ピエール・ジャック・アントワーヌ・ベシャン:化学への貢献

ベシャンと言えばマイクロザイマスの発見、それによる「真の医学理論」の構築者とばかり発信がされているが、彼のキャリアは薬剤師に始まり、最初の学位は「化学」である。最期まで学位は化学しか持たなかった医学素人の盗作魔パスツールと違って「理学」「医学」の博士号も取得したことは確かだが、前述のマイクロザイマスの話ばかり目立って化学者としての功績が隠れてしまうのは勿体ない。そもそも彼の名前を現代で知る機会と言えば、高校化学でお馴染み、彼の名が冠されたアニリン合成法こと「Béchamp還元」だろう。

これだけお世話になっている現代人が彼の名を断片的にしか知らないなど(＆詐欺師を称賛して真の天才を教科書に載せないなど)、不届きにも程があるというものだ。

本稿は、その彼の化学者としての業績をレビューした文献になる。ダグラス・ヒュームによる若干ヒステリックな論調の(＋免疫学に関する知見が古すぎる)「Bechamp or Pasteur？」より余程有益な文献だったので、全人類是非とも刮目して頂きたい。翻訳した文献とリンクは以下の通り。

Wisniak J. PIERRE JACQUES ANTOINE BÉCHAMP Contributions to chemistry. Rev CENIC Cienc Quim. 2020;51(1):114-125. Accessed July 3, 2024. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S2221-24422020000100114&lng=es&nrm=iso&tlng=en

※一部時系列に誤りがあった為、原文のミスは取り消し線にし、別の情報源と共に訳文に反映した。こちらで挿入した文には[※]の表記をした。

要旨

ピエール・ジャック・アントワーヌ・ベシャン(1816-1908)はフランスの化学者兼医師であり、コロジオンの調製法、その性質と誘導体を研究し、その挙動に硝酸エチルとの類似性を発見した。彼は、ニトロベンゼンからアニリンとナフチルアミンへの還元法で、鉄塩と酢酸(or酢酸と鉄屑)を使用する非常に迅速かつ効率的な方法を開発した。この反応は恐らく、発生期水素によるものである(ニトロベンゼンの触媒的水素添加反応という現代的なプロセスの前兆)。この発見から、アニリンバイオレット/フクシン/p-アミノフェニルアルソン酸(アルサニル酸)の、より秀逸かつ経済的な製造法に繋がった。アルサニル酸の合成は、後に多くのヒ素医薬品の製造の扉を開くことになる。また、ニトロベンゼンを還元するソジウムエチラートの性質も発見した。無機酸、氷酢酸、塩化亜鉛、苛性アルカリの澱粉糊への作用に関する研究は、デキストリンと異なる水溶性の加工澱粉の合成に繋がった。

前書

生涯と職歴

ピエール・ジャック・アントワーヌ・ベシャン(製粉業者のJacques ジャック  Béchamp ベシャンとMarie マリー Catherine カトリーヌ Antoine アントワーヌの息子)は、1816年10月1816日にフランスのムルト＝エ＝モゼル県のバッサンで誕生した。7歳の頃、(ルーマニア)ブカレストのフランス大使公邸に務める外交官の叔父が母マリーを説得し、叔父の指導の下で彼はブカレストで教育を受けた。1834年、ブカレストの7年にわたるコレラ大流行で叔父を亡くした後、フランスに帰国した。ルーマニア滞在中にCollège Saint-Savaコレージュ・サン・サヴァで基礎教育を修了した後、ブカレストで著名な薬剤師であったIgnaz イグナス Mausel モーゼルの指導の下に薬学修業を始め、メートル・アポティケール maître apothicaire(※直訳で「薬剤師の長」)の免状を取得した。ストラスブールでは薬学高等師範学校に入学し、約30km離れたベンフェルドの薬局で働きながら、ストラスブール大学理学部で化学助手としても勤務した(1840-1842)。バカロレア試験も受験(文学学士/数学学士)したが、これは当時のフランスで薬剤師として勤める為の必修科目であった。卒業した1843年にClémentine クレマンティーヌ Mertian メルティアンと結婚し、後に娘2人と息子2人を儲けた[※]。結婚後は自分の薬局を開業し、

• 1851年に「De l'atmosphérique considéré sous point de la physique, de la toxicologie 物理学・化学・毒物学的観点による空気成分の考察」

…と題した論文を競争試験で発表した後、薬学高等師範学校の上級教員資格者の地位を獲得した。多忙を極める日々の最中でもストラスブール大学での研究を継続し、

• ピロキシリンに関する化学論文[1]

• 光の化学作用に関する物理学論文[2]を提出し、
  口頭試問に合格して理学博士号を取得した後、

• 1856年には「アルブミノイド物質とその尿素への変換」[3]を提出し、医学博士号を取得した。

[1]Béchamp A. Recherches sur la pyroxyline : thèse de chimie présentée à la Faculté des sciences de Strasbourg, et soutenue publiquement le vendredi 19 août 1853, à 2 heures, pour obtenir le grade de docteur ès sciences. Impr. de G. Silbermann; 1853. Accessed March 7, 2025. http://archive.org/details/b22446199
[2]Béchamp A. De l’action chimique de la lumière : thèse de physique présentée à la Faculté des sciences de Strasbourg et soutenue publiquement le vendredi 19 août 1853, à 2 heures pour obtenir le grade de docteur ès sciences. Faculté des sciences. Strasbourg; 1853. https://omnia.college-de-france.fr/discovery/fulldisplay/alma990005730000107166/33CDF_INST:33CDF_INST /Available : Wikimedia
[3]Béchamp A. Essai sur les substances albuminoïdes et sur leur transformation en urée. Ann Sci Nat, Zool. 1856;5:224.; Ann de Chimie. 1856;48:348-355.

1854年1856年、ジャン＝バティスト・デュマ(1800-1884)の推薦でモンペリエ大学医化学・薬学教授に任命され[4]、25年間務めた。同年、ルイ・パスツール(1822-1895)の後任としてストラスブール大学化学教授に任命された。

[4]Béchamp, A. J. (1856c). Notice sur les Travaux Scientifiques, à l'appui de sa candidature à la chaire de chimie médicale et de pharmacie, vacante à la Faculté de Médecine de Montpellier, Huder, Montpellier.

1872年にクレマンティーヌ・メルティアンと結婚し、後に娘2人と息子2人を儲けた。

1876年、リール・カトリック大学の自由医学部 faculté libre de médecine初代学部長に選出された。1887年、彼の研究に関してレクター(≒学長)や事務局と間に交わされた激論であまりに唯物論的だと批判され、その職を辞した。その後はル・アーヴルに移住し、息子ジョセフ(1847-1893)と共に薬局と実験室を購入した。息子の死後に薬局を売却してパリに移り、ソルボンヌ大学のシャルル・フリーデル(1832-1899)の研究室に勤務することになった。1898年1908年4月15日にパリで亡くなり、遺体はモンパルナス墓地に埋葬された[5-7]

[5]Grasset H. L’oeuvre de Béchamp (Pierre-Jacques-Antoine). 2nd ed. (Rousset J, ed.). Librarie Médicale et Scientifique; 1913. Accessed March 7, 2025. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9782626n
[6]Nonclercq M. Antoine Béchamp : 1816-1908 : l’homme et le savant, originalité et fécondité de son œuvre.; 1982. Accessed March 7, 2025. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k33951369
[7]Manchester KL. Antoine Béchamp: pere de la biologie. Oui ou non? Endeavour. 2001;25(2):68-73. doi:10.1016/s0160-9327(00)01361-2

その科学的業績により、彼は多くの栄誉と賞を受けている：

• 薬理学会会員(1856年)

• モンペリエ科学文学アカデミー会員(1860年)

• ストラスブール医学協会会員(1892年1862年)

• ブカレスト科学協会名誉会員(1894年1864年)

• 公教育官(1867年)

• レジオンドヌール勲章シュヴァリエ(1870年)

• シュヴァリエ・ド・ラ・ローズ(ブラジル、1872年)

• シュヴァリエ・ド・サン・グレゴワール＝ル＝グラン(バチカンのサン・シエージュから授与された勲章)(1877年)

• コマンドール・ド・ラ・クーロンヌ・ド・ルーマニア(1894年)

• アニリンの合成に関する業績でミュルーズ産業協会ダニエル・ドルフス賞(1864年1894年)

科学的貢献

ベシャンは無機化学、有機化学、工業化学、生化学、微生物学、鉱物学、農学、ワイン醸造をテーマに100本以上の論文や、書籍[8-11]を発表している。

[8]Béchamp A. Leçons sur la fermentation vineuse et sur la fabrication du vin. (Coulet C, ed.). Librarie Scientifique; Médicale et Littéraire; 1863. Accessed December 15, 2024. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6516888n
[9]Béchamp A. Les microzymas dans leurs rapports avec l’hétérogénie, l’histogénie, la physiologie et la pathologie : examen de la panspermie atmosphérique continue ou discontinue, morbifère ou non morbifère. Baillière; 1883. Accessed August 6, 2023. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k65140517
[10]Béchamp A. Microzymas et Microbes: Théorie Générale de La Nutrition et Origine Des Ferments: À Propos de La Discussion Sur Les Ptomaïnes, Les Leucomaïnes et Leur Role Pathogénique. 1st ed. Imprimeries Réunies; 1886. Accessed March 7, 2025. https://www.abebooks.com/signed-first-edition/Microzymas-Microbes-Th%C3%A9orie-G%C3%A9n%C3%A9rale-Nutrition-Origine/17659457763/bd
[11]Béchamp A. Louis Pasteur, Ses Plagiats Chimicophysiologiques et Médicaux, Ses Statues. Chez l’auteur; 1903. Accessed February 16, 2023. https://wellcomecollection.org/works/e5b32hvg/items

このテーマの他にも、以下の研究を実施している。

• エステルの構成[12]

• 有機ラジカルの塩化物および臭化物（ハロゲン化アルキル）の調製[13]

• 澱粉糖の旋光度の変化とその原因候補[14,15]

• アルコール発酵に対する酢酸など短炭素鎖酸 短鎖脂肪酸の影響[16]

• エタノール発酵におけるカプロン酸およびカプリル酸の存在[17]

• ワイン発酵[18]

• 自然発生の検討[19]

• アルコール発酵[20]

• ミネラルウォーター[21,22]

• 蚕とその寄生虫[23-25]

• 甘蔗糖からグルコースへの変換[26]

• イチョウの果肉[27]

[12]Béchamp A. Recherches sur la Constitution des Éthers. C R Acad Sci. 1855;41:23-26. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500436?page=30,31
[13]Béchamp A. Sur la préparation des chlorures et des bromures des radicaux organiques, par l’action du protochlorure et du protobromure de phosphore; sur les acides monohydrates correspondants. C R Acad Sci. 1856;42:224-227. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500437?page=232,233
[14]Béchamp A. Sur la variation du pouvoir rotatoire du sucre de fécule. C R Acad Sci. 1856;42:640-645. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500437?page=648,649
[15]Béchamp A. Sur la cause de la variation du pouvoir rotatoire du sucre de fécule et sur l’existence probable de deux variétés de glucose amorphe. C R Acad Sci. 1856;42:896-900. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500437?page=904,905
[16]Béchamp A. Sur l’acide acétique et les acides gras volatils de la fermentation alcoolique. C R Acad Sci. 1863;56:969-972. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500451?page=972,973
[17]Béchamp A. Sur la fermentation caproïque, caprylique, etc., de l’alcool éthylique. C R Acad Sci. 1868;67:558. Accessed December 19, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500462?page=562,563
[18]Béchamp A. Leçons sur la fermentation vineuse et sur la fabrication du vin. (Coulet C, ed.). Librarie Scientifique; Médicale et Littéraire; 1863. Accessed December 15, 2024. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6516888n
[19]Béchamp A. Sur les Générations Dites Spontanées et sur les Ferments. C R Acad Sci. 1863;57:958-960. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uiug.30112017431179&seq=968
[20]Béchamp A. Sur la fermentation alcoolique. C R Acad Sci. 1864;58:601-605. Accessed February 14, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500453?page=608,609
[21]Béchamp A. Analyse de l’eau de Vergèze (source Dulimbert) et composition des gaz qui se dégagent de la source des Bouillants. C R Acad Sci. 1866;62:1034-1035. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500457?page=1050,1051
[22]Béchamp A. Analyse des eaux de Vergèze (source des Bouillants et source Granier): Microzyma et autres organismes contenus dans ces eaux. C R Acad Sci. 1866;63:559-563. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500458?page=566,567
[23]Béchamp A. Recherches sur la nature de la maladie actuelle des vers à soie, et plus spécialement sur celle du CORPUSCULE VIBRANT; C R Acad Sci. 1866;63:391-393. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500458?page=396,397
[24]Béchamp A. Nouveaux faits pour servir à l’histoire de la maladie actuelle des vers à soie et de la nature du corpuscule vibrant. C R Acad Sci. 1867;64:1043-1045. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500459?page=1058,1059
[25]Béchamp A. Sur la maladie à microzymas des vers à soie. C R Acad Sci. 1868;66:1160-1163. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500461?page=1164,1165
[26]Béchamp A. De l’influence que l’eau pure, ou chargée de sels, exerce à froid sur le sucre de canne. Du rôle des moisissures et de l’action personnelle de quelques sels dans la transformation de ce composé. C R Acad Sci. 1864;58:321-323. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500453?page=328,329
[27]Béchamp A. Sur l’existence de plusieurs acides gras odorants et homologues dans le fruit du Gingko biloba. C R Acad Sci. 1864;58:135-137. Accessed March 7, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500453?page=140,141

彼の発酵体の起源に関する研究や、パスツール(1822-1895)との辛辣な論争は多方面で議論されているので、本稿では言及しない[5][7][11][28][29]

[28]Hume ED. Bechamp or Pasteur?: A Lost Chapter in the History of Biology. CreateSpace Independent Publishing Platform; 2011.
[29]Ximenes J. Béchamp contre Pasteur. Leurs idées et leurs luttes. Traduit en français par l’auteur. Etats-Unis du Brésil, Editions Juiz de Fora, Sao Paolo, 1960, 204p. Idem, dans un cadre plus large

ピロキシリン(ニトロセルロース)

ストラスブールの薬学高等師範学校で非常勤講師をしていた頃、ベシャンはピロキシリンとそのエーテルアルコール溶液(コロジオン)の挙動を調べ始めた[30]。前述の通り、この研究は理学博士号取得の為に提出した2本の論文の内の1本のテーマである[1]。

[30]Béchamp A. Recherches sur la pyroxyline (premier Mémoire). C R Acad Sci. 1852;35:473-475. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500430?page=480,481

第一論文でベシャンは、Marc Antoine Auguste Gaudin(1804-1880)(Gaudin, 1847)とLouis Mialhe(1806-1888)(Malgaigne, 1848)の調製法から溶解性ピロキシリンを得たと記している。GaudinとMialheは、綿花1部を硝酸カリウム2部と濃硫酸3部の混合物で処理し、エーテルに可溶なピロキシリンを調製した。この調製法はEugène Soubeiran(1797-1859)が試験し、ほぼ毎回成功する方法として発見していた(Soubeiran, 1848)。ベシャン曰く、硫酸と硝酸の冷たい混合液に綿花を加えて調製したピロキシリンは発煙性でエーテルに不溶性だが、 この酸性混合液に綿花を室温で加え、発展温度で反応させると、発煙性かつエーテル溶解性の生成物が得られる。ベシャンはこの方法が最良のコロイジオン調製法と信じていた。更に、不溶性ピロキシリンを硫酸と硝酸カリウムの熱い混合液に加えると溶解性に変化した[1][30][31]。

[31]Béchamp A. Recherches sur la pyroxyline. Ann de Chimie. 1853;37:207-217. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10071811?page=212,213

ベシャンは、
・ピロキシリン2部
・アルコール80部
・相対密度0.8631のアルコール30部
…の溶液に、アンモニアガスをバブリングすると粘性が顕著に低下すること、後者の溶液を硫化水素で処理すると相対密度0.8351のアルコールに不溶性の複雑な黄色物質が沈殿することを発見した。アンモニア溶液を15～20倍量の水と混合すると白色粉末が沈殿し、これは無味無臭で水に不溶性、硫酸と発煙塩酸に溶解性であり、沈殿に付随して多量の塩素が放出された。この粉末は加熱で発火しつつ亜硝酸の蒸気を放出し、炭素質の残渣を残す。元素分析にかけると、重量比で炭素28.216％、水素3.575％、窒素10.777％、酸素57.432％を含み、式$${\mathrm{C_{12}H_9(NO_4)2O_{11}}}$$に対応する(ベシャンはH=1と仮定)。

その後、フランス科学アカデミーに向けた短い報告書で、ピロキシリンを100℃の濃塩化第一鉄溶液と反応させると、溶液が黒ずみ、純粋NO₂が放出され、ピロキシリンが綿花繊維へと分解され、顕微鏡検査によりピロキシリン調製に使用した原料と全くの同一性が確認された[32]。

[32]Béchamp A. Action des protosels de fer sur la pyroxyline et ses congénères. C R Acad Sci. 1853;37:134-135. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500432?page=142,143

アンリ・ブラコノー(1780-1855)の方法(Braconnot, 1819)に従って、これらの繊維を濃硫酸で処理すると、デキストリンの外観と性質を持つ物質が得られた。一方、発煙硝酸3部と濃硫酸5部の混合液で処理すると、当初よりも発煙性のピロキシリンが再生され、エーテルへの溶解度も高かった。同じ手順をニトロセルロース(ニトラミジン、キシロジン)とニトロゴムに適用すると、それぞれ元の澱粉糊とゴムが再生されると述べている[32]。これらの発見は以下の長編論文で詳述されており、この論文では実験がニトロナフタレンとニトロベンゼンにまで拡張されている[33]。

[33]Béchamp A. De l’action des protosels de fer sur la nitronaphtaline et la nitrobenzine; nouvelle méthode de formation des bases organiques. artificielles de Zinin. Ann de Chimie. 1854;3se(42):186-196. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10071816?page=190,191

ここで塩化第一鉄とピロキシリンを反応させた彼は、
●ピロキシリンに含有の窒素成分が全て二酸化窒素の形で放出され
●硝酸基に残る酸素の作用で塩化第一鉄は塩化第二鉄に酸化される
ことを発見する。また、還元剤に例えば硫化水素を代用して全く異なる結果を報告している。ニトロナフタレンやニトロベンゼンを第一鉄塩と反応させた場合、硫化水素の場合と非常に似た反応が発生し、ニトロ基の窒素成分が炭化水素の残留成分と結合する一法で、対応する有機塩基が再生される。硫化水素を使用したニトロベンゼンからアニリンへの還元は非常に困難だが、第一鉄塩だと非常に簡単に行われた。ベシャンは、彼の発見した新たな方法が、ニトロベンゼンからアニリンに還元する既存のどの方法よりも優れた方法だと確信した。ニトロナフタレンも同様に第一鉄塩の使用で簡単にナフチルアミンに還元された。塩化第一鉄、硫酸鉄、シュウ酸鉄ではニトロナフタレンとニトロベンゼン共に還元されなかったが、酢酸鉄の場合では簡単に還元することができた。この場合、アニリンとナフチルアミンの形成は酸化第二鉄塩の沈殿が伴う。

彼はこの反応を継続させる方法を詳述しており、曰く、酢酸鉄をそのまま使用せず、市販の酢酸と鉄粉をニトロ化合物と反応させる(この還元には恐らく発生期水素が利用されており、現代的なニトロベンゼンの触媒的水素添加反応の前兆である)。この反応は後に「ベシャンプ還元」と知られるようになる[33]。

次の論文では、ピロキシリンに対するアルカリや還元剤の作用に関する補足データが報告された[34]。

[34]Béchamp A. Recherches sur la pyroxyline; Deuxième Mémoire. (Extrait par l’auteur.). C R Acad Sci. 1855;41:817-819. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500436?page=824,825

硝酸を有機物質と反応させると水が発生するが、ここに上述の試薬を作用させると、ニトロ化合物の窒素成分を全て含む新たな窒化物(硝酸エチル)が生成されることや、硝酸などの様々な窒化物の除去に伴って原料物質が再生されると判明した。彼の研究結果は、ピロキシリンの性質が硝酸エチル(硝酸塩)に類似することを示している[34]。

例えば彼は、ピロキシリンと水酸化カリウムとの反応では硝酸が除去され、砂糖に伴って窒化度合の低い物質が発生すると述べている。ピロキシリンと塩化第一鉄の反応では、全窒素成分がアンモニアとなって排出され、酢酸と鉄粉との反応ではアンモニアの代わりに全て新たな化合物(アニリン)が残った。つまり、アルカリや還元剤の作用の結果、ニトロ誘導体には2つの系列があることが示された。一つはニトロベンゼンやその類似化合物で形成される系列、もう一つはピロキシリンがそのタイプの系列(澱粉糊、マンニトールなど)である。第一の系列では水素が$${\mathrm{NO_4}}$$に置換し、第二の系列では水素が$${\mathrm{NO_5}}$$に置換する。これらの結果から駆れば、セルロースのニトロ誘導体に以下の式と名称を当てることが出来た(H = 1 / 水 = HO):

$$
\mathrm{C_{24}H_{17}O_{17}, 5NO_3, 2HO} 五硝酸セルロース \\
\mathrm{C_{24}H_{17}O_{17}, 4NO_3, 2HO} 四硝酸セルロース \\
\mathrm{C_{24}H_{17}O_{17}, 3NO_3, 2HO} 三硝酸セルロース \\
\mathrm{C_{24}H_{17}O_{17}} セルロース
$$

この結果から、アルカリはピロキシリンと結合した硝酸を順次除去できることが証明され、一方、強力な還元剤は綿花を再生することが証明された[34]。

また、ベシャンはピロキシリンに対するいくつかの試薬の作用(水を含む水性アルカリ、エーテルのアルコール溶液、アンモニアおよび水の存在下でのKOH、およびエーテルおよびアルコールと混合したアンモニアおよび水酸化カリウム)を研究し、 セルロースのさまざまな硝酸塩の調製と性質、ピロキシリンに対する複数の還元剤(二酸化硫黄、硫化水素、塩化第一鉄)の作用、そして、澱粉、ゴム、マンニトール、クエルシトールに対する硝酸の作用[35]を研究した。 彼の主な成果は以下の通りである。

(1)アンモニア、KOH、湿ったピロキシリンの反応により、硝酸はアンモニウムまたは硝酸カリウムとして除去されたが、その詳細は明確に定義されていなかった。KOHの水溶液を600～800℃で加熱すると糖が生成された。
(2)KOHのエーテルアルコール溶液はピロキシリンを分解し、硝酸カリウムと、硝化度が低い化合物（トリニトロセルロースと思われる）を生成した。
(3) 発煙硝酸と硫酸の溶液で綿を処理すると、セルロース・ペンタニトラート（ピロキシリン）が生成された。
(4) 二酸化硫黄は湿ったピロキシリンには作用しなかった。
(5) 硫化水素はエーテルとアルコールの混合液に溶けたピロキシリンとは反応しなかったが、同じ溶媒に溶けたセルロース・テトラおよびトリニトラートにはゆっくりと作用した。そして
(6)塩化第一鉄はピロキシリンに含まれるすべての窒素をNO2の形で放出させ、同時に綿状物質を形成させた。デンプン、ゴム、マンニトール、クエルシトール[33]のニトロ誘導体でも同様の結果が得られた。

[35]Béchamp A. Recherches sur la pyroxyline. Ann de Chimie. 1856;3se(46):338-360. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10071820?page=342,343

1889年、ベシャンは、鉄粉と酢酸によるニトロベンゼンの還元によるアニリンの経済的な合成法を発見するに至った出来事の短い歴史的概観を発表した[36]。

[36]Béchamp A. Les recherches préliminaires qui ont conduit à la méthode de réaction d’où résulte le procédé industriel de fabrication de l’aniline. In: Comptes rendus de la ... session. 18. 1889, Partie 1. Au Secrétariat de l’association; 1889:274-275. Accessed March 8, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb11545912?page=402,403

アニリンおよび誘導体

　フクシン

François-Emmanuel Verguin(1814-1864)は、リヨンのルイ・ラファールの化学工場を経営する元学校教師で、アニリンと様々な試薬との反応について多くの実験を行った。1858年、彼はアニリンと塩化水銀または塩化スタニックを高温で反応させると、花のフクシアに似た美しい赤色が得られることを発見した。Verguinはこの発見と特許(Verguin, 1859)をリヨンの絹染め業者であり化学薬品製造業者であるRenard frères et Francに売却し、同社はこの製法に関する特許を取得し(Renard, Fréres, 1859)、この新しい染料をフクシンの名で販売し始めた。 製品名は同年、第二次イタリア独立戦争のマゼンタの戦い(1859年6月4日)でナポレオン3世とサルデーニャ軍がオーストリア軍に勝利したことを記念してマゼンタに変更された。 英国特許は、

1858年、Renard frères et Francの工場は、アニリンバイオレット(クリスタルバイオレット)とフクシンを合成するための出発原料として、ベシャンの製法を用いてアニリンの製造を開始した。 彼らはすでに、アニリンを水銀、銀、スズなどの塩化物、臭化物、フッ化物、硫酸塩、塩素酸塩、酸化第二鉄などのさまざまな還元塩と煮沸することでフクシンを調製できることを発見していた。 ベシャンは、フクシンの化学的研究、特に次のような疑問に対する答えを見つけるための研究を要求し、許可を得た：
(1) 反応が重量の減少を伴って行われたか、あるいは伴わなかったか、
(2) 間に介在する金属化合物の塩基が還元されたか、あるいは還元されなかったか、
(3) 金属塩の酸が新しい生成物の形成に関与したかどうか。

適切な実験によって、次のような答えが得られた：
(1)反応の開始時と終了時の材料の重量が示すように、どの場合も重量を失うことなく反応が起こり、損失は蒸留された少量のアニリンのみであった
(2)金属化合物の塩基は常に還元され、塩基がより低い酸化状態または金属状態に還元された場合にのみ赤色が発生し、そうでなければ赤色は発生しなかった。例えば、高濃度の塩化第二鉄溶液に過剰のアニリンを加えて煮沸すると、美しい赤色に着色した溶液が得られた。 水を加えると塩化第一鉄が析出し、第二鉄塩が還元されたことがわかる。 硝酸水銀(I)とその2倍の重量のアニリンとの混合物を加熱すると、純粋な水銀の沈殿物が得られ、その重さは塩の中に存在する元の金属と同じであった。アニリンを塩化亜鉛または硫酸塩、塩素酸カリウム、硝酸鉛またはヨウ化鉛で同様に処理しても、色は発色しなかった。
(3)金属塩の酸はフクシンの生成には直接関与していないが、反応の粗生成物には変化していないことがわかった。

例えば、過剰のアニリンを亜硝酸鉛や硝酸塩、硫酸スズ、塩素酸カリウムなどと煮沸しても反応は起こらなかった。 アニリンの初期量は、得られた混合物の蒸留によって得られ、酸化性の酸と還元できない塩基との塩が赤色の誘導体を形成できないことを示していた。ベシャンは、アニリンと硝酸水銀(I)および二塩化スズとの反応生成物からフクシンを抽出する手順について詳述した[37] 。

[37]Béchamp A. Sur la génération de la fuchsine, nouvelle base organique et matière colorante rouge dérivée de l’aniline. Jour de Pharm. 1860;38:278-281. ; Ann de Chimie. 1860;3se(59):396-408.; C R Acad Sci. 1860;50:870-872.

ベシャンはフクシンを次のように説明した：
純粋なフクシンは、アルコールでの溶解とエーテルでの沈殿を繰り返すことによって得られた。 純粋なフクシンは、アルコールに溶かしてエーテルで沈殿させることを繰り返すことで得られる。その固体は、鮮やかなメタリックグリーンの結晶化しない鱗片として現れ、水和させると深紅色になる。 フクシンは有機塩基で、水にはほとんど溶けず、赤色の溶液を生じた。アルコール、メタノール、アセトンにも同じ色で溶けた。 アルコール、メタノール、アセトンにも同じ色で溶けた。結晶化しない塩を形成し、中性では赤色の溶液を、過剰な酸が存在すると黄色の溶液を生成した。 二酸化硫黄はこれらの溶液をゆっくりと脱色したが、濃縮して穏やかに加熱すると赤色が再び現れた。

塩酸フクシンは黄赤色の結晶化しない塩で、強烈な赤色の溶液を生成した。この塩の弱酸性溶液は二塩化白金酸と反応し、濃い紫色の沈殿物を析出させたが、加熱しても分解せず、冷水、エタノール、メタノールに溶けた。 フクシンの式は次の2つのうちの1つであった： $${\mathrm{C_{24}H_{10}N_2O_2}}$$または$${\mathrm{C_{24}H_{12}N_2O_2}}$$で、それぞれアゾキシベンゼンとオキサニリンの異性体に相当する。 ある種の場合、フクシンの生成に先立って白色の化合物が生成したが、これはフクシンを生成する反応と直接的な関係があった[37]。

その後の論文で、ベシャンは再び、発煙硝酸がアニリンを激しく変化させ、高温ではこの塩基と共存できないという自身の発見について言及した。これは、1800～1900℃に加熱した結晶水銀(I)硝酸塩が、その酸をすべてアニリンに移して硝酸塩を生成する一方で、その塩基がアニリンの一部を酸化してフクシンやその他の着色物質を生成するという事実によって示されている。金属水銀に還元される一方、ベシャン[38]は、アニリン硝酸塩は熱したアニリンに容易に溶け、冷却すると再結晶化することを発見した。約200℃で硝酸塩とアニリンが反応し、多くの誘導体が生成され、その中には赤色塩基と紫色の組み合わせもあった。

[38]Béchamp A. Nouvelles recherches concernant la génération de la fuchsine et généralement des matières colorantes dérivées de l’aniline et de ses homologues, la toluidine, la xylidine et la cumidine. C R Acad Sci. 1860;51:356-360. Accessed March 8, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500446?page=360,361

ヒ酸がアニリンによって還元されたという事実は驚くべきことではない。なぜなら、この酸が特定の状況下で塩基として機能することが知られていたからだ。しかし、ヒ酸が酸として作用している場合、アニリンによって還元されることはない。これは、アニリンがヒ酸カリウムやヒ酸鉛と反応しないという事実によって示されている。しかし、砒酸とアニリンの反応により、砒酸アニリンという化合物が生成された。これは、鮮やかな白色のフレーク状で、熱したアニリンに溶け、約140℃で融解する。この砒酸塩は180℃で分解し、アニリンを放出し、砒酸塩の残留物、$${\mathrm{AsO_3}}$$、$${\mathrm{C_{12}H_7N}}$$、 3HO（現在：p-アミノフェニルヒ酸）を生成した。約190℃で、この残留物はそれ自身と反応し、水、亜ヒ酸、およびある程度のフクシンを生成した[38, 39]。

[39]Béchamp A. Sur un nouvel Anilide. Mém Acad Sci Montpellier. 1861;5:445. Accessed March 8, 2025. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k209722g

p-アミノフェニルヒ酸の合成は、ヒ素をベースとする多くの医薬品の製造への扉を開いた。例えば、この特定のアニリドは、トリパノソーマ症の治療に有効な治療薬(アトキシル)であることが証明された。

ベシャンによれば、物質に存在する官能基の影響は、その組み合わせの色に現れる。したがって、無色の酸塩で生成されたフクシンは、その飽和状態に応じて赤や黄色に色づけされる。溶解中の酸が過剰でない限り、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、ヒ酸塩、リン酸塩、水和物は常に赤色であった。遊離無水状態では、屈折により緑色、透過により赤色を示した。つまり、塩基として機能しているときは常に着色していた。酸として機能しているときは常に無色であった。そのため、フクシン(フクシンの新鮮な水和物)をアンモニア、水酸化カリウム、水酸化バリウムに溶解すると、無色の溶液が生成された。フクシンは非常に弱い酸であり、アルカリ炭酸塩に溶解すると無色の溶液が生成された[38]。

ベシャンはまた、トルイジン、キシリジン、クミジンなどのアニリン類縁体もアニリンと同じ挙動を示すことを報告している[38][40]。

[40]Béchamp A. Note sur les matières colorantes engendrées par l’aniline ou ses homologues. C R Acad Sci. 1861;52:538-542. Accessed March 8, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500447?page=542,543

　硝酸アニリン

Béchampは、硝酸アニリンが透明で硬い大きな結晶として結晶化し、空気と接触しても変化しないと書いている。 1000～120℃の温度で何時間も加熱しても、150℃のレトルトで加熱しても、水分を失うことはなかった。 したがって、これは式[$${\mathrm{NO_3, C_{12}H_7N, HO}}$$]で表される無水塩であり、ニトラニリンに2当量の水を加えたものであると考えられる[41]：

$${\mathrm{NO_5, C_{12}H_7N, HO = C_{12}H_6, NO_4, N, + 2HO}}$$

[41]Béchamp A. De l’Action de la Chaleur sur le Nitrate d’Aniline. C R Acad Sci. 1861;52:660-663. Accessed March 8, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500447?page=664,665

この方程式により、ベシャンはニトラニリンの合成を試みるに至った。この目的のために、彼は受けフラスコを備えたレトルトで硝酸アニリンを加熱し、210℃までは分解することなく耐えるが、150～180℃で長時間維持すると、融解することなく、また水分を放出することなく昇華し始めることに気づいた。加熱用オイルバスから外に出たレトルトの部品は、ニトラニリンのような性質を持つ鮮やかな白色の結晶で覆われた。例えば、水に溶け、次亜塩素酸カルシウムと接触すると紫色の溶液になる。また、硫酸第一鉄溶液を赤色に染めることもできる[41]。蒸留温度が190℃以上になると、レトルト内で活発な反応が起こり、大量の蒸気が発生し、それが凝縮してタール状の物質となり、少量の水と混ざった。この物質を検査したところ、ジニトロベンゼンから派生するニトラニリンの特性をすべて備えていることが判明した。その製造方法から、このニトラニリンはニトラミドがアンモニアと関係しているのと同じように、ニトラミドが硝酸アニリンと関係しているのと同じ関係にある化合物、つまりニトラミドであると考えられる。言い換えれば、熱の影響下で、硝酸アニリンは以下のように分解される。

$${\mathrm{NO_5, C_{12}H_7N, HO(アニリン硝酸塩) = 2HO + C_{12}H_6N, NO_4(ニトロアニリド)}}$$

Béchampは、ニトラニリドを調製するためのより良い方法は、アニリンと混合した硝酸アニリンを180℃から195℃の間の温度に加熱することであると報告した[41]。

　ヒ酸アニリン

前述のように、Béchampは硝酸アニリンを加熱することによってニトラニリンが調製できることを発見した。この調製法は、ニトラニリンを実際にはニトラニリドと呼ぶべきことを示唆した。 この結果は、ヒ酸アニリンに熱を作用させることによって調製されるヒ酸の対応する生成物であるアルセニアニリドを合成することにつながった[38][42]。

[42]Béchamp A. De l’action de la chaleur sur l’arséniate d’aniline et de la formation d’un anilide de l’acide arsénique. C R Acad Sci. 1863;56:1172-1175. Accessed March 8, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500451?page=1176,1177

この反応生成物を炭酸ナトリウム水溶液で処理すると、CO2が放出され、アニリン色の誘導体を含む粘稠な沈殿物が形成され、ヒ酸および新しいアニリドを含む淡紅色のアルカリ性水相が形成された。 液相を濃縮してアニリドを分離し、続いて過剰の純硝酸を加えた。 沈殿したアニリドはバラ色の結晶片として現れ、アルコールまたは水からの結晶化を繰り返して精製した。 精製された結晶は無色で揮発性はなく、冷水と冷アルコールに溶けた。 蒸留すると、水、アニリン、ヒ酸、金属ヒ素に分解した。 元素分析によると、[$${\mathrm{C_{12}H_6AsO_4, N, 2HO}}$$]または[$${\mathrm{C_{12}H_8N, AsO_4, 2HO}}$$]の式で表され、それぞれアルセニアリンとアルセニアライドに対応し、また酸化アンモニウムの水和物のアルセニルアンモニウムとしても表された[40][42]。

前述のように、ベシャンは塩化第一鉄がニトラミジンから元の澱粉を分離できることを発見していた[32]。 この発見をきっかけに、彼は澱粉に対する硫酸、硝酸、氷酢酸、塩化亜鉛、苛性アルカリの作用を調べるようになった[43]。

[43]Béchamp A. Nouvelles études sur l’amidon. C R Acad Sci. 1854;39:653-656. Accessed July 3, 2024. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500434?page=660,661

澱粉がデキストリンに変化する前に、ヨウ素で着色可能なデキストリンとして知られる最初の変化を経ることはよく知られていた。この新しい発表の目的は、水に溶け、不溶性デンプンとデキストリンの中間に位置する澱粉の修飾物の存在を証明することであった。 濃硝酸で処理した澱粉は、まず濃厚なペースト状に変化し、やがて酸に溶けた。 最終溶液に濃アルコールを加えると、澱粉は重い塊として分離し、アルコールで洗浄した後は中性白色粉末となり、水にわずかに溶けるようになった。澱粉と酸の粘稠な混合物を48～60時間放置するか、きらめく蒸気が出るまで加熱すると、完全に液体になった。 濃縮アルコールを加えると、澱粉は完全に分離した。 この時、製品は完全に水に溶けた。ベシャンは、どの場合も可溶性と不溶性の画分はヨウ素で青く着色可能であったと述べている。硝酸の代わりに硫酸を用いて同じ操作をすると、澱粉は部分的に、あるいは完全に水に溶けるようになった。 また、密閉チューブ内で氷酢酸を用いて100℃に3～5時間加熱すると、デンプンは完全に溶解した。 デンプンを濃水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムで加熱すると、窒素はアンモニアとして完全に除去された。残渣を酢酸で中和し、アルコールを加えると、澱粉は完全に沈殿した。 この澱粉は冷水にも沸騰水にもほとんど溶けなかった[43]。

ベシャンによれば、水溶性澱粉はデキストリンと以下の点で異なっていた。
(a) ヨウ素で青く染まる。
(b) タンニン酸で沈殿する。
(c) 石灰水が濁り、バライト水が沈殿する。
(c) 旋光度（αj = 2100）がデキストリン（約1950）よりも大幅に大きい。そして最後に
(d) その溶液は動物の膜の孔を容易に拡散する。
ベシャンは、ヨウ素によって青く変色する性質は窒素含有量とは無関係であると付け加えた。なぜなら、アルカリで煮沸処理した澱粉もヨウ素で青く変色するからだ[43]。

1814年には、Jean-Jacques Colin(1784-1865)とHenri-François Gaultier de Claubry(1792-1878)が、微量でも存在するヨウ素のデンプンを青く着色する独特な性質を発見した。この特性により、ガム、デキストリン、リケニン（Colin and Gaultier de Claubry, 1814）など、さまざまな類似物質からこの化合物を簡単に区別することができた。この主張は、Nicolas Blondlot(1808-1887)が主張したように、その特性が、澱粉に常に微量に付随する外来の含窒素物質に由来するものではないことが証明されない限り、真実であった(Blondlot, 1853)。Blondlotは、ヨウ素がでんぷんを青く染めることができない2つの状況を以下のように説明した。

(1)水に浸したでんぷん粒は、ヨウ素と接触すると黄色に染まる。
(2)唾液、血液や血液血清、その他の中性またはアルカリ性の液体など、特定の有機物質と接触した場合にも、ほぼ即座に同様の結果が起こる。Blondlotによれば、澱粉の大部分を占める澱粉質は黄色に変化し、窒素不純物は青くなり、全体として緑色に見えるようになった。この情報を得たベシャンは、Blondlotの主張を検証する実験を行った

[44]Béchamp A. Note sur la coloration de l’amidon par l’iode. - Méthode analytique pour retrouver la fécule lorsque sa présence est masquée par certaines substances organiques. Jour de Pharm. 1855;[3](27):406-413. ; Jour de Pharm. 1855;[3](28):303-306.

ベシャンは、澱粉粒にヨウ素の希薄溶液を加えると、顕微鏡検査で顆粒が透明性を維持していることが示されたため、当初は表面に青色の層が形成されることを発見した。さらに試薬を加えると、顆粒が不透明な黒色になるまで色の濃さが増し、色が顆粒の中心まで浸透していることが示された。アンモニアを加えると、粒子の表面から中心に向かって徐々に色が消えていくのがわかった。Blondlotの窒素化合物が総重量の2%を占めていると仮定すると、最終的な色が黄色になるためには、この微量の物質が試薬のほとんどを吸収する必要があった。さて、デシグラムの澱粉糊を600立方センチメートルに希釈すると溶液ができ、ヨウ素チンキを1滴または2滴加えると濃い青色に変化した。もしBlondlotが正しかったとすると、この強い青色は、重量30万分の2ミリグラムの窒素化合物が水に溶けたことによるものということになる[33]。

ベシャンは、Blondlotが唾液や血液血清で行った実験を繰り返した。まず、彼は水中で数か月間、空気と接触させた状態または接触させない状態で、澱粉粒を放置し、その後、ヨウ素チンキを数滴加えた。すると、美しい青色がすぐに現れた。彼は、長時間加熱した澱粉、酸で処理して得た水溶性でんぷん、水酸化カリウムで窒素を除去した澱粉、煮たパン、唾液、血液や血液血清、卵白、犬の胃液などのサンプルで実験を繰り返した。動物由来の液体では、ヨウ素は青い色を生成しなかったが、澱粉を含むサンプルではすべて青い色を生成した。最後のサンプルに唾液や血清などを加えると青い色が消え、さらにヨウ素を加えても色は再生されなかった。

ベシャンは、唾液や血清のアルカリ性が色の消失の原因である可能性を否定した。なぜなら、最終的に過剰に添加したヨウ素によって色は回復するからだ。彼は、ヨウ素チンキを数滴加え、その後少量の水酸化カリウムと硝酸を加えるだけで青色の色素を十分に回復できることを発見した。これらの実験の多くから、澱粉は唾液、血清、胃液の作用に長時間耐えることが証明され、その間、ヨウ素とは通常通り反応することが分かった。例えば、ある実験では、彼は2gの水溶性澱粉または澱粉粒を200gの血清に溶かした。1時間後、溶液はヨウ素で青くならなくなった。水酸化カリウムを加え、続いて硝酸で中和すると、アルブミンの豊富な沈殿物が生成したが、チンキを加えると再び青くなった[43]。

ベシャンは、興味深い経験について言及して論文を締めくくった。彼は多くのタマネギの根に水溶性澱粉の溶液を接触させ、3日後に残った液体にヨウ素チンキが青く変色しないことを発見した。液体を水酸化カリウムで処理し、続いて硝酸で中和したところ、チンキが液体を青く変色させることが判明した。彼は問いかけた。「タマネギから分泌された物質が、典型的な色調を覆い隠したのか？」[43]

ニトロ化合物の還元

1858年、ベシャンはエタノールを還元剤として使用する可能性に関する研究結果を発表した[45]。

[45]Béchamp A, Saintpierre C. Sur la réduction de la nitrobenzine par l’éthylate de soude. C R Acad Sci. 1858;47:924-927. Accessed March 8, 2025. https://www.digitale-sammlungen.de/en/view/bsb10500442?page=932,933

多くの状況下でエタノールが強力な還元剤として作用することが知られており、このため、ニトロベンゼン、ニトロ安息香酸など、還元しやすい化合物をアミドの状態にすることが知られている他の試薬と、この作用を比較することに精を出した。第一段階として、彼は密閉した管の中でエタノールとメタノールをニトロベンゼンと反応させ、約1500か180℃で反応が始まるのを観察した。 残った液体を調べたところ、既知の化合物は含まれていなかった。 このため、彼はエチル化ナトリウムとニトロベンゼンと水酸化カリウムのアルコール溶液の混合物に変えた。 この時、彼は反応生成物にアゾキシベンゼン、アゾベンジド、アニリン、シュウ酸、褐色の副生成物が含まれていることを観察した。ニトロベンゼンは水酸化カリウムと反応せず、還元生成物(アゾキシベンゼン、アゾベンゼン、アニリン)はすべて元の物質の炭素を含んでいるため、還元剤の介在によって生成されなければならないことがわかっていたため、彼は反応を所定の式で表すことができなかった。 さらに、KOHは実際には酸化剤であった[45]。

次の実験で、彼は108gのニトロベンゼンをアルコールと44gのエチル酸ナトリウムの混合物と反応させた。 混合物は65 0℃で活発に反応し始め、エタノールの蒸気を放出した。落ち着いた後、さらに90 0℃まで加熱して残ったアルコールを除去した。 固形残渣をエーテルで抽出したところ、アニリンが含まれていることがわかった。 ベシャンは、エチル酸ナトリウムを単独で使用した場合、最初にアニリンが生成し、その後、アゾキシベンゼンに熱を作用させると、アゾベンゼン、アニリン、固形残渣に含まれる黒色の化合物に分解することを発見した。 固形残渣のエーテルに溶けない部分にはシュウ酸が含まれていた。

ベシャンによれば、これらの結果はすべて、エチル化ナトリウムがアルコール中のNaOH溶液のように振る舞うことを示していた。 このため、彼は反応を以下の式で表すことにした：

$${\mathrm{2C_{12}H_5NO_4(ニトロベンゼン) + C_4H_6O_2(エタノール) = C_{12}H_7N(アニリン) + C_{12}H_5N(アゾベンゼン) + C_4H_2O_8(シュウ酸) + 2HO}}$$・・・(1)
$${\mathrm{4C_{12}H_5NO_4(ニトロベンゼン) + C_4H_6O_2(エタノール) = 4C_{12}H_5NO(アゾキシベンゼン) + 6HO + 4CO2}}$$・・・(2)
$${\mathrm{8C_{12}H_5NO(アゾキシベンゼン) + C_4H_6O_2(エタノール) = 2C_{12}H_7N(アニリン) + 6C_{12_H_5N(アゾベンゼン) + 4CO_2 + 2HO}}$$・・・(3)

最後の式は、アゾキシベンゼンに対するアルコールの連続作用を表している[45]。