-ocr page 1- -ocr page 2- -ocr page 3-

^ .-^^t nbsp;nbsp;nbsp;lt;•* ó

r. ^^W‘.

- »tfsr. . ' nbsp;nbsp;nbsp;, - / ‘nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;' ’ ^ k. *

• . ».' nbsp;nbsp;nbsp;'. ■^, ' »■ ,-'is4


:-v-


'Xi-


t'



; :■ -' •gt;. i:^;-.':'- nbsp;nbsp;nbsp;■^. '^■■\v

':-V'^'''\''V'' ,C::''.:igt;^

â– -â– .gt;^V..' : gt; 'â– V' -i : '-'â– 

-• J *

^ :


'} V

.X .'■ü^'-f. nbsp;nbsp;nbsp;■'■'■’'•^nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;►•■'■nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;•

. -^A


'J,


gt;•


^ .--tf .-v*'-

'*• f nbsp;nbsp;nbsp;£ W-gt;

- - ^ if- ; j nf,

Æ’ %


-ocr page 4- -ocr page 5-

SYNTHETISCHE ONDERZOEKINGEN OVER HET CHROMOPHORE SYSTEEM VAN LUMI-AUXON

-ocr page 6-

UNIVERSITEITSBIBLIOTHEEK UTRECHT

3878 6327

-ocr page 7-

SYNTHETISCHE ONDERZOEKINGEN OVER HET CHROMOPHORE SYSTEEMnbsp;VAN LUMPAUXON

PROEFSCHRIFT

TER VERKRIJGING VAN DE GRAAD VAN DOCTOR IN DE WIS- EN NATUURKUNDEnbsp;AAN DE RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT,nbsp;OP GEZAG VAN DEN WAARNEMENDnbsp;RECTOR-MAGNIFICUS L. VAN VUUREN,nbsp;HOOGLEERAAR IN DE FACULTEIT DERnbsp;LETTEREN EN WIJSBEGEERTE, VOLGENSnbsp;BESLUIT VAN DE SENAAT DER UNIVERSITEIT TE VERDEDIGEN TEGEN DE BEDENKINGEN VAN DE FACULTEIT DER WIS- ENnbsp;NATUURKUNDE OP MAANDAG 29 JUNI 1942,nbsp;DES NAMIDDAGS TE 4 UUR

DOOR

JAN BOLDINGH

GEBOREN TE BUITENZORG

KEMINK EN ZOON N.V. — OVER DEN DOM — UTRECHT

-ocr page 8-

»- .J

.7 ,::’ ••^’7

\

y -'iiai^',*.


-ocr page 9-

Aan de nagedachtenis van mijn Vader.

Aan mijn Moeder.

-ocr page 10- -ocr page 11-

De beëindiging van mijn studie aan de Universiteit te Utrecht biedt mij een welkome gelegenheid U, Hoogleeraren, Oud-Hoog-leeraren en Lectoren in de faculteit der Wis- en Natuurkunde,nbsp;te danken voor al hetgeen Gij tot mijn wetenschappelijke vorming hebt bijgedragen.

Wel in het bijzonder gaat hierbij mijn dank uit naar U, Hooggeleerde K ö g 1, Hooggeachte Promotor. Zeer erkentelijk ben ik U niet alleen voor Uw leiding en Uw raadgevingen bij het totnbsp;stand komen van dit proefschrift doch ook voor Uw voortdurende belangstelling in mijn werk en voor de groote mate vannbsp;vrijheid, welke Gij mij hebt toegestaan bij de keuze van mijnnbsp;proeven. De jaren, waarin ik het voorrecht genoot als assistentnbsp;aan Uw instituut verbonden te zijn, hebben veel bijgedragen totnbsp;de verrijking van mijn kennis en zullen steeds met waardeeringnbsp;in mijn gedachten blijven.

Aan hen, die mij gedurende mijn studie behulpzaam zijn geweest, betuig ik hier mijn hartelijke dank; de vriendschap, welke ik van zoo velen mocht ondervinden zal mij steeds een aangename herinnering zijn.

De hulp, welke ik van jou, B e p, heb mogen ontvangen, heeft mij de redactie van dit proefschrift aanmerkelijk verlicht; U,nbsp;geachte mejuffrouw de Jong, dank ik zeer voor het persklaarnbsp;maken van mijn manuscript.

Tenslotte wil ik een woord van dank richten tot het personeel van het Organisch-Chemisch Laboratorium voor de aangename wijze, waarop mij de noodige technische hulp werd verleend.

-ocr page 12- -ocr page 13-

HOOFDSTUK 1.

INLEIDING.

A. Historisch overzicht.

Ofschoon men reeds eenige tijd, vooral door de onderzoekingen van Paal en Söding^) tot de overtuiging Avas gekomen, dat de celstrekking bij de plant afhankelijk is van de aanwezigheid van één of meerdere stoffen in de betrokkennbsp;plantendeelen, slaagde men er gedurende nog een tiental jarennbsp;niet in iets naders omtrent de aard dezer stoffen te ontdekken.

Eerst de proeven van F. W. Went in 1927 gaven ons hierin eenig inzicht. Uit diffusiebepalingen van groeistof innbsp;agar, waarbij de relatieve concentratieverschillen door middelnbsp;van de Avena-testmethode konden worden nagegaan, bleek, datnbsp;men met betrekkelijk laag moleculaire stoffen te maken had,nbsp;waarvan het moleculairgewicht geschat werd te liggen tusschennbsp;300 en 400. Deze omstandigheid is zeer zeker een aanmoedigingnbsp;geweest bij het chemisch onderzoek naar deze tot de phyto-hormonen beboerende stoffen, waartoe K ö g 1 en zijn medewerkers waren overgegaan.

De moeilijkheid, welke zich voordeed bij de isoleering van de phytohormonen, de z.g. auxinen, doordat deze in de natuur innbsp;zeer kleine concentraties voorkomen, was spoedig overwonnennbsp;toen bleek, dat menschelijke urine een goede bron hiervoornbsp;vormde en het was hieruit, dat door Kögl en Haagen—nbsp;Smit in 1931 voor het eerst een auxine in gekristalliseerdenbsp;vorm werd geïsoleerd®).

1)

2)

3)

A. Paal, Ber. d. dtsch. bot. Ges. 37, 499 (1914); Jahrb. f. wiss. Bot. 58, 406 (1919); H. S ö d i n g, Ber. d. dtsch. bot. Ges.nbsp;Jtl, 396 (1923); Jahrb. f. wiss. Bot. 64, 587 (1925).

F. W. Went, diss. Utrecht 1927.

F. K ö g 1 en A. J. H a a g e n—S m i t, Proc. Acad. Sci. Amsterdam SA, 1411 (1931); F. Kögl, A. J. Haagen—Smit en H. Erxleben, Z. physiol. Chem. ;214, 241 (1931).

-ocr page 14-

Later werd o.a. ook uit mout en maisolie deze auxine in zuivere vorm gewonnen, doch hierbij vond men nog een tweede verbinding, welke eveneens invloed uitoefende op de celstrek-king en in chemische bouw een betrekkelijk geringe afwijkingnbsp;bezat in vergelijking met de eerste geïsoleerde auxine. Ternbsp;onderscheiding kregen de beide verbindingen de benamingennbsp;auxine-a en auxine-b.

In verband met de aard dezer dissertatie zullen wij slechts daar, waar het noodig blijkt, auxine-b in de beschouwingen betrekken, doch zullen wij ons overigens slechts bepalen tot denbsp;chemie van auxine-a en meer in het bijzonder van de daarvannbsp;afgeleide verbindingen.

Auxine-a, dat blijkens de analyse de brutosamenstelling CigHsaOg bezat, reageerde zuur en was eenbasisch, waardoornbsp;dus twee der vijf zuurstofatomen in een carboxylgroep warennbsp;ondergebracht, terwijl door de vorming van een tri-(m-dinitro-benzoyl)-derivaat tot de aanwezigheid van drie alcoholischenbsp;hydroxylgroepen besloten moest worden, waarvan er één tennbsp;opzichte van de carboxylgroep de 8-positie moest innemen; hetnbsp;zuur bezat n.1. een mutarotatie, welke snel haar eindwaarde bereikte, hetgeen op de vorming van een 8-lacton wees.

Tenslotte werd bij katalytische hydreering 1 molecuul waterstof opgenomen en uit het aantal in auxine-a voorkomende waterstofatomen volgde hieruit, dat er in de verbinding eennbsp;koolstof ring moest voorkomen ^).

Met behulp van deze gegevens is het na de identificatie van eenige afbraakproducten bij oxydatie van auxine-a en van denbsp;dihydro-verbinding gelukt de structuur op te helderen. Oxydatie van auxine-a met alkalische permanganaat gaf n.1. denbsp;vorming van een optisch actief dicarbonzuur C]3H2404, waarvan bewezen werd, dat het a, Q:'-di-(sec.-butyl)-glutaarzuurnbsp;was (I).

CH3

CH2 nbsp;nbsp;nbsp;CH3

-CH,

CH3—CHj—CH—HC nbsp;nbsp;nbsp;TH—CH—CHj

COOH iooH

A. J. H a a g e n—S m i t.

4) F. K ö g 1, H. E r X1 e b e n en Z. physiol. Chem. 216, 31 (1933).

-ocr page 15-

Daarnaast gaf oxydatie van dihydro-^uxine-a met chroom-trioxyde onderstaand ringketon C13H24O (II):

CHs

CH3—CHj—CH—HC' H,C-


H2 nbsp;nbsp;nbsp;CH3

CH—CH—CHj—CH3 O


II

-Lc

De dubbele binding moest zich dus in de ring bevinden en tevens was het duidelijk, dat de rest van auxine-a zich moestnbsp;bevinden aan het koolstofatoom, waar zich bij deze oxydatie denbsp;keto-groep had gevormd, en het was nu nog slechts de vraag,nbsp;welke plaats twee der drie hydroxylgroepen innamen in deze 5nbsp;kodlstofatomen tellende aliphatische zijketen.

Hiertoe moeten wij auxine-b, dat volgens de brutosamenstel-ling 1 molecuul water minder bezit, in de beschouwing betrekken. Door analoge reacties was komen vast te staan, dat het verschil moest zijn terug te brengen tot de bouw der zijketennbsp;en het gelukte te bewijzen, dat auxine-b een ^-ketozuur was.

Toen nu bleek, dat uit auxine-a door destillatie met kalium-bisulfaat auxine-b ontstond, was hiermede nog eens bewezen, dat bij auxine-a de beide hydroxylgroepen in de aliphatischenbsp;zijketen moesten worden ondergebracht en het mocht door eennbsp;afbraak met lood-tetra-acetaat gelukken aan te toonen, dat dezenbsp;hydroxylgroepen zich resp. aan het a- en het ;8-koolstofatoomnbsp;moesten bevinden, daar zich glyoxylzuur en een oxy-aldehydnbsp;met 16 koolstofatomen hadden gevormd.

Hiermede besloten KöglenErxleben®) tot onderstaande structuurformule (III) voor auxine-a:

CH3

CH3—CH2—CH—HC

I

HC::

c'

CH2 nbsp;nbsp;nbsp;CH3

'cH—CH—CH2—CH3 nbsp;nbsp;nbsp;III

I

::C—CHOH—CH2—CHOH—CHOH—COOH c 5nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;*fnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;**

auxine-a

5) F. K ö g 1 en H. E r X 1 e b e n, Z. physiol. Chem. 227, 51 (1934).

-ocr page 16-

Zoowel auxine-a als auxine-b bezitten de merkwaardige eigenschap in gekristalliseerde vorm en ook in oplossing na eenige maanden physiologisch geheel onwerkzaam te worden, waarbijnbsp;zich verbindingen vormen, die dezelfde brutosamenstelling hebben als de actieve auxinen. Kögl, Koningsberger ennbsp;Erxleben®) slaagden er in hiervoor een verklaring te vinden door te bewijzen, dat de 8-hydroxylgroep naar het C-kool-stofatoom verschuift, waarbij de dubbele binding de semi-cycli-sche positie inneemt. Het aannemen van deze z.g. „allyl-ver-schuiving” berustte op het feit, dat het gelukte beide hierdoornbsp;gevormde inactieve isomeren te isoleeren en dat de verbindingnbsp;niet meer de mogelijkheid tot mutaroteeren bezat. Hiermede innbsp;volkomen overeenstemming was de vorming van het onderstaande acyloïne (IV), dat door een afbraak met ozon werdnbsp;verkregen en dat als dinitro-phenyl-hydrazon werd geïsoleerd:

CH-,

I

GH,—CH.,—CH—HC


CH.,


CHs

I


CH—CH—CHo—CH, IV

I

-c=o


H—C-


OH

Pseudo-auxine-a moet dus als volgt geformuleerd worden:

CH, nbsp;nbsp;nbsp;CH3

i

CH3

I

CH3—CHj—CH—H(j:

H—C-

CH—CH—CHa—CH3 V

I

C=CH—CHj—CHOH—CHOH—COOH

IH

pseudo-auxine-a

In menig opzicht interessanter is echter het gedrag van auxine-a-lacton (VI), dat evenals het oxyzuur auxine-activiteitnbsp;bezit en dat na verloop van tijd eveneens volledig de physiolo-gische werking verliest’^).

6) nbsp;nbsp;nbsp;F. Kögl, C. Koningsberger en H. Erxleben, Z.nbsp;physiol. Chem. ZJfJt-, 266 (1936).

7) nbsp;nbsp;nbsp;C. Koningsberger, Dissertatie Utrecht 1936 (gedeeltelijknbsp;gepubliceerd).

-ocr page 17-

CH. CH,

VI


CH—CH—CHo—CH,


CH,—CH,—CH—H(


HC:

: C—C H—C H 2—C H OH—C HO H—C= O

auxine-a-lacton

Het was hierbij echter niet mogelijk zooals bij auxine-a een allyl-verschuiving als oorzaak voor deze verandering aan tenbsp;nemen, daar de ontstane stof het lactonkarakter nog bleek tenbsp;bezitten. Wel kon men hier analytisch een verandering in samenstelling vaststellen; er had zich bij de inactiveering onder vorming van een dubbele binding 1 molecuul water afgesplitst, hetgeen bevestigd werd door de hydreering, waarbij de aanwezigheid van twee dubbele bindingen werd aangetoond. Leek hetnbsp;dus aanvankelijk, dat alleen de plaats van deze tweede dubbelenbsp;binding nog moest worden opgehelderd, zoo bleek bij naderenbsp;beschouwing toch nog een met de waterafsplitsing gepaardnbsp;gaande verandering te zijn opgetreden.

De positie der dubbele binding, welke door deze afsplitsing ontstond, was oogenschijnlijk niet lastig te bepalen, daar hiertoe de keuze moest vallen tusschen de a, 13- of de /S, -c-positie.nbsp;In het eerste geval zou zich een hydroxylgroep aan een dubbele

OH

-CH=C—C=0 /3nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;« I

-0-1


OH

-C=CH—C=0 H -a Inbsp;-O-1


of

binding bevinden en dit zou tot een ijzerchloride-reactie aanleiding moeten geven, doch deze enol-reactie viel bij de onderzochte verbinding negatief uit.

De waterafsplitsing had zich dus voltrokken tusschen het en het Y-koolstofatoom, waaruit tot structuur VII voor het ontstane inactiveerings-product besloten zou kunnen worden, indien althans een afbraak, welke met ozon werd verricht, niétnbsp;aan het licht had gebracht, dat er nog een andere verandering

-ocr page 18-

VII

VII

CH,

CH3—CHs—CH—HC

HC=

CK^ nbsp;nbsp;nbsp;CH3

'^CH—CH—CHo—CH3

I

==C—CH—CH=CH—CHOH—C=0

I_O_J

in het molecuul moest worden aangenomen. Hierbij werd n.1. de vorming van het reeds eerder genoemde verzadigde ring-keton C13H24O geconstateerd en men moest daarom een anderenbsp;positie der eerst in de ring voorkomende dubbele binding aannemen, welke keuze uiteraard beperkt was tot een semicyclischenbsp;dubbele binding, en men kende aan de verbinding de „voorloo-pige” formule VIII toe:

CH3

I

CH3—CH,—CH—HC

I

HX-

VIII

CH3

'^CH—CH—CHj—CH3 -C=C—CH=CII—CHOH—C=0

I_o_-j

Deze op zichzelf reeds interessante auto-inactiveering werd nog belangwekkender door de resultaten, welke C. Koningsberger verkreeg bij het bepalen van de absorptie van ultraviolet licht door de verschillende auxinen en door de daaruitnbsp;ontstane derivaten.

Zooals te verwachten was bezat auxine-a geen specifieke absorptie tusschen 240 en 400 mit, daar er in het molecuul geennbsp;conjugatie voorkomt van chromophore groepen. Voorts bezatnbsp;auxine-b, dat als ^-ketozuur was geformuleerd, een absorptie-maximum bij 240 mg, hetgeen hiermede volkomen in overeenstemming was. Des te verrassender was echter het absorptie-beeld van auxine-a-lacton. In deze verbinding kwam volgens denbsp;aangenomen formuleering evenmin als bij auxine-a een chro-mophoor systeem voor, waarvan men een absorptie in het gemeten gebied kon verwachten; immers de ringsluiting van hetnbsp;8-oxyzuur tot 8-lacton gaf geen reden een zeer veel afwijkendenbsp;absorptie te verwachten. Daarentegen brachten de metingennbsp;aan het licht, dat er een sterke absorptie bij 295 mg optrad.

-ocr page 19-

en men moest hieruit alreeds concludeeren, dat auxine-a-lacton gedurende de belichting een verandering had ondergaan ondernbsp;vorming van een verbinding met een uitgesproken chromo-phoor systeem.

Figuur 1.

Het absorptiespectrum van lumi-auxon 1).

Dat het auxine-a-lacton inderdaad in een andere verbinding was overgegaan, bleek weldra, doordat na belichting — i.c. nanbsp;de meting van het absorptiespectrum — de physiologische activiteit van het preparaat totaal was verdwenen.

1

Ontleend aan de dissertatie van G. J. S c h u r i n g a. Utrecht (1941).

-ocr page 20-

Een meting aan door auto-inactiveering onwerkzaam geworden auxine-a-lacton gaf hetzelfde absorptiebeeld te zien, zoodat men hieruit kon besluiten, dat bestraling met ultraviolet lichtnbsp;een op zichzelf reeds optredende omzetting vele malen versneldenbsp;en dit werd bevestigd door een mengsmeltpunt van de op denbsp;twee verschillende manieren gevormde inactieve stof, welke opnbsp;een volkomen identiteit wees.

De nieuwe verbinding werd eerst lumi-auxine-a-lacton genoemd ; F. K ö g 1 heeft echter in een recente mededeeling het voorstel gedaan aan deze verbinding voortaan kortheidshalvenbsp;de naam lumi-cmxon toe te kennen *).

Men moest er nu nog een verklaring voor zoeken, waarom bij de meting van de absorptie van auxine-a-oplossingen in het geheel geen omzetting tot lumi-auxon kon worden waargenomen.nbsp;Men mocht toch veronderstellen, dat er in de oplossing eennbsp;evenwicht tusschen S-oxyzuur en 8-lacton bestond, welk evenwicht door belichting verstoord zou moeten worden door denbsp;photochemische omzetting van het 8-lacton.

Nu had men bij de bestudeering van het evenwicht lacton —gt;¦ zuur met behulp van de specifieke draaiing met oplossingen tenbsp;maken, welke ongeveer 150 maal geconcentreerder waren dannbsp;die, waaraan absorptiemetingen waren verricht, zoodat het zeernbsp;wel mogelijk was, dat bij deze laatsten de waterstofionen-con-centratie zoo klein was, dat hierbij geen lacton ontstond. Het isnbsp;Schuringa®) gelukt deze veronderstelling te bevestigen doornbsp;aan te toonen, dat een zeer verdunde oplossing van auxine-a bijnbsp;belichting wel overging in lumi-auxon, indien van tevoren denbsp;Ph op 4,3 was gebracht; daarmede was voor deze omzettingnbsp;echter nog niet in quantitatief opzicht de afhankelijkheid vannbsp;de Ph bepaald. Wellicht heeft men hier met een zekere drempelwaarde te maken, waarboven de omzetting niet plaats vindt.

Verder willen wij nog in het kort wijzen op een merkwaardigheid van energetische aard, die bij de photochemische omzetting aan het licht kwam. De verbinding ging n.1. snel in de inactieve vorm over bij belichting met licht van een golflengte,nbsp;waarbij door auxine-a-lacton zeer zeker geen absorptie kon

8) nbsp;nbsp;nbsp;F. K ö g 1, Naturwissenschaften, Juni 1942.

9) nbsp;nbsp;nbsp;G. J. S ch u r i n g a, Dissertatie Utrecht (1941).

-ocr page 21-

worden verwacht, zooals b.v. 405 of 364 mu . De hoeveelheid opgenomen energie moest in dit geval dus buitengewoon geringnbsp;zijn, terwijl deze toch in staat was een groot aantal moleculennbsp;tot omzetting te brengen, vermoedelijk door het op gang brengennbsp;van een kettingreactie. Het is echter nog steeds een raadsel hoenbsp;deze geringe hoeveelheid energie wordt overgedragen, m.a.w.nbsp;men moet zich afvragen, of hier een in zeer kleine concentratienbsp;aanwezige vreemde stof als sensibilisator optreedt, of dat dezenbsp;stof een met auxine-a in verband staande verbinding is.

Het is hier echter niet de plaats om over deze kwestie in bijzonderheden te treden en wij meenen hiermede het overzichtnbsp;te kunnen afsluiten.

B. Het doel van onze onderzoekingen.

Beschouwen wij eenerzijds de door Kögl, Koningsberger en Erxleben opgestelde structuurformule VIII voor lumi-auxon en anderzijds de voor deze verbinding gevondennbsp;curve voor de absorptie van ultraviolet licht, dan moeten wijnbsp;ons verwonderen over het zoo sterk naar het zichtbare lichtnbsp;verschoven absorptiemaximum. Wij zijn hierdoor! ernstignbsp;gaan twijfelen aan dö juistheid van deze structuurformulenbsp;en stelden ons tot taak dit punt tot klaarheid te brengen doornbsp;verschillende mogelijkheden voor de structuur van lumi-auxonnbsp;na te gaan en hiervan met behulp van modelstoffen, d.w.z. vannbsp;stoffen met een bepaalde rangschikking van de twee dubbelenbsp;bindingen en van de carbonylgroep, de erbij behoorende absorptie van ultraviolet licht te bepalen.

Wij hoopten op deze wijze eenige mogelijkheden te kunnen uitschakelen en aldus een meer met de absorptie in overeenstemming te brengen structuur voor lumi-auxon te kunnen aangeven.nbsp;Daarna lag het in de bedoeling een stof te synthetiseeren, dienbsp;behalve in de rangschikking van de chromophore groepen ooknbsp;wat betreft de substituenten een zoo groot mogelijke overeenkomst met lumi-auxon zou bezitten.

Ongetwijfeld zou de wijze van onderzoek minder omslachtig zijn, indien met behulp van andere dan de tot nu toe gebruikte afbraakreacties de afbraak van lumi-auxon zelf ternbsp;hand werd genomen.

-ocr page 22-

10

De oorlogsomstandigheden hebben het echter onmogelijk gemaakt deze weg te bewandelen, daar n.1. door proeven van Schuringa en Erxleben duidelijk is gebleken, dat vermoedelijk door het verminderde vet- en olie-quantum in de huidige voeding het auxine-a-gehalte van de menschelijke urinenbsp;dusdanig is verlaagd, dat de isoleering ervan practisch onmogelijk wordt.

Wij verwijzen in dit verband naar een publicatie van K ö g 1, H a a g e n-S m i t en E r x 1 e b e n “), waaruit duidelijk denbsp;invloed van het gebruik van plantaardige oliën en boter op hetnbsp;auxinegehalte van de eenige uren daarna uitgescheiden urinenbsp;blijkt.

en H. Erxleben, Z.

10) F. K ö g 1, A. J. H a a g e n—S m i t physiol. Chem. 220, 137 (1933).

-ocr page 23-

HOOFDSTUK II.

WELKE STRUCTUURFORMULE MOET AAN LUMI-AUXON WORDEN TOEGEKEND?

Aanvankelijk was men de meening toegedaan, dat de invloed van de semicyclische dubbele binding, welke in de „voorloopige”nbsp;formule van lumi-auxon voorkomt, zoo groot was, dat deze innbsp;combinatie met de dubbele binding in de lactonring het absorp-tiemaximum bij 295 mu wel kon verklaren. Uit de metingen vannbsp;Schuringa aan iso-propylideen-cyclopentanon-2 en aannbsp;cyclopentylideen-cyclopentanon-2 bleek echter, dat deze invloednbsp;niet zoo groot is en dat hiervan in het algemeen slechts een verschuiving van ongeveer 20 mp naar langere golflengte verwachtnbsp;mag worden.

De aldus gerezen twijfel omtrent de juistheid van de voor lumi-auxon opgestelde voorloopige formule deed ons de vraagnbsp;stellen, in welke richting een andere oplossing gezocht moestnbsp;worden. Daar de verdeeling der chromophore groepen bij dezenbsp;formule VIII een absorptiemaximum deed verwachten bij eennbsp;kleinere golflengte dan 295 mp (zie hoofdstuk IV), lag het voornbsp;de hand de oplossing te zoeken in een andere verdeeling dan totnbsp;nu toe werd aangenomen, waarbij in plaats van 2 geconjugeerdenbsp;dubbele bindingen een systeem van 3 zulke bindingen onze aandacht vroeg.

Vooropgesteld dient echter te worden, dat wij daarbij het chemische gedrag van lumi-auxon niet uit het oog mochtennbsp;verliezen; immers een hypothetische structuur, welke wel innbsp;staat zou zijn een absorptie bij 295 mp aannemelijk te maken,nbsp;doch welke in strijd was met de chemische eigenschappen vannbsp;lumi-auxon, zou geen waarde hebben.

Wij zullen nu eenige door ons in de loop van de onderzoekingen bestudeerde structuren, welke 3 geconjugeerde dubbele bindingen bevatten, bespreken.

A. Bezit lumi-auxon een endiol-structuur?

Men kan uitgaande van de voorloopige formule VIII een enolisatie der carbonyl-groep veronderstellen.

-ocr page 24-

12


In deze verbinding IX komen nu 3 geconjugeerde dubbele bindingen voor, waardoor de mogelijkheid van een absorptienbsp;bij 295 mg plausibel lijkt. Wij moeten echter direct op een bezwaar wijzen, n.1. dat een enolgroep een ferrichloride-reactienbsp;geeft, terwijl bij lumi-auxon een dergelijke reactie negatief uitviel 1), ook in het kwartscuvet onmiddellijk na de bestraling. ¦nbsp;Toch wilden wij deze mogelijkheid nader onderzoeken aan eennbsp;daartoe geschikte modelstof en wij hoopten dan op grond vannbsp;een absorptiemeting en eventueel ook van de chemische gedragingen het voor en tegen van deze veronderstelling met meernbsp;zekerheid te kunnen aangeven.

B. Zijn de carhonyl-groep en de oxy-groep onderling van plaats verioisseld?

Met deze mogelijkheid bedoelen wij het volgende. Verbinding IX kan, door in omgekeerde richting weer te ketiseeren, eveneens tot een verbinding met drie in conjugatie staande dubbelenbsp;bindingen overgaan.


Hierbij is in tegenstelling met het vorige geval geen enolische hydroxyl-groep aanwezig en daardoor is op dit punt overeenstemming bereikt met het gedrag van lumi-auxon. Overigens

1

Niet gepubliceerd.

-ocr page 25-

13

doet zich hier een ander bezwaar gelden, doordat het niet goed is in te zien, hoe uit deze verbinding door verwarmen met waternbsp;een zuur kan ontstaan, zooals dit bij lumi-auxon is aangetoond.

Geheel onmogelijk is het echter niet, daar een overgang via endiol naar de oorspronkelijke 8-lacton-structuur gevolgd doornbsp;de hydrolyse, hiervoor een, zij het ook zeer gezochte, verklaringnbsp;kan geven.

C. Is op een andere wijze 1 molecuul water af gesplitst?

Tot nu toe nam men aan, dat het molecuul water zich bij de overgang van auxine-a-lacton tot lumi-auxon had afgesplitstnbsp;tusschen het en het ^-koolstofatoom; er bestaat echter geennbsp;enkele reden om aan te nemen, dat dit de eenige manier is,nbsp;waarop zulks kan geschieden. Men kan zich b.v. ook voorstellen,nbsp;dat de waterafsplitsing zich tusschen het «- en het yS-koolstof-atoom afspeelt.

I /?' -c=c


H

'k

,rC-OH

/

.OH


H^OH

I / y

—c==d nbsp;nbsp;nbsp;« C-OH

o—

o

H,


—C=C


o-

Hierdoor krijgen wij echter geen systeem met 3 geconjugeerde dubbele bindingen en wij moeten daarom tevens een verschuiving der semicyclische dubbele binding aannemen,nbsp;waardoor wij komen tot verbinding XI,

H

3C-OH

-4

o

XI

-ocr page 26-

14

of tot de overeenkomstige 4-oxy-verbinding (wij volgen hierbij de nummering, welke voor «-pyronen wordt gevolgd, daar denbsp;structuur, die wij hier bedoelen, die van een «-pyron-derivaat is).

Naar onze meening kan de verschuiving der semicyclische dubbele binding verklaard worden door aan te nemen, dat nanbsp;de waterafsplitsing het S-lacton met dit water reageert ennbsp;daarbij dus voor een deel opengesplitst wordt in het 8-oxyzuur.nbsp;Dit oxyzuur staat in evenwicht met de ketovorm en hieruit kannbsp;door enolisatie naar de andere zijde van het molecuul de vorming van het S-lacton XI plaats vinden.

s H

f-

—c=c


\ H

/CHj-


\ H H2O C—

5=^ nbsp;nbsp;nbsp;1

—c=c.

^OH


yCR^-


\ H nbsp;nbsp;nbsp;\^H

l“^H- _H.,0

—c—c nbsp;nbsp;nbsp;==± —c—cf

H \)H nbsp;nbsp;nbsp;^nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;H ^0—

Deze reactie lijkt niet onwaarschijnlijk, daar hierbij tenslotte uit een tweevoudig een drievoudig geconjugeerd systeem ontstaat, welks vorming steeds bevoorrecht is boven andere veranderingen tot structuren met een kleiner aantal geconjugeerdenbsp;dubbele bindingen.

Ook bij deze structuur komt echter weer een enolische hydroxylgroep voor en er komt in dit geval nog een ander bezwaar bij. Beschouwen we n.1. de ozon-afbraak van lumi-auxon,nbsp;dan wordt het duidelijk, dat met de 3- of 4-oxy-a-pyronstructuurnbsp;bij gelijke behandeling met ozon onmogelijk een ringketon kannbsp;ontstaan, daar er zich aan de cyclopentaanring geen aangrijpingspunt voor een dergelijke oxydatie bevindt.

De reden, waarom wij toch deze structuur ter sprake brengen, houdt verband met een structuurformule, die in het volgendenbsp;punt ter discussie wordt gesteld, en met de typische absorptie-curve, die een zeer opvallende gelijkenis vertoont met die vannbsp;lumi-auxon.

-ocr page 27-

15

D. Is lumi-auxon een C^-gesubstitueerd a-pyron?

In de literatuur zijn verschillende voorbeelden bekend van 8-lactonen, die bij 295—300 mg een absorptiemaximum bezitten.nbsp;S t o 11 en zijn medewerkers onderzochten het aglucon van hetnbsp;in de zeeajuin (scilla maritima) voorkomende glucoside, hetnbsp;z.g. scillareen A en het anhydro-product hiervan, het scillaridinenbsp;A, voor welke laatste verbinding de genoemde auteurs onderstaande structuurformule konden opstellen.


De aanwezigheid van de tweevoudig onverzadigde lactonring werd waarschijnlijk gemaakt door het gedrag bij de katalytischenbsp;hydreering en voornamelijk door het gedrag t.o.v. alcoholischenbsp;loog, waarbij evenals bij cumarine de lactonring werd opengesplitst en tegelijkertijd de vrijkomende carboxylgroep werdnbsp;veresterd.

H

R-C—C

// W

HC nbsp;nbsp;nbsp;CH

\ nbsp;nbsp;nbsp;/

O—C.


R—C-

//


\h /


KOH-


ALCOHOL


OH COOC2H5


Reeds was Stoll van meening, dat de absorptie bij 295-300 mu veroorzaakt werd door de a-pyronring.

1) A. Stoll, A. Hofmann en A. Helfenstein, Helv. 17, 641 (1934).

A. Stoll en A. H o f m a n n, Helv. 18, 401, 644, 1247 (1935).

-ocr page 28-

16

Voorts wijzen wij op de onderzoekingen van Wi eland en zijn medewerkers ”) op het gebied der paddengiften. Het voornaamste paddengift, het bufotaline, bleek hetzelfde skelet als denbsp;door Stoll en zijn medewerkers onderzochte verbindingen tenbsp;bezitten; de absorptiespectra van scillaridine A en bufotalinenbsp;waren nagenoeg gelijk, terwijl bij de laatste de aanwezigheidnbsp;van de a-pyronring verder nog bewezen kon worden doof eennbsp;afbraak met ozon (mierenzuur, glyoxylzuur en oxaalzuur) ennbsp;door het reeds genoemde gedrag t.o.v. alcoholische loog. Daarnaast bezaten ook twee andere paddengiften, gamabufogeninenbsp;en arenobufogenine, een absorptiemaximum bij 295—300 mp,nbsp;waaruit Wieland en zijn medewerkers besloten, dat ook innbsp;deze verbindingen een a-pyronring moest voorkomen.

TschescheenOffe®) hebben in dit verband de absorptie van 5-carboxy-a-pyron-methylester nagegaan, waarbij in ovei'-eenstemming met het voorgaande een absorptiemaximum bijnbsp;295—300 mg gevonden werd; Wieland en Behringer^)nbsp;spreken dan ook over:nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;. das für den doppelt ungesattigten

Lactonring charakteristische Maximum bei 300 mg .... ”

Nu werd reeds door C. Koningsberger®) het absorptie-spectrum van scillaridine A besproken en deze meende hierin een steun te vinden voor de „voorloopige” formuleering van lumi-auxon, waarbij de lactonring slechts één dubbele binding bevatnbsp;en de tweede dubbele binding de semicyclische positie inneemt.nbsp;Volgens de huidige stand van zaken meenen wij integendeel tenbsp;moeten twijfelen aan de juistheid van deze formuleering; hetnbsp;voorgaande is veeleer een reden om voor lumi-auxon de a-pyron-structuur nader in overweging te nemen. Er doet zich daarbijnbsp;echter een groote moeilijkheid voor bij het zoeken naar eennbsp;reactiemechanisme, dat de overgang van auxine-a-lacton in eennbsp;verbinding met een a-pyronring, welke niet door een hydroxyl-groep gesubstitueerd is, kan verklaren. De eenige oplossing, dienbsp;wij hiervoor kunnen vinden, is het aannemen van een serie

2) nbsp;nbsp;nbsp;H. W i e 1 a n d en G. H e s s e, A. 517, 22 (1935).

H. W i e 1 a n d, G. H e s s e en E. H ii 11 e 1, A. 52Jt, 203 (1936).

3) nbsp;nbsp;nbsp;R. T s c h e s c h e en H. A. O f f e, Ber. 69, 2361 (1936).

4) nbsp;nbsp;nbsp;H. W i e 1 a nd en H. B e h r i n g e r, A. 5A9, 213 (1941).

5) nbsp;nbsp;nbsp;C. Koningsberger, dissertatie Utrecht, 1936.

-ocr page 29-

17

allyl-verschuivingen, waardoor de hydroxylgroep naar de cyclo-pentaanring verhuist.


// W

-C CH

OH

V-c/

o

Hiermede zijn wij tot een verbinding gekomen, die geen ferrichloride-reactie zal geven, daar de hydroxylgroep alcoholisch is en, voor zoover wij het van te voren kunnen overzien,nbsp;zijn ook alle andere chemische reacties van lumi-auxon bevredigend te verklaren. De cyclopentaanring bezit door de aanwezigheid der tertiaire hydroxylgroep een aangrijpingspunt voor eennbsp;oxydatie, waarbij wel het reeds beschreven ringketon C13H24Onbsp;zou kunnen ontstaan.

-ocr page 30-

HOOFDSTUK III.

POGINGEN TOT SYNTHESE VAN EEN MODELSTOF VOOR DE „VOORLOOPIGE” FORMULE VANnbsp;LUMI-AUXON.

Daar in lumi-auxon volgens de tot nu toe gebruikte formu-leering niet minder dan 5 asymmetrische koolstofatomen voorkomen, zou de synthese hiervan — afgezien van de moeilijkheid, welke ontstaat bij het zoeken naar een geschikt reactie-schema — op groote bezwaren stuiten. Immers men heeft dan te maken met 2“ antipoden en 2* racematen, waardoor het vrijwel uitgesloten is, dat uit een eventueel reactiemengsel een gekristalliseerde stof geïsoleerd zou kunnen worden — hetgeennbsp;voor ons doel reeds voldoende zou zijn — en wij daardoor dusnbsp;een scheiding in de optische antipoden zouden moeten uitvoeren.

Wij denken hierbij in het bijzonder aan het werk van Erx-1 e b e n ^), aan wie het gelukte een dergelijke scheiding te verrichten aan het door haar gesynthetiseerde a, a'-di-(sec.-butyl)-glutaarzuur (4 asymmetrische C-atomen); door middel van een buitengewoon groot aantal kristallisatiefracties werd hieruitnbsp;via het brucine- en cinchonidine-zout het z.g. auxine-glutaar-zuur geïsoleerd. Daar echter de beide sec.-butylgroepen geennbsp;chromophoor systeem vertegenwoordigen, was het in ons gevalnbsp;geen bezwaar beide groepen door een waterstofatoom te vervangen, waardoor de opgave aanmerkelijk vereenvoudigd werd.

H

C=

H

C

\ H COH

^0-4

In eerste instantie konden wij dus volstaan met de bereiding van I, doch ook hierbij was nog een vereenvoudiging aan tenbsp;brengen door de alcoholische hydroxylgroep eveneens door eennbsp;waterstofatoom te vervangen. Immers deze hydroxylgroep zal

1) F. Kö gl en H. E r xi eb e n, Z. phj^siol. Chem. È35, 181 (1935).

-ocr page 31-

19

zoo goed als geen invloed uitoefenen op de plaats van het ab-sorptiemaximum.

Door deze beperkingen was dus ons doel de synthese van II

II

H H C=Cnbsp;/ \

;C CHj

\ / o-%

Theoretisch beschouwd leek het, indien we erin slaagden verbinding III te synthetiseeren, dat er een groote kans bestond dit in II te kunnen omzetten. De lactonisatie van het hieruitnbsp;gevormde enol-carbonzuur zou n.1. de gewenschte stof gevennbsp;en naar onze meening zou zulk een enolisatie zeker optreden,nbsp;daar hierdoor een systeem van twee geconjugeerde dubbelenbsp;koolstofbindingen ontstaat.

. C—CH=CH—CHj—COOH

ö

III

r(p—CH=CH—CHj-OH


-COOH


II


Wij kozen hiertoe een condensatie-reactie, waarbij de dubbele binding, naar wij hoopten, direct werd ingevoerd en waarbij de eene component bestond uit acetyl-cyclopentaan, dat uit cyclopenteen en acetylchloride bij aanwezigheid van hexaan^)nbsp;of uit tetramethyleen-bromide en acetyl-azij nester’’), laternbsp;echter door ons door hydreeren van 1-acetyl-cyclopenteen ‘‘)nbsp;was bereid. De andere component zou formyl-azijnzuur moetennbsp;zijn, doch door de zeer groote onbestendigheid van deze verbinding resp. van de aethylester was het niet mogelijk deze

2) nbsp;nbsp;nbsp;C. D. Nenitzescu en E. C i o r a n e s c u, B. 69, 1820—23nbsp;(1936).

3) nbsp;nbsp;nbsp;L. J. G o 1 d s w o r t h y, Soc. 1934, 378.

4) nbsp;nbsp;nbsp;W. S. Rapson en R. Robinson, Soc. 1935, 1285—88.

5) nbsp;nbsp;nbsp;A. P i n n e r en C. B i s c h o f f, A. 179, 96 (1875).

A. W o h 1 en W. Emmerich, Ber. 33, 2763 (1900).

-ocr page 32-

20

stoffen als gedefinieerde zuivere verbindingen aan het reactie-mengsel toe te voegen en wij waren genoodzaakt gebruik te maken van appelzuur, dat na in het reactiemengsel te zijn gebracht pas werd ontleed. Zooals bekend vormt zich uit appelzuur door inwerking van sterk zwavelzuur formyl-azijnzuurnbsp;naast koolmonoxyde. Het zuur bezit een sterke neiging met nognbsp;een molecuul te reageeren, waarbij zich volgens v. Pech-m a n n ®) 5-carboxy-a-pyron vormt. Het was dus een eerstenbsp;vereischte de concentraties der reageerende stoffen zoodanig tenbsp;kiezen, dat deze laatste reactie zooveel mogelijk werd onderdrukt; hiertoe leek een groote overmaat acetyl-cyclopentaannbsp;wenschelijk.

H

0=0—CH,


-COOH-


CH,


-C_CH=CH—CH.,—COOH

Het mocht ons ook na herhaalde pogingen echter niet gelukken de gewenschte stof te isoleeren. Ook een serie proeven, waarbij het appelzuur door middel van lood-tetra-acetaat werdnbsp;ontleed, hetgeen een variatie van het oplosmiddel toestond, voerde niet tot een resultaat. Daarom werd overgegaan tot het gebruik van formyl-iso-boterzure-aethylester (IV) als componentnbsp;bij de condensatie-reactie.

CH,

IV

0=c—C—C00C,H5

I

CHa

Deze verbinding is wel stabiel, doordat geen enolisatie meer kan optreden; de beweeglijke waterstofatomen zijn door me-thylgroepen vervangen, welke voor ons doel niet zouden storen.

6) H. y. Pechmann, Ber. 17, 936 (1884); A. 26i, 262, 272 (1891).

-ocr page 33-

21

Verbinding IV is reeds door Bla;i:se en Marcilly’') verkregen door oxydatie van oxy-trimethyl-azijnzure-ester metnbsp;chroomzuur, doch de opbrengst is daarbij zeer gering.

Wij hebben deze stof echter langs een geheel andere weg in ruime hoeveelheden kunnen maken en gingen hiertoe uit vannbsp;/3,/3-dimethyl-appelzure-diaethylester (V), dat door middel vannbsp;een Reformatzky-reactie was bereid uit a-broom-iso-boterzure-ester en oxaalester ®).

HjC^OOC—CHOH-

(jHs

-C—COOC2H5 CH,

Deze diaethylester werd partiëel verzeept door inwerking van één aequivalent kaliumhydroxide in absolute aethanol bij kamertemperatuur, waarbij was te verwachten, dat de primairenbsp;estergroep sneller zou verzeepen dan de tertiaire. Inderdaadnbsp;gelukte het deze verbinding in handen te krijgen; na het neutraal worden der oplossing werd eerst een geringe hoeveelheidnbsp;kaliumzout van het dicarbonzuur afgefiltreerd en daarna pasten wij een zuurscheiding toe, waardoor wij een vaste stof verkregen, die bij 54—56° smolt en blijkens een analyse de juistenbsp;samenstelling C8H14O5 bezat. Een oxydatie met lood-tetra-ace-taat leverde het bewijs, dat de primaire estergroep was verzeept. Deze oxydatie werd na eenige mislukkingen, waarbijnbsp;ijsazijn en benzol als reactiemedium werden gebruikt, uitgevoerd door aan de gesmolten halfester zonder meer in kleinenbsp;porties het oxydatiemiddel toe te voegen. Onder sterk opbruisennbsp;vormde zich een stof, welke een oplossing van fuchsine-zwavelig-zuur direct violet kleurde en een typische aldehydlucht bezat.nbsp;Deze vloeistof, die een kookpunt van 164° had, bleek volgensnbsp;het op de gebruikelijke wijze er uit bereide semicarbazon (smp.nbsp;162°) identiek te zijn met het door oxydatie van oxy-trimethyl-azijnzure-ester verkregen aldehyd.

Helaas is het ons ook hier niet gelukt een condensatie met acetylcyclopentaan te bewerkstelligen, ondanks het toepassennbsp;van een groote reeks verschillende in de literatuur bekende con-densatiemiddelen. Vermoedelijk trad hier een sterische hinde-

7) nbsp;nbsp;nbsp;E. E. B 1 a i s e en L. M a r c i 11 y, BI. [3] SI, 165 (1904).

8) nbsp;nbsp;nbsp;B. Rassow en R. Bauer, Ber. J^l, 963 (1908).

-ocr page 34-

22

ring op door de twee methylgroepen, waardoor de condensatie niet kon plaats vinden.

Na nog eenige mislukkingen, die wij hier niet nader zullen noemen, werd het duidelijk, dat wij van het aanbrengen van denbsp;dubbele binding in de /8, f-positie door directe synthese moestennbsp;afzien en wij kozen een andere weg. De ervaringen hadden onsnbsp;wel doen beseffen, dat wij om te beginnen zeer eenvoudig gebouwde verbindingen moesten trachten te synthetiseeren, wilden wij eenigermate succes hebben. Eerst dan zou zich een wegnbsp;kunnen afteekenen, die voor het vervaardigen van daarvan afgeleide, voor het eigenlijke onderzoek belangrijke, verbindingennbsp;kon dienen.

Er was in de literatuur slechts één cyclopentaan-derivaat bekend, dat in dit verband onze aandacht vroeg, en wel -f-[cyclo-pentaan-carbonyl]-boterzuur of 8-oxo-8-cyclopentyl-n-valeriaan-zuur (VI) ¦quot;)•

VI

-C-

II

O

Het ketozuur is door Wallach®) verkregen uit cyclopentyl-cyclopentanon-2 door dit met chroomzuur of kaliumpermanga-naat te oxydeeren; het werd echter alleen in de vorm van het semicarbazon geïsoleerd (smp. 181—183°).

,CH, nbsp;nbsp;nbsp;CR.

/ \ / \

H,C CHo 0=C CH,

-c=o


H,C-


-CH,


H,


Q CH,


/Cl.


CH, O CH, HoC^ ^CH, ''c^ '^CH,


H,C

'1

HoC-


CH,

I ¦

CH,


CH, C

I ¦ I

-C=C


H,C-


-CH,


*) In het vervolg zullen wij voor de groep C5H9 . CO — de naam [cyclopentaan-carbonyl] — gebruiken; hiermede in overeenstemming zal de «,(3-onverzadigde groep de [cyclopenteen-l-car-bonyl-l]-groep genoemd worden.

9) O. Wallach, A. 389, 180 (1912).

-ocr page 35-

23

De bereidingswijze geeft ons echter niet de mogelijkheid tot het aanbrengen van variaties, waardoor vorming van gewensch-te derivaten van dit ketozuur binnen ons bereik zou liggen.nbsp;Immers de uitgangsstof, die bovengenoemde auteur hiervoor gebruikte, was cyclopentanon, dat gecondenseerd met nog eennbsp;molecuul en na hydreering der daarbij ontstane dubbele binding cyclopentyl-cyclopentanon-2 gaf.

Wij zouden dus, teneinde derivaten van VI te maken, moeten uitgaan van op de juiste wijze gesubstitueerde cyclopentanonen,nbsp;wilden wij direct een variatie van het oxydatieproduct verkrijgen.

De bereiding van deze cyclische ketonen zou moeten geschieden door ringsluiting van gesubstitueerde adipinezuren, zooals dit analoog voor cyclopentanon met het bariumzout van adipine-zuur door droge destillatie het geval is. Het is wel duidelijk, datnbsp;er dan geen keuze meer overblijft voor de substituenten; dezenbsp;zouden bij de verschillende bewerkingen in de meeste gevallennbsp;aanleiding tot complicaties geven. Wij hebben daarom getrachtnbsp;verbinding VI langs een geheel andere weg te maken, een weg,nbsp;die wel variaties toeliet, en wij maakten daartoe gebruik van denbsp;„klassieke” acetyl-azijnester-synthese.

Daar hierbij ter invoering van de cyclopentaan-carbonyl-groep gebruik gemaakt moest worden van het zuurchloride van cyclopentaan-carbonzuur, hebben wij allereerst een methode uitgewerkt, volgens welke bedoeld zuur op eenvoudige en loonendenbsp;wijze was te vervaardigen.

De bereiding van cyclopenteen-l-carbonzuur-1.

De reeds in de literatuur beschreven werkwijze voor de bereiding van cyclopentaan-carbonzuur, zooals de bereiding uit 1-broomcycIopentaan-carbonzuur-l door reductie met zinkstofnbsp;in ijsazijn bleek niet aan het hierboven gestelde doel te beantwoorden, doch wij vonden, dat door een katalytische hydreering van cyclopenteen-l-carbonzuur-1 met platina of met pala-dium als katalysator het verzadigde zuur in nagenoeg quan-titatieve opbrengst was te verkrijgen, zoodat wij slechts de bereiding van het onverzadigde zuur nader moesten bestudeeren.

10) H. R u p e en W. L o t z, A. 327, 184 (1903).

-ocr page 36-

24


-COOH

-COOH

Reeds bestond hiervoor een voorschrift “), waarbij werd uitgegaan van adipinezure-diaethylester, dat door inwerking van metallisch natrium in toluol omgezet werd in cyclopentanon-1-carbonzure-aethylester-2, waaruit door reductie met een zeernbsp;groote overmaat natrium-amalgaam in 50 fc-ige methanol denbsp;ester van het overeenkomstige oxy-zuur ontstond. Een verzee-ping met kaliumhydroxyde in absolute methanoF^) deed hetnbsp;kaliumzout van dit oxy-zuur neerslaan, dat direct na drogingnbsp;met toevoeging van een overmaat geconcentreerd zoutzuur aannbsp;een destillatie werd onderworpen.

HaC CH, nbsp;nbsp;nbsp;Na

I Ih nbsp;nbsp;nbsp;-gt;• I

C nbsp;nbsp;nbsp;C—COOC0H5nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;C-

Ó'\ H nbsp;nbsp;nbsp;¦nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;O'

OC2H5


CHa

HoC nbsp;nbsp;nbsp;CHa


H,


-C—COOC..H5 H


-COOC2H5


OH


-COOH-

-COOH

OH

Hierbij splitste zich gedurende de verhitting met de vrije vlam water af, waarna tusschen 180—230° het cyclopenteen-l-car-bonzuur-1 overdestilleerde. De opbrengst was bij deze methodenbsp;van bereiding zeer wisselend en bedroeg nooit meer dan ca. 30 %.nbsp;Bij de reductie met natrium-amalgaam kwam het er zeer opnbsp;aan, dat door intensief roeren de reactie snel werd uitgevoerdnbsp;en daar ter bereiding van 200 a 250 gram zuur ongeveer 15 kg.nbsp;van dit amalgaam gebruikt moesten worden, leverde dit bezwaren op voor de bereiding van de voor ons doel benoodigde hoeveelheden. We zijn er echter in geslaagd het gewenschte zuur

11) nbsp;nbsp;nbsp;R. C o r n u b e r t en C h r. B o r r e 1, BI. [4], i7, 301 (1930);nbsp;W. D ieckmann, A. 517, 64—66 (1901).

12) nbsp;nbsp;nbsp;Door den heer J. H. Verbeek werden eenige veranderingen in denbsp;werkwijze toegepast, waardoor een zekere vereenvoudiging werdnbsp;bereikt.

-ocr page 37-

25

op een andere wijze, die veel minder bewerkelijk en tevens minder kostbaar was, in groote hoeveelheden te maken, waarbij wij uitgingen van cyclopentanon, dat met een opbrengst van 80 %nbsp;zeer eenvoudig door droge destillatie van het bariumzout vannbsp;adipinezuur is te bereiden Hieruit bereidden wij door additie van watervrij blauwzuur, direct gevolgd door een verzee-ping met geconcentreerd zoutzuur, cyclopentanol-l-carbon-zuur-1 .

-COOH


-COOH


-CN


=0


OH


OH


VII

Zooals bekend splitsen a-oxy-zuren onder vorming van een dubbele binding moeilijker water af dan de overeenkomstigenbsp;;8-oxy-zuren, zoodat wij van tevoren reeds konden verwachten,nbsp;dat bij een destillatie van VII in het gunstigste geval een mengselnbsp;van dit zuur met het onverzadigde zuur zou ontstaan, hetgeennbsp;ook inderdaad het geval was. Destillatie van 30 gram oxy-zuurnbsp;leverde 25 gram destillaat, dat na omkristalliseeren uit warmnbsp;water ca. 15 gram zuiver cyclopenteen-l-carbonzuur-1 gaf; denbsp;scheiding der beide zuren was wel hierdoor zeer eenvoudig, datnbsp;het onverzadigde zuur practisch niet, het oxy-zuur daarentegennbsp;zeer goed in koud water oplosbaar was.

Door de destillatie onder gewone druk echter nog eens met het mengsel der beide zuren te herhalen waren wij in staat eennbsp;nagenoeg zuiver destillaat van cyclopenteen-l-carbonzuur-1 tenbsp;verkrijgen, dat niet meer behoefde te worden omgekristalliseerd.

Wij bereikten op deze wijze een opbrengst, die, berekend op cyclopentanon, ongeveer 55 % bedroeg; de duur der bereidingnbsp;van een hoeveelheid van 250 gram was hiermede tevens tot opnbsp;een derde gedeelte teruggebracht.

De bereiding van het zuurchloride (Kp.i8 83°) geschiedde met thionylchloride of met phosphorpentachloride op de gebruikelijke wijze.

13) nbsp;nbsp;nbsp;Org. Synth. V, 37 (1925).

14) nbsp;nbsp;nbsp;H. Meerwein en W. Unkel, A. 276, 156 (1910);nbsp;A. H. Cook en R. P. Lindstead, Soc. 19SU, 958.

-ocr page 38-

26

De bereiding van cyclopentaan-carbonzuur.

Wij losten hiertoe cyclopenteen-l-carbonzuur-1 in zoo weinig mogelijk absolute aethanol op en schudden dit in een waterstof-atmospheer met een platina- of paladium-katalysator, waarbijnbsp;vooral het volgens Adams en Shriner^^) vervaardigdenbsp;Pt02 . H2O zeer goede diensten heeft verricht. Meestal was reedsnbsp;een hoeveelheid van 100 a 150 mg. van deze katalysator in staatnbsp;in 3 uur tijds een hoeveelheid van 50 gram onverzadigd zuurnbsp;volledig te hydreeren.

De zuivering van het gevormde zuur geschiedde door een destillatie onder verminderde druk (Kp.]^2 104°). Meestal hebben wij echter na afdestilleeren van de alcohol het zuur zondernbsp;voox'afgaande zuivering met thionylchloride behandeld; het hierdoor gevormde zuurchloride had een kookpunt van 57—59° bijnbsp;15 mm.

De bereiding van '(-[cyclopentaan-carbonyVI-boterzuur.

Er waren verschillende mogelijkheden om met gebruikmaking van een acetyl-azijnester-synthese bovengenoemde verbinding tenbsp;synthetiseeren. In de eerste plaats was het mogelijk [cyclopen-taan-carbonyl]-chloride te koppelen aan acetyl-azij nester, waarna door afsplitsing van de acetylgroep [cyclopentaan-carbonyl]-azij nester werd gevormd, waaraan dan weer de gewenschte restnbsp;kon worden gekoppeld, i.c. de rest

-CH2-CH2-COOC2Hg

Hiertoe gebruikten wij /J-broom-propionzure-aethylester (schema I).

De synthese kon echter ook in omgekeerde richting worden uitgevoerd, waarbij dus het zuurchloride met de natriumverbin-ding van a-acetyl-glutaarzure-diaethylester in reactie gebrachtnbsp;moest worden (schema II).

Van deze stof moesten wij dan de acetylgroep weer verwijderen, waarbij de voorlaatste stof van schema I zou ontstaan. In tegenstelling met schema I behoefde de acetylgroep hierbijnbsp;niet afgesplitst te worden alvorens de tweede rest er aan werd

15) R. A d a m s en R. L. S h r i n e r, Org. Synth. VIII, 92 (1928).

-ocr page 39-

27


Schema I:


COOC2H5

1

_c—Cl -1- HC -y

COOC2H5

N.0—C

I

CH3

NH.OH


-C—CH

quot; I

o I

C-0

I

CH3

COOC2H5

I

.c—CH2 Br—(CH.,)—COOC.Hj

NaOC„H.

Ö

¦¦

0

COOH

C C (CH,) COOH -y

C—(CHj)—COOH

0 H

COOC2H5

C—C— (CH,) —COOCaHs 2

Schema II:

COOCOH5

1

C Cl HC (CH.,) nbsp;nbsp;nbsp;C00C,H5-y

N„0-C

I

CH.,

COOC2H5

_c—C—(CH,)—COOC2H5

Ö 1

C=0

I

CH3

COOCoHj

I

-C—C—(CH,)—COOCoH, enz.

Ö H nbsp;nbsp;nbsp;2

gekoppeld. Alkyl-acetyl-azijnesters zijn n.1. wel in staat te rea-geeren met nog een tweede halogeen-verbinding, waartoe zoowel een zuurchloride als een halogeen-alkyl in aanmerking kan komen. Daarentegen is een acidyl-acetyl-az ij nester, zooals in hetnbsp;eerste schema voorkomt, niet meer te alkyleeren ^®), zoodatnbsp;hierbij wel eerst de acetyl-groep moet worden verwij derd, waardoor een wederom met een halogeen-alkyl in reactie te brengennbsp;acidyl-azij nester ontstaat.

16) J. W. S a m e s, A. 226, 211 (1884).

-ocr page 40-

28

Teneinde een goede omzetting van acetyl-azijnester met een zuurchloride te verkrijgen is het veelal noodzakelijk alcohol alsnbsp;oplosmiddel te vermijden, daar anders het zuurchloride hiermede reageert en overgaat in de ester. Vaak wordt daarom denbsp;natrium verbinding van acetyl-azij nester eerst als zoodanig geïsoleerd door op fijnverdeeld metallisch natrium in absolutenbsp;aether de berekende hoeveelheid acetyl-azij nester te laten inwerken waarbij na 10 uur de reactie is afgeloopen en zich denbsp;natriumverbinding als een dikke brei heeft afgescheiden. Dezenbsp;methode werd ook hier gevolgd en na toevoeging van het zuurchloride werd het reactiemengsel eenige uren gekookt, waarnanbsp;door uitschudden met water en verdunde bicarbonaatoplossingnbsp;de gevormde acidyl-acetyl-azijnester gereinigd werd.

Meestal zijn deze verbindingen onbestendig, zoodat wij van een zuivering door destillatie afzagen en direct de acetylgroepnbsp;afsplitsten naar analogie van de bereiding van C-benzoyl-azijn-ester“). Deze afsplitsing geschiedde door de natriumverbinding van benzoyl-acetyl-azij nester met waterige ammoniak,nbsp;waaraan ammoniumchloride was toegevoegd, 14 uur bij eennbsp;temperatuur van 35—40° te schudden; voor het geval van denbsp;overeenkomstige cyclopentaanverbinding bleek het wenschelijknbsp;% uur te schudden.

In het algemeen wordt bij een dergelijke behandeling van de twee acylgroepen bij voorkeur de laagste als zuuramide afgesplitst; daarnaast ondergaat echter in wisselende mate, afhankelijk van de soort acylgroep, ook de andere groep dit lot. Wijnbsp;konden dit laatste ook in ons geval constateeren door een bij denbsp;bewerking gevormde, in water onoplosbare stof, als het amidenbsp;van cyclopentaan-carbonzuur te identificeeren (smp. 177°).

De op deze wijze verkregen vloeistof bleek voor het grootste deel bij 0,003 mm en een temperatuur van 88° te destilleeren;nbsp;wij hebben deze stof echter nimmer in een voor analyse voldoende zuivere toestand kunnen verkrijgen, doch de resultaten, dienbsp;de verdere synthesen hiermede opleverden, bewezen, dat wijnbsp;toch de gewenschte stof in handen hadden, zoodat wij van eennbsp;volkomen zuivering afzagen.

17) nbsp;nbsp;nbsp;O. Hofmann, A. 201, 74 (1880).

18) nbsp;nbsp;nbsp;L. Claisen, A. 277, 204 (1893).

-ocr page 41-

29

De nu volgende koppeling- met j8-broom-propionzure-ester door middel van natrium-aethylaat verliep normaal; na eenige urennbsp;koken van het reactiemengsel was alles omgezet, hetgeen bleeknbsp;uit de neutrale reactie op phenolphtaleïne. De op deze wijzenbsp;verkregen olie werd direct aan een verzeeping onderworpen ennbsp;het mag wel merkwaardig genoemd worden, dat een behandeling met zuur van verschillende sterkte slechts leidde tot afsplitsing van de acylgroep en dat er geen spoor 8-ketozuur konnbsp;worden aangetoond.

De methode van C e r e s o 1 e waarbij verzeept wordt met een 2 %-ige natriumhydroxyde-oplossing bij kamertemperatuur,nbsp;bracht hier uitkomst. Wij verkregen op deze wijze een dicarbon-zuur, dat bij verwarmen op 60° in vacuo levendig kooldioxydenbsp;afsplitste en daarbij overging in Y-[cyclopentaan-carbonyl]-bo-terzuur. Het semicarbazon was blijkens een mengsmeltpuntnbsp;identiek met het volgens de methode van Wallach vervaardigde semicarbazon (smp. 181—183°).

Na destilleeren in vacuo verkregen wij het zuur in gekristalliseerde vorm met een smeltpunt van 27° (Kp.OjOe 132°); het gaf een analyse, die op de juiste samenstelling CioHieOs wees.

Deze volgens schema I uitgevoerde synthese kon door ons verbeterd worden door in omgekeerde richting te werken volgens schema II. De opbrengst onderging hierdoor een verhoo-ging van 1 % op ca. 35 % v. d. th.

Uit de in de literatuur beschreven «-acetyl-glutaarzure-diaethylester bereidden wij in absolute aether met fijnver-deeld metallisch natrium de overeenkomstige Na-verbinding en lieten dit met het zuurchloride reageeren door het reactiemengsel 1 dag te laten staan en daarna eenige uren te koken. Hetnbsp;reactieproduct behandelden wij gedurende % uur bij 35° met eennbsp;10 %-ige ammoniakoplossing, waaraan wat ammoniumchloridenbsp;was toegevoegd, waarbij de acetylgroep werd afgesplitst. De nunbsp;volgende verzeeping en opwerking van het verzéepingsproductnbsp;geschiedde geheel op de reeds beschreven wijze.

Wij vermelden hier nog volledigheidshalve, dat pogingen om met behulp van malonester tot de gewenschte verbinding te

19) M. Cere sole, Ber. 15, 1326, 1871 (1882).

-ocr page 42-

30

komen — ook deze pogingen werden in twee tegengestelde richtingen verricht — niet het minste succes hadden. Wel konden wij het zuurchloride met malonester laten reageeren, waarbijnbsp;[cyclopentaan-carbonylj-malonester in analyse-zuivere toestandnbsp;werd bereid (Kp.0j2 107112°; analyse; C13H20O5), doch dezenbsp;verbinding was niet meer tot reactie te brengen met ;8-broom-propionester 1).

COOCaH.

I

-C—CH

'I I

O I

COOC,H.

Wij hadden het zoo juist beschreven S-ketozuur vervaardigd met de bedoeling het te bromeeren; wQllicht zou hieruit eennbsp;bruikbaar derivaat ontstaan, dat ons een model voor lumi-auxonnbsp;zou verschaffen. Dit is ons echter niet gelukt, doch door gebruiknbsp;te maken van het zuurchloride van cyclopenteen-l-carbonzuur-1nbsp;gelukte het een voor de vergelijking met de „voorloopige” formule van lumi-auxon (VIII) waardevolle modelstof in handennbsp;te krijgen. Vanzelfsprekend waren de ervaringen bij de vorigenbsp;synthese bij de hier te volgen volkomen analoge werkwijze onsnbsp;van nut.

Vin

Wij gingen uit van de gedachte, dat, indien wij er in slaagden verbinding IX te synthetiseeren, deze stof zeer goed in hetnbsp;8-(enol)-lacton X zou kunnen overgaan.

1

Hetzelfde verschijnsel werd door den heer W. B e r e n d s geconstateerd bij de overeenkomstige [cyclopenteen-l-carbonyl-1]-verbinding (Kp.Q^^ 108°).

-ocr page 43-

31

31

-HjO

—C—(CHo)—CUUH

IX

X

H H2 C —C

i Vh.

'b

Vergelijken we deze structuur met VIII dan bestaat het structuurverschil, dat van belang is voor de absorptie, m.a.w.nbsp;het verschil in rangschikking der chromophore groepen, slechtsnbsp;hierin, dat de twee geconjugeerde dubbele koolstofbindingen bijnbsp;VIII beide één plaats naar rechts zijn verschoven. Hierdoornbsp;wordt de isolatie van de carbonylgroep niet aangetast, daar ernbsp;zich nog één koolstofatoom tusschen bevindt. Welke absorptienbsp;wij bij dit model mogen verwachten en wat de practijk zal lee-ren zal in hoofdstuk IV worden besproken.

De bereiding van 'f-{cyclopenteen-l-carbonyl-l'\-boterzuur (IX).

Wij lieten [cyclopenteen-l-carbonyl-1]-chloride (XI) reagee-ren met de natriumverbinding van a-acetyl-glutaarzure-diaethyl-ester, daarbij precies dezelfde weg volgende als van schema II bij de vorige synthese.

Cl


XI

Na de koude verzeeping met 2 %-ige natronloog verkregen wij een sterk met cyclopenteen-l-carbonzuur-1 verontreinigdnbsp;product, dat weer bij verwarmen (80°) in vacuo snel decar-boxyleerde onder vorming van de gewenschte stof. Wij kondennbsp;dit in de eerste plaats bewijzen door het semicarbazon van hetnbsp;S-ketozuur te maken, dat na eenige malen omkristalliseeren uitnbsp;een mengsel van gelijke deelen aethanol en methanol ondernbsp;bruinkleuring bij 212° smolt. De analyse stemde overeen metnbsp;de formule C11H17O3N3. Het semicarbazon reageerde zuur opnbsp;lakmoes. De =C=N-binding bleek merkwaardig vast te zijn,nbsp;want door verwarmen met verdunde zuren, zooals b.v. 4 n zoutzuur of zwavelzuur, waren wij niet in staat het semicarbazon

-ocr page 44-

32

te hydrolyseeren; eerst verwarmen met ca. 9 n zwavelzuur op 100° gaf de afsplitsing van het ketozuur, dat overigens op dezenbsp;wijze zeer zuiver was te bereiden. Het vormde bij af koelen eennbsp;langzaam kristalliseerende vaste stof, die na zuivering uit eennbsp;benzol-hexaanmengsel (1 ; 1) een smeltpunt van 62—63° bezat.nbsp;Dit smeltpunt werd echter na verloop van korte tijd reeds veelnbsp;lager gevonden, terwijl na eenige maanden de vaste stof in eennbsp;zeer visceuse olie was overgegaan. Wij hebben dit verschijnselnbsp;aan lactoniseering toegeschreven en zochten hierin ook de reden,nbsp;dat analyses van het ketozuur nimmer de juiste waarden opleverden ; er trad n.1. een afwijking op, die een weinig boven denbsp;toegelaten foutengrens lag. Tegen deze opvatting kon wordennbsp;aangevoerd, dat wij er niet in slaagden bij het ketozuur eennbsp;positieve ferrichloride-reactie te vinden ondanks het feit, datnbsp;wij deze reactie in verschillende oplosmiddelen zoowel in eennbsp;glazen als in een kwartsvat uitvoerden; ook neutralisatie vannbsp;een basische oplossing van het ketozuur met verdund zoutzuur,nbsp;waaraan de gebruikelijke hoeveelheid ferrichloride was toegevoegd, gaf hetzelfde resultaat. Het keto-enol-evenwicht lag dusnbsp;geheel aan de ketozijde, wat ook tot uiting kwam bij de destillatie van het zuur. Dit leverde practisch uitsluitend een vastenbsp;stof op met het reeds aangegeven smeltpunt (Kp.0,005 135°).nbsp;Eenige druppels van een lager kokende stof waren mogelijknbsp;afkomstig van gevormd lacton, doch de hoeveelheid was te gering om dit te onderzoeken.

De lactoniseering, die zooals medegedeeld is ons zeer interesseerde, hebben wij nader bestudeerd door het ketozuur gedurende 1 uur met een overmaat azijnzuur-anhydride te koken, in de hoop op deze wijze de waterafsplitsing te forceeren. Inderdaad mocht ons dit gelukken. Er bleek een neutraal reagee-rende stof ontstaan te zijn, die bij dezelfde druk ongeveer 60°nbsp;lager destilleerde (Kp.0,003 '76°) en spoedig vast werd. Hetnbsp;smeltpunt bedroeg 29°.

(X)

-ocr page 45-

33

Bij een behandeling met een semicarbazide-natriumacetaat-oplossing scheidde zich na eenige dagen een vaste stof af, die na omkristalliseeren bij 212° smolt en identiek bleek te zijnnbsp;met het reeds eerder beschreven semicarbazon van het S-keto-zuur; klaarblijkelijk was hierbij het lacton dus weer opengesplitst.

Het lacton nam in ijsazijn zeer snel 2 atomen broom op, waarna veel langzamer nog eens 2 atomen werden verbruikt. Vermoedelijk werd hierbij eerst de dubbele binding in de lacton-ring gebromeerd; wij baseeren dit op het feit, dat de dubbele binding bij cyclopenteen-l-carbonzuur-1 ook betrekkelijk langzaam broom opneemt.

Gelijktijdig met de opneming van de eerste 2 atomen broom had een sterke broomwaterstof-ontwikkeling plaats, waardoornbsp;een verharsing optrad, die een isoleering van het reactiepro-duct — dat ons overigens in dit verband niet bijzonder interesseerde — onmogelijk maakte.

-ocr page 46-

HOOFDSTUK IV.

INTERPRETATIE VAN ABSORPTIE-METINGEN AAN EENIGE MODELSTOFFEN 1).

Het in het vorige hoofdstuk beschreven lacton (I) interesseerde ons bijzonder door de aanwezigheid der twee met elkaar geconjugeerde dubbele bindingen.

C=CH—CH,—CHa—C=0

— c-1

Vergeleken met II zijn deze dubbele bindingen beide een plaats naar links verschoven.

C—CH=CH—CHOH—C=0

11

_o_I

Bij beide structuren staat de carbonylgroep geïsoleerd van het andere chromophore systeem.

In principe zullen de absorptie-maxima van I en II niet veel van plaats mogen verschillen; slechts het feit, dat bij de laatstenbsp;één der dubbele bindingen semicyclisch is, doet een geringe verschuiving naar de langere golven verwachten.

Op grond van literatuur-gegevens is bij benadering te voorspellen hoe groot deze verschuiving zal kunnen zijn en wij laten deze gegevens hier volgen^).

1

De absorptiespectra werden alle gemeten met behulp van de dubbelmonochromator volgens P o h 1; voor de beschrijvingnbsp;hiervan verwijzen wij naar de dissertatie van C. Koningsberger, Utrecht (1936).

1) K. D i m r o t h, Z. f. angew. Chem. 52, 545—557 (1939).

-ocr page 47-

35

A. De invloed van 2 geconjugeerde dubbele bindingen op het absorptiespectrum.

Verbindingen, die twee geconjugeerde dubbele bindingen bevatten, absorbeeren over het algemeen maximaal tusschen 220 en 230 mg .

Wij denken hierbij b.v. aan: CH2=CH—CH==CH2, butadiëen, of aan CH3—CH2—CH=CH—CH=CH—CHg—COOH 2,4-heptadiëen-carbonzuur-1, welke verbindingen bij resp. 217 ennbsp;226 mg een absorptiemaximum bezitten.

Anders wordt dit, wanneer de twee geconjugeerde dubbele bindingen zich in één ring bevinden, zooals dit b.v. bij cyclohexa-diëen en a-phellandreen het geval is.

H H

P~\n CH3

quot;•n /-S'CH.

c—c

H Hj

a-phellandreen


III

IV

H-C

w

c—c

H H


cyclohexadiëen


Het maximum is dan ten opzichte van dat van de vorige verbindingen ongeveer 30 mg naar langere golflengte verschoven. De absorptiemaxima van III en IV liggen n.1. bij 260 en 265 mg .

Wat kunnen wij nu zeggen over een systeem met twee geconjugeerde dubbele bindingen, waarvan er één semicyclisch is, zooals dat bij II voorkomt? Er is zeer weinig hieromtrent in denbsp;literatuur bekend; de absorptiecurve van ;8-phellandreen (V),nbsp;dat zulk een binding bevat, bezit een maximum bij 245 mg,

H :Cnbsp;\H

c—cc

/ H^CHs -Cnbsp;H,


H

r-


.CH,


H.C^C


\

C-


2) A. S m a k u 1 a, Z. f. angew. Chemie i7, 658 (1934).

-ocr page 48-

36

terwijl bij de meer gecompliceerde verbinding VI een sterk ab-sorptiemaximum bij 248 m^ ligt .

H OH

C—


Ho

-C

\

CHz

-C

Hz


{PC


C=CH—CH=C


VI


\ /

c~c

Hz Hz


\

C-

H,


In het algemeen mag wel worden aangenomen, dat bij derge-lijke verbindingen het maximum ligt tusschen de grenzen 220 en 265 m|Li, hetgeen ook blijkt uit metingen, die S c h u r i n g a ®)nbsp;heeft verricht aan iso-propylideen-cyclopentanon (VII) en cy-clopentylideen-cyclopentanon (VIII), welke een absorptiemaxi-mum bezitten bij 260 mfi.

O

HjC C—CHz

C=C I VII Hsd 'c—CHznbsp;H„


H,C


1 %-c I

HoC—(ƒ 'C—CH


VIII


H,


H,


Nu rest ons nog het geval na te gaan, dat de twee dubbele bindingen zijn verdeeld over twee ringen, zooals dit b.v. bij 1,1'-di-cyclohexeen-1,1' (IX) voorkomt “).

H,.

H

H

H,

C —

C

c —

C

/

w

//

\

\

C—C

CH.,

/

\

/ ¦

C—

C

c —

C

Hz

Hz

Hz

Ho

IX

Dit bezit een absorptie, die weer zeer laag ligt, n.1. bij 236 mn ; daar dit echter het eenige in de literatuur bekende voorbeeld is,nbsp;willen wij hieraan geen al te groote waarde hechten.

Voorts vermelden wij, dat substitutie van de waterstofatomen, die zich aan een dubbele binding bevinden, een verschuiving

3) nbsp;nbsp;nbsp;G. J. Schuringa, Dissertatie Utrecht (1941).

Soc. 1940,

4) nbsp;nbsp;nbsp;H. Booker, L. K. Evans en A. E. Gill am,nbsp;1453—1463; C. 19i2, I, 329.

-ocr page 49-

37

van het maximum naar langere golflengte tot gevolg heeft, hetgeen vooral aan a, j8-onverzadigde-ketonen goed is onderzocht “). Is n.1. bij onderstaand schema a of p gesubstitueerd dan ligtnbsp;het maximum bij 225 mft.

d

I J

R—C—C=C^

ö p-

Zijn a en |8 of en /3' gesubstitueerd dan is het maximum naar 240 mft verschoven, terwijl het maximum bij ,255 mjz ligt,nbsp;indien de verbinding volledig is gesubstitueerd; wij betwijfelennbsp;het echter of substitutie aan andere chromophore systemen ooknbsp;een dergelijk groote invloed heeft. Verandert men een eenvoudige substituent in een vertakte dan is een verschuiving, welkenbsp;slechts enkele mp bedraagt, hiervan het gevolg.

Daar in de door ons gebruikte modelstoffen in plaats van een —C=C—binding wel eens een —C=0 binding voorkomt, vermelden wij tot slot, dat de invloed van twee —C=0 bindingennbsp;ongeveer overeenkomt met die van één —C=C—binding, zoodatnbsp;het verlengen van een geconjugeerd systeem met één carbonyl-groep het maximum ongeveer 15 mp naar langere golflengtenbsp;verschuift.

B. De absorptie van verbinding I.

Uit de opgesomde feiten moet men met betrekking tot ons probleem concludeeren, dat lumi-auxon volgens formuleering II,nbsp;gezien de semicyclische dubbele binding, bij een grootere golflengte moet absorbeeren dan verbinding I. Het verschil kannbsp;echter naar schatting niet veel meer dan 10 mp, op zijn hoogstnbsp;20 mp bedragen.

Nu gaf een absorptiemeting van verbinding I een zeer steile curve te zien met een maximum bij 250 mp , dus iets hooger dannbsp;men zou verwachten. Niettemin is het nu wel zeer onwaarschijnlijk, dat de oude formuleering voor lumi-auxon een maximum bij 295 mp kan verklaren, daar dit nog 45 mp hooger isnbsp;dan bij verbinding I.

5) R. B. Woodward, Am. Soc., 63, 1123 (1941).

-ocr page 50-

38

Tabel I.

De moleculaire absorptie van verbinding I.

A

in m/z

verbinding I in aethanol

215;5 mg per ï

280

— _

ITi

0,3 .

10»

270

1,6 .

10»

265

2,5 .

10»

254

14,8 .

10»

248

10.7 .

10»

240

5,2 .

10»

Figuur 2.

Het absorptiespectrum van verbinding I.

xJO-

3

A

A

/ •

i \

1 nbsp;nbsp;nbsp;l

t

/

(

/

-verbinding I

l

1

1

1

1

1

1

1

1

/

1

1

f

1

J

1-

1

l

(

1

l

l

\

1

i

l

\

l

1

f

1

1

1

1

«

/

/

ƒ

\ nbsp;nbsp;nbsp;ƒ

/

i nbsp;nbsp;nbsp;1

\

\

\

\

\

\

\

\

\

\

\

\

\

\

\ nbsp;nbsp;nbsp;•

\ nbsp;nbsp;nbsp;/

\

h

;

- i'

\ /

A / *1nbsp;\

\

l

\

\

V

\

\

\

\

A 250

300

mjjiOOO

-ocr page 51-

39

De reeds eerder uitgesproken twijfel op dit punt werd dus door deze meting versterkt, hetgeen ons aanmoedigde in anderenbsp;richting te zoeken naar de oplossing van dit probleem; wdjnbsp;zullen nu de verschillende in Hoofdstuk II besproken structuren, voor zoover mogelijk, aan daartoe geschikte verbindingen nagaan.

C. De endiolstructuur.

Deze door een enolisatie der carbonyl-groep ontstane structuur kon met glutaconzuur-anhydride als modelstof het beste worden benaderd. Zooals bekend komt glutaconzuur-anhydridenbsp;in twee tautomere vormen voor, de ketovorm en de enolvorm.

H

HC nbsp;nbsp;nbsp;CH.

I nbsp;nbsp;nbsp;I quot;


H

l II

C-OH

0'^ ^0


Wij bereidden het volgens de methode van Bland en Thorpe®) door glutaconzuur met azijnzuur-anhydride te behandelen; het werd uit benzol omgekristalliseerd.

Metingen in het ultraviolet, die reeds door Koningsberger1 2) waren verricht en welker uitkomsten door ons nog eens volkomen bevestigd werden, wezen uit, dat het anhydride innbsp;chloroform-oplossing voorkomt in de ketovorm. Het zou dusnbsp;eveneens als model voor de voorloopige formule van lumi-auxonnbsp;kunnen gelden met dit voorbehoud, dat wij voor de semicyclischenbsp;dubbele binding 20—35 mg erbij moeten optellen. De absorptie-curve vertoont in het gebied tusschen 240 en 400 mp geennbsp;absorptiemaximum. Een zeer zwak stijgende lijn bij de kleinenbsp;golflengten doet vermoeden, dat men te maken heeft met eennbsp;maximum in de buurt van 230 mp . Dit pleit dus weer tegen denbsp;oude formuleering van lumi-auxon.

1

6) N. Bland en J. F. Thorpe, Soc. 101, 863 (1912).

2

Niet gepubliceerd.

-ocr page 52-

40

Is daarentegen het anhydride in absolute aethanol opgelost dan vertoont de oplossing een duidelijke enolreactie met ferri-chloride. Het in deze oplossing dus voorkomende z.g. „oxy”-glutaconzuur-anhydride bezit een geheel andere absorptie, waarbij het maximum bij ca. 335 mp ligt.

Tabel II.

De moleculaire absorptie van glutaconzuur-anhydride en van maleïnezuur-anhydride.

A

in m/z

glutaconz.-anKydride in aethanol

182,8 mg/l

glutaconz.-anhydride in chloroform

200,4 mg/1

maleïnezuur-anhydride in hexaan

172,0 mg/1

405

_ _

__

365

1,6

10quot;

334

4,3

103

313

2,2

103

302

1,0

103

297

0,8

103

289

0,5

103

280

0,4

103

275

0,3

103

270

0,2 ,

103

265

0,3

103

254

0,6

103

0,2 . 103

0,3 . 103

248

1,4

103

0,3 . 103

0,6 , 103

240

2,5

103

0,6 . 103

1,1 . 103

Het is in geen enkel opzicht in overeenstemming met de ervaringen, dat een uitbreiding van een systeem van twee geconjugeerde dubbele bindingen met nog een derde een zoo groote verschuiving geeft van ongeveer 100 mp. Daar zich echter bijnbsp;het ontstaan der dubbele binding tevens een enolgroep heeft gevormd, wordt deze verschuiving van het maximum begrijpelijk,nbsp;aangezien ook b.v. phenol bij langere golflengte absorbeertnbsp;dan benzol.

Zoowel de ferrichloride-reactie als het absorptiespectrum wijzen erop, dat lumi-auxon niet volgens de in deze paragraaf besproken endiol-structuur geformuleerd zal moeten worden.

-ocr page 53-

41

Figuur 3.

De absorptiespectra van glutaconzuur-anhydride en van maleïnezuur-anhydride.


D. De omgekeerde ketiseering.

HC

I

=C

c=o

I H

^0^ OH

Voor de hiermede bedoelde structuur zijn wij niet in staat geweest een in bouw ermede te vergelijken stof te vinden.

Wel hebben wij nagegaan hoe de absorptie is, indien een er op gelijkend chromophoor systeem zich in een heterocyclische vijf-ring bevindt, zooals dit bij maleïnezuur-anhydride het geval is.

HG

I

0=C


h:,h


c=o


Deze verbinding bezit in hexaan opgelost een absorptiemaxi-mum beneden 240 my ; het gedeelte van de lijn, dat te meten is.

-ocr page 54-

42

heeft een zwak stijgend verloop en doet sterk denken aan de absorptielijn van glutaconzuur-anhydride in chloroform, d.w.z.nbsp;dus van de ketovorm van deze stof.

Wij zien hier dus, dat de tweede carbonylgroep, die bij maleïne-zuur-anhydride met de andere dubbele bindingen geconjugeerd staat en bij glutaconzuur-anhydride ervan geïsoleerd is, geennbsp;verschuiving geeft; wellicht oefent deze alleen een additief effectnbsp;uit, doch dit kunnen wij niet nagaan, daar het golflengte-gebiednbsp;buiten het meetbereik van ons toestel ligt.

De in deze paragraaf te berde gebrachte structuur kan hiermede niet worden uitgesloten, doch gezien de wel zeer lage absorptie van maleïnezuur-anhydride lijkt het maximum bijnbsp;295 mp voor deze structuur toch te ver naar het zichtbare lichtnbsp;verschoven.

Wij zullen overgaan op de andere in hoofdstuk II reeds genoemde structuurmogelijkheden, waarbij zal blijken, dat wij daarmede de oplossing van het probleem vermoedelijk dichternbsp;naderen.

E. De oxy-pyron-structuur.

Bij de hiermede ter sprake gebrachte structuur liggen de dubbele bindingen alle in de lactonring.

OH

-C

w

CH

/


¦ H

c-


H H /C —c.

// nbsp;nbsp;nbsp;W

-C GOH

\ nbsp;nbsp;nbsp;/


//


ot


0-C


Voor de eerste mogelijkheid, de 4-oxy-a-pyronstructuur, vonden wij in 4-oxy-6-methyl-a-pyron een zeer bruikbare model-stof, die gemakkelijk uit dehydraceetzuur was te bereiden doornbsp;dit eenige minuten met 90 %-ig zwavelzuur op 135° te verwarmen'^).

7) N. C o 11 i e, Soc. 59, 609 (1891); vgl. F. A r n d t, B. E i s t e r t, H. Scholz en E. A r o n, Ber. 69, 2373 (1936).

-ocr page 55-

43

OH


HC'


CH

1

c=o


CH,


Wij zuiverden het door omkristallisatie uit aceton, gevolgd door een sublimatie bij 11 mm en 170 ° (smp. 187°).

Het absorptiespectrum begon bij deze verbinding reeds eenigs-zins op dat van lumi-auxon te gelijken; er trad een sterke absorptie op, die echter bij een ca. 10 mn kleinere golflengtenbsp;lag dan bij lumi-auxon en geen minimum bij 250 mf{ bezat.

De absorptie, welke bij de genoemde S-oxy-a-pyronstructuur behoort, hebben wij nagegaan met behulp van het doornbsp;Limp richt®) en Chavanne®) bij destillatie van slijm-zuur met kaliumsulfaat verkregen 3-oxy-a-pyron als modelstof.

HC'^*^^C-OH

ii I

HC. nbsp;nbsp;nbsp;^C=0

In tegenstelling met de in de literatuur opgegeven zuiveringswijze kristalliseerden wij dit om uit toluol en verkregen daarna door een vacuumsublimatie (11 mm en 60—70°) zeer fraai gekristalliseerde kleurlooze naalden, welke bij 91—92° smolten.

Wel zeer opvallend was hiervan de absorptie van ultraviolet licht. De curve bezat nagenoeg dezelfde gedaante als die vannbsp;lumi-auxon; de moleculaire absorptiecoëfficiënt was bij hetnbsp;maximum bij 295 mp slechts iets kleiner, hetgeen zeer goednbsp;een gevolg zou kunnen zijn van het verschil in substituenten,nbsp;die overigens niets aan het chromophore systeem veranderen.

Lijkt het er dus op, dat wij met de 3-oxy-a:-pyronstructuur een oplossing voor het probleem gevonden hebben, een naderenbsp;beschouwing van de chemische eigenschappen van de beide

8) nbsp;nbsp;nbsp;H. Limp richt, A. 165, 257, 298 (1873).

9) nbsp;nbsp;nbsp;G. Chavanne, BI. [3] 29, 338 (1903).

-ocr page 56-

44

oxy-pyronen en tevens een consequentie van analytische aard moeten ons doen besluiten deze oplossing niet als de juiste opnbsp;te vatten.

Tabel III.

De moleculaire absorptie van de beide oxy-pyronen.

A

in m/.4

4-oxy-6-methyI-

«-pyron

in aethanol

124,0 mg/l

3-oxy-a-pyron in aethanol

128,2 mg/1

365

_

_

0,2.

103

334

-

-

1,4.

103

313

2,2.

103

9,8.

103

302

7,3.

103

14,3 .

103

297

9,3.

103

14,9 .

103

289

11,4.

103

13,9 .

103

280

12,4.

103

11,2 .

10«

275

10.7.

103

9,1 .

103

270

9,0.

103

7,2 .

103

265

8.5.

103

5,4 .

103

254

4,8.

103

3,0 .

103

248

2 3

103

4,2 .

103

De beide oxy-pyronen geven n.1. een enolreactie; 3-oxy-a-pyron geeft zelfs in de voor de meting gebruikte verdunning een duidelijke groenkleuring, terwijl 4-oxy-6-methyl-a-pyronnbsp;alleen in meer geconcentreerde oplossing in alcohol of waternbsp;een donkere kleur geeft met het enolreagens. Met nadruk wijzennbsp;wij er nu nogmaals op, dat lumi-auxon zulk een reactie innbsp;geen geval geeft. Voorts noemen wij het bezwaar, dat volgensnbsp;deze formuleeringen uit lumi-auxon door een oxydatie met ozonnbsp;onmogelijk het reeds eerder genoemde ringketon C13H24O kannbsp;ontstaan, daar er immers aan de cyclopentaanring geen enkelnbsp;aangrijpingspunt hiervoor aanwezig is. Wij zouden daarom denbsp;vorming van 2,4-di-(sec.-butyl)-cyclopentaan-carbonzuur-l moeten verwachten, dat echter bij de omstandigheden van de ozonafbraak nauwelijks in bedoeld keton kan overgaan.

Niettemin heeft de bij deze oxy-pyronen gevonden absorptie

-ocr page 57-

45

Figuur 4.

De absorptiespectra van 3-oxy-a-pyron en 4-oxy-6-methyl-a-pyron.

in nog sterkere mate de aandacht doen vragen voor de a-pyron-ring en wel in het bijzonder voor derivaten, die geen oxygroep aan de lactonring dragen.

Indien het gelukte een aannemelijk reactieschema uit te denken, volgens hetwelk uit auxine-a-lacton een dergelijke verbinding zou ontstaan, zou het bezwaar van de negatieve fer-richloride-reactie bij lumDauxon niet meer gelden; zulk eennbsp;reactieschema hebben wij reeds in hoofdstuk II vastgelegd.

-ocr page 58-

46

Hierbij zou dan de oxygroep zich niet aan de pyronring doch aan de cyclopentaanring moeten bevinden op die plaats, waarbijnbsp;door oxydatie met ozon de ketogroep ontstaat.

F. Is lumi-auxon een C^-gesubstitueerd-a-pyron?

Volgens deze opvatting zou lumi-auxon dus onderstaande structuur moeten bezitten, waarbij het chromophore systeemnbsp;zich evenals bij de voorgaande structuur geheel in de 8-lacton-

ring bevindt. Wij hebben reeds in Hoofdstuk II uitvoerig de absorptie van verschillende a-pyronderivaten besproken, zooalsnbsp;van scillaridine A en verschillende paddengiften, welke allenbsp;bij 295—300 mp een absorptiemaximum bezitten. In dit verband werden ook reeds de onderzoekingen van Tscheschenbsp;en O f f e over het absorptiespectrum van 5-carboxy-Q;-pyron-methylester genoemd; behalve de top bij 295—300 mgnbsp;bezit deze stof nog een maximum bij 250 mp, waarop genoemdenbsp;auteurs niet nader ingaan. Wij meenen, dat dit laatste maximumnbsp;een gevolg is van de aanwezigheid van de —COOCH3 groep aannbsp;atoom-5; wij kunnen in de literatuur echter geen enkel analoog

H

CH3OOC—C5 nbsp;nbsp;nbsp;3CH

II I

HC6 nbsp;nbsp;nbsp;2C=0

geval vinden, zoodat het in de eerste plaats wenschelijk leek de invloed van deze groep te elimineeren en dus de absorptie van

10) R. T s c h e s c h e en H. A. O f f e, Ber. 69, 2361 (1936).

-ocr page 59-

47

een zoo eenvoudig mogelijk a-pyron nader te bepalen. Eerst dan zouden wij met zekerheid kunnen aangeven welke absorptienbsp;een a-pyronring toekomt.

Ongetwijfeld was hiervoor a-pyron, het z.g. cumaline, de aangewezen stof, welke volgens v. Pechmann^^) ontstaat door droge destillatie van het mercuro-zout van 5-carboxy-a-pyron.

De groote moeilijkheden bij de bereiding en het zuiveren van cumaline vormden echter een onoverkomelijk bezwaar tot hetnbsp;gebruiken van deze verbinding voor onze absorptiemetingen;nbsp;ter illustratie hiervan halen wij eenige woorden van bovengenoemden auteur aan: „Eine eingehende Untersuchung des Cu-malins wird so lange auf Schwierigkeiten stossen als keinenbsp;bessere Darstellungsmethode gefunden worden ist.”

Doordat er sindsdien geen verbeteringen van deze synthese bekend zijn geworden en ook door het feit, dat cumaline eennbsp;vloeistof is, waarvan de zuivering toch reeds grootere hoeveelheden verlangt dan wanneer men met een gekristalliseerde stofnbsp;te maken heeft, moesten wij afzien van deze mogelijkheid. Cumaline kleurt aan de lucht snel bruin en juist voor absorptiemetingen moesten de hoogste eischen aan de zuiverheid van denbsp;te meten stof worden gesteld.

Wij hebben daarom na herhaalde mislukte pogingen ter verbetering van de bereidingswijze naar een andere stof gezocht, die aan het gestelde doel kon beantwoorden en wij vonden hiervoor het door Hantzsch^^) beschreven 4,6-dimethyl-a-pyron;

CH,

CH

I

2C=0

HC

II

CHs—Ce

quot;6''

De aanwezigheid der methylgroep aan de atomen 4 en 6 kon geen groote invloed op het absorptiespectrum uitoefenen, zoodatnbsp;dit geen bezwaar vormde.

11) nbsp;nbsp;nbsp;H. V. P e c h m a n n, A. 26U, 305 (1891).

12) nbsp;nbsp;nbsp;A. Hantzsch, A. 4—17 (1883).

-ocr page 60-

48

De bereiding van dit a-pyronderivaat geschiedde door Hantzsch uit acetyl-azijnester door inwerking van sterknbsp;zwavelzuur.

CH3

H HO—

/ nbsp;nbsp;nbsp;w

I

II I

CH3—c nbsp;nbsp;nbsp;c=o


CH3

I

HOOG—C nbsp;nbsp;nbsp;CH

II nbsp;nbsp;nbsp;I

CH3—c nbsp;nbsp;nbsp;c=o

0^


H„SO.

Door het carbonzuur met sterk zwavelzuur op 140—150° te verhitten splitste het kooldioxyde af, waarna uit het reactie-mengsel het dimethyl-pyron in nagenoeg quantitatieve opbrengstnbsp;was te isoleeren (smp. 51,5°).

Tabel IV.

De moleculaire absorptie van 4,6-dimethyl-a-pyron.

A

in m(z

4,6-dimethyl-lt;:K-pyron in aethanol 200,7 mg/I

365

_

334

1,3 .

103

313

8,4 .

103

302

11,8 .

103

297

13,1 .

103

289

13,1 .

103

280

9,8

103

275

8,9 .

103

270

6,3

103

265

4,8

103

254

2,0

103

248

2,3

103

240

3,4

103

-ocr page 61-

49

Figuur 5.

De absorptiespectra van 4,6-dimethyl-a-pyron en van 5-carboxy-«-pyron-methylester 1).

Wij volgden bij de bereiding de aangegeven weg en kristalliseerden de stof acht maal uit absolute aethanol om, waardoor een begeleidende, geel gekleurde verontreiniging geheel verwijderd werd; het smeltpunt en de analyse gaven de waarborgnbsp;voor de zuiverheid.

1

Ontleend aan R. T s c h e s c h e en H. A. O f f e, Ber. 69, 2365 (1936).

-ocr page 62-

50

Bij de meting van de absorptie bleek ons nu, dat inderdaad zonder voorbehoud mag worden aangenomen, dat een a-pyron-ring een absorptiemaximum bij 295 mg bezit.

Wij verkregen een absorptiecurve die, zooals dat ook bij het oxy-pyron het geval was, een zeer groote overeenkomst te ziennbsp;gaf met die van lumi-auxon; deze uitkomst is in fig. 5 weergegeven.

Ook zien wij hier een minimum bij 250 mp liggen evenals bij lumi-auxon. Het vermoeden, dat bij de ester van 5-carboxy-a-pyron de top bij 250 mg het gevolg zou zijn van het onver-zadigde-ester-karakter is dus hiermede tevens bewaarheid. Wijnbsp;zien hieruit, dat bij de a-pyronring door de aanwezigheid van eennbsp;substituent geen storing van de absorptie bij 295 mg te con-stateeren valt. Nog opvallender wordt dit geïllustreerd door denbsp;absorptiecurve van 3-oxy-a-pyron, waarbij ondanks de enoli-sche hydroxylgroep eveneens het maximum bij 295 mp ligt ennbsp;waarbij de moleculaire absorptiecoëfficiënt nog een weinig vergroot wordt. Bij het 4-oxy-pyron is het maximum zelfs wat naarnbsp;kleinere golflengte verschoven. De invloed van een enolischenbsp;hydroxylgroep is hierbij dus totaal weggevallen, hetgeen welnbsp;een merkwaardige uitzondering is op de regel, dat een dergelijke groep het maximum naar langere golflengte verschuift.

G. Conclusie.

Bij de bestudeering der verschillende structuur-mogelijkheden voor lumi-auxon door middel van modelstoffen zijn wij in staatnbsp;geweest in de eerste plaats duidelijk te maken, dat de z.g. voor-loopige formuleering van Kögl, Koningsberger ennbsp;E r X 1 e b e n door de verdeeling der daarin voorkomende chro-mophore groepen niet goed in overeenstemming is te brengennbsp;met het gevonden absorptiemaximum in het golflengte-gebiednbsp;van 240—400 mp . Men zou hoogstens een maximum bij ca.nbsp;270—275 mg kunnen verwachten in plaats van dat bij 295 mg .

Vervolgens zijn eenige andere formuleeringen, welke wij door toepassing van in de organische chemie bekende omzetting uitnbsp;auxine-a-lacton op het papier konden laten ontstaan, getoetst,nbsp;waarbij gebleken is, dat die formuleering, waarbij lumi-auxon

-ocr page 63-

51

een a-pyron-derivaat zonder oxygroep aan de lactonring voorstelt, zoowel in chemisch te verwachten eigenschappen als in het absorptiebeeld het beste in overeenstemming is te brengennbsp;met de gedane waarnemingen aan lumi-auxon.

Wij geven hiermede dus de hieronder aangegeven structuur voor lumi-auxon sterk in overweging:

H,

CH,


CH,

I ¦ nbsp;nbsp;nbsp;,

CH.;—CH,—CH—HC

I

H^C-


CH—CH—CH,—CH3

I HC-

¦9—

OH O-


CH

¦1

Dat wij deze formuleering niet als de eenig juiste kunnen qualificeeren is te wijten aan het feit, dat men alleen aan denbsp;hand van analoge absorpties niet gerechtigd is zulk een positievenbsp;uitspraak te doen.

Het strikte bewijs zal alleen gegeven kunnen worden door een afbraak van lumi-auxon, waarbij de door ons opgestelde structuur een gids kan zijn bij het kiezen der toe te passen afbraak-reacties.

Wij zullen nu nagaan of deze door ons voor lumi-auxon voorgestelde formule chemisch in strijd is met de vroeger door Kögl, Koningsberger en Erxleben opgedanenbsp;ervaringen aan deze verbinding; tevens zullen we de doornbsp;andere onderzoekers beschreven chemische eigenschappen vannbsp;ff-pyronderivaten in dit verband beschouwen.

In de eerste plaats geven a-pyronen geen ferrichloride-reactie en ontstaat met loog steeds een geelkleuring, hetgeen in overeenstemming is met het gedrag van lumi-auxon.

Vervolgens ontstond uit lumi-auxon bij de ozon-afbraak het ringketon C13H24O, dat zich door de aanwezigheid van de tertiaire hydroxylgroep uit bovenstaande structuur ook wel laatnbsp;afleiden. Dat men bij deze afbraak geen brokstukken van denbsp;lactonring heeft kunnen isoleeren is begrijpelijk, daar steedsnbsp;met zeer geringe hoeveelheden lacton gewerkt moest worden.

Aangezien lumi-auxon bij de katalytische hydreering een

-ocr page 64-

52

verzadigd lacton gaf, doet zich de vraag voor of dit niet in strijd is met de ervaringen, welke in de literatuur bij soortgelijkenbsp;reacties beschreven zijn. De stoffen, die ontstaan bij katalytische hydreering van onverzadigde y- en S-lactonen, zijn n.1.nbsp;verschillend al naar gelang het lacton is afgeleid van de enol-vorm van een ketozuur of dat de dubbele binding één plaatsnbsp;naar de carbonylgroep is opgeschoven In het laatste gevalnbsp;worden verzadigde lactonen gevormd, zooals b.v. de vormingnbsp;van y, y-dimethyl-butyro-lacton uit y, y-dimethyl-A*-/3-butyro-lacton laat zien.

CH

CHj


CHa

CH,'


C—CHo—CH.,—C=0


quot;C-CH=CH—C=0


O-


In het eerste geval zal echter in het algemeen onder opensplitsing van de lactonring het verzadigde desoxy-zuur ontstaan; hierbij wordt dus 1 molecuul waterstof meer opgenomen.

CH3—C=CH—CH,—C=0


CH3—CHa—CH2-CH2—COOH

Deze omzetting voltrekt zich meestal niet quantitatief en men krijgt hierbij een mengsel van desoxy-zuur en verzadigd lacton.nbsp;Het is echter raadzaam de resultaten van een dergelijke hydreering zeer voorzichtig te interpreteeren, daar de bovengenoemdenbsp;door Jacobs en Scott opgestelde regel zeker niet altijdnbsp;opgaat. Zoo verkregen M a n n i c h en B u t z uit nevenstaande verbinding bij hydreering het verzadigde lacton, terwijlnbsp;Jacobs en Scott er het desoxy-zuur uit verkregen; wellicht was dit een gevolg van het gebruik van een andere katalysator, de eersten gebruikten n.1. een paladium-kool-kataly-sator, terwijl de laatsten de hydreering met platina-oxyde uitvoerden.

13) nbsp;nbsp;nbsp;W. A. J a c o b s en A. B. S c o 11, J. biol. Chem. 87, 601 (1930);nbsp;9S, 139 (1931).

14) nbsp;nbsp;nbsp;C. M a n n i c h en A. B u t z, Ber. 62, 461 (1929).

-ocr page 65-

53

CHs—C=CH—CH(C2H5)—CH,—C=0

I_o_-J

Een ander geval, waarbij deze factor was uitgeschakeld, deed zich voor bij de hydreering van digitalis-agluconen, die ondanksnbsp;het feit, dat ze zijn afgeleid van enol-carbonzuren, zoowel bijnbsp;de proeven van Jacobs als bij die van W i n d a u s ennbsp;C 1 o e 11 a^“) uitsluitend verzadigde lactonen vormden. Ook bijnbsp;de hydreering van verschillende paddengiftstoffen werden bijnbsp;gelijke behandeling zeer verschillende resultaten bereikt. Zoonbsp;gaf b.v. bufotalinine in ijsazijn met platina-oxyde als katalysator een opname van 4,3 mol. waterstof, wat neerkomt opnbsp;0,3 mol. voor het opensplitsen van het lacton, terwijl cinobufa-gine-mono-acetaat voor slechts 1 % werd opengesplitst ennbsp;dus practisch slechts was overgegaan in het verzadigde lacton.nbsp;Kögl, Koningsberger en Erxleben1 2) hebbennbsp;lumi-auxon in methanol katalytisch gehydreerd met een pla-tina-oxyde-katalysator; zij vonden hierbij, dat juist 2 mol.nbsp;waterstof werden opgenomen onder vorming van een neutralenbsp;tetra-hydro-verbinding, hetgeen op het eerste gezicht zou pleitennbsp;voor de oude formuleering. Aan de hand van het bovenstaandenbsp;moeten wij echter concludeeren, dat een hydreering op zichzelfnbsp;in geen geval een betrouwbare gids kan zijn en dat wij dus hieruit geen gevolgtrekkingen mogen maken over het al of nietnbsp;voorkomen van een a-pyronring in lumi-auxon.

1

15) nbsp;nbsp;nbsp;Zie W. A. Jacobs en A. B. Scott, J. biol. Chem. 87, 607nbsp;(1930).

16) nbsp;nbsp;nbsp;R. Tschesche en H. A. O f f e, Ber. 69, 2365 (1936).

2

Niet gepubliceerd.

-ocr page 66-

HOOFDSTUK V.

DE SYNTHESE VAN 6-CYCLOPENTYL-a-PYRON.

A. Theoretische inleiding.

Wij hadden ons bij de synthese van een in de rangschikking van de chromophore groepen met lumi-auxon overeenkomendnbsp;cyclopentylderivaat van a-pyron voorgenomen naast het weglaten der isobutylresten ook de hydroxylgroep voorloopig niet innbsp;te voeren. Het doel was zoodoende de vervaardiging van 6-cy-clopentyl-a-pyron (I).

3CH

/

-C6

V

H H •C—Q

O—c

ö

Als voorbeeld voor deze synthese diende de vorming van het reeds eerder genoemde o-carbaethoxy-4,6-dimethyl-a-pyron (II).

CH,

I

II

C2H5OOC—C ^CH CH,,-S Jc=0

Deze verbinding ontstaat uit acetyl-azijnester door inwerking van geconcentreerd zwavelzuur en ongetwijfeld moet hierbij de lactonring gevormd zijn door afsplitsing van alcoholnbsp;uit de enolvorm van ester III.

(j:00C2H5 CH3

c H ¦—C=C-C =C H—C=0

•' I,-------------1.__

0^ nbsp;nbsp;nbsp;____ OC2H5J

III

-gt; II

-ocr page 67-

55

Het lag dus voor de hand voor de bereiding van 6-cyclo-pentyl-a-pyron (I) uit te gaan van een overeenkomstige S-keto-zure-ester en wij moesten nagaan, hoe wij een dergelijke stof (IV) konden bereiden.

IV

COOC2H5

-(!t-CH=CH—COOCoHs H

Door de aanwezigheid van de secundaire carboxylgroep en van de carbonylgroep was het reeds bij voorbaat weinig hoopvol deze stof te verkrijgen door uit te gaan van de overeenkomstige verzadigde verbinding, zooals b.v. door een a-bromeering,nbsp;gevolgd door een afsplitsing van broomwaterstof, of door het invoeren van een a-standige hydroxylgroep, gevolgd door een afsplitsing van water. Bij de bromeering zullen n.1. verschillendenbsp;reactieve waterstofatomen vervangen kunnen worden, zoodat wijnbsp;van deze weg hebben afgezien. Een invoering van een hydroxylgroep is door ons wel onderzocht. Hiertoe hebben wij jS-chloor-a-acetoxy-propionzure-aethylester vervaardigd (V) door j8-Cl-melkzure-aethylester met acetylchloride te behandelen. Deze vez'-

H

Cl—CHj—9—COOC2H5 nbsp;nbsp;nbsp;V

OAc

binding werd met behulp van natriumaethylaat gekoppeld met acetyl-azij nester, waarbij in goede opbrengst «-acetyl-a'-acetoxy-glutaarzure-diaethylester ontstond (Kp.0,15 133°). De stofnbsp;vertoonde een zeer sterke enolreactie, zoodat hieruit theoretischnbsp;was te verwachten, dat deze verbinding met een zuurchloridenbsp;in reactie te brengen was.

CH3

I

VI

C=0

I nbsp;nbsp;nbsp;H

C2H5OOC—C—CH—C—COOC2H5

H nbsp;nbsp;nbsp;ÖAc

-ocr page 68-

56

Er zij eerst nog op gewezen, dat de reacties aanvankelijk werden uitgevoerd met het zuurchloride van cyclopenteen-l-car-bonzuur-1, daar deze stof eenvoudiger was te verkrijgen dannbsp;de overeenkomstige verzadigde verbinding. Éérst nadat een geschikte werkwijze was gevonden, gingen wij over tot het gebruiknbsp;van [cyclopentaan-carbonyl] -chloride.

Wij trachtten VI weer geheel analoog aan de proeven van Hoofdstuk III in reactie te brengen met [cyclopenteen-l-carbo-nyl-1]-chloride, doch slaagden er niet in de natriumverbindingnbsp;van VI te bereiden; een koppeling in tegengestelde richtingnbsp;gelukte evenmin, zoodat wij moesten aannemen, dat er storendenbsp;reacties optraden, die wij echter niet nader hebben onder--zocht.

Na deze ervaringen was het ons duidelijk, dat wij de oplossing moesten zoeken in een directe invoering der dubbele binding en wij vonden hiervoor een eenvoudige weg, die de ge-wenschte stof in zeer goede opbrengst deed ontstaan.

Uitgaande van het feit, dat glutaconzure-diaethylester (VII)

VII

C2H5OOC—CHj—CH=CH—COOCoH,

is te methyleeren in «-stelling door op deze verbinding bij aanwezigheid van natriumaethylaat methyl jodide te laten inwerken, hebben wij getracht een dergelijke koppeling uit te voeren met acetyl-chloride als reactiecomponent. Deze methode hadnbsp;echter geen resultaat, doch het was Simonsen^) gelukt langsnbsp;geheel andere weg «-acetyl-glutaconzure-ester te bereiden doornbsp;propiolzure^ethylester (VIII), in reactie te brengen met ace-tyl-azijnester, waartoe natriumaethylaat werd toegevoegd.

COOC2H3

-f-


COOC2H5

I

CH3—C=C—CH=CH—COOC,H, ONa


VIII

HC=C—COOCoH,


CH3—C=CH ONa


COOC,H-

CH3—C—C—CH=C00C2H5 Ö H

1) J. L. S i m o n s e n, Soc. 97, 1914 (1910).

IX

-ocr page 69-

57

De hierdoor ontstane natriumverbinding, welke sterk geel gekleurd was, werd met verdund zuur in de desbetreffende acetyl-verbinding omgezet, die bij verminderde druk practisch zonder ontleding was te destilleeren (Kp.12 158—168°). Deze eigenaardige koppeling, waarbij de acetyleenbinding in een aethyleen-binding overgaat, is op zeer veel acetyleen-derivaten toe tenbsp;passen; in plaats van acetyl-azijnester zijn ook verbindingennbsp;van het malonester-type in staat een analoge reactie te geven.

B. Bereiding van verbinding X.

Het lag nu voor de hand de beschreven reactie voor ons geval toe te passen, waarbij dan de acetyl-azij nester door de door onsnbsp;reeds eerder beschreven [cyclopenteen-l-carbonyl-l]-azij nesternbsp;(IX) werd vervangen.

COOC2H5

-C=C—CH=CH—COOC2H5 ÓNa


COOC2H5

-C=CH -t-HC=C—COOCoHj ÓNa


C_C—CH=CH—COOCjHs Ö H


Wij hebben met opzet niet de acidyl-malonester voor deze reactie gekozen, omdat er dan nog een tweede carbaethoxy-groep zou zijn, die verwijderd moest worden ter bereiding vannbsp;het gewenschte eindproduct; tevens zou de gesubstitueerdenbsp;malonester niet in staat zijn over te gaan in de enolvorm, daarnbsp;er aan het f-koolstofatoom geen beweeglijk waterstofatoomnbsp;meer aanwezig is (XI).

COOC2H5

XI

I

-C—C—CH=CH—COOC.Hj

ö I

COOCsHs

De voor deze reactie benoodigde propiolzure-aethylester werd

-ocr page 70-

58

door ons bereid volgens het voorschrift van Strauss en Voss^), waarbij acetyleen-natrium gemengd met een 10-voudige hoeveelheid gereinigd zand onder een druk van 50nbsp;atmosfeer met kooldioxyde werd omgezet in natriumpropiolaat.nbsp;Ondanks de lange duur van deze reactie (ca. 6 weken) was dezenbsp;methode verre te verkiezen boven andere bereidingswijzen, zoo-als het decarboxyleeren van acetyleen-dicarbonzuur, daar denbsp;opbrengst hierbij zeer gering was en de groote hoeveelhedennbsp;broom, die benoodigd waren voor de bereiding van dit dicarbon-zuur, deze methode zeer kostbaar maakten.

Voor de koppeling aan [cyclopenteen-l-carbonyl-l]-azijn-ester losten wij natrium (1 mol.) op in 60 cc absolute aethanol en voegden hieraan na afkoelen tot 0° 1 mol. van de azijnester,nbsp;opgelost in een gelijk volume absolute aethanol, toe, waarbijnbsp;door intensief schudden een afscheiding van grove stukkennbsp;natrium-enolaat kon worden vermeden. Daarna koelden wij hetnbsp;geel gekleurde reactiemengsel in een koudmakend mengsel totnbsp;ca. -10° af en brachten hierbij zeer langzaam 1 mol. aethyl-propiolaat, eveneens onder voortdurend schudden. Reeds na denbsp;toevoeging van de eerste druppel trad een verandering van kleurnbsp;op, welke steeds sterker werd, totdat aan het einde der reactie denbsp;kleur donkerrood was. Het fijnverdeelde natrium-enolaat wasnbsp;hierbij volkomen opgelost. Nadat het geheel 12 uur bij kamertemperatuur gestaan had, destilleerden wij de alcohol bij 25°nbsp;en onder verminderde druk tot op eenige cc af en hielden opnbsp;deze wijze een rood gekleurde olie over. Deze werd in ijswaternbsp;opgelost en zeer snel 3 maal met aether, waaraan ter beterenbsp;ontmenging eenige druppels benzol waren toegevoegd, uitgeschud. — We leggen er de nadruk op, dat deze bewerking, waardoor neutrale stoffen werden verwijderd, zeer snel moest geschieden, daar de oplossing sterk alkalisch reageerde en er anders dus een aanzienlijk gedeelte zou verzeepen en zeer zeker ooknbsp;verder zou ontleden. — Vervolgens zuurden wij met 1 aequiva-lent verdund zwavelzuur aan; er scheidde zich een lichtgeel gekleurde olie af, die na eenige minuten, na het verdampen van denbsp;nog aanwezige aether, kristallijn werd en zich in korrelvormnbsp;afzette.

2) F. S t r a u s s en W. V o s s, Ber. 59, 1681 (1926).

-ocr page 71-

59

Na eenige malen omkristalliseeren uit 80 %-ige aethanol bezat de verbinding een constant smeltpunt van 51—52° en uitnbsp;een analyse bleek, dat wij de gewenschte stof met de bruto-samenstelling C^gHaoOg in handen hadden (X).

De stof gaf een zeer sterke enolreactie met ferrichloride en loste door het groote gemak, waarmede de verbinding in denbsp;enolvorm kon overgaan, met een sterke oranje kleur in verdundenbsp;loog op. Het sterk bathochrome effect vindt zijn oorzaak in hetnbsp;feit, dat bij de enolisatie een systeem van 4 geconjugeerde dubbele bindingen ontstaat.

C. De verzeeping.

Zeer eigenaardige ervaringen hebben wij opgedaan bij de pogingen deze diaethylester te verzeepen. De keuze van de reagentia was uiteraard beperkt tot zuren, daar basische stoffennbsp;ongetwijfeld de acyl-groep zouden afsplitsen, waarbij zich cyclo-penteen-l-carbonzuur-1 naast glutaconzuur zou vormen. Wijnbsp;toonden dit inderdaad aan, zoodat het gedrag van deze stof volkomen in overeenstemming was met dat van acetyl-glutacon-zure-diaethylester, waaruit Simonsen met barietwaternbsp;eveneens glutaconzuur verkreeg*). Verzeeping met behulpnbsp;van zuren mislukte aanvankelijk; bij deze bewerking, waarbijnbsp;op het waterbad met zuren van verschillende sterkte werd verhit, ontstonden n.1. slechts harsachtige producten, waarnaastnbsp;een stof met een buitengewoon aromatische geur in zeer geringenbsp;mate moest voorkomen, doch welke daaruit niet te isoleeren was.nbsp;Werd daarentegen de ester met een mengsel van gelijke volumina 4 n zoutzuur en aceton bij 35—40° gedurende 36 uur geschud, dan scheidde zich na een gedeeltelijke verwijdering vannbsp;de aceton een in viltachtige naalden uitkristalliseerende stof af,nbsp;die zuur op lakmoes reageerde. Dit zuur smolt na omkristalliseeren uit 70 %-ige aceton bij 101° en een analyse ervan weesnbsp;op de bruto-samenstelling CisHigOg. Hieruit bleek reeds, datnbsp;niet beide estergroepen verzeept konden zijn, doch dat zich eennbsp;halfester had gevormd.

Zie noot 1 van dit hoofdstuk.

-ocr page 72-

60

De halfester splitste bij verhitting boven het smeltpunt kool-dioxyde af, welke ontleding het snelst verliep bij 115° en deze voor /?-ketozuren bekende eigenschap deed ons besluiten de volgende structuur voor deze stof aan te nemen (XII) .

COOH

xn

I

-C_C—CH=CH—COOC2H5 Ö H

Weer werd getracht door te verwarmen met zuren een volledige verzeeping te verkrijgen, doch ook deze half ester gaf hierbij slechts een teerachtig product. Wij zijn er echter op eennbsp;geheel andere wijze toch in geslaagd de eindstandige ester-groep te verzeepen en gingen hiertoe uit van de diaethylester,nbsp;die wij in de drievoudige hoeveelheid geconcentreerd zwavelzuur oplosten, waarbij wij de temperatuur van het reactie-mengsel beneden 20° hielden. Na 10 dagen werd het in een 5-voudige hoeveelheid ijswater uitgegoten, waarbij zich directnbsp;een bruin gekleurde vaste stof afscheidde, die na omkristalli-seeren uit een mengsel van aether en petroleumaether (er werdnbsp;met beenderkool ontkleurd) in kleurlooze naalden met een smeltpunt van 122° werd verkregen. De analyse gaf te zien, dat zichnbsp;in dit geval het dicarbonzuur had gevormd. Dit zuur splitste innbsp;nog sterkere mate dan de half ester, en wel reeds tijdens hetnbsp;smelten, kooldioxyde af.

Opvallend was het, dat deze dubbele verzeeping alleen gelukte bij de diaethylester, indien deze van tevoren was gedestilleerdnbsp;(Kp.0,05 150°), — deze was hierbij niet meer kristallijn te verkrijgen — terwijl de niet gedestilleerde ester bij dezelfde behandeling een niet te ontwarren mengsel van deels teerachtigenbsp;producten gaf. Wij kunnen hiervoor niet goed een verklaringnbsp;vinden, doch de analyses zijn wel zoodanig, dat wij niet kunnennbsp;twijfelen aan de juistheid van het hier beschrevene, temeer daarnbsp;ook het dicarbonzuur een sterke enolreactie gaf en wij door eennbsp;microtitratie in de koude een aequivalent gewicht 117 vondennbsp;(berekend 112). Wellicht hebben wij met een geval van cis-trans4somerie te maken, waarbij in één der beide gevallen eennbsp;sterische hindering optreedt, waardoor de verzeeping niet kannbsp;plaats vinden.

-ocr page 73-

61

Zoowel de gedecarboxyleerde stof als het dicarbonzuur reageerden onder zeer sterke warmte-ontwikkeling met azijnzuur-anhydride, waarbij zich echter ook bij de uiterste voorzorgen niet anders dan zeer visceuse, teerachtige producten vormden,nbsp;die niet nader konden worden onderzocht.

Nadat wij door het voorgaande genoeg ervaringen hadden verkregen bij de methodiek voor het bereiden van een verbinding, die in de zijketen een a,j8-dubbele binding bezit, zijn wijnbsp;overgegaan tot de bereiding van het overeenkomstige cyclopen-taan-derivaat, waarbij wij dus moesten uitgaan van [cyclopen-taan-carbonyl] -chloride.

De koppeling aan acetyl-azij nester hebben wij reeds eerder beschreven, waarbij ook reeds de bereiding van [cyclopentaan-carbonyl]-az ij nester door afsplitsing van de acetylgroep werdnbsp;besproken.

Deze azijnester werd op geheel analoge wijze, zooals wij dat op de [cyclopenteen-l-carbonyl-1]-azij nester hebben toegepast,nbsp;gekoppeld met propiolzure aethylester. Ook hier werd tijdensnbsp;het bij druppelen van aethyl-propiolaat bij de sterk gekoelde ennbsp;in alcohol gesuspendeerde natriumverbinding de kleur van hetnbsp;reactiemengsel steeds donkerder en deze was aan het einde dernbsp;reactie rood-oranje. De alcohol werd na 1 dag onder verminderde druk afgedestilleerd; het residu namen wy op in water,nbsp;waaruit na het verwijderen van neutrale stoffen bij aanzurennbsp;een gele olie afgescheiden werd, die in dit geval niet vast werd.nbsp;Door destillatie verkregen wij hieruit een visceuse vloeistofnbsp;(Kp.0,4 148°), die na afkoelen in een koolzuurbad kristalliseerde en bij 36° smolt.

De analyse stemde overeen met de samenstelling C15H22O5, zoodat wij hiermede dus verbinding XIII hadden bereid (Y-[cy-clopentaan-carbonyl] -glutaconzure-iester).

COOC2H5

XIII

-C—C—CH=CH—COOC0H5 Ö H

Deze verbinding loste ook weer met een sterk gele kleur in

-ocr page 74-

62

loog op en gaf met ferrichloride een groene tot paarse verkleuring.

Ofschoon de resultaten, welke wij verkregen hebben bij de lacton-sluiting van de overeenkomstige cyclopenteen-verbinding,nbsp;niet direct bemoedigend waren, hebben wij weer op verschillende manieren getracht in dit geval een ringsluiting te bewerkstelligen.

De Verzeeping.

Ook hier waren voor een verzeeping alleen zuren te gebruiken wegens de sterke neiging tot afsplitsing van de acyl-groep bijnbsp;inwerking van basisch reageerende stoffen.

Wij zijn er echter niet in geslaagd zulk een verzeeping uit te voeren, ook niet door met een mengsel van aceton en zoutzuur bij 40° te schudden, zooals dat in het hieraan analogenbsp;geval zoo succesvol bleek te zijn. Wij verkregen óf in het geheelnbsp;geen omzetting óf bij hooger verhitten een sterke bruinkleuringnbsp;en teervorming.

Wij zagen ons daarom genoodzaakt de gewenschte ringsluiting niet te verrichten met het S-keto-zuur als tusschenproduct, doch deze op de een of andere wijze als het ware te forceeren.

De vorming van 5-carbaethoxy-6-cyclopentyl-a-pyron.

Gedachtig aan de bereiding van 4,6-dimethyl-a-pyron door op acetyl-azijnester sterk zwavelzuur te laten inwerken, waarbijnbsp;een ringsluiting tot S-lacton optrad onder afsplitsing van alcohol, leek het ons mogelijk ook iets dergelijks op XIII toe tenbsp;passen.

Wij losten verbinding XIII onder sterke koeling in ca. de drievoudige hoeveelheid geconcentreerd zwavelzuur op en lieten het mengsel gedurende 10 dagen reageeren. Daarna goten wij het innbsp;een 5-voudige hoeveelheid ijswater uit en extraheerden de organische stof met behulp van aether. Ter verwijdering van zuurnbsp;werd de aetherische oplossing met een bicarbonaat-oplossingnbsp;uitgeschud.

Na afdampen van de gedroogde oplossing bleef er een bruin-

-ocr page 75-

63

gekleurde stroop achter, die bij 0° na eenige dagen voor het grootste gedeelte kristallijn werd.

Een klein gedeelte van de tusschen filtreerpapier afgeperste kristallen onderwierpen wij aan een z.g. moleculaire destillatie,nbsp;waardoor de stof in zuivere vorm werd verkregen met een smeltpunt van 46,5—47°. De stof reageerde neutraal op lakmoes, dochnbsp;na eenige tijd was een roode verkleuring waar te nemen, hetgeen op de aanwezigheid van een lacton wees. Voorts bracht toevoeging van verdunde loog een sterke geelkleuring teweeg; fer-richloride gaf niet de minste verkleuring. Deze eigenschappennbsp;stemmen overeen met die van a-pyronen en de analyse gaf inderdaad het bewijs hiervoor, daar hieruit de samenstellingnbsp;C13H16O4 bleek.

Wij konden daarom besluiten tot onderstaande formule XIV, waarbij zich dus aan de a-pyronring nog een carbaethoxy-groepnbsp;bevindt.

H

//

-c

v

lx

XIV

CH

/

De verzeeping van 5-carbaethoxy-6-cyclopentyl-a-pyron (XIV).

Nu deed zich de vraag voor op welke wijze deze estergroep was te verzeepen. Ook hier weer kwamen basische stoffen innbsp;het geheel niet in aanmerking en het leek zeer onwaarschijnlijk,nbsp;dat inwerking van zuur, waarmede vermoedelijk wel verhit zounbsp;moeten worden, geen ongewenschte nevenreacties zou veroorzaken. Daar de hoeveelheid stof, waarover wij beschikten, zeernbsp;gering was (600 mg) moesten wij hiermede bij het zoeken naarnbsp;een geschikte werkwijze zeer zuinig te werk gaan.

Bij verzeeping met verdunde zuren bestond de kans, dat een zeker percentage 6-lacton zou worden opengesplitst in 8-oxy-resp. 8-keto-zuur, doch deze kans werd, zoo vermoedden wij, gering door de zuurgraad hoog te kiezen, waardoor het evenwichtnbsp;lacton —gt;¦ zuur ten gunste van het lacton zou worden beïnvloed.

-ocr page 76-

64

Wij besloten daarom de verzeeping met 70 %-ig zwavelzuur uit te voeren; dat de keuze op zwavelzuur viel, vond zijn oorzaaknbsp;in het feit, dat a-pyronen in het algemeen goed tegen de inwerking van dit zuur bestand zijn. Inderdaad gelukte het op dezenbsp;wijze door met 15 cc 70 %-ig zwavelzuur gedurende 3 uur opnbsp;100° te verhitten een zich bij af koelen kristallijn afscheidendenbsp;stof te verkrijgen. Verdunnen met water deed nog een ongeveernbsp;gelijke hoeveelheid neerslaan. De opbrengst aan ruw productnbsp;was 270 mg.

Deze zuur reageerende verbinding smolt na omkristalliseeren uit 25 %-ige methanol bij 188—190°; het zuur gaf geen enol-reactie en met loog trad een gele verkleuring op.

Afgaande op de analyse, die de samenstelling C11H12O4 aangaf, mochten wij aannemen, dat wij hiermede inderdaad het gewenschte carbonzuur hadden verkregen (XV).

COOH I H

XV

\

CH

\ /

O—c,

'b

Een micro-titratie gaf een moleculairgewicht 211, wat goed overeenkwam met de berekende waarde 208.

Later zijn wij er langs een geheel andere weg in geslaagd verbinding XV te vervaardigen. Wij lieten hiertoe formyl-azijn-zuur in geconcentreerd zwavelzuur met [cyclopentaan-carbonyl]-azij nzure-aethylester reageeren.

COOH

COOC.H,

I.....H

-C=Cli HO^C=CH—C=0 ÓH ............oil

I H p—V

// W

CH


\ /

O—c,

'o

Uit het in ijswater uitgegoten reactiemengsel konden wij een neutrale fractie afscheiden, die na verloop van eenige tijd gedeeltelijk kristallijn werd. De vaste stof smolt na kristallisatienbsp;uit verdunde methanol bij 188—190° en bleek door een meng-smeltpunt met het zoojuist beschreven pyronderivaat identiek

-ocr page 77-

65

te zijn. Deze methode leende zich evenwel niet voor preparatieve doeleinden, daar de opbrengst zeer gering was (ca. 100 mgnbsp;uit 6 g [cyclopentaan-carbonyl]-iazijnester).

De decarboxylatie van S-carboxy-O-cyclopentyl-a-pyron.

Voor deze decarboxylatie stonden verschillende wegen, die bij andere carboxy-pyronen tot de gewenschte reactie voerden, open.nbsp;Zoo was het mogelijk het zuur slechts door verhitten boven hetnbsp;smeltpunt te decarboxyleeren. Een tweede methode was hetnbsp;zuur met 98 %-ig zwavelzuur te verhitten, waardoor de afsplitsing van kooldioxyde waarschijnlijk zou worden bevorderd,nbsp;daar dit b.v. bij 5-carboxy-4,6-dimethyl-a-pyron de decarboxy-latietemperatuur ongeveer 60° verlaagde. Vervolgens kondennbsp;wij analoog aan de reeds genoemde bereiding van a-pyron eennbsp;zout door thermische ontleding in de gewenschte verbindingnbsp;trachten om te zetten.

De beide eerstgenoemde methoden faalden in dit geval; het zuur destilleerde bij verwarming onder normale druk nagenoeg zonder ontleding en verwarmen met zwavelzuur had weliswaar een sterke gasontwikkeling ten gevolge (bij 130°), dochnbsp;het grootste deel van de stof werd geoxydeerd, hetgeen kenbaarnbsp;was aan een sterke verkoling en aan een ontwikkeling van zwa-veldioxyde. Uit het reactiemengsel kon slechts een zeer geringenbsp;hoeveelheid neutraal reageerende vloeistof verkregen worden.

Verhitten van het zilverzout in hoogvacuum had terugvor-ming van de uitgangsstof tot gevolg; daarentegen verkregen wij door het mercurozout van S-carboxy-O-cyclopentyl-a-pyronnbsp;(200 mg) op 180—200° te verhitten, totdat de gasontwikkelingnbsp;was opgehouden, en door daarna bij 11 mm in een microsubli-matie-apparaat op 60° te verwarmen op de koeler een aanslagnbsp;van vloeistofdruppels. De aldus verkregen vloeistof (35 mg)nbsp;was zelfs in groote verdunning buitengewoon welriekend, reageerde in alcohol neutraal en in water zuur op lakmoes, gaf geennbsp;ferrichloride-reactie en kleurde met verdunde loog intensief geel.nbsp;Ofschoon nauwelijks mocht worden verondersteld, dat deze stofnbsp;analyse-zuiver was, hebben wij hieraan toch een absorptiemetingnbsp;verricht, waarbij was te verwachten, dat hierbij — indien inderdaad 6-cyclopentyl-a-pyron was gevormd — het bij het carbon-

5

-ocr page 78-

66

zuur voorkomende maximum bij 250 mu moest ontbreken en dat zich op deze plaats juist een minimum moest bevinden. De innbsp;het volgende hoofdstuk beschreven absorptiecurve voldoet geheel aan deze verwachtingen en tevens mogen wij eruit con-cludeeren, dat de verbinding reeds tamelijk zuiver moest zijn.

Uit oriënteerende proefnemingen bleek, dat het pyron met behulp van de chromatografische adsorptie-smethode vannbsp;T s w e 11, waarbij aluminiumoxyde als adsorbens en hexaannbsp;als oplosmiddel fungeerde, te zuiveren was.

Wij moesten er echter van af zien de stof langs deze weg volledig te zuiveren en wij besluiten hiermede de synthetische proefnemingen, welke tot het gestelde doel — de vervaardigingnbsp;van 6-cyclopentyl-a-pyron (XVI) — hebben geleid.

XVI

In de toekomst zullen eenige van de in dit proefschrift beschreven synthesen vermoedelijk waardevolle uitgangspunten zijn bij het vervaardigen'van verbindingen, waarbij een licht-reactie of althans een omzetting in de zin zooals deze bij auxine-a-lacton voorkomt, zal kunnen optreden. Dat hierbij echter nognbsp;vele onverwachte moeilijkheden overwonnen moeten worden,nbsp;staat wel vast.

-ocr page 79-

HOOFDSTUK VI.

DE ABSORPTIESPECTRA VAN EENIGE DER IN HET VORIGE HOOFDSTUK BESCHREVEN VERBINDINGEN.

Bij de proeven van Schuringa werd behalve het gewone absorptiespectrum van lumi-auxon in alcohol ook nog de verandering, welke het spectrum ondergaat door aan de oplossingnbsp;loog toe te voegen, nagegaan. Ongetwijfeld zal de lactonring vannbsp;lumi-auxon onder deze omstandigheden opengesplitst wordennbsp;en de verbinding zal daarbij, indien wij de a-pyronstructuurnbsp;hiervoor aannemen, in onderstaande verbinding kunnen overgaan óf — wij denken daarbij aan de proeven van W i e 1 a n dnbsp;en StolU), waarbij a-pyronderivaten met methylalcoholische

-C=CH—CH = CH—COOK

OH OK

er zal

II

kaliloog overgaan in de kaliumzouten van enol-esters zich II gevormd hebben.

-C=CH—CH=CH—COOCoH.

OH OK

In dit verband hebben wij de absorptie van a-[cyclopenteen-l-carbonyl-l]-glutaconzure-diaethylester (III) nagegaan en eveneens van de overeenkomstige half ester en van «-[cyclopentaan-carbonylj-glutaconzure-diaethylester (IV).

1) H. W i e 1 a n d, G. H e s s e en R. H ü 11 e 1, A. 52U 205 (1936); A. Stoll, A. Hofmann en A. Helfenstein, Helv. 17,nbsp;641 (1934); vgl. K. Fries en W. K 1 o s t e r m a n n, A. 363,nbsp;278 (1908); E. Biilmann, A. 38S, 278 (1912).

-ocr page 80-

68


yOOCaHs

-CH=CH—COOC2H,, III

-C-

H

COOC2H5

I

C—CH=CH—COOC2H5 Ó H

IV

Wij moeten er echter rekening mee houden, dat deze verbindingen nog een carboxylgroep te veel bevatten en dat de meting niet verricht kon worden na toevoeging van een overmaat loog,nbsp;daar anders de acyl-groepen zouden worden af gesplitst. Voornbsp;de vergelijking met de curve, welke lumi-auxon bij toevoegingnbsp;van loog geeft — deze curve bezit 2 maxima bij resp. 250 ennbsp;330—335 mg :— is dit dus een ernstig bezwaar.

Een absorptiemeting aan verbinding III gaf te zien, dat er behalve de top bij 250 mg hoegenaamd geen overeenkomst metnbsp;bedoelde curve bestaat; de twee zeer flauwe onsymmetrischenbsp;toppen deden ons vermoeden, dat we met een keto-enol-mengselnbsp;te maken hadden. Inderdaad bleek bij een oplossing in hexaannbsp;(de stof was uit hexaan omgekristalliseerd); de curve er andersnbsp;uit te zien; de twee genoemde maxima waren hierbij sterk geprononceerd (275. en 315 mg ), terwijl toch nog de invloed vannbsp;de top bij 250 mg merkbaar was. Daar beide oplossingen eennbsp;ferrichloride-reactie gaven, was langs deze weg niet uit tenbsp;maken, welke maxima bij de enolvorm behooren. We meenennbsp;echter aan de hand van de lange golflengte, waarbij absorptienbsp;optreedt, te moeten besluiten, dat in de hexaanoplossing verbinding III in hoofdzaak in de enolvorm moet voorkomen.

Wel zeer merkwaardig geeft verbinding IV in absolute aetha-nol reeds een curve, die evenals de laatste twee maxima bezit en waarbij zelfs de top bij 254 mg geheel ontbreekt, terwijl denbsp;maxima ook nog wat naar langere golflengten zijn verschoven.nbsp;Het doet echter vreemd aan bij deze verbinding een grooterenbsp;neiging tot enolisatie te veronderstellen; alleen het feit, dat hetnbsp;preparaat gedestilleerd is geweest kan misschien als oorzaaknbsp;hiervoor worden aangenomen; maar dan nog is het merkwaardig, dat de maxima bij grootere golflengten liggen dan dit bijnbsp;de enolvorm van III, welke nog één dubbele binding meer bezit,nbsp;het geval is.

Tot nu toe is het niet mogelijk de genoemde absorptiespectra op bevredigende wijze te „analyseeren.” In dit verband wijzen

-ocr page 81-

69

Tabel V

De moleculaire absorptie van III en IV.

A

in mf^

verbinding 111 in abs. aethanol

verbinding III in hexaan

verbinding IV in ab?. aethanol

405

1,6

103

0,6

103

0,2

103

365

7,2

10=

7.0

103

19,3

103

334

8,0

103

23,4

103

20,2

103

313

12,0

103

26,5

103

17,4

103

302

11,2

103

22,2

103

22,2

103

297

10,7

103

20,5

103

23,9

103

289

11,5

103

22,6

103

24,4

103

280

11,9

103

25,4

103

23,1

103

275

11,7

103

26,0

103

19,4

103

270

10,3

103

25,8

103

15,7

103

265

11.6

103

25,2

103

13,5

103

254

21,9

103

26,5

103

7,2

103

248

19,8

103

24,0

103

7,7

103

Figuur 6

De bij Tabel V beboerende absorptiespectra.

-ocr page 82-

70

wij echter nog op het feit, dat bij de pogingen tot cycliseering van III en IV alleen de laatstgenoemde in een lacton overging.

Tot een geheel ander resultaat zijn wij gekomen bij de ab-sorptiemeting van onderstaande halfester.

COOH

-C—C—CH=CH—COOC,Hs nbsp;nbsp;nbsp;V

Ö H

De curve geeft n.1. een beeld te zien volkomen analoog aan dat van opengesplitst lumi-auxon, slechts is de moleculairenbsp;extinctie-coëfficient overal wat kleiner. Dezelfde storende factoren spelen echter ook hier weer een rol bij het trekken vannbsp;een conclusie; het zou echter mogelijk kunnen zijn, dat lumi-auxon bij toevoeging van kaliumhydroxyde in absolute aethanolnbsp;ook nog water afsplitst, waardoor onderstaande verbindingnbsp;gevormd zou worden.

VI

-9=CH—CH=CH—COOC2H5 OK

We hebben daarom getracht de carboxylgroep uit de model-stof te verwijderen door deze eenige tijd op 115—120° te verwarmen, totdat de gasontwikkeling -ïvas opgehouden.

VII

-C=CH—CH=CH—COOCoH, ÓH

De aldus verkregen olie werd in aether opgenomen en met een soda-oplossing gewasschen teneinde nog aanwezige halfester te verwijderen en vervolgens gedestilleerd. Na een vrijnbsp;groote voorloop, welke bij 11 mm tot een temperatuur van 120°nbsp;overdestilleerde, konden wij een constante fractie met het kookpunt 125° bij 11 mm opvangen, waarvan de analyse de samenstelling Ci2Hj6^o03,2 aangaf en dus niet fraai was. Nietteminnbsp;hebben wij ook van deze stof het absorptiespectrum bepaald ennbsp;ook hier weer traden de beide maxima (250 en 330 mp ) op, zij

-ocr page 83-

71

T a b e 1 VI.

De moleculaire absorptie van de verbindingen V en VII.

A

in m/x

verbinding V in aethanol

verbinding VII in aethanol

405

0,7

10=

_

_

365

1,6

10=

-

334

3,8

10=

1,4

10=

313

5,6

10=

1,4

10=

302

4.4

10=

0,5

ioquot;

297

42

10=

1,0

10=

289

4,5

10=

1,4

10=

280

5,7

10=

2,7

10=

275

7,2

10 =

4,0

10=

270

9,0

10=

5,6

10=

265

11,5

10=

8,0

10=

254

21,8

10=

13.8

10=

248

19,7

10=

13,3

10=

F i g u u r 7.

De absorptiespectra van de verbindingen V en VII.

-ocr page 84-

72

het ook, dat de moleculaire extinctie-coëfficient over de geheele linie wederom kleiner was. Wegens de geringe hoeveelheid materiaal konden deze proeven niet nader worden uitgewerkt.

De overeenkomst in de curven in fig. 7 is wel zeer opvallend; vöorloopig meenen wij echter, dat deze overeenkomst een zeernbsp;toevallige is.

We zullen ons nu bepalen tot de absorptie van 5-carbaethoxy-6-cyclopentyl-a-pyron, van het daaruit gevormde 5-carboxy-6-cyclopentyl-a-pyron en van 6-cyclopentyl-a-pyron.

Het absorptiespectrum van 5-^carbaethoxy-6-cyclopentyl-a-pyron.

(VIII).

Ofschoon deze verbinding nog een carbaethoxy-groep aan de a-pyronring draagt, was het toch reeds interessant bij deze ver-

COOC,H,

CH

VIII

. \h \ /

binding de absorptie van ultraviolet licht te meten, daar wij, zooals eerder behandeld werd, de invloed van de zich op dezenbsp;plaats bevindende groep reeds goed kennen. Wij zagen immers,nbsp;dat de lactonring met deze groep een systeem vertegenwoordigt,nbsp;dat een absorptiemaximum bij 250 mg bezit, en dat deze invloednbsp;los staat van de voor een a-pyron zoo typische absorptie bijnbsp;295 mg. Uit de resultaten der meting, die wij in de eerstvolgende figuur hebben weergegeven, ziet men, dat inderdaad weernbsp;het maximum bij 250 mg optreedt, terwijl het tweede maximumnbsp;zich bij een golflengte van 295 mg bevindt; dit laatste maximum is weer wat lager dan bij lumi-auxon, hetgeen wel hetnbsp;gevolg kan zijn van het verschil in de substituenten.

-ocr page 85-

73

Tabel VIL

De moleculaire absorptie van de verbindingen VIII en IX.

A

in

Verbinding VIII in aethanol

verbinding IX in aethanol

365

_

_

-

334

4,2

103

3,4

103 nbsp;nbsp;nbsp;•

313

7,6

103

9.4

103

302

9.5

103

12,0

103

297

10,1

103

12,4

103

289

8,7

103

11,6

103

280

7,2

103

9,2

. 103

275

6,3

103

8,0

. 103

270

6,4

103

7,0

. 103

265

7,4

103

67

. 103

254

15.5

103

15,7

. 103

248

14.8

. 103

15,7

. 103

Figuur 8.

De absorptiespectra van de verbindingen VIII, IX en X 1).

1

Ontleend aan de dissertatie van Schuring a, Utrecht (1941).

-ocr page 86-

74

Het absorptiespectrum van 5-carboxy-6-cyclopentyl-a-pyron.

Bekijken wij van deze verbinding (IX) het in dezelfde figuur opgenomen absorptiebeeld, dan blijkt, dat er slechts een onbetee-kenend verschil is op te merken met dat van de ervan afgeleide

IX

aethylester. Het was ons bij de twee absorptiecurven echter opgevallen, dat deze een groote gelijkenis te zien geven met denbsp;absorptiecurve van een eenige jaren geleden door schrijvernbsp;dezes vervaardigde stof, welke in de dissertatie van S c burin g a is opgenomen als modelstof bij de bestudeering vannbsp;de structuur van lumi-auxon, welke bestudeering toen reeds ternbsp;hand was genomen.

Wij bedoelen het product, dat verkregen werd door Qf,a:-dime-thyl-aceton-dicarbonzure-diaethylester in tegenwoordigheid van

COOH

I

C=CH—CH0--COOH


COOR

I

CH2

I

c==o

C(CH,),

COOR


H„SO»


C=0

I

CICHa),,


1

COOH


COOH

C=CH—CH2—COOH 1

C=0

I

CH

II

(CHsIs

COOH

l

C=CH-

I

-gt; COH

II

iT

(CH3) 2


-CH.gt;—COOH -gt;


COOH „

I nbsp;nbsp;nbsp;H

CH3 nbsp;nbsp;nbsp;C=C

lt; nbsp;nbsp;nbsp;/nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;\

C=:C nbsp;nbsp;nbsp;CH2

/ nbsp;nbsp;nbsp;\nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;/

CH3 nbsp;nbsp;nbsp;O-c

o

-ocr page 87-

75

geconcentreerd zwavelzuur met formyl-azijnzuur te laten rea-geeren.

Men nam aan, dat bij deze condensatiereactie volgens nevenstaand schema een 8-lacton was ontstaan, dat als model voor de voorloopige door Kögl, Koningsberger en Erxle-b e n opgestelde structuurformule kon dienen, doordat het eennbsp;;8,v-dubbele binding en tevens een daarmede geconjugeerde semi-cyclische dubbele binding zou bevatten.

Wij meenen echter, dat deze veronderstelling onjuist is en voeren hiertoe de volgende argumenten aan:

1. nbsp;nbsp;nbsp;formyl-azijnzuur geeft steeds een aldolcondensatie, waarna door waterafsplitsing een a,;8-dubbele binding ontstaat,nbsp;getuige b.v. de vorming van 5-carboxy-a-pyron uit 2 moleculen formyl-azijnzuur®) of de cumarine-vorming uitnbsp;phenol en formyl-azijnzuurquot;*).

2. nbsp;nbsp;nbsp;het absorptiespectrum van het gevormde lacton is preciesnbsp;gelijk aan dat van het door ons gesynthetiseerde 5-car-boxy-6-cyclopentyl-a-pyron, waarbij volgens de laatste bereidingswijze, ook formyl-azijnzuur als reactiecomponentnbsp;diende.

Indien wij op papier aldus formyl-azijnzuur met de andere component laten reageeren, blijkt, dat de twee dubbele bindingen beide één plaats naar de eindstandige carboxylgroep zijnnbsp;verschoven en dat deze zich dus na de lactoniseering beide in de

¦ HQ- H


COOH

èH

C—OH

C(CH;,),

COOH


COOCjH-,

CH,

I ¦

c=o

C(CH,)2

COOC.H,,


w

CH


HOOC—CH.'

CH, nbsp;nbsp;nbsp;IK

quot;CH—C /nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;\ .

CH, nbsp;nbsp;nbsp;OH


-co.


C--0


----/

HO;


COOH Inbsp;nbsp;nbsp;nbsp;H

,c-c,

CH;, nbsp;nbsp;nbsp;//nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;\

^ 'CH—C nbsp;nbsp;nbsp;CH

CH-,

0-

3) nbsp;nbsp;nbsp;H. V. Pech man n, A. 26i, 272 (1891).

4) nbsp;nbsp;nbsp;H. V. Pechman n, Ber. 17, 930 (1884).

-ocr page 88-

76

S-lactonring bevinden. De stof, welke dan ontstaat, blijkt 5-carboxy-6-isopropyl-«-pyron te zijn en daarmede is dan watnbsp;in punt 2 werd aangeveerd volledig in overeenstemming.

De zeer sterke neiging, die er bestaat om, waar mogelijk, een a-pyronring te vormen, moge ook nog blijken uit het volgendenbsp;voorbeeld ®).

COOCoH.

eC—CuHj H,C


C^Hs—C— O


\

COOCsHs CeHs


-C=CH—C—C0H5

ÓH li

C nbsp;nbsp;nbsp;—

/\

CoH.OOC COOC.2H5


CfiHs—q—CH=C—CeHs


CH


GoHsOOC


COOC2H5

Cf)H5


// nbsp;nbsp;nbsp;W

c c \nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;/


3-carbaethoxy-

4,6-di-phenyl-a-pyron


C—COOCoH.


.CeHs


0-


'b


Wij halen dit voorbeeld juist daarom aan, omdat dit pyron-derivaat in tegenstelling met de eerder beschreven stoffen zich vormt in een basisch milieu, zoodat de neiging tot vorming vannbsp;een dergelijke lactonstructuur aan algemeene geldigheid wintnbsp;en wij hierdoor wederom een steun vinden voor de overgang vannbsp;auxine-a-lacton tot een gesubstitueerd «-pyron.

Het absorptiespectrum van 6-cyclopentyl-a-pyron.

De metingen aan deze, zij het ook niet geheel zuivere, verbinding toonen wel ondubbelzinnig aan, dat de carboxylgroep aan atoom-5 is afgesplitst en dat hiermede het doel van de synthesenbsp;is bereikt. Onderstaande curve bezit volkomen in overeenstemming met de aan modelstoffen verkregen uitkomsten een maximum bij 295 mff en een minimum bij 250 van ; indien de stofnbsp;geheel zuiver is, zal deze curve ongetwijfeld steiler zijn en zalnbsp;dan beter overeenkomen met die van lumi-auxon.

6) E. P. K o h 1 e r, Am. Soc. .44, 380 (1931).

-ocr page 89-

77

Tabel VIIL

De moleculaire absorptie van 6-cyclopentyl-«-pyron.

A

in m/z

6-cyclopentyl-lt;aj-pyron in aethanol

365

0,4

10quot;

334

4,6

10quot;

313

10,0

10quot;

302

12,0

10quot;

297

12,3

10quot;

289

10,6

10quot;

280

7,8

10quot;

275

6 1

10quot;

270

4,5

10quot;

265

3,7

10quot;

254

1,7

10quot;

248

2,5

10quot;

Figuur 9.

Het absorptiespectrum van 6-cyclopentyl-a-pyron.

-ocr page 90-

HOOFDSTUK VIL PREPARATIEF GEDEELTE.

1. Gegevens betreffende hoofdstuk III.

Acetyl-cyclopentacm.

Een oplossing van 20 g acetyLcyclopenteen-l in 60 cc absolute aethanol werd met 100 mg platina-katalysator, welke volgensnbsp;Adams en Shriner^) was bereid, in een waterstof-atmosfeer van 0,1 atm. overdruk geschud. Na ca. 3 uur was 1 mol.nbsp;waterstof opgenomen, waarna de waterstofopneming prac-tisch stilstond. Destillatie van het reactieproduct gaf in nagenoeg quantitatieve opbrengst acetyl-cyclopentaan (Kp.^eo 154°).nbsp;Het m-dinitro-phenyl-hydrazon smolt bij 125—126°1 2). Hetnbsp;mengsmeltpunt met het m-dinitro-phenyl-hydrazon uit acetyl-cyclopentaan, dat was bereid uit tetra-methyleen-bromide ennbsp;acetyl-azij nester, vertoonde geen verlaging.

Half ester van a,a-dimethyl-appelzuur.

25 g o:,a-diraethyl-appelzure-diaethylester werd in 40 cc absolute aethanol opgelost en wij voegden daar een oplossing van 6,2 g kaliumhydroxyde in 75 cc absolute aethanol aan toe. Ditnbsp;mengsel lieten wij bij kamertemperatuur staan, totdat het neutraal op phenolphtaléïne reageerde. Een geringe hoeveelheidnbsp;neergeslagen di-kaliumzout werd afgefiltreerd, waarna de alcohol onder verminderde druk werd afgedestilleerd. Het residunbsp;kookten wij 4 maal uit met absolute aether, waarbij onverzeeptenbsp;ester werd verwijderd; door dit residu daarna in ca. 30 cc waternbsp;op te lossen en dit met 4 n zwavelzuur aan te zuren werd denbsp;half ester vrij gemaakt en deze werd er met aether uit

1

1) R. A d a m s en R. L. S h r i n e r, Org. Synth. VIII, 92 (1928).

2

De in dit proefschrift opgegeven smeltpunten zijn niet gecorrigeerd.

-ocr page 91-

79

geëxtraheerd. De zoo verkregen vaste stof hebben wij ter zuivering in benzol opgelost en daaruit met petroleum-aether neergeslagen; het smeltpunt bedroeg 54—56°. Opbrengst 14 g.

Analyse 1):

4,465 mg stof . Berekend voornbsp;Gevonden .......

(190)

8,22 mg COg; 2,87 mg HgO. C 50,53; H 7,37.

C 50,21; H 7,19.

Formyl-iso-hoterzure-aethylester (IV).

5 g van de zoo juist beschreven half ester werd op het waterbad in een rondbodem van 30 cc inhoud gesmolten en daarna voegden wij in kleine hoeveelheden in totaal 11,2 g lood-tetra-acetaat toe, waarbij een levendige gasontwikkeling optrad.nbsp;Nadat alles was toegevoegd, namen wij het reactiemengsel innbsp;aether op en filtreerden het onoplosbare gedeelte af; het werdnbsp;eenige keeren met aether uitgewasschen. Ter verwijdering vannbsp;het bij de reactie ontstane azijnzuur werd de aetherische oplossing met natriumbicarbonaat-oplossing uitgeschud tot dezenbsp;neutraal op lakmoes reageerde. Het residu destilleerde na drogennbsp;op natriumsulfaat en na verwijdering van de aether bij 165°.nbsp;Het eruit bereide semicarbazon smolt bij 161—162°; het meng-smeltpunt met het volgens Blaise en Marcilly^) bereidenbsp;semicarbazon gaf geen verlaging. De opbrengst aan aldehyd bedroeg 3,5—4 g.

Cyclopenteen-l-carbonzuur-1.

Wij onderwierpen cyclopentanol-l-carbonzuur-1 in hoeveelheden van ca. 30 g aan een destillatie met de vrije vlam, daarbij gebruik makende van een sabelkolf. Hierbij bleek de opbrengstnbsp;aan cyclopenteen-l-carbonzuur-1 maximaal te zijn, indien ernbsp;zorg voor werd gedragen, dat de temperatuur zoo lang mogelijknbsp;op 110—120° werd gehouden, waarbij het afgesplitste waternbsp;overdestilleerde.

1

De micro-analysen werden door den heer P. J. Hubers uitgevoerd.

2) E. E. Blaise en L. Mar cilly, BI. [3] 31, 163,(1904).

-ocr page 92-

80

Het daarna tusschen 180—240° overdestilleerende zuur werd nogmaals op dezelfde wijze gedestilleerd. Het smeltpuntnbsp;van het ruwe product bedroeg 112—114°; na 1 maal kristal-liseeren uit warm water was het smeltpunt 122—123°, hetgeennbsp;het smeltpunt van het zuivere zuur is. De opbrengst bedroegnbsp;ca. 55 berekend op cyclopentanon, dat de uitgangsstof vormde bij de bereiding van het oxy-zuur^).

[Cyclopenteen-l-carbonyl-l']-chlo7'ide.

Bij 20 g cyclopenteen-l-carbonzuur-1 brachten wij onder volledige afsluiting van vocht druppelsgewijs 80 g thionylchloride. Nadat de heftige gasontwikkeling was beëindigd, voegden wijnbsp;nog 40 g thionylchloride toe, waarna het reactiemengsel gedurende 1 uur op een waterbad werd verhit. Vervolgens werd denbsp;overmaat thionylchloride afgedestilleerd en werd het residunbsp;onder verminderde druk gefractioneerd gedestilleerd. Het zuur-chloride kookte onder een druk van 18 mm bij 83° ; de opbrengstnbsp;variëerde tusschen 90 en 95 % (21 tot 22,3 g).

[Cydopenteen-1 -carbonyl-1 ] -azijnzure-aethylester.

Uit 0,5 mol. natrium in 300 cc absolute aether en 0,55 mol. acetyl-azijnester werd de natriumverbinding gemaakt en dannbsp;langzaam 0,5 mol. zuurchloride van cyclopenteen-l-carbonzuur-1nbsp;in 60 cc absolute aether toegevoegd, waarbij zich een neerslagnbsp;van natriumchloride vormde. Na 24 uur werd het geheel nognbsp;1 uur op een waterbad verwarmd, waarna het natriumchloridenbsp;door toevoeging van water werd opgelost en de aetherische laagnbsp;eenige keeren met verdunde natriumbicarbonaat-oplossing werdnbsp;gewasschen. De hieruit na af dampen van de aether verkregennbsp;olie werd met een oplossing van 230 cc water, 15 cc 25 fo-igenbsp;ammonia en 15 g ammoniumchloride bij een temperatuur vannbsp;35—40° gedurende % uur geschud, vervolgens in aether opgenomen, met 4 n zoutzuur gewasschen en op natriumsulfaatnbsp;gedroogd. De aldus verkregen acidyl-azijnester kookte onder eennbsp;druk van 0,02 mm bij 96°, waarbij steeds tegen het einde van

3) H. M e e r w e i n en W. U n k e 1, A. 376, 156 (1910).

-ocr page 93-

81

de destillatie een vaste stof in de koeler verscheen, afkomstig van niet verwijderd zuuramide. Indien het residu bij deze destillatie groot was, kon het schudden met de ammoniakale oplossing nog eens worden herhaald. De opbrengst was ca. 40nbsp;V. d. th. De verbinding gaf met ferrichloride een donkerpaarsenbsp;kleur.

Cyclopentaan-carbonzuur.

50 g cyclopenteen-l-carbonzuur-1 werd opgelost in 100 a 120 cc absolute aethanol. Na toevoeging van 150 mg platina-oxyd-katalysator werd het reactiemengsel met waterstof ondernbsp;1,1 atm. druk bij kamertemperatuur geschud. Na 2 uur was denbsp;theoretische hoeveelheid waterstof opgenomen. Na afdestillee-ren van de alcohol onder verminderde druk werd het residu ge-fractioneerd gedestilleerd. Het kookpunt bedroeg 104° bijnbsp;11 mm, hetgeen in overeenstemming was met het kookpunt vannbsp;op andere, minder rendabele manieren bereid zuur. De opbrengstnbsp;was in dit geval practisch quantitatief.

Cyclopentaan-carbonyl-chloride.

De bereidingswijze is geheel gelijk aan die van de overeenkomstige onverzadigde verbinding. Het zuur werd weer met de 8-voudige gewichtshoeveelheid thionylchloride gedurende 1 uurnbsp;gekookt, waarna de overmaat thionylchloride werd afgedestilleerd. Het zuurchloride destilleerde onder een druk van 11 mmnbsp;bij 56—57°. De opbrengst bedroeg 85—90 % van de theorie.

{Cyclopentaan-carbonyiyazijnzure-aethylester.

0,5 mol. natrium werd op de gebruikelijke wijze onder toluol gesmolten en door schudden in zeer fijn verdeelde toestand gebracht, waarna de toluol door 300 cc absolute aether werd vervangen. Hieraan werd in 5 gedeelten 0,55 mol. acetyl-azijnesternbsp;toegevoegd, waarbij de aether heftig begon te koken en zichnbsp;een volumineus neerslag van natrium-enolaat vormde. Na 10 uurnbsp;was alle natrium omgezet en werd langzaam 0,5 mol. [cyclopen-taan-carbonyl]-chloride, welke met een gelijk volume absolute

6

-ocr page 94-

82

aether was verdund, onder voortdurend omschudden bij gedruppeld. Het natrium-enolaat verdween hierbij, waarvoor een fijn verdeeld neerslag van natriumchloride in de plaats kwam. Denbsp;volgende dag werd het geheel nog 1 uur op het waterbad gekookt, waarna door toevoegen van water het natriumchloridenbsp;werd opgelost. De aetherische laag waschten wij met een bicar-bonaat-oplossing ter verwijdering van eventueel niet omgezetnbsp;zuurchloride. De op deze wijze verkregen olie schudden wij gedurende 3 kwartier bij een temperatuur van 35—40° met eennbsp;oplossing van 230 cc water, 15 cc 25 %-ige ammonia en 15 gnbsp;ammoniumchloride. Dit reactiemengsel werd met aether uitgeschud en met 4 n zoutzuur eenige keeren gewasschen.

Na drogen op natriumsulfaat en afdestilleeren van de aether bleef een vloeistof achter, die in vacuo werd gedestilleerd. Hetnbsp;kookpunt was 88° bij 0,003 mm druk.

De opbrengst bedroeg maximaal 55 % van de theorie, vaak echter niet meer dan 35 %. Bij de destillatie verscheen meestalnbsp;een vaste stof in de koeler, doordat het amide van cyclopentaan-carbonzuur niet geheel was te verwijderen. Daarom kon vannbsp;deze stof geen goede analyse worden verkregen.

De verbinding gaf met ferrichloride een donkerpaarse verkleuring.

~r-[cyclo'pentaan-caTbonyl']-boterzuur (VI).

Wij brachten een oplossing van 18,4 g [cyclopentaan-carbo-nyl]-azijnester in 20 cc absolute aethanol druppelsgewijs en onder voortdurend schudden in een oplossing van 2,3 g natriumnbsp;in 40 cc absolute aethanol. Er vormde zich een fijn verdeeld,nbsp;geel gekleurd neerslag. Na 1 kwartier voegden wij hieraan 20 gnbsp;;8-broom-propionzure-aethylester toe en kookten het mengsel,nbsp;totdat het neutraal op thymolphtaleïne reageerde. Nadat denbsp;alcohol onder verminderde druk was verwijderd, losten wij hetnbsp;natriumbromide in water op en extraheerden 2 keer met aether.nbsp;De hieruit verkregen vloeistof werd met 500 cc 2 %-ige natronloog bij kamertemperatuur geschud, totdat alle olie in oplossingnbsp;was gegaan; de neutrale verontreinigingen werden nu door uitschudden met aether, waaraan ter betere ontmenging eenigenbsp;druppels benzol waren toegevoegd, verwijderd. Bij aanzuren

-ocr page 95-

83

met verdund zwavelzuur sloeg de bruine kleur in lichtgeel om en uit deze oplossing kon door 10 maal uitschudden met aethernbsp;ca. 5 g zeer onaangenaam riekende, visceuse vloeistof wordennbsp;gewonnen, welke bij verwarmen op 60° bij 11 mm snel decar-boxyleerde.

Destillatie van het residu leverde 0,36 g spoedig kristallijn wordende stof op met een smeltpunt van 27° (Kp-o^oe 132°).

Analyse:

4,689 mg stof (boven PgO

h. V. gedr.) ...............

Berekend voor Gevonden .....


in


11,15 mg COgl 3,62 mg H2O. C 65,22; H 8,69.

C 64,85; H 8,64.


(184)


Micro-titratie: 11,5 mg stof verbruikten 0,675 cc loog van 0,094 n. aeq. gew. bei*ekend: 184.nbsp;aeq. gew. gevonden: 181.


Het op de gebruikelijke wijze bereide semicarbazon smolt na omkristalliseeren uit warm water bij 181—183°. Mengsmeltpuntnbsp;met het volgens Wallach bereide semicarbazon: 181°.

Verbeterde methode;

Wij bereidden uit 23 g a-acetyl-glutaarzure-diaethylester en 2,3 g fijn verdeeld natrium in 120 cc aether de natriumverbin-ding. Na twee dagen werd hieraan 13,3 g zuurchloride toegevoegd, waarna na 12 uur het mengsel gedurende 1 uur op hetnbsp;waterbad werd verhit. De aetherische oplossing werd achtereenvolgens met water en met natriumbicarbonaat-oplossing ge-wasschen. De hieruit verkregen olie schudden wij gedurendenbsp;1 uur met een oplossing van 45 cc water, 3 cc 25 %-ige ammonianbsp;en 3 g ammoniumchloride. Daarna werd de aldus verkregen olienbsp;met 500 cc 2 %-ige natronloog in de koude geschud, totdat allenbsp;olie verdwenen was; de opwerking geschiedde vervolgens geheelnbsp;gelijk aan de bij de eerste methode beschreven werkwijze.

De opbrengst bedroeg hierbij ruim 6 g, hetgeen overeenkomt met een opbrengst van ca. 35 7® berekend op het zuurchloride.

\Cycl(ypentaan-carbonyr\-malonzure-diaethylester.

Uit de natriumverbinding van 16,6 g malonester in 90 cc absolute aether en 13,7 g [cyclopentaan-carbonylj-chloride ver-

-ocr page 96-

84

kregen wij na eenige uren koken en daarna uitwasschen met water en bicarbonaat-oplossing een vloeistof, die bij destillatienbsp;2 fracties opleverde; de eerste fractie kookte onder een druknbsp;van 0,2 mm bij 107—112°, de tweede bij 146—148°. De eerstenbsp;fractie was de gewenschte stof (13 g), de tweede was vermoedelijk het di-substitutieproduct (3 g).

Analyse van de laag kokende fractie:

11,93 mg COg: 3,65 mg HgO. C 60,94; H 7,81.

C 60,79; H 7,63.

5,352 mg stof...........................

Berekend voor C^gHgoOg (256) Gevonden ..............................


Deze verbinding gaf een zeer sterke paarskleuring met FeClg en gaf met natriumaethylaat in alcohol een neerslag van denbsp;natriumverbinding. Wij konden het echter niet in reactie brengen met /3-broom-propionzure-ester.

^-[cyclopenteen-l-carbonyl-iyboterzuur (IX).

Wij kozen voor de bereiding van deze stof dezelfde (verbeterde) methode als voor de overeenkomstige cyclopentaan-ver-binding en verkregen uit 50 g cyclopenteen-l-carbonzuur-1 bij destillatie van het eindproduct eerst een hoeveelheid van 20 gnbsp;uitgangsstof terug, welke tot een temperatuur van 100° van hetnbsp;oliebad bij 0,02 mm uit het mengsel sublimeerde en op dezenbsp;wijze verwijderd kon worden. Daarna steeg de thermometer totnbsp;135° bij 0,005 mm en er destilleerde tusschen 135° en 140° bijnbsp;deze druk 11,3 g 8-ketozuur over.

De opbrengst kwam overeen met 35 % van de theorie, berekend op cyclopenteen-l-carbonzuur-1.

Het smeltpunt was 61—63°, doch vermoedelijk door lactoni-satie vonden wij het smeltpunt spoedig lager. Van het ketozuur konden wij daarom geen goede analyse verkrijgen. Wel was ernbsp;een semicarbazon van te bereiden, dat na eenige keeren kristal-liseeren uit aethanol-methanol (1:1) een smeltpunt bezat vannbsp;212°.

Analyse van het semicarbazon:

4,159 mg stof (boven P2O5 bij 8,42 mg CO2: 2,64 mg HgO. 11 mm gedr.) .....................:

-ocr page 97-

85

2,709 mg stof (boven P2O5 bij

11 mm gedr.) .....................; 0,416 cc Ng, 22°, 759 mm.

Berekend voor Cj^Hj^^OgNg

(239) .................................: C 55,23; H 7,11; N 17,57.

Gevonden ..............................: C 55,21; H 7,10; N 17,74.

Analyse van het ketozuur;

4,122 mg stof Berekendnbsp;Gevonden

9,86 mg CO2; 2,78 mg HgO. C 65,93; H 7,69.

C 65,24; H 7,55.


Berekend voor 0^0^1403 (182)

Het ketozuur is door verwarmen met 9 n zwavelzuur op 100° weer uit het semicarbazon vrij te maken. Het bezit na omkristal-liseeren uit benzol-hexaan (1:1) weer het smeltpunt 61—63°,nbsp;doch geeft ook dan weer geen fraaie analyse-uitkomst.

3,A-dihydro-6- [cyclopenteen-1 -yV] -a-pyron (X).

11,3 g van het zoo juist beschreven S-ketozuur werd met 35 g versch gedestilleerd azijnzuur-anhydride gedurende 1 uur gekookt (oliebad 150°). Daarna werd het gevormde azijnzuur ennbsp;de overmaat azijnzuur-anhydride bij 11 mm druk afgedestilleerd. Het residu destilleerde in vacuo constant (Kp.0,003 76°).nbsp;De gevormde verbinding kristalliseerde na eenige tijd en smoltnbsp;bij 28—29°; op lakmoes reageerde deze neutraal, doch na verloopnbsp;van tijd ging de reactie in zuur over tengevolge van hydrolysenbsp;van het lacton. Met een oplossing van gelijke deelen zoutzuur-semicarbazide en natriumacetaat ontstond eerst na 4 dagen eennbsp;wit neerslag, dat na kristalliseeren uit aethanol-methanol (1:1)nbsp;bij 212° smolt en identiek was met het reeds beschreven semicarbazon van het S-ketozuur.

Analyse:

4,805 mg stof (boven H2SO4 bij

11 mm gedr.) .....................

Berekend voor C40H42O2 (f®^) Gevonden ..............................

12,81 mg COg; 3,12 mg HgO. C 73,17; H 7,32.

quot;C 72,72; H 7,26.


-ocr page 98-

86

2. Gegevens betreffende hoofdstuk V. a-acetoxy-p-chloor-prcypionzure-aethylester. (V).

Bij 18 g /3-chloor-melkzure-aethylester werd 20 g acetylchlo-ride gebracht en nadat de heftige reactie was beëindigd werd nog 1 kwartier op het waterbad verwarmd. Vervolgens destilleerden wij de overmaat acetylchloride af en destilleerden hetnbsp;residu onder verminderde druk. Het kookpunt van de gevormdenbsp;verbinding was 112—113° bij 12 mm. De opbrengst bedroegnbsp;19,4 gram.

Analyse:

5,995 mg stof ........................: 4,37 mg AgCl.

Berekend voor nbsp;nbsp;nbsp;Cl(194,5): Cl 18,35.

Gevonden ..............................: Cl 18,03.

a-acetoxy-a'-acetyl-glutaarzure-diaethylester (VI).

Wij losten 2,75 g natrium in 40 cc absolute aethanol op en brachten hierin na V2 uur 23 g versch gedestilleerde acetyl-azijnester. Na 1 kwartier werd vervolgens 19,4 g a-acetoxy-;8-chloor-propionzure-aethylester in één keer toegevoegd, waarbijnbsp;zich bij de gewone temperatuur direct een dik neerslag vannbsp;natriumchloride vormde. Het reactiemengsel reageerde na eennbsp;half uur verwarmen op een waterbad neutraal. De alcohol verwijderden wij onder verminderde druk; het residu werd innbsp;aether opgenomen, met water gewasschen en op natriumsulfaatnbsp;gedroogd.

De hieruit na afdestilleeren van de aether verkregen vloeistof destilleerden wij onder verminderde druk. De opbrengst bedroeg 15,5 g; Kp.0,15 133°.

Analyse:

5,482 mg stof ........................: 10,88 mg CO2; 3,34 mg HgO.

Berekend voor C^gHgoOy (288): C 54,17; H 6,94.

Gevonden ..............................: C 54,13; H 6,82.

-ocr page 99-

87

In tegenstelling met a-acetyl-glutaarzure-diaethylester konden wij geen vaste natriumverbinding van deze stof — die innbsp;aether wel met metallisch natrium reageerde, doch daarbij geennbsp;neerslag van natriumenolaat vormde — verkrijgen. Bij inwerking van [cyclopenteen-l-carbonyl-1]-chloride ontstond ondernbsp;warmte-ontwikkeling een neerslag van natriumchloride, doch wijnbsp;konden uit het reactieproduct de gewenschte stof niet isoleeren.nbsp;Wij moesten er daarom van af zien een «„S-dubbele binding in tenbsp;voeren via het a-oxy-zuur.

«-\_cyclopenteen~l-carbonyl-1 ]-glutaconzure-diaethylester (X).

Bij een oplossing van uit 1,76 g natrium gevormd natrium-aethylaat in 60 cc absolute aethanol brachten wij bij ca. 5° 13,7 g [cyclopenteen-l-carbonyl-l]-azijnester opgelost in 15 ccnbsp;absolute aethanol. Hierbij kleurde het reactiemengsel zich geelnbsp;en er vormde zich een vaste stof, welke zich door voortdurendnbsp;krachtig schudden in fijn verdeelde toestand afscheidde. Nanbsp;een half uur koelden wij dit af tot ca. -10° en voegden ernbsp;druppelsgewijs en onder voortdurend omschudden 7,4 g aethyl-propiolaat aan toe. De kleur van de kolfinhoud werd steedsnbsp;donkerder en was, toen alle ester was toegevoegd, donkerrood.nbsp;Wij lieten het geheel gedurende 12 uur bij kamertemperatuurnbsp;staan en destilleerden daarna onder verminderde druk bij 25°nbsp;de alcohol tot op 3 a 4 cc af. Er bleef een donkerrood gekleurdenbsp;olie achter, welke wij in 500 cc ijswater oplosten; deze oplossingnbsp;werd snel 3 maal met aether uitgeschud, waarbij toevoegingnbsp;van eenige druppels benzol de ontmenging zeer versnelde, ennbsp;vervolgens met 4 n zwavelzuur aangezuurd tot zuur op lakmoes.nbsp;De kleur was in lichtgeel omgeslagen en er scheidde zich eennbsp;gele olie af, welke na het afblazen van de nog in de oplossingnbsp;aanwezige aether spoedig vast werd en zich in korrelvorm afzette. Deze stof werd op een zuigfilter afgefiltreerd en eenigenbsp;keeren met water uitgewasschen.

Opbrengst 7—10 g vaste stof; uit het filtraat kon door dit met aether uit te schudden, nog 2-3 g in zeer onzuivere toestandnbsp;worden gewonnen.

Wij kristalliseerden de verbinding uit 80 %-ige methanol tot het smeltpunt constant was (51—52°).

-ocr page 100-

88

Analyse:

9,97 mg COg; 2,67 mg H2O. C 64,29; H 7,14.

C 64,36; H 7,07.

4,225 mg stof (boven P2O5 in h. v.

gedr.) ..............................

Berekend voor C^gHgoOg (280) Gevonden ..............................

Deze analyse stemde overeen met de berekende ^vaarden voor a- [cyclopenteen-l-carbonyl-1 ] -g-lutaconzure-diaethylester. De ester gaf met ferrichloride in alcohol een zeer sterke groene totnbsp;paarse verkleuring, loste in verdunde loog met een oranje kleurnbsp;op en was in aethanol en methanol goed oplosbaar, daarentegennbsp;in benzol en petroleumaether, alsmede in water slecht oplosbaar.nbsp;Na eenige weken was het smeltpunt sterk gedaald en was denbsp;stof kleverig geworden.

a-[cijclopenteen-l-carhonyl-l'\-glutaeonzure-halfester (XII).

1 g diaethylester werd met een mengsel van 10 cc 4 n zoutzuur en 10 cc aceton gedurende 36 uur bij een temperatuur vannbsp;35—40° geschud, waarbij alles in oplossing ging. Vervolgensnbsp;werd onder verminderde druk ongeveer % gedeelte van de aceton verwijderd, gedurende welke bewerking zich een zeer volumineus, in naalden kristalliseerend neerslag vormde, dat —nbsp;na eenige uren op 0° te zijn gekoeld — werd afgefiltreerd.nbsp;Het ruwe product smolt bij 92—96°, welk smeltpunt na 2 maalnbsp;omkristalliseeren uit 70 %-ige aceton bij 100—101° constantnbsp;bleek te zijn.

De verbinding gaf weer een sterke ferrichloride-reactie en reageerde zuur op lakmoes; in loog ging de halfester in oplossingnbsp;onder geelkleuring. Opbrengst; 0,6 g.

Analyse:

4,011 mg stof (boven P20g in h. v.

gedr.) ..............................: 7,11 mg CO2; 2,31 mg HgO.

Berekend voor een halfester

CigHieOg (252): ...............; C 61,90; H 6,35.

Gevonden ..............................: C 61,94; H 6,44.

Berekend voor dicarbonzuur

C11H12O5 (224):..................; C 58,93; H 5,36.

-ocr page 101-

89

89

9,33 mg COg; 2,07 mg HgO.

C11H12O5 (224): C 58,93; H 5’,36.

Uit de analyse blijkt dus, dat slechts één der carboxylgroepen is verzeept. Daar deze gevormde halfester bij verwarmen opnbsp;115° snel decarboxyleerde, moesten wij aannemen, dat de eind-standige carboxylgroep nog was veresterd.

a-[_cyclopenteen-l-carbonyl-l'\-glutaconzuur.

3 g diaethylester, welke van te voren gedestilleerd was (Kp.0,05 150°), losten wij in ca, 10 cc geconcentreerd zwavelzuur op,nbsp;daarbij de temperatuur door koelen met water beneden 20° houdende. De oplossing kleurde zich donkerbruin. Na 10 dagennbsp;goten wij deze in 50 cc ijswater uit waarbij zich direct eennbsp;vaste stof afscheidde, die wij affiltreerden en met water uit-waschten. De opbrengst aan ruw product bedroeg ruim 1 gram.nbsp;De verbinding loste goed op in loog, alcoholen, aether en ijsazijn,nbsp;doch was onoplosbaar in water, petroleumaether en benzol.

De stof werd opgelost in aether en met norit zooveel mogelijk ontkleurd; wij sloegen de stof daarna met petroleumaether neer.nbsp;Plet smeltpunt was na 2 maal omkristalliseeren constant (122°).nbsp;De stof gaf geen enolreactie en kleurde zich bij oplossen in loognbsp;niet geel.

Analyse: 4,307 mg stof (bij 11 mm gedr.)

Berekend voor Gevonden ..............................: C 59,08; H 5,38.

Micro-titratie:

8,483 mg stof verbruikten Berekend voornbsp;nbsp;nbsp;nbsp;••

Gevonden .......................


0,774 cc loog van 0,094 n. aequivalent gewicht 112.

„ „ 116,6.

Bij het smeltpunt stond het dicarbonzuur onder sterke opbrui-sing kooldioxyde af.

Met azijnzuur-anhydride reageerde de verbinding onder sterke warmte-ontwikkeling, waarbij zich een zeer visceus, teerachtignbsp;product vormde, ook indien gedurende de reactie sterk gekoeldnbsp;werd.

-ocr page 102-

90

a-lcyclopentaan-carbonyl']~glutaconzure-diaethylester (XIII).

1,19 g natrium losten wij in 40 cc absolute aethanol op en brachten hierbij druppelsgewijs en onder koeling in ijs 9 gramnbsp;[cyclopentaan-carbonyl]-azijnester. Het onder geelkleuring zichnbsp;afscheidende natriumenolaat werd door voortdurend schuddennbsp;in fijn verdeelde toestand gebracht. Na een half uur voegdennbsp;wij wederom druppelsgewijs aan het nu in een koudmakendnbsp;mengsel gekoelde reactiemengsel een oplossing van 5,06 gnbsp;aethyl-propiolaat in 10 cc absolute aethanol toe. Na 1 dag bijnbsp;kamertemperatuur gestaan te hebben werd de alcohol bij 25°nbsp;onder verminderde druk afgedestilleerd, waarbij een gedeeltelijknbsp;vast, oranje-rood gekleurd residu overbleef. Dit losten wij innbsp;400 a 500 cc ijswater op en verwijderden hieruit door uitschudden met aether, waaraan eenige druppels benzol waren toegevoegd, neutrale verontreinigingen.

Bij het aanzuren met verdund zwavelzuur, dat nu volgde, sloeg de oranje kleur om in lichtgeel; de afgescheiden olie werdnbsp;door 3 maal uitschudden met aether eruit gewonnen. Na drogennbsp;op natriumsulfaat, gevolgd door afdampen van de aether, onderwierpen wij deze olie aan een destillatie in hoog vacuum. Ongeveer de helft ging over tusschen 80 en 140° bij 0,4 mm, waarnanbsp;een constant kokende, kleurlooze, visceuse vloeistof overdestilleerde (Kp.0j4 148°). De opbrengst was 3,2 gram.

Nadat de vloeistof eenige keeren op -80° was afgekoeld, trad kristallisatie op, die met een merkbare warmte-ontwikke-ling gepaard ging. Het smeltpunt van de aldus verkregen stofnbsp;bedroeg 36°. De stof loste met een gele kleur in loog op, gaf eennbsp;sterke paarse tot groene verkleuring met ferrichloride en ontkleurde een broom-ijsazijn-oplossing.

Analyse:

4,088 mg stof (boven P20g in

h. V. gedr.) ........................

Berekend voor Cj5H220g (282) Gevonden ..............................


9,57 mg CO2; 2,83 mg H2O. C 63,83; H 7,80.

C 63,85; H 7,75.

5-carbaethoxy-6-cyclopentyl-a-pyron (XIV).

2 g van de zoojuist beschreven ester losten wij onder sterke

-ocr page 103-

91

ijskoeling’ in ca. 3 cc geconcentreerd zwavelzuur op, waarbij de oplossing zich donkerbruin kleurde. Na 3 weken werd de oplossing in 15 cc ijswater uitgegoten en daarna met aether 6 maalnbsp;uitgeschud. De aetherische oplossing waschten wij met een zoonbsp;geconcentreerd mogelijke oplossing van natriumbicarbonaat ennbsp;droogden deze vervolgens boven natriumsulfaat. Uit deze oplossing verkregen wij na afdestiileeren van de aether een lichtbruinnbsp;gekleurde vloeistof, die — na eenige dagen bij 0° bewaard tenbsp;zijn — voor het grootste gedeelte vast werd. De kristallen werden door afpersen op een tegel van de eraan hechtende vloeistofnbsp;ontdaan. Opbrengst 0,65 gram.

Met 150 mg werd een micro-destillatie uitgevoerd. Bij een druk van 0,4 mm en een oliebad-temperatuur van 125° destilleerde een spoedig vast wordende stof over, die nu volkomennbsp;kleurloos was. Het smeltpunt hiervan bedroeg 46,5—47°.

De stof reageerde neutraal op lakmoes, gaf géén ferrichloride-reactie en gaf met loog een sterk gele kleur.

Analyse:

4,154 mg stof (boven P2O5 in

h. V. gedr.) ........................

Berekend voor Cj^3Hjg04 (236) Gevonden ..............................


10,09 mg COg; 2,56 mg HgO. C 66,10; H 6,78.

C 66,24; H 6,90.

5-carboxy-6-cyclopentyl-a-pyron (XV).

A. 0,6 g 6-cyclopentyl-5-carbaethoxy-a-pyron werd met 15 cc 50 %-ig zwavelzuur gedurende 3 uur op een waterbad verhit.nbsp;Bij afwisselend koelen en weer opwarmen kristalliseerde nanbsp;afloop hiervan een vaste stof uit, welke wij affiltreerden. Doornbsp;het filtraat met een gelijk volume water te verdunnen sloeg eennbsp;tweede fractie neer, welke vrijwel hetzelfde smeltpunt bezat alsnbsp;de eerste fractie. De totale ruwe opbrengst bedroeg 270 mg.

Wij losten dit in 5 cc methanol op en ontkleurden deze oplossing zoo veel mogelijk met beenderkool door het hiermede eenige minuten te koken. Nadat de kool was afgefiltreerd werd de alcoholische oplossing in vacuo ingedampt, waarbij zich een lichtbruin gekleurde, korrelachtige vaste stof afscheidde, welke na

-ocr page 104-

92

omkristalliseeren uit 25 %-ige methanol geheel kleurloos was en bij 188—190° smolt.

De opbrengst aan zuiver product was 57 mg. De rest werd uit de moederloog met water in een minder zuivere toestand weernbsp;teruggewonnen.

De aldus verkregen verbinding reageerde zuur op lakmoes, loste gemakkelijk op in methanol, aethanol en aethylacetaat, dochnbsp;was onoplosbaar in petroleumaether en water; ferrichloride gafnbsp;geen kleurverandering, terwijl de stof in overmaat loog met eennbsp;gele kleur oploste.

Verhitting boven het smeltpunt tot zelfs 240° gaf slechts een lichte verkleuring, waarbij geen ontwikkeling van kooldioxydenbsp;te bespeuren was.

Analyse:

3,775 mg stof (boven P2O5 in

h. V. gedr.) ........................

Berekend voor Ci]^Hj204 (208) Gevonden ..............................


8,81 mg CO2; 2,00 mg HgO. C 63,46; H 5,77.

C 63,65; H 5,93.

Micro-titratie:

9,086 mg stof verbruikten

Berekend .......................

Gevonden .......................


0,460 cc loog van 0,094 n. aequivalent gewicht 208.

„ „ 211.

B. 6 g [cyclopentaan-carbonylj-azijnzure-aethylester werd in 20 cc 98 %-ig zwavelzuur opgelost en nadat de temperatuurnbsp;hiervan op een waterbad tot ca. 95° was opgeloopen, voegdennbsp;wij hieraan in kleine gedeelten in totaal 5 g appelzuur toe, waarbij een sterke gasontwikkeling optrad en het reactiemengselnbsp;zich bruin kleurde. Nadat de gasontwikkeling was geëindigd,nbsp;werd het mengsel in de achtvoudige hoeveelheid ijswater uitgegoten, met aether uitgeschud en hieruit werd met een verdundenbsp;sodaoplossing de zure fractie afgescheiden, welke na aanzurennbsp;weer in aether werd opgenomen. Wij verkregen aldus een olie,nbsp;die na eenige dagen gedeeltelijk kristallijn werd en welke vastenbsp;stof identiek bleek te zijn met de volgens A bereide verbinding.nbsp;De opbrengst bedroeg na eenmaal omkristalliseeren uit 25 %-igenbsp;methanol ca. 100 mg.

-ocr page 105-

93

Q-cyclopentyl-a-pyron (XVI).

180 mg’ van het zoo juist beschreven zuur zetten 'wij in het mercurozout om door het zuur eerst in waterige suspensie metnbsp;een overmaat bariumcarbonaat eenige tijd op 80° te verwarmen, daarna te filtreeren en vervolgens door toevoegen van denbsp;berekende hoeveelheid mercuronitraat uit het filtraat neer tenbsp;slaan. Het zout werd boven zwavelzuur bij 0,1 mm gedroogd.nbsp;Opbrengst ca. 200 mg.

Door dit zout op 180° te verwarmen werd het ontleed, waarbij een sterke ontwikkeling van kooldioxyde optrad; na afloopnbsp;hiervan werd de gevormde vloeistof bij 11 mm in een micro-sublimatie-apparaat bij ca. 60° gedestilleerd, waarbij zich vloei-stofdruppels op het koellichaam afzetten.

Opbrengst 37 mg kleurlooze vloeistof, welke geen enolreactie gaf, in alcohol neutraal, in water daarentegen zuur op lakmoesnbsp;reageerde en welke zich met loog sterk geel kleurde. Uit denbsp;absorptiecurve volgde, dat de carboxylgroep uit het molecuulnbsp;verwijderd was. Van een volledige zuivering moest wordennbsp;afgezien.

-ocr page 106- -ocr page 107-

INHOUD.

Biz.

HOOFDSTUK I;

A. nbsp;nbsp;nbsp;Historisch overzicht...........1

B. nbsp;nbsp;nbsp;Het doel van onze onderzoekingen......9

HOOFDSTUK II:

Welke structuurformule moet aan lumi-auxon worden toegekend?...............11

HOOFDSTUK III:’

Pogingen tot de synthese van een modelstof voor de „voorloopige” formule van lumi-auxon......18

HOOFDSTUK IV:

Interpretatie van absorptiemetingen aan eenige model-stoffen.................34

HOOFDSTUK V:

De synthese van G-cyclopentyl-a-pyron......54

HOOFDSTUK VI:

De absorptiespectra van eenige der in het vorige hoofdstuk beschreven verbindingen.........67

HOOFDSTUK VII:

Preparatie! gedeelte............78

-ocr page 108- -ocr page 109-

STELLINGEN.

I.

Door lumi-auxon als een Co-g'esubstitueerd a-pyron op te vatten verkrijgt men een structuurformule, welke de absorptienbsp;van ultraviolet licht en tevens de chemische eigenschappen vannbsp;deze stof bevredigend kan verklaren.

11.

Door de proeven van Bernhard kan het bewezen worden geacht, dat bij de vetzuurafbraak in vivo de «-oxydatie geennbsp;groote rol speelt.

o.a. P. E. V e r k a d e, J. van der Lee en A. J. S. v a n A 1 p h e n, Z. physiol. Chem. 250, 47 (1937).nbsp;K. Bernhard, Helv. 2k, 1412 (1941).

III.

In tegenstelling tot de meening van verschillende onderzoekers is er tot nu toe geen enkele afwijking bekend van het gedrag van cis- en trans-diolen t.o.v. de verandering van hetnbsp;geleidingsvermogen van een boorzuuroplossing.

F. en A. M i c h e e 1, Ber. 63, 386 (1930).

K. Freudenberg en W. K u h n, Ber. 6k,

719 (1931).

J. Boeseken, Ree. trav. chim. 61, 77 (1942).

IV.

Ten onrechte wekt Keulemans de indruk, dat het smeltpunt van een stof slechts afhangt van de grootte der intermole-culaire krachten.

A. I. M. K e u 1 e m a n s, dissertatie Delft 1942,

blz. 85.

6 AUG.1943

-ocr page 110-

V.

Ruyssen en Boon e-van den Haute meenen ten onrechte, dat bariumsulfaat na het mengen van verdunde oplossingen van kaliumsulfaat en bariumchloride slechts langzaamnbsp;uitkristalliseert.

R. Ruyssen en J. Boon e—v an den Haute, Med. V. d. Kon. VI. Acad. voor Wetenschappen,nbsp;Letteren en Schoone Kunsten v. België, Klasse dernbsp;Wetensch. No. 3 (1941).

VI.

Het is niet gerechtvaardigd om in de uitkomsten van de proeven van D r u c k r e y en zijn medewerkers een steun voornbsp;de hypothese van Cook over het ontstaan van kanker door ontsporing van de stofwisseling van de steroïden te zien.

J. W. Cook, Ber. 69, 38 (1936).

H. Druckrey en zijn medew., Naturw. 29, 63

(1941).

H. Druckrey en zijn medew., Klin. Wschr. 20,

781 (1941).

A. Butenandt en H. Bannenberg, Naturw.

SO, 52 (1942).

W. FriedrichenN. Koyenuma, Naturw. 30,

145 (1942).

VIL

De theorie volgens welke koöldioxyde bij de regelmatige ademhaling van de mensch als de voornaamste reguleerendenbsp;factor wordt beschouwd, is te verkiezen boven die, waarbij denbsp;werking van een hyperpnoïsche stof wordt aangenomen.

E. O p i t z, Klin. Wschr. U7, 1161 (1941).

-ocr page 111- -ocr page 112-

'i

-“vv* nbsp;nbsp;nbsp;' l

-ocr page 113- -ocr page 114-