van 't Hoff en Le Bel in het jaar 1874 onafhankelijk van elkaar zeer preciese voorstellingen ontwikkelden over de rangschikking der atomen in de ruimte, nadat Pasteur reeds vijf en twintig jaar vroeger in zijn beroemde onderzoekingen over asymmetrie bij organische verbindingen deze problemen aan de orde had gesteld.
Ik zal op de talrijke consequenties der stereochemische theorie, die in zeer veel gevallen door het experiment zijn bevestigd, niet ingaan, doch wil slechts een enkel voorbeeld noemen, waarbij de wisselwerking tusschen theorie en experiment bijzonder duidelijk aan den dag treedt.
Toen Emil Fischer in het jaar 1894 een overzicht gaf van zijn onderzoekingen over de suikerachtige stoffen, stelde hij de beteekenis der stereochemische theorie door de volgende woorden in het licht: ,,Dem Eingeweihten verkünden die modernen Konfigurationsformeln mit der Klarheit und Kürze eines mathematischen Ausdruks sowohl die tatsachlich festgestellten wie manche noch zu erwartenden Metamorphosen der einfachen Zucker".
En inderdaad als men deze onderzoekingen bestudeert, weet men nauwelijks wat meer bewondering verdient: de schoone proefnemingen, die met groote scherpzinnigheid en experimenteerkunst werden uitgevoerd of de klare logica der theorie, waardoor al deze feiten in hun onderling verband konden worden gerangschikt.
Het is op het gebied der synthese, dat de structuurtheorie



uitgebreid tot een theorie der ruimtelijke configuratie de leidster wordt voor onderzoekingen van vérstrekkende beteekenis.
De rangschikking der atomen in een stof als druivensuiker wordt door uitvoerige onderzoekingen tot in bijzonderheden vastgesteld. Ten einde de juistheid der ontworpen structuurformule te toetsen, gaat men nu ook glucose opbouwen uit eenvoudiger bouwsteenen naar het theoretisch model, dat men uit de resultaten van het analytisch onderzoek heeft ontworpen. Het lukt niet alleen om de in de plant voorkomende druivensuiker langs synthetischen weg te verkrijgen, doch de synthese levert ook een andere soort druivensuiker op, waarin dezelfde atoomgroepeeringen voorkomen, doch in andere volgorde gerangschikt, zoodat de molecuul-modellen van beide glucosesoorten zich verhouden als spiegelbeelden. En nu blijkt, dat deze tweede glucosesoort in bijna alle opzichten dezelfde eigenschappen heeft als de glucose, die de plant voortbrengt, maar dat zij niet in alkohol en koolzuur omgezet kan worden door de inwerking van biergist.
Of een suiker door een bepaalde gistsoort ontleed kan worden, blijkt dus samen te hangen met de ruimtelijke configuratie van het molecule. En dergelijke specifieke verschillen tusschen zeer nauw verwante stoffen doen zich bij biochemische processen in vele gevallen voor.
De analyse leert ons de amidozuren als bouwsteenen van het eiwitmolecule kennen; de synthetische methode, wederom in de handen van Fischer, leert hoe amidozuurresten aan elkaar kunnen worden gebonden en stoffen leveren, de polypeptiden, die in zeer vele opzichten met eiwitten vergelijkbaar zijn. Deze onderzoekingen leiden, tot het inzicht, dat een beperkt aantal amidozuren aanleiding kunnen geven tot de vorming van een bijna oneindige verscheidenheid van eiwitstoffen.
De structuur van een sedert eeuwen bekende plantaardige verfstof, het indigo, wordt vastgesteld en het synthetische indigo verdringt het natuurprodukt van de markt. Maar de synthetische chemie gaat verder. Men heeft gevonden, dat kleur en de andere eigenschappen, die een goede verfstof moet hebben, samenhangen met bepaalde atoomgroepen. Zoo is de weg geopend om tallooze verfstoffen te maken in alle nuances, waarbij er zijn, die in lichtechtheid de oude plantenkleurstoffen ver overtreffen. Het purper, dat in de oudheid in de landen om de Middellandsche Zee uit een bepaald soort zeeslakken werd gewonnen, blijkt een dibroomindigo te zijn; de met dit beroemde purper bereikte



kleuren schijnen echter wat poover tegenover den glans der moderne verfstoffen.
De structuur van geneeskrachtige stoffen als chinine, cocaïne en vele andere alkaloïden wordt opgehelderd. De syntheticus gaat andere stoffen opbouwen, die dergelijke atoomgroepeeringen in het molecule hebben en het resultaat is, dat men talrijke ervaringen verkrijgt omtrent het verband tusschen structuur en physiologische werking. De chemicus, die de kunst der synthese verstaat en de pharmakoloog werken te samen : nieuwe geneesmiddelen zijn het resultaat van hun arbeid.
Bij het onderzoek naar de constitutie van samengestelde stoffen blijkt meestal, dat verdere vooruitgang in de eerste plaats van de invoering van nieuwe experimenteele methoden afhangt of van de verdere volmaking van reeds bekende werkwijzen. Het was als gevolg van het uitwerken van nieuwe experimenteele methoden, dat Irvine, Haworth en hunne medewerkers onlangs de constitutie van de rietsuiker konden ophelderen, waarbij het even onverwachte als belangwekkende feit voor den dag kwam, dat de fruktoserest in het rietsuikermolecule een andere atoomgroepeering bezit dan de fruktose, zooals wij deze in haar bestendigen vorm kunnen isoleeren; een vondst die, zooals Irvine opmerkt, misschien nieuwe gezichtspunten opent voor de wijze, waarop koolhydraten in de plant worden gevormd.
Zoo zal de verdere vooruitgang in onze kennis der eiwitachtige stoffen, van stoffen als lignine en cellulose, de beide bestanddeelen van het hout, vooral afhangen van hetgeen door nieuwe of door verbeterde experimenteele methoden bereikt kan worden. Het zijn hier niet in de eerste plaats moeilijkheden van theoretischen aard, die maken, dat in deze zoo belangrijke groepen van lichamen nog zoo veel onbekend is. Maar het zijn vooral de groote moeilijkheden, waarmee de experimentator te kampen heeft, bij het onderzoek van dergelijke hoogmoleculaire verbindingen, waardoor de wetenschap op dit terrein slechts langzaam vordert.
Nadat ik in het voorgaande u een indruk heb mogen geven in welk opzicht de structuurtheorie als gids kan dienen bij het experimenteele onderzoek, wil ik thans voor een andere zijde der verschijnselen uw aandacht vragen, waarbij theoretische beschouwingen ons nog weinig helpen en die toch niet van minder belang is dan de bepaling van constitutie en configuratie.



Laat ik aan een eenvoudig voorbeeld mijn bedoeling duidelijk maken.
In de structuurformule van een onverzadigde koolwaterstof als het aethyleen wordt uitgedrukt de meest pregnante eigenschap van een dergelijke onverzadigde verbinding, nml. om zich te kunnen vereenigen met andere stoffen bijv. waterstof of bromium.
De theorie leert ons, dat, als aethyleen zich met waterstof vereenigt, het aethaan zal ontstaan, terwijl, als bromium opgenomen wordt, aethyleenbromide moet gevormd worden. Maar de theorie leert ons niet, welke omstandigheden verwezenlijkt moeten zijn, om deze reacties inderdaad te doen verloopen. En nu blijkt, dat aethyleen en waterstof indifferent ten opzichte van elkaar zijn en zich niet vereenigen; als men echter het mengsel dezer gassen over fijn verdeeld platina leidt, heeft wel een reactie plaats en wordt het verwachte aethaan gevormd.
En bij de additie van bromium aan aethyleen doet zich ook iets merkwaardigs voor, want, terwijl deze reactie onmiddellijk verloopt als men bromiumdamp en aethyleen door een glazen buis leidt, is de snelheid der reactie belangrijk kleiner, als de glazen buis van binnen met paraffine is bedekt.
Twee voorbeelden dus hoe het intreden of de snelheid van het verloop van een reactie tusschen gassen afhangt van den aard der vaste stoffen, waarmede de gassen in aanraking zijn.
Uit talrijke onderzoekingen der laatste decenniën is gebleken, dat het al of niet intreden van een reactie tusschen twee stoffen af kan hangen van de aanwezigheid of ook van de afwezigheid van een derde stof, van welke men a priori niet kon verwachten, dat zij met de verlangde omzetting iets te maken zou hebben.
Dat benzol zich niet met waterstof vereenigde, is langen tijd een ernstig bezwaar geweest tegen de door Kékulé voorgestelde benzolformule, totdat Sabatier en Senderens vonden, dat die vereeniging wel gelukte, indien men de reactie laat plaats hebben in tegenwoordigheid van fijn verdeeld nikkel bij verhoogde temperatuur, waarna spoedig bleek dat ook in dit geval platina en palladium nog werkzamere bemiddelingsstoffen zijn. Volgens beide methoden ontstaat het volgens de theorie te verwachten cyclohexaan, maar waaróm voor deze reactie de bemiddeling der genoemde metalen noodig is, was theoretisch al evenmin te voorzien als het feit dat de reactie volkomen uitblijft, indien het benzol ook maar een kleine hoeveelheid van een zwavelhoudende stof bevat, die steeds in het onzuivere, uit koolteer bereide benzol voorkomt.



Wij hebben hier te doen met katalytische reacties, dat wil zeggen reacties, waarbij het noodig is van de bemiddelende werking van een derde stof gebruik te maken, die de eigenschap heeft de reactie te versnellen of ook in gang te zetten, terwijl zij zelve tijdens de omzetting niet wordt verbruikt.
In alle domeinen der chemie maakt men hoe langer hoe meer gebruik van dergelijke katalysatoren om reacties, waarvan de mogelijkheid op thermodynamische gronden te verwachten is, praktisch te verwezenlijken. Bij zulke heterogene katalysen doen zich tal van eigenaardige moeilijkheden voor; toch heeft men zulke reacties tot in de kleinste bijzonderheden leeren beheerschen: de fabrikage van ammoniak uit stikstof en waterstof, de bereiding van harde vetten uit vloeibare tranen en de nieuwste vondst op dit gebied: de fabrikage van methylalkohol uit kooloxyde en waterstof zijn alle voorbeelden van katalytische reacties, die op zeer groote schaal in de industrie worden uitgevoerd.
Aan den theoreticus stelt de studie der katalyse zeer interessante vragen, wel in de eerste plaats deze : op welke wijze de katalysator aan de reactie deel kan nemen zonder daar zelf bij te worden veranderd. De onderzoekingen van Lewis, Boeseken, Scheffer en anderen hebben ons inzicht in deze verschijnselen wel verhelderd, doch een algemeene theoretische behandeling stuit nog op groote moeilijkheden en zeker zijn we er nog ver van verwijderd, dat wij a priori zouden kunnen voorspellen, welke stof wij voor een bepaalde reactie als katalysator moeten gebruiken.
Op deze bij uitstek belangrijke vraag kan voorloopig alleen het experiment antwoord geven.
Algemeener gezien hebben we hier te maken met vragen uit de leer der reactiesnelheid en een algemeene theorie over de snelheid van chemische omzettingen zal ook de katalytische verschijnselen moeten omvatten. Juist in de organische chemie zijn vragen van reactiesnelheid van groote beteekenis, omdat de reacties tusschen koolstofverbindingen meestal langzaam verloopen, terwijl bovendien de uitgangsstoffen zich vaak op verschillende wijze kunnen omzetten, zoodat verschillende eindprodukten kunnen ontstaan. In het laatste geval hangt het af van de snelheidsverhoudingen der reacties, welk eindprodukt in hoofdzaak zal worden gevormd.
Daar wij intusschen omtrent deze snelheidsverhoudingen van te voren meestal niets kunnen zeggen, rest ons niets anders dan langs den weg der empirie uit te maken, op welke wijze men een



reactie in een bepaalde richting kan leiden en zoodoende de gewenschte stof verkrijgen.
En als men nagaat hoe de een of andere moeilijke synthese uitgevoerd werd, dan blijkt ook meestal, dat daarbij gebruik gemaakt werd van tal van bijzondere ervaringen, die de experimentator alleen verkrijgen kon door telkens gevarieerde proefnemingen en door nauwkeurige studie van analoge gevallen.
De structuurtheorie leert ons niets omtrent de bijzondere condities, die vervuld moeten worden om een reactie te doen verloopen, evenmin als zij rekenschap geeft van verschillen in de snelheid der reactie bij schijnbaar analoge omzettingen. Dit spreekt ook vanzelf als men bedenkt, dat in deze theorie alleen bepaalde veronderstellingen zijn verwerkt omtrent de maximale valentie der atomen en omtrent de wijze, waarop atomen in het molecule zijn gerangschikt, doch dat geen voorstelling wordt gegeven van de wijze, waarop een chemische binding tusschen twee atomen tot stand komt of verbroken wordt.
Het heeft niet ontbroken aan pogingen om in de structuurtheorie bijzondere voorstellingen in te voeren, waardoor ook van grootere of kleinere reactiesnelheid rekenschap zou worden gegeven, doch positieve resultaten zijn daarbij niet verkregen. In het bijzonder geldt dit ook van de pogingen, die in de laatste jaren vooral door Engelsche en Amerikaansche onderzoekers zijn gedaan, om een theorie der valentie op te bouwen uitgaande van bijzondere onderstellingen omtrent de rangschikking der elektronen in het atoom, waarbij bovendien bepaalde aannamen worden gemaakt omtrent de wijze, waarop een binding tusschen twee atomen door middel van elektronen plaats vindt. Al deze beschouwingen leeren ons ten slotte niets, dat ook niet reeds in de formeele valentieleer begrepen was en al deze hypothesen hebben tot nu toe niet geleid tot scherp geformuleerde conclusies, waaruit a priori zou blijken, of de snelheid eener bepaalde reactie groot of klein zal zijn.
Beschouwen wij ter verduidelijking van het gezegde de onderzoekingen over de vorming van isomere derivaten, die ontstaan door invoering van groepen in het benzolmolecule. Uit het werk van Holleman hebben wij geleerd, dat de verhoudingen, waarin dergelijke plaatsingsisomeren ontstaan, bepaald worden door de verhoudingen van reactiesnelheden, maar waarom deze reactiesnelheden bij de nitratie van het nitrobenzol zoodanig zijn, dat in hoofdzaak het metaderivaat ontstaat, terwijl bij nitratie van het chloorbenzol de para- en de orthoverbinding gevormd worden,



daarvoor geeft voorloopig geen enkele theorie een afdoende verklaring, ook niet de zoogenaamde electronistische theorie der valentie, waarop ik zooeven doelde.
Wel kon Holleman juist op dit gebied voorspellingen doen, die althans qualitatief goed met de ervaring overeenkwamen. Nadat eenmaal experimenteel was vastgesteld, welke richtende werking bepaalde atomen of atoomgroepen in een benzolderivaat op een nieuw intredende groep uitoefenden, kon uit het feitenmateriaal afgeleid worden, hoe twee reeds aanwezige substituenten de plaats bepalen, waar een nieuwe groep zal intreden. Het aantrekkelijke in deze beschouwingen is, dat er geen hypothesen ad hoe worden ingevoerd, doch dat uit de logische analyse van een aantal goed vastgestelde feiten gevolgtrekkingen worden gemaakt, die voor experimenteele toetsing vatbaar zijn en waardoor men een groot aantal reacties onder enkele gezichtspunten kan samenvatten.
Het veel meer omvattende probleem, op welke wijze reactiesnelheid samenhangt met chemische structuur, zal pas aangevat kunnen worden, als een physisch-chemische theorie der reactiesnelheid is ontwikkeld. Wel zijn in de laatste jaren voor de leer der chemische reactiviteit geheel nieuwe gezichtspunten geopend, doch een algemeen geldige theorie kan nog niet worden gegeven.
Begeven we ons in het gebied der enzymreakties, dan worden de problemen nog veel belangwekkender, doch tevens veel moeilijker.
Rietsuiker, moutsuiker en zetmeel kunnen alle door de inwerking van waterig zoutzuur in eenvoudige suikers worden gesplitst. Voeren wij dezelfde reacties uit door middel van enzymen, dan blijkt, dat de invertase uit biergist wel rietsuiker splitst, doch op zetmeel niet inwerkt; deze laatste stof wordt daarentegen door diastase uit gerst aangetast. Verder is er een gistsoort bekend, wier waterig extract wel de rietsuiker splitst, doch de moutsuiker onveranderd laat, terwijl een andere gistsoort een stof bevat, die moutsuiker hydroliseert, doch tegenover rietsuiker indifferent is.
Niet alleen splitsingsreacties ook opbouwreacties kunnen door enzymen teweeggebracht worden; ook daarbij blijkt een merkwaardige specifiteit der enzymwerking. Het levende organisme verwezenlijkt zijn synthesen ongetwijfeld door bemiddeling van enzymen, die de reactie in één richting doen verloopen. Voeren wij dergelijke synthesen uit zonder gebruik te maken van enzymen, dan ontstaat meestal een mengsel van stoffen.



De onderzoekingen van Bredig en zijne medewerkers hebben aangetoond, dat men een dergelijke specifieke werking ook bij katalysatoren van bekende constitutie terug kan vinden, indien men hiervoor stoffen kiest van asymmetrische structuur. Het is wel zeer waarschijnlijk, dat ook de enzymen asymmetrische stoffen zullen zijn, maar daarmede is toch nog niet meer dan een zeer algemeene aanduiding gegeven.
Op welke wijze het levende organisme asymmetrische stoffen opbouwt, blijft een fascineerend probleem, waarbij men nog geen aanduiding heeft in welke richting de oplossing gezocht moet worden.
De enzymen worden in het plantaardig of dierlijk organisme gevormd en wij kunnen deze stoffen daaruit in onzuiveren toestand isoleeren en aan hunne werking herkennen, doch van de constitutie, dezer verbindingen weten wij niets. Met alle waardeering voor hetgeen de recente onderzoekingen van Willstatter geleerd hebben wat betreft de zuivering van enzympraeparaten, moet men toch erkennen, dat men nog zeer ver verwijderd is van eenig inzicht in de vraag van welke specifieke atoomgroepen de werking van een enzym afhangt. Als het ooit mocht gelukken deze vraag op te lossen, dan zou een nieuwe weg gevonden zijn voor het onderzoek van organisch-chemische en biochemische reacties.
Ik heb u trachten te schetsen, hoe de organische scheikunde zich in een eeuw tijds op waarlijk grootsche wijze heeft ontwikkeld. Deze ontwikkeling zelve deed echter weer nieuwe vragen ontstaan, waarvan ik u er eenige heb mogen uiteenzetten. Naarmate het gelukken zal in deze problemen dieper inzicht te krijgen, zullen nieuwe mogelijkheden geopend worden voor menschelijk weten en kunnen.



MIJNE HEEREN BESTUURDEREN DEZER GEMEENTE, DAMES EN HEEREN, LEDEN VAN DEN RAAD VAN AMSTERDAM,
Bij de aanvaarding van het ambt, waartoe gij mij hebt geroepen, wil ik u mijn groote erkentelijkheid betuigen voor het vertrouwen, dat u door deze benoeming in mij stelt. Ik geef u de verzekering, dat ik al mijn krachten zal inspannen om het mij toevertrouwde ambt zoo goed mogelijk te vervullen.
MIJNE HEEREN CURATOREN DEZER UNIVERSITEIT,
Gij hebt mij willen voordragen bij het bestuur dezer gemeente om den leerstoel voor organische scheikunde te bezetten; ik wil jegens u daarvoor mijn dank openlijk uitspreken. Ik acht de taak, die mij wordt opgedragen niet licht en weet dat zij meer omvattend is en meer verantwoordelijk, dan die ik tot nu toe te vervullen had. In het volbrengen van deze taak hoop ik de voldoening van mijn leven te vinden, door met mijn beste krachten mede te werken aan onderwijs en wetenschappelijk onderzoek aan deze Universiteit, waarvan de bloei u zoozeer ter harte gaat.
MIJNE MOEDER EN MIJN VADER,
Ik voel het als een groot geluk, dat ik u op dezen dag mag danken voor al uw liefde en toewijding, dat ik u mag zeggen hoe uw beider leven, dat gericht wordt door hooge idealen, doch gevuld wordt door onafgebroken arbeid, voor mij een groot en schoon voorbeeld is.
MIJNE HEEREN PROFESSOREN,
Heden ik doe mijn intrede in uw rijen en acht dit een bijzondere onderscheiding; ik beschouw het als een voorrecht in uw kring te mogen verkeeren en de inwerking van uw veelzijdige wetenschappelijkheid te ondergaan.
In het bijzonder richt ik het woord tot u
MIJNE HEEREN HOOGLEERAREN IN DE FACULTEIT DER WIS- EN NATUURKUNDE,
In velen van u begroet ik mijn vroegere leermeesters, die



mijn eerste schreden op het gebied der natuurwetenschappen hebben geleid. In de jaren dat ik als lector in uw faculteit onderwijs heb gegeven, hebt gij mij nooit doen gevoelen, dat mijn positie niet gelijk was aan de uwe; gij zijt mij steeds ter wille geweest met uw raad en steun. Dit en de vriendelijke wijze waarop gij mij na mijne benoeming zijt tegemoet getreden, geeft mij de zekerheid, dat ik ook in de toekomst een beroep zal mogen doen op uw hulp en mij zal mogen verheugen in uw vriendschappelijken omgang.
Dit geldt vooral ook voor u, hoogleeraren in de scheikunde, Smits, Hondius Boldingh en Aten, met wie mijn werk mij dagelijks in contact brengt.
Is een goede samenwerking in de eerste plaats voor het onderwijs nuttig en gewenscht, zulks is niet minder het geval, waar het wetenschappelijk onderzoek betreft. De organicus komt dikwijls in aanraking met vragen uit de physische chemie, hetzij dat hij de theoretische zijde van een vraagstuk wil bespreken, dat hij van physisch-chemische meet-methoden gebruik wil maken, of de electro-chemie in dienst stellen van zijn synthesen.
Een ander maal wil hij zich een analyse-methode ten nutte maken, die voor praktische doeleinden werd uitgewerkt; soms zal hij de beteekenis van zijn uitkomsten voor de praktijk willen leeren kennen. Ik ben overtuigd, mijn ambtgenooten in de scheikundige vakken, dat uw raad en voorlichting zeer ten goede zullen komen aan mijn werk en hoop ook mijnerzijds naar de mate van mijn krachten u in dezen zin iets terug te geven.
HOOGGEACHTE HOLLEMAN,
Op dezen dag, nu ik officieel als uw opvolger mijn intrede doe, is het mij een vreugde mijn gevoelens van dankbaarheid jegens u openlijk te mogen uitspreken.
Ik mag mij uw leerling noemen en heb later een aantal jaren met u tesamen gewerkt aan de opleiding der studenten in de natuurwetenschappen. In die jaren hebt gij mij steeds geholpen, waar gij kondt en hebt mij gesteund door uw raad en uw medewerking. Vooral denk ik aan het vele, dat ik van u als natuuronderzoeker heb geleerd. Vaak heb ik bij u aangeklopt om een of andere wetenschappelijke kwestie te bespreken, altijd was een dergelijk onderhoud vruchtbaar. Dikwijls betrof het een vraagstuk, dat buiten het veld van uw eigen experimenteel onderzoek lag.



maar het bleek nooit te liggen buiten het gebied van uw belangstelling. Voor dit alles, bovenal voor uw hartelijke vriendschap, die gij mij in zooveel opzichten hebt betoond, betuig ik u mijn welgemeenden dank.
Ik hoop mij iets eigen gemaakt te hebben van uw kritische methode, die altijd tot de bronnen terug gaat en van uw onverzettelijkheid en volharding, om een experimenteel onderzoek uit te werken tot alle gestelde vragen opgelost zijn.
Gij waart voor uw studenten een leermeester, die altijd gereed stond om hen te helpen, een leider, die belangstelling wist te wekken en te doen groeien. Dat gij school gemaakt hebt, dat gij met uw leerlingen nieuwe wegen in de organische chemie hebt ingeslagen, stelt beter dan iets anders uw beteekenis als onderzoeker en als docent in het licht.
Gij hebt uw ambt vrijwillig neergelegd. Ik weet echter dat niet alleen uw belangstelling in uw wetenschap nog levendig is, maar dat die belangstelling ook nog uitgaat naar het organisch-chemisch laboratorium der Amsterdamsche Universiteit.
Den dank, dien ik u schuldig ben, zal ik het beste kunnen inlossen door er naar te streven dit laboratorium een centrum van organisch-chemisch onderzoek te doen zijn, zooals het geweest is gedurende de vele jaren dat dit instituut onder uw leiding stond.
WAARDE BUCHNER,
Ook tot u wil ik een afzonderlijk woord richten; wij hebben vijf jaren in de meest aangename samenwerking, die zich denken laat, onze gemeenschappelijke taak in de chemische propaedeuse verricht. Als mijn werk of mijn belangstelling mij op physisch chemisch terrein voerde, heb ik mij meestal het eerste tot u gewend, wel wetend dat uw groote belezenheid en uw helder inzicht mij zeker verder zouden helpen en dat uw hoffelijkheid een discussie met u een bijzonder genoegen doet zijn. Ik beveel mij in uw vriendschap aan.
DAMES EN HEEREN STUDENTEN IN DE MEDICIJNEN EN IN DE NATUURWETENSCHAPPEN,
Ik ben voor u geen vreemde en gij zijt het voor mij niet. Gij weet hoe ik mijn taak opvat en wat ik van u verlang. Uw belangstelling is mij steeds een prikkel geweest om u het beste te geven,



wat ik geven kon en ik verzeker u, dat ik dat ook in de toekomst zal blijven doen.
De meesten uwer bestudeeren slechts de beginselen der organische chemie; zij onder u, wier belangstelling verder gaat of die zich willen bekwamen in een onderdeel der organische scheikunde, dat voor hun speciale studie van belang is, kunnen zich verzekerd houden, dat ik hen hierin gaarne behulpzaam zal zijn.
DAMES EN HEEREN, STUDENTEN IN DE SCHEIKUNDE,
Ook wij kennen elkaar reeds.
Ik heb tot nu toe de eerste jaren van uw studie in de organische chemie geleid, waarin het leeren meer op den voorgrond staat dan eigen zelfstandige arbeid. In de laatste maanden heb ik ook reeds het voorrecht gehad een aantal der oudere studenten onder mijn leiding te doen werken.
De verandering in mijn verhouding tot u zal deze zijn, dat ik voortaan u niet alleen in de organische scheikunde zal inleiden, maar ook u den weg zal wijzen, als gij dieper gaat doordringen en door voorbeeld en medewerking u op zal wekken tot eigen onderzoek.
In de latere jaren van uw studie zult gij moeten leeren zelfstandig uw weg te vinden in de beoefening der scheikunde. Hierbij neemt het werk in het laboratorium een eerste plaats in; immers een experimenteele wetenschap leert men pas aan de werktafel kennen en zeker geldt dit in hooge mate voor de organische scheikunde. Door de studie der vaklitteratuur zult gij de noodige grondslagen voor uw experimenteel werk verwerven, de beteekenis van uw uitkomsten begrijpen en inzicht krijgen in de wijze waarop de wetenschap zich ontwikkelt. Gij zult leeren hoe een nieuw vraagstuk moet worden aangepakt.
Dit alles zult gij alleen kunnen bereiken door ernstige inspanning en volharding, maar daardoor zult gij ook het beste leeren van wat gij aan de Universiteit leeren kunt: wetenschappelijke methode.
Wanneer gij een onderzoek aanvat voor een proefschrift, zult gij de bekoring van eigen experimenteel werk leeren kennen. Ik verwacht van u, dat gij u door tegenslagen niet zult laten ontmoedigen, doch dat uw volharding en vindingrijkheid daardoor zullen toenemen. Dan zult gij de bevrediging vinden, die wetenschappelijke arbeid geven kan en gij zult leeren vertrouwen op uw eigen krachten.



Als gij later een praktische werkkring vindt, zult gij bemerken, dat zich op elk gebied van chemische werkzaamheid, naast routinewerk, nieuwe vragen voordoen. Naarmate gij zulke vragen weet te stellen en uit te werken, zal uw arbeid betere resultaten opleveren en u zelf meer voldoening geven.
En zal een docent niet beter onderwijs kunnen geven als hij de vormende kracht, die van wetenschappelijk onderzoek uitgaat, aan zich zelf heeft leeren kennen ?
Ten slotte beschouw ik het als mijn plicht van deze plaats een woord ter waarschuwing te doen hooren.
Het aantal studenten in de scheikunde aan onze Universiteiten en de Technische Hoogeschool te samen is bedenkelijk groot geworden. Bedenkelijk niet van het standpunt van den academischen docent, die gaarne zijn kennis aan velen mededeelt, doch wel met het oog op de toekomst der jonge scheikundigen. Ook zonder cijfers te noemen kan men zeggen, dat het aantal van hen, die scheikunde studeeren te groot is in verhouding tot het aantal beschikbare betrekkingen.
Deze woorden zijn bedoeld om hen in te lichten, die hun studie aanvangen of nog een keuze moeten doen ; zij zijn niet bedoeld om hen, die de studie reeds voor een deel hebben volbracht, te ontmoedigen. Deze laatsten mogen bedenken, dat degelijke kennis te samen met energie en initiatief nog altijd een groote kans geven om in de wereld te slagen. Ik heb ge2egd.
J'L