De Absorptie in bet Ultraviolet door Glucose

en baar Ontledingsproducten in alkalische Oplossing

F. H. L. VAN OS

V '

7‘'

De Absorptie in bet Ultraviolet door Glucose

en baar Ontled ingsproducten in alkalische oplossing

PROEFSCHRIFT TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN DOGTOR IN DE WISEN NATUURKUNDE AAN DE RIJKS-UNI-VERSITEIT TE UTRECHT, OP GEZAG VANnbsp;DEN RECTOR MAGNIFICUS, L. VANnbsp;VUUREN, HOOGLEERAAR IN DE FACUL-I’EIT der letteren en WIJSBEGEERTE,nbsp;VOLGENS BESLUIT VAN DEN SENAATnbsp;DER UNIVERSITEIT TEGEN DE BEDENKINGEN VAN DE FACULTEIT DER WISEN NATUURKUNDE TE VERDEDIGEN OPnbsp;MAANDAG 14 DECEMBER 1942, DES NA-'nbsp;MIDDAGS TE DRIE UUR

DOOR

FREDERIK HENDRIK LUCAS VAN OS

GEBOREN TE BARNEVELD

1942 drukkeri j v.1i. p. bolhuis te ERMELO

Aan de nagedachtenis mijner ouders.

Aan mijn vrouw.

V-.

i

Bij het Derschijnen van dit proefschrift moge ik in de eerste plaats mijn dank uitspreken jegens hem, ondernbsp;roiens leiding ik dit merk mocht aanvangen en voor hetnbsp;grootste gedeelte voltooien. Dat Gij, Hooggeleerdenbsp;Schoorl, de beëindiging van dezen arbeid niet meernbsp;mocht beleven, stemt mij tot groote droefenis.

Hooggeleerde de Graaff, Hooggeachte Promotor, U dank ik voor de mebvillende rvijze, maarop Gij U onmiddellijk bereid verklaardet, als mijn promotor op te tredennbsp;en voor de zorg, door U aan mijn proefschrift besteed.nbsp;Hm vooi'treffelijk onderricht in de pharmacognosie en denbsp;galenische pharmacie en Lm nimmer verflaumendnbsp;enthousiasme voor de zaak der geneeskruidencultuurnbsp;deden in mij een groote belangstelling voor het geneeskruid ontmaken. Ook hiervoor ben ik U zeer dankbaar.

U, Hooggeleerde Bijvoet, ben ik zeer erkentelijk, dat Gij van Um zoo druk bezetten, voor andere doeleindennbsp;bestemden tijd, hebt roillen afstaan, om mij in moeilpkenbsp;omstandigheden ter zijde te staan. Um hulp mas voor mijnbsp;van groote maar de.

Hooggeleerde Minnaert, toen ik bij den aanvang van dit proefschrift eenige physische moeilijkheden op mijnnbsp;meg ontmoette, maart Gij het, die op vriendelijke mijzenbsp;mij Um gemaardeerde hulp verleende. Voor den van Unbsp;ondervonden steun dank ik U ten zeerste.

Ook tot U, Hoogleerai'en in de Faculteit der Wis- en Natuurkunde, die tot mijn metenschappelijke vormingnbsp;hebt bijgedragen, moge ik hier een moord van danknbsp;richten.

Zeergeleerde Cramer, de hechte vriendschap, geduren-

de onze vele jaren van sameruverking. gegroeid, rverd de aanleiding, dat Gij de taak op ü naamt, het manuscriptnbsp;aan Urv rvelrvillende critiek te onderwerpen. Aanvaardnbsp;mijn hartelijken dank voor deze, op hoogen prijs gestelde,nbsp;hulp.

Zeergeleerde Havinga, voor de bereidwilligheid, waarmede Gij Uw zoo deskundig oordeel over het organisch-chemisch gedeelte van dit proefschrift hebt willen geven, wil ik U gaarne mijn oprechten dank betuigen.

Zonder jouw hulp, Jo, zou het mij moeilijk zijn gevallen, den tijd voor dit werk vrij te maken. Jouw bedrevenheid en geduld bij het maken der teekeningen en tabellen, hebben voor een belangrijk gedeelte tot de voltooiing van dit proefschrift bijgedragen.

Waarde Noppen, door Uw groote vaardigheid en behulpzaamheid was ik in staat het photometrisch gedeelte van dezen arbeid in het Pharmaceutisch Laboratoriumnbsp;uit te voeren. Hiervoor dank ik U in het bijzonder, terw'jlnbsp;ik verder mijn dank uitspreek jegens het overige personeel van het Pharmaceutisch Laboratorium voor hunnbsp;hulp, hij het bewerken van dit proefschrift ondervonden.

Tenslotte wil ik, bij het einde mijner academische opleiding, niet nalaten hen, die na het verscheiden mijner ouders, den stoot tot het aanvangen dezer opleiding hebben gegeven, daarvoor èn voor de vele bewijzen van hunnbsp;vriendschap, mijn hartelijken dank te brengen.

INHOUD.

Inleiding nbsp;nbsp;nbsp;....

Hoofdstuk I

De absorptiespectraalanalyse

Hoofdstuk II

Beschrijving der toegepaste methode en gebruikte apparatuur

Hoofdstuk III

De absorptie der carbonylgroep

Hoofdstuk IV

Overzicht der onderzochte stoffen. . Glycolaldehydenbsp;nbsp;nbsp;nbsp;. ¦

Hoofdstuk V

Glycerinealdehyde

Hoofdstuk VI

Dioxyaceton ....

Hoofdstuk VII

Melkzuuraldehyde

Hoofdstuk VIII

Acetol

Hoofdstuk IX

Glucose nbsp;nbsp;nbsp;.nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;.nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;.

Samenvatting

In alle figuren is op de horizoniale as de golflengte in A, op de verticale as log s af gezet. Nadere gegevens betreffende de absorptieenrves zijn in de tabellen te vinden, welke voor iedere stof aan het einde van het hoofdstuk zijn vereenigd. In deze tabellen beteekent pl. hetnbsp;nummer der plaat, waarop de opname gemaakt werd, hetnbsp;cijfer achter fig. het nianmer der figuur in dit proefschrift, waarin de absorptiecurve is opgenomen.

INLEIDING.

Niet slechts vele qualitatieve reactie’s op suikers, ook de meest gebruikelijke quantitatieve bepalingen van dezenbsp;stoffen spelen zich af in alkalisch milieu.

Uit analytisch-chemisch oogpunt moet het dus van belang worden geacht, het gedrag der suikers in deze omgeving te kennen.

Daar bekend was, dat de omzetting van verschillende hexosen en pentosen met typische veranderingen van hetnbsp;absorptiespectrum in ultraviolet licht gepaard gaat, hebnbsp;ik gemeend, door het bepalen van deze absorptiespectra,nbsp;het vraagstuk nader tot zijn oplossing te kunnen brengen.

In hoofdzaak is het onderzoek beperkt tot glucose en de daaruit, volgens vroeger uitgevoerd onderzoek, ontstaande lagere suikers. Van laatstgenoemde is weinignbsp;of geen spectraal-analytisch onderzoek bekend, terwijlnbsp;over de specifieke absorptie van glucose de meeningennbsp;verdeeld zijn.

Daar in sommige gevallen de bepaling van het absorptiespectrum in zeer korten tijd diende te geschieden, is een methode toegepast en beschreven, die eennbsp;snelle bepaling van dit spectrum mogelijk maakt.

HOOFDSTUK I.

DE ABSORPTIESPECTRAALANALYSE.

Het door een lichtbron nitgezonden licht bestaat gewoonlijk uit lichtsoorten van verschillende golflengte. Daar deze lichtsoorten zich onderscheiden door verschilnbsp;van snelheid in verschillende media, is het mogelijk hetnbsp;polychromatisch licht met behulp van een prisma tenbsp;splitsen in de samenstellende golven. Het op een schermnbsp;of photografische plaat ontworpen beeld van deze nunbsp;naast elkaar gelegen stralenbundels draagt den naamnbsp;van spectrum. De lichtsoorten in dit spectrum wordennbsp;aangeduid met hun golflengte, trillingsgetal of golf-lengtegetal. Onder het laatste wordt verstaan de reci-proke waarde van de op het luchtledige gereduceerdenbsp;golflengte in cm b

In dit proefschrift zal steeds gebruik gemaakt worden van de golflengte om de lichtsoort aan te duiden en vannbsp;de Angstrom als eenheid (1 A — 10® cm.). Het gedeeltenbsp;van het spectrum, waarvan in het volgende onderzoeknbsp;gebruik gemaakt wordt, ligt in het golflengtegebied vannbsp;4000—1850 A., d.w.z. in het ultraviolet.

Brengt men in een lichtbundel, afkomstig van een lichtbron, welke over een reeks golflengten continu verdeeld licht geeft, een voorwerp en ontwerpt men vervolgens van dezen bundel een spectrum, dan neemtnbsp;men gewoonlijk waar, dat in dit eerst continue spectrum bepaalde lichtsoorten zijn verzwakt of zijn gaannbsp;ontbreken. Het nu ontstane spectrum noemt men een ab-sorpiiespectrum. De verzwakking van het doorvallendenbsp;licht en de golflengte, waarbij dit het sterkst optreedt,

het maximum der absorptie, zijn specifieke grootheden van de absorbeerende stof en met behulp hiervan kannbsp;de absorptiespectraalanalyse worden opgebouwd. Hetnbsp;is op deze plaats niet noodzakelijk verder in te gaannbsp;op de vraag, hoe de geabsorbeerde energie wordt opgenomen. In hoofdzaak valt deze geabsorbeerde energienbsp;uiteen in drie deelen. De in het golflengtegebied vannbsp;± 1800 A—± 7600 A opgenomen energie wordt gebruikt voor electronenbeweging, de langere golven gedeeltelijk voor de atoomtrillingen en gedeeltelijk voornbsp;de rotatie der moleculen om hun zwaartepunt.

De in het onderzochte gebied optredende absorptie’s behooren tot de eerste groep. Het geheele verschijnselnbsp;der lichtabsorptie is vooral bij meeratomige moleculennbsp;zoo ingewikkeld, dat men zich bij het vormen van con-clusie’s uit de spectra, tot bepaalde groepen in het molecule dient te beperken. Daar voor het volgende onderzoek de absorptie der carbonylgroep van groot belangnbsp;is, heb ik gemeend in een afzonderlijk hoofdstuk hieraan wat meer aandacht te moeten besteden.

Een quantitatieve uitdrukking voor de absorptie geeft de wet van Lambert, waarin het verband tusschen absorptie en dikte der absorbeerende laag tot uitdrukkingnbsp;wordt gebracht. Bij elke willekeurig gekozen golflengtenbsp;geldt

^ = k'ds nbsp;nbsp;nbsp;(1)

waarin I de intensiteit van het invallende licht, k' de nhsorptiecoëfficiëni en s de laagdikte voorstelt. In woorden uitgedrukt wil dit dus zeggen, dat het gedeelte vannbsp;de energie, dat geabsorbeerd wordt, onafhankelijk isnbsp;van de intensiteit, waarmede het absorbeerend mediumnbsp;wordt bereikt.

Door integreeren ontstaat uit (1)

In = k's nbsp;nbsp;nbsp;(2)

Voert men nu tientallige logarithmen in, dan gaat (2) over in

log Y = kf

*) Zie hoofdstuk III.

in welke vergelijking de constante k optreedt, die door k = k' log e met k' samenhangt.

Deze constante k wordt de extincUecoëfficiënt genoemd, ook wel extinctiecoëfficiënt van Bunsen en Ros-coe en is dus gelijk aan de reciproke waarde van die laagdikte, waarbij de oorspronkelijke waarde van Iq totnbsp;Vio is verzwakt.

Gewoonlijk zal men met oplossingen werken, waarvoor dan de bovenstaande wet van Lambert in verband kan worden gebracht met de concentratie. Onder aanname, dat het oplosmiddel zelf constant absorbeert ennbsp;geen invloed op de absorbeerende stof uitoefent, magnbsp;de wet van Beer worden toegepast, volgens welke denbsp;absorptie evenredig is met de concentratie. Vergelijkingnbsp;(3) wordt dan

log Y == scd nbsp;nbsp;nbsp;(4!) ^)-

Wordt nu c uitgedrukt in grammol. per 1, dan noemt men £ de moleculaire extinctiecoëfficiënt, welke dus

volgens s staat.

Gelijk reeds werd opgemerkt, is de absorptie een specifieke grootheid der stof, welke dus volgens het voorgaande in s tot quantitatieve uitdrukking wordt gebracht. Worden de waarden van s uitgezet tegen de golflengten, dan ontstaat de absorptiecurve.

log L

Schrijft men de vergelijking (4) aldus: e = nbsp;nbsp;nbsp;^

volgt hieruit onmiddellijk, dat voor de bepaling van s bij een bepaalde golflengte, drie mogelijkheden ter beschikking staan en wel het vaststellen van:

1°. de verhouding j bij gekozen laagdikte en concentratie.

2°. de laagdikte, waarbij ^ bij een bekende concentratie een bepaalde gekozen waarde aanneemt.

*) Bunsen en Roscoe. Pogg. Ann. 177. 238.

Hierin is tevens de minder gebruikelijke letter s voor de laagdikte, door d vervangen.

3“. de concentratie, waarbij -y bij een vastgelegde

laagdikte een bepaalde gekozen waarde aanneemt.

1“. De wijzen van intensiteitsbepaling zijn te verdeden in:

a. nbsp;nbsp;nbsp;photografische methoden.

b. nbsp;nbsp;nbsp;photo-electrische methoden.

c. nbsp;nbsp;nbsp;thermo-electrische methoden.

Bij al de te noemen toepassingen gaat het om de verhouding Y , dus om relatieve intensiteitsmeting.

1“. a. Photografische methoden:

Deze methoden stemmen in zooverre overeen, dat op een photografische plaat naast een absorptiespectrumnbsp;van de te onderzoeken stof, ter vergelijking spectra vannbsp;in bekende mate verzwakte intensiteit, worden ontworpen. Voor elke willekeurige golflengte kan nu de zwar-tingscurve, aangevende het verband tusschen zwartingnbsp;en intensiteit, worden geconstrueerd. Meet men nu denbsp;zwarting in het absorptiespectrum bij de golflengte,nbsp;waarvoor de zwartingscurve werd geconstrueerd, dannbsp;wordt door interpolatie in deze curve de gezochte intensiteit gevonden. Het verschil tusschen de methoden vannbsp;deze rubriek is alleen gelegen in de wijze, waarop denbsp;vergelijkingsspectra worden verkregen. Houston^) verandert in een serie achtereenvolgende metingen de afstand tusschen lichtbron en plaat. Schafer gebruiktnbsp;twee lichtbronnen, die op gelijke wijze gevoed wordennbsp;en varieert eveneens de afstand. Judd Lewis splitstnbsp;het door één lichtbron gegeven licht in twee gelijke bundels en verzwakt de eene bundel met behulp van eennbsp;veranderlijk diafragma. Ook hierbij worden achtereenvolgende opnamen gemaakt, echter geen zwartingscurvenbsp;geconstrueerd, doch de golflengten opgezocht, waarbijnbsp;de zwarting gelijk is aan die van een tot bekende intensiteit verzwakt vergelijkingsspectrum. Winther ge-

’) Houston. Proc. Royal Soc. Edinb. 31. 547 (1911). 32. 40 (1912). ^) Schafer. Z. angew. Ch. 33. 23 (1920).

») Judd Lewis. J. Chem. Soc. 115. 312 (1919).

’) Winther. Z. wiss. Phot. 22. 33, 125 (1923).

bruikt gezwarte koperdraadgaasjes, die vooraf worden geijkt en de intensiteit tot een bekende graad doen af-nemen. Pool gebruikt ter verzwakking een roteerendenbsp;sector, echter zoodanig, dat geen intermittentie optreedt.nbsp;De sector wordt in zijn geheel in een evenwijdigen lichtbundel geplaatst en is vergelijkbaar met een diafragma.nbsp;Het roteeren heeft slechts de bedoeling om alle deelennbsp;der optiek te laten medewerken. Daar het licht van denbsp;geheele bundel op de spleet wordt geconvergeerd blijftnbsp;de spleet voortdurend licht ontvangen, zij het dan, datnbsp;dit licht een andere weg gevolgd heeft.

Een aanbevelenswaardige methode is verandering van de breedte der spectrograafspleet, waardoor men bijnbsp;achtereenvolgende opnamen eveneens spectra van bekende intensiteitsverhouding verkrijgt. Een methode,nbsp;welke met één opname tot het doel voert, maakt gebruiknbsp;van een zgn. trappenspleet^). Splitst men het op de trap-penspleet te werpen licht vooraf in twee bundels vannbsp;gelijke intensiteit, dan wordt het mogelijk om met behulp van één lichtbron èn het absorptiespectrum èn denbsp;vergelijkingsspectra op te nemen. Dit is op eenvoudigenbsp;wijze bereikt door Moll, Burger en Reichert.®) Hier vin-de ook een plaats de door van Cittert *) aangegevennbsp;methode, waarbij met een hulplens de intensiteitstrap-pen van een direct achter deze lens opgestelde verzwak-ker op de spleet worden afgebeeld. Hansen beschrijftnbsp;een werkwijze, waarmede het eveneens mogelijk is innbsp;één opname de vergelijkingsspectra te vereenigen. Daartoe gebruikt hij geen trappenspleet, maar een diafragmanbsp;met trapsgewijze kleiner wordende openingen, dat opnbsp;de spleet wordt afgebeeld.

Door de firma Zeiss is deze methode toegepast in de zgn. „Stufenblendenkondensor”. Fabre en Amy “) verzwakken de lichtintensiteit met behulp van schuin op-

gt;) Pool. Z.f. Phys. 29. 311 (1924).

-) Elliot. Diss. Utrecht 1930, blz. 38.

Moll, Burger, Reichert. J. of Scientif. Instr. 12. 148 (1935). ’) van Cittert.

®) Hansen. Z. f. Physik 29. 363 (1924).

“) Fabre en Amy. J. Pharm. et Chim. 22. 5 (1935).

gestelde kwartsplaatjes, welke een gedeelte van het licht doorlaten en een gedeelte reflecteeren. Door het aantalnbsp;van deze gemakkelijk nitneembare plaatjes te varieeren,nbsp;kunnen ze verschillende intensiteitstrappen opnemen.nbsp;Schaum en Selig gebruiken voor de verzwakking vannbsp;het licht plaatjes van vloeispaat.

De klassieke methode van Henri ^), die voor het bepalen van vele spectra is toegepast, bereikt het beoogde doel, het ontwerpen van vergelijkingsspectra, op anderenbsp;wijze. Hij maakt naast elkaar een aantal spectra, waarbij de belichtingstijd wordt gevarieerd. Tusschen dezenbsp;opnamen wordt telkens een vergelijkingsspectrum vannbsp;het oplosmiddel opgenomen. Tusschen belichtingstijd ennbsp;zwarting van de plaat bestaat volgens Schwarzschild '^{1 2})nbsp;het volgende verband: S (zwarting) = f (itP). De exponent p is een van i en t onafhankelijke constante, welkenbsp;tusschen 0.8 en 1 gelegen is. Zij kan voor een vrij grootnbsp;golflengtegebied als constant worden beschouwd. Zoektnbsp;men nu de punten van gelijke zwarting in absorptie- ennbsp;vergelijkingsspectrum, dan is gemakkelijk in te zien, dat

uit de verhouding der belichtingstijden y berekend kan

worden. Hoewel tegen deze methode van verschillende zijden bezwaren zijn ingebracht, zij er te dezer plaatsenbsp;slechts de aandacht op gevestigd, dat het noodig is,nbsp;meerdere opnamen na elkaar te maken. Het tijdsverloopnbsp;tusschen begin en einde der opname zal dus vrij grootnbsp;zijn.

1®. b. Photo-electrische methoden.

De methode Pohl volgens het reeds door Elster en Geitel gepubliceerde principe, maakt gebruik vannbsp;twee photocellen, welke met twee electrometers zijn verbonden. Op de eene photocel valt het licht, dat het op-

1

') Schaum en Selig. Z. Wiss. Phot. 22. 150 (1923).

*) Henri. Etudes de Photochimie 1919.

’) Schwarzschild. Putl. d. Kuffnersche Sternwarte 1900.

2

Nachr. Gottingen 142 (1926), id. 185 (1926). Naturw. 15. 433 (1926).

=) Wied. Ann. 48. 625 (1893).

losmiddel heeft gepasseerd, op de andere de bundel, waarin de te onderzoeken oplossing is geplaatst. Met behulp van een diafragma vermindert men de intensiteitnbsp;tot de uitslag van de beide photometers gelijk is. Met een

monochromator kan voor de gewenschte golflengte j

worden bepaald. Voor meerdere golflengten zijn achtereenvolgende metingen noodig. Deze opstelling is door Koningsberger uitvoerig beschreven en met succesnbsp;toegepast. Andere methoden met gebruikmaking vannbsp;photocellen berusten op variatie’s in de wijze van compensatie der electrometers. Zoo reduceeren v. Halban ennbsp;Siedentopf de intensiteit in den vergelijkingsbundelnbsp;met behulp van een draaiende sector. Winn**) gebruiktnbsp;een hoogeweerstandspotentiometer en maakt de beidenbsp;stroomsterkten gelijk in plaats van de intensiteiten.

1“. c. Thermo-electrische methoden.

Hierbij wordt gebruik gemaakt van de thermozuil om de intensiteit bij de gewenschte golflengte te bepalen. “)

2®. Variatie van de laagdikte.

Voor zoover mij bekend is, zijn als toepassingen dezer groep alleen photografische methoden in gebruik.

Het principe is het volgende: Met behulp van een kwartslens worden van één lichtbron twee lichtbundelsnbsp;ontworpen. In de eene bundel brengt men het oplosmiddel, in de andere de oplossing. Beide bundels wordennbsp;door middel van een prisma volgens Hüffner vereenigd ennbsp;met een condensorlens op de spleet van de spectograafnbsp;afgebeeld. Een draaiende sector, een diafragma of eennbsp;ander hulpmiddel verzwakt de intensiteit van het licht,nbsp;dat door het oplosmiddel gaat tot bijv. Vjo. Nu maaktnbsp;men achtereenvolgens opnamen van de twee bundels.

‘) Koningsberger. Diss. Utrecht 1936.

V. Halban en Siedentopf. Z. Physik. Ch. 100. 208 (1922).

Winn. Trans. Farad. Soc. 29. 689 (1933).

^) Pflüger. Physik. Z. 4. 861 (1903), id. 5. 34 (1904), id. 5. 71 (1904). van Tussenbroek. Diss. Delft 1929.

waarbij de laagdikte van de oplossing wordt gevarieerd. Op elk paar spectra zoekt men de pnnten van gelijke

zwarting, waarvoor dan geldt: log y = 1 = scd.

Om de intermittentiefont bij gebruik van deze methode op te heffen, gebruikt men gewoonlijk twee sectoren, waarvan de openingen zich verhouden als 1 : 10.

De meest bekende vertegenwoordigers van deze groepen zijn:

Methode van Hartley en Baly , welke gebruik maakt van een cuvet, het zgn. Baly-buisje. Dit is een cuvet metnbsp;streepverdeeling, welke door een nauwkeurig passendenbsp;kwartsstaaf is gesloten. Door deze staaf meer of mindernbsp;uit te schuiven, wordt de dikte der vloeistoflaag gevarieerd.

Methode van Scheibe , waarbij achtereenvolgens cuvetten van verschillende dikte worden gebruikt.

Beide genoemde methoden vergen een groot aantal (± 20) opnamen, om voldoende punten voor de absorp-tiecurve op te leveren. Dit bezwaar wordt ondervangennbsp;door het gebruik van de zgn. „Notched Echelon Cellquot; ®).

Deze methode is nog weinig bekend en wordt daarom hier wat uitvoeriger beschreven, ook omdat ze één der weinigen is, waarmeenbsp;hetzelfde resultaat bereikbaar is als bij de door mij gebruikte.

Het voornaamste onderdeel wordt gevormd door een stel van twee kwarts-cuvetten, waarvan er één is afgebeeld in fig. 1, a, bnbsp;en c. In de cuvet is een kwartstrap aangebracht, waardoor de vloeistof in verschillende laagdikten boven elkaar komt te staan. Denbsp;cuvetten hebben een horizontale doorsnede in den vorm van eennbsp;ruit. In één der cuvetten zijn in de verticale zijden, behoorende bijnbsp;de scherpe hoek van de ruit, rechthoekige inkepingen aangebracht.nbsp;De inkepingen zijn zoodanig tegenover de trappen geplaatst, dat denbsp;scheiding tusschen twee treden der trap afwisselend, nu eens metnbsp;het midden van een inkeping, dan weer met het midden van eennbsp;overgebleven rand der cuvet samenvalt. Passeert hu een lichtbundelnbsp;de cuvet, dan wordt deze bij den scherpen kant van de ruit gereflecteerd (fig. 1, a); waar zich de inkepingen bevinden, gaat hetnbsp;licht echter door (fig. 1, b). Wordt de cuvet nu zoo voor de spleet

h Hartley en Baly. Phil. Frans. 170 I. 257 (1879).

2) Scheibe. Ber. 57. 1330 (1924).

®) Twyman and Allsopp. The Practice of Absorption Spectro-photometrie. London 1934.

9

--/Amwr9

I nbsp;nbsp;nbsp;/ O/nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;Inbsp;nbsp;nbsp;nbsp;^nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;^

a. nbsp;nbsp;nbsp;horizontale doorsnede door de cuvet tusschen de zwartgemaaktenbsp;gedeelten van c. De straal wordt in de punt gereflecteerd.

b. nbsp;nbsp;nbsp;horizontale doorsnede door de cuvet in een zwartgemaakt gedeelte van c. De straal gaat door.

c. nbsp;nbsp;nbsp;verticale doorsnede door de cuvet. Het door de zwartgemaaktenbsp;gedeelten gaande licht kan, wegens het ontbreken van de mogelijkheid tot reflectie in de punt, de spectrograaf niet bereiken.

d. nbsp;nbsp;nbsp;opstelling van de cuvetten voor de spectrograafspleet.

10

van een spectrograaf gemonteerd, dat de gereflecteerde lichtbundels op de spleet vallen (fig. 1, d), dan ontstaat een spectrum, dat doornbsp;horizontale banden onderbroken is. De zich op de plaat bevindendenbsp;spectra bestaan steeds uit een combinatie van twee spectra bovennbsp;elkaar, behoorende bij opvolgende laagdikten. De tweede cuvet heeftnbsp;geen inkepingen en wordt zoo geplaatst, dat het daardoor vallendenbsp;licht, dat dus over de geheele hoogte gereflecteerd wordt, op de ingekeepte zijde der eerste cuvet valt. Hier wordt alleen door de inkepingen licht door gelaten en de, door de eerste cuvet in het spectrum opengehouden gedeelten, worden door het, door de tweedenbsp;cuvet gevallen licht, van een spectrum voorzien. In deze cuvet bevindt zich het oplosmiddel. Het hierdoor passeerende licht wordtnbsp;met een draaiende sector tot bijv. verzwakt, zoodat, evenals bijnbsp;de genoemde methoden, een vergelijkingsspectrum ontstaat, waarinnbsp;de punten van gelijke zwarting kunnen worden opgezocht.

In de inleiding tot dit proefschrift werd reeds gewezen op het voordeel om bij het volgende onderzoek het ab-sorptiespectrum zoo snel mogelijk te kunnen vastleggen.nbsp;Bovendien is het gebruik van een methode, waarbij mennbsp;niet over een constante lichtbron behoeft te beschikken,nbsp;steeds van groote waarde.

Beschouwen we, deze beide punten voor oogen houdende, de behandelde methoden, dan blijkt, dat bruikbaar zijn:

Van groep la:

1. nbsp;nbsp;nbsp;de methode Moll, Burger en' Reichert,

2. nbsp;nbsp;nbsp;de methode Hansen, mits gecombineerd met een inrichting, om het door hem gebruikte diafragma met tweenbsp;gelijke, van één lichtbron komende bundels, te belichten.

Van groep Ib:

Voor de geheele absorptiecurve geen enkele, daar het aantal hiervoor benoodigde metingen te veel tijd vergt.nbsp;Voor een klein gedeelte van het spectrum, bijv. juist bijnbsp;een maximum, kan deze methode nuttige diensten bewijzen.

Van groep Ic:

Hiervoor geldt hetzelfde als voor de vorige groep.

Van groep 2:

Alleen de methode, welke gebruik maakt van de

11

„Notched Echelon Cell’ leveren.

Om verschillende redenen, welke hier niet nader behoeven te worden uiteengezet, doch waarbij de te bereiken objectiviteit der metingen een groote rol speelde, koos ik de methode van Moll, Burger en Reichert,

Deze methode is in een door de firma Kipp te Delft geconstrueerd absorptieapparaat tot een gemakkelijknbsp;hanteerbaar instrument verwerkt. Voor zoover mij bekend, zijn toepassingen van dit instrument in de ab-sorptiespectraalanalyse nog niet gepubliceerd, hetgeennbsp;voor mij een reden is, in het volgende hoofdstuk hierover nadere mededeelingen te doen.

12

HOOFDSTUK II.

BESCHRIJVING DER TOEGEPASTE METHODE EN GEBRUIKTE APPARATUUR.

a. De spectrograaf.

De gebruikte spectrograaf is een apparaat van Hilger. Voor een beschrijving van dit apparaat zij verwezennbsp;naar de gebruikelijke handboeken over spectrografie ennbsp;de afbeelding in fig. 2. Een zeer gedetailleerde beschrijving van deze spectrograaf geeft van der Eist in Quanti-tieve bepaling van absorptie in het ultra-violet. Tus-schen de beide lenzen van het cameraobjectief kan eennbsp;diafragma worden geplaatst. Om eventueele afscherming van één der lichtbundels te voorkomen, heb ik hiernbsp;geen diafragma gebruikt. De afbeelding bleef voldoendenbsp;scherp.

Het chassis, waarin zich de plaat bevindt, kan op en neer worden geschoven. Om een voldoende scherp beeldnbsp;van het licht van alle golflengten te verkrijgen, is hetnbsp;chassis zoo opgesteld, dat het een vrij scherpen hoek metnbsp;de richting van de lichtstralen maakt. Door uithollingnbsp;van de randen, waarop de plaat rust, wordt tevens bereikt, dat bij het sluiten van het chassis de plaat eennbsp;zekere kromming krijgt. Het gebruik van dunne platennbsp;heeft het voordeel, dat deze kromming gemakkelijk tenbsp;bereiken is, maar ook bij de later gebruikte, dikkerenbsp;platen heb ik hiermede geen ernstige moeilijkhedennbsp;ondervonden.

Op één plaat van 10 X 25 c.M. kunnen achtereenvol-

V. d. Eist. Diss. Utreclit 1917,

13

gens worden opgenomen: 1 schaalverdeeling, 5 absorp-tiespectra en 1 schaalverdeeling (zie fig. 8).

Om het apparaat geheel gebruiksklaar te doen zijn, moet aan de volgende eischen worden voldaan:

1. nbsp;nbsp;nbsp;de collimatorlens moet juist worden ingesteld.

2. nbsp;nbsp;nbsp;de spleet moet rechtstandig op de plaat worden af-gebeeld.

3. nbsp;nbsp;nbsp;het cameraraam moet de juiste stand innemen.

Na eenige platen met verschillende collimatorstanden te hebben gemaakt, bleek mij, dat de beste stand bijnbsp;deelstreep 30,5 gelegen was.

Vervolgens werden aan de spleet verschillende standen gegeven, zorgdragende, dat deze in hetzelfde vlak loodrecht op de optische as van het apparaat bleef ennbsp;dat het middelpunt niet van plaats veranderde. In lederen stand werd een opname gemaakt. Bij deze controleproeven werd gebruik gemaakt van een kwiklamp vannbsp;Haereus. Deze lamp werd eveneens toegepast voor hetnbsp;juiste instellen van den camerastand. Om de opstellingnbsp;van de waterstofbuis, die voor de eigenlijke metingennbsp;gebruikt werd, niet te storen, werd de kwiklamp naastnbsp;de spleet opgesteld en het licht met twee spiegels vannbsp;verchroomd koper op de spleet geworpen. Deze spiegelsnbsp;werden in een geschikte hoek ten opzichte van elkaarnbsp;aan een statief op plank jes bevestigd,, terwijl bovendiennbsp;de juiste plaats van opstelling werd vastgelegd. Dit gafnbsp;de mogelijkheid om na verloop van tijd op vlugge wijzenbsp;de opstelling te controleeren.

Uit 15 opnamen met verschillenden spleetstand is de juiste gekozen. Hierin lagen de kwiklijnen van onderstenbsp;en bovenste spleetopening met gelijke pnnten van onderste en bovenste schaalverdeeling nauwkeurig op éénnbsp;rechte lijn.

Met de opnamen met verschillende spleetstanden konden opnamen met verschillenden stand der camera gedeeltelijk worden gecombineerd.

*) Als spleet werd hierbij direct gebruikt de bij het absorptieappa-raat behoorende trappenspleet, welke met het geheele absorptie-apparaat draaibaar is (zie onder c).

14

Het houten raam, waarin het chassis op- en neer geschoven kan worden, is draaibaar om een verticale as, die zich ongeveer in het midden bevindt. De verschillende standen van het raam zijn met behulp van eennbsp;schroef fixeerbaar.

Aan het raam is een glazen schaalverdeeling bevestigd, welke met behulp van een 2 V. lampje op de plaat kan worden gefotografeerd.

Nadat door vergelijking van den afstand der kwik-lijnen bij 2482 A en 5461 A in de opname en op de schaalverdeeling de juiste hoekstand der camera was bepaald, is tenslotte door een horizontale verschuiving vannbsp;het raam gezorgd voor een zoo nauwkeurig mogelijk samenvallen van de lijnen met de schaalverdeeling. De nognbsp;voorkomende afwijkingen waren:

van 2200—2700 A 1 A van 2700—2900 A 0nbsp;van 2900—3000 A 1 Anbsp;van 3000—3150 A2Anbsp;van 3150—3250 A 3 Anbsp;van 3250—3400 A 4 A.

Deze afwijkingen zijn zoo klein, dat ze bij het volgende onderzoek geen rol spelen en ver binpen de fouten-grens der gebruikte methode vallen.

b. De lichtbron, fig. 3.

Als lichtbron is een waterstofbuis volgens Bay en Steiner gebruikt, doch in eenigszins gewijzigdennbsp;vorm.

In deze buis bevindt zich waterstof van een druk van 2—3 mm. Met een spanning van 3500 V. wisselstroom,nbsp;welke door een transformator wordt geleverd, ontstaatnbsp;tusschen Al. electroden een boog van voldoende lichtsterkte. De stroomsterkte is ± 0.1 Ampère.

In het begin leverde deze lichtbron nog eenige lijnen, afkomstig van verontreinigingen. Door de boog gedu-

‘) Bay en Steiner. Z. Physik. 45. 557 (1927).

*) Lau. Z. Instr. 48. 284 (1928). 50. 581 (1950).

Samuel. Z.f. Physik. 70. 45 (1951).

15

L. kwartslens C. cuvettennbsp;S. spleetnbsp;P. prisma’s

16

rende 24 uur constant te onderhouden, was het mogelijk deze te doen verdwijnen.

De buis zelf bestaat uit Jena-glas en is van voren gesloten door een opgekit kwartsvenster.

c. Het absorptieapparaat, fig. 4 en 5.

Achter een kwartslens L is een zwartgemaakte plaat aangebracht, waarin zich op gelijke hoogte openingennbsp;van ongeveer 2 cm. middellijn bevinden, ter weerszijdennbsp;van het middelpunt der lens. Het door de lens vallendenbsp;licht wordt geconvergeerd en vormt een beeld van denbsp;lichtbron op de collimatorlens van de spectrograaf. Uitnbsp;dezen convergenten lichtbundel worden door de in denbsp;plaat aangebrachte openingen twee bundels van gelijkenbsp;intensiteit doorgelaten. Voorwaarde voor deze gelijkheid is, dat de lichtbron zich in de optische as van denbsp;kwartslens bevindt. De twee bundels worden met behulp van kwartsprisma’s P gebracht op de trappen-spleet S. De spleet heeft de in fig. 5, c en d, aangegevennbsp;vorm en bestaat uit twee gedeelten. Het eerste, d, heeftnbsp;zeven boven elkaar gelegen openingen van gelijke afmeting en dient om het invallende licht in zeven bovennbsp;elkaar liggende bundels te verdeelen. Het kwartsprisma,nbsp;dat het door de te meten oplossing gepasseerde licht ontvangt, is zoo kort, dat het slechts de bovenste openingnbsp;verlicht, het andere prisma brengt het licht van dennbsp;tweeden bundel op de onderste zes openingen. Achternbsp;deze openingen bevindt zich de eigenlijke trappenspleet,nbsp;c. Deze heeft zeven openingen, waarvan de breedtennbsp;van de zes eerste zich verhouden als 32 : 16 : 8 : 4 ; 2 : 1nbsp;en de breedte van de zevende, de bovenste, gelijk aannbsp;die van de onderste is.

Het resultaat van dit alles is, dat men zeven bundels krijgt, waarvan de onderste en de bovenste een gelijkenbsp;intensiteit hebben, terwijl de intensiteitsverhoudingnbsp;van de geheele combinatie is als 32 : 16 : 8 ; 4 : 2 : 1 : 32.

De trappenspleet wordt door de optiek der spectrograaf op de photografische plaat afgebeeld. Hierbij zullen naast elkaar gelegen golflengten elkaar bij een con-

17

tinu spectrum overdekken. Dit is echter geen bezwaar, daar voor licht met zoo weinig verschil in golflengte, denbsp;plaat practisch een gelijke gevoeligheid heeft. Op denbsp;plaat ontstaan dus bij elke opname zeven spectra vannbsp;bekende intensiteit (zie fig. 8).

Het geheele apparaat wordt, in plaats van de bij de spectrograaf behoorende spleet, in de koperen buis geschoven, waarbij de zich aan den zijkant bevindendenbsp;pen tusschen twee klemschroeven komt te liggen (zienbsp;fig. 4). Met deze klemschroeven kan het apparaat omnbsp;zijn lengteas worden gedraaid. De spleetopeningen werden vooraf met een microscoop met oculair-micrometernbsp;gecontroleerd en bleken zich te verhouden als 491 : 12,2nbsp;: 22,6 : 57,6 : 115 : 244 ; 489.

d. nbsp;nbsp;nbsp;De cuvetten.

Voor het gebruik dezer apparatuur kan in het algemeen worden volstaan met drie stellen van twee gelijke cuvÈtten, waarvoor de cuvetten volgens Scheibe uitstekend voldoen. Deze bestaan uit een ring van glas, dienbsp;door twee kwartsplaatjes wordt afgesloten. De cuvettennbsp;worden in daarvoof bestemde houdertjes geklemd ennbsp;voor de beide openingen in de beschreven plaat van hetnbsp;absorptieapparaat gehangen. De ophangpunten aan denbsp;plaat zijn zoodanig geconstrueerd, dat de hartlijn dernbsp;Cuvetten in de richting van het passeerende licht valtnbsp;(zie fig. 5 b). Hierdoor wordt reflectie tegen de wandennbsp;der cuvetten voorkomen. Het vullen van de cuvettennbsp;geschiedt het meest doelmatig, door ze op een vlakkenbsp;rand te plaatsen, die iets smaller is dan de diameter vannbsp;het kwartsplaatje. Ze zijn dan gemakkelijk op te nemen.nbsp;Ik gebruikte den afgeslepen bovenkant van de grijp-stop van een ouderwetsche opstandflesch.

e. nbsp;nbsp;nbsp;Het photomateriaal.

Voor de eerste 120 opnamen werden gebruikt Illford Auto Filter platen, afmeting 10 X 25 cm., die bijnanbsp;steeds goed hebben voldaan. In het laatste jaar maakten

*) Zie fig. 4, links naast de stopwatch.

18

\ nbsp;nbsp;nbsp;''v •nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;^nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;-’fnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;'

'\

â– â– Vquot;

de omstandigheden het noodzakelijk, van plaatsoort te verwisselen en zijn achtereenvolgens gebruikt Gevaertnbsp;Ultra Rapid Special. Trop. en Gevaert Sensima Ortho-chrom.24‘’. De laatste soort leverde na eenige ervaringnbsp;weer goede opnamen, de eerste is minder geschikt. Bijnbsp;beide Gevaertsoorten is de nauwkeurigheid der metingen, door minder gelijkmatige zwarting, iets kleiner dannbsp;bij de Auto-Filterplaten. Als ontwikkelaar is gebruiktnbsp;Agfa Rodinal in een verdunning V30 quot;i'oor de Auto-Filterplaten en V20 voor de Gevaertplaten; ontwikkeltijdennbsp;respectievelijk 5' en 8'.

f. De photometer, fig. 6.

Voor het meten van de zwarting der platen is een eenigszins vereenvoudigde microphotometer van Mollnbsp;gebruikt. De photometer werd met uitzondering van denbsp;gebruikte thermozuil en de optiek in het Pharmaceutischnbsp;Laboratorium vervaardigd. De constructie van dezenbsp;photometer is uitvoerig in de litteratuur beschreven.

Het principe komt neer op het volgende:

Het licht van een 20 Watt lampje, dat door een constante stroombron, een 6 Volts accu, wordt gevoed, wordt door middel van een positieve lens op een spleet geconcentreerd. Als spleet diende denbsp;voor de spectrograaf niet meer benoodigde. Deze spleet wordt doornbsp;een microscoopobjectief op de te meten plaat afgebeeld. Een tweedenbsp;objectief beeldt de plaat op de spleet van een thermozuil af. Denbsp;zwarting der plaat bepaalt de hoeveelheid warmtestraling, die denbsp;thermozuil ontvangt. Een hieraan verbonden galvanometer geeftnbsp;een uitslag, overeenkomende met de door de thermozuil ontvangennbsp;energie. Als galvanometer werd een zgn. studenten-galvanometernbsp;van de firma Kipp gebruikt. De uitslag van de galvanometer wordtnbsp;op photografisch papier, dat zich op een roteerende trommel bevindt, geregistreerd. De plaat wordt in een richting, loodrecht opnbsp;die der optische as van de beide objectieven, voortbewogen, waardoor een aantal opeenvolgende uitslagen van de galvanometer ontstaan, die elk de zwarting van het onderzochte deel der plaat weergeven. Van een automatisch voortbewegen der plaat werd om nadernbsp;uiteen te zetten redenen afgezien. De opstelling der photometernbsp;is in fig. 6 weergegeven.

en Burger. Objective Spektralphotometrie.

19

Opstelling en controle der apparatuur.

Voor het gebruik dezer methode zijn twee punten van het grootste belang en wel:

1®. de lichtbron moet zoo zijn opgesteld, dat de spleet over zijn volle breedte gelijkmatig belicht wordt;

2®. de door de trappenspleet doorgelaten lichtbundels mogen in de spectrograaf niet op de een of andere wijzenbsp;gediafragmeerd worden.

Om deze beide doelstellingen te bereiken, moest de lichtbron in verschillende j-eproduceerbare standen worden geplaatst en in daarbij beboerende opnamen denbsp;zwarting in ondersten en bovensten bundel worden gemeten.

Om te vermijden, dat de collimatorlens de bundels door diafragmeering beïnvloedt, is de afstand van denbsp;lichtbron tot de lens van het absorptieapparaat zoo gekozen, dat de lichtbron op de collimatorlens wordt afge-

20

laeeid. De afstand van de kwartslens van het absorptie-apparaat tot de collimatorlens was 55 cm. In een afzónderlijke opstelling werd eerst nagegaan op welken afstand de lichtbron van de kwartslens moest worden geplaatst om op 55 cm., dns juist op de collimatorlens,nbsp;te worden afgebeeld. Hiervoor werd 39 cm. gevondeuinbsp;Nu moest de lichtbron nog den juisten stand gegevennbsp;worden om aan de eerste eisch der onder 1quot;. en 2“. genoemde te voldoen.

Teneinde haar reproduceerbare standen te kunnen geven, werden aan twee der voeten van het statief indices aangebracht en het geheel op een aan de werktafelnbsp;gehecht stuk millimeterpapier geplaatst. Nu diende nognbsp;de draaiing van de buis om de lengteas te worden vastgelegd. Jliertoe werd in den lampvoet eveneens een stuknbsp;millimeterpapier bevestigd en onder aan één verticale zijbuis een index bevestigd, zoodat deze op hetnbsp;papier kon worden afgesteld (zie fig. 3).

Na meerdere opnamen in verschillende standen bleek het beoogde doel moeilijk bereikbaar. De oorzaak konnbsp;gelegen zijn in de betrekkelijke breede lichtbundels, dienbsp;door de groote opening der waterstofbuis worden gegeven. Daarom werd nu bij den stand van de lamp, dienbsp;tot dusverre de beste resultaten had gegeven, voor denbsp;opening der buis een diafragma aangebracht. Dit diafragma, afkomstig uit een oud fototoestel, kon gemakkelijk worden gevarieerd, terwijl de montage in eennbsp;Compur-sluiter het voordeel gaf, de belichtingstijd tenbsp;kunnen instellen. Om ook het diafragma zoo nauwkeurig mogelijk en tevens reproduceerbaar van plaats tenbsp;kunnen doen veranderen, werd het op een kruistafelnbsp;van een microscoop bevestigd. Bij de nu volgende opnamen werd het bereikte resultaat van dien aard, datnbsp;kon worden overgegaan tot de controle van de tweedenbsp;gestelde eisch.

Hiertoe werd van de trappenspleet het gedeelte, dat de trappen bevat, verwijderd, zoodat dan het gedeeltenbsp;overblijft, dat in zeven, ongeveer gelijke, openingen verdeeld is. Voor kleine afwijkingen is na nauwkeurige

21

meting van deze openingen gemakkelijk te corrigeeren. Een opname met deze spleet moet zeven spectra geven,nbsp;die bij verticale doormeting gelijke zwarting voor elkenbsp;golflengte moeten opleveren.

De openingen der spleet bleken te zijn: 39, 40, 40,5, 39,5, 39, 38, 37, in willekeurige, maar voor alle gelijkenbsp;eenheden, nl. streepjes van de oculair-micrometer, uitgedrukt.

Het verschil in opening zal een klein verschil in zwarting tengevolge hebben, dat gevonden kan worden uit een zwartingscurve, geconstrueerd bij ongeveer dezelfdenbsp;golflengte als die, waarbij de controlemetingen wordennbsp;uitgevoerd. De zwartingscurve werd voor de uitvoeringnbsp;dezer controleproeven bepaald bij een buisstand, waarbij alleen de onderste en de bovenste bundel gelijk waren. Hierdoor bestond de mogelijkheid, dat een kleinenbsp;fout in deze zwartingscurve was ingeslopen. De invloed,nbsp;die deze op de toch al zeer kleine correctie’s heeft, isnbsp;echter verwaarloosbaar klein.

De voor het verschil in opening aan te brengen correctie’s op de galvanometeruitslagen bij een uitslag van rond 40 bleken te zijn:

0, 1,0, 1,5, 0,5, 0, —1,0, —2.

Na in meerdere standen van de buis opnamen gemaakt te hebben, bleek, dat, visueel onderzocht, de stand dernbsp;waterstofbuis bij de opname op plaat XXX. 3 de bestenbsp;waarden gaf.

Bij 4000 A gaf de meting door de zeven lijnen van deze opname, van boven naar onderen, uitgedrukt innbsp;mm. afstand van den nulstand van de galvanometer:

39, nbsp;nbsp;nbsp;36,5,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;36, 36,5,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;37,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;38,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;41.

Na toepassing der correctie werd dit bij 4000 A:

39, nbsp;nbsp;nbsp;37,5,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;37,5, 37,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;37,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;37,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;39.

22

In n 1M tiT; mlmiT.iiiliiiiTtsiiliiiifdtilntiTmiliiiiTitiitittlitilmliitiitit'

L.......^....... ..........- ...... ............i

Fig. 8. Plaat met absorptiespectrum van kaliumchromaat. In de bovenste scbaalverdeeling is een kwikspectriiin

opgenomen. Opname 3 is een bianco.

bij 2600 A:

51, 50,5, 52,

Het grootste verschil, dat blijkt op te treden, is 1 nam. van de gemiddelde waarde. Deze verschillen kunnennbsp;echter ook in de plaat voorkomen, zoodat we dus welnbsp;kunnen aannemen, dat alle openingen een gelijke hoeveelheid licht ontvangen en de bundels de spectrograafnbsp;onverzwakt passeeren.

Nu werd de trappenspleet weer in het apparaat gebracht. Bij de eerste opname bleek nog een klein ver^ schil, ongeveer 1 mm., tusschen de bundels van de tweenbsp;gelijke openingen te bestaan, dat wel binnen de fouten-grens lag, maar zich bij alle golflengten herhaalde. Eennbsp;kleine verandering van den lampstand gaf hier eennbsp;nauwkeurige gelijkheid van deze beide lichtsterkten (zienbsp;plaat XXXIII, ook photometeropname). De veranderingnbsp;was te gering om invloed te hebben op de middelstenbsp;openingen, zooals reeds bij kleine veranderingen vannbsp;den stand gebleken was (bij opnamen zonder de trappenspleet) .

Ondanks al deze voorzorgen bleek bij langer gebruik van de apparatuur nog wel eens een kleine afwijkingnbsp;in intensiteit tusschen de beide gelijke buifdels voor tenbsp;komen. Vermoedelijk zijn deze afwijkingen het gevolgnbsp;van kleine variatie’s in den vorm van de waterstofboog.nbsp;Door het plaatsen van een gematteerd plaatje voor denbsp;opening der waterstofbuis werden deze fouten opgeheven. De belichtingstijd wordt door dezen maatregelnbsp;echter eenige malen vergroot. Voor door chemische omzettingen snel veranderende absorptie’s kan men daarom beter deze fouten, die steeds kleiner dan 4 % van enbsp;relatief zijn, voor lief nemen, omdat de veranderingnbsp;in £ in den zooveel langeren belichtingstijd veel grooternbsp;is. De meeste opnamen zijn mèt het kwartsplaatje gemaakt. Het apparaat is in dezen vorm en bij deze opstelling dus geheel voor het gebruik gereed.

Beschrijving van het maken eener opname.

Om een absorptiespectrum op te nemen, wordt één

23

der cuvetten met de oplossing gevuld, de andere met het oplosmiddel! Beide worden in de houders geklemd ennbsp;zoo in het absorptie-apparaat gehangen, dat het door hetnbsp;oplosmiddel gaande licht de zes trappen van de spleetnbsp;passeert. Hierna wordt op het absorptie-apparaat eennbsp;afsluitdop gebracht.

Het vooraf gevulde chassis wordt geopend en de schaal gephotografeerd , het chassis wordt opgeschoven, de dop van het absorptieapparaat verwijderd ennbsp;met behulp van den sluiter den vereischten tijd belicht.nbsp;Er kunnen nu nog drie absorptie-opnamen op dezelfdenbsp;plaat worden gemaakt, waarna gewoonlijk een blanconbsp;werd opgenomen. Bij een serie opeenvolgend opgenomennbsp;platen is één blanco voor verscheidene platen voldoende.

De plaat wordt in volkomen donker ontwikkeld en gefixeerd, drie kwartier gespoeld in leidingwater, met gedestilleerd water nagespoeld en in een stofvrije atmosfeer gedroogd (als voorbeeld diene fig. 8).

De plaat moet nu worden doorgemeten in de photometer. Daarvoor worden de overtollige deelen afgesneden en de plaat zoodanig op het raam van de photometer bevestigd, dat spectra en schaalverdeeling verticaalnbsp;staan. Het objectief wordt zoo ingesteld, dat de plaatnbsp;scherp op de thermozuil wordt af geheeld (controle doornbsp;heen- en weer bewegen van de hulplens). “) Door verticale beweging van het raam brengt men het beeld vannbsp;het schaaldeel, aangevende de golflengte, waarbij gemeten moet worden, op de spleet van de thermozuil.nbsp;Men brengt nu door horizontale verschuiving van hetnbsp;raam de andere schaalverdeeling van de plaat voor, verplaatst de plaat op het raam (de plaat slechts met tweenbsp;klemmen vastzetten) tot de overeenkomstige streep eennbsp;beeld op de spleet der thermozuil geeft en herhaalt dezenbsp;bewerkingen tot bij horizontale verschuiving van hetnbsp;raam, van beide schaalverdeelingen nauwkeurig de-

*) Voor de gebruikte spectrograaf is de geschikste verdeeling van de plaat; op 3 schaal, op 12, 26, 40 en 54 absorptiespectra, op 68nbsp;blanco en op 79 schaal.

') Moll, Burger en Reichert l.c. blz. 67.

24

Fig. 9a. Pliotometeropname van plaat 82 bij de golflengten 2850, 2900 en

O

3050 A. Bij genoemde golflengten werd de geheele plaat met 5 opnamen van boven naar onderen doorgemeten.

zelfde golflengtestreep op de spleet van de thermozuil valt. Eerst nu wordt de plaat definitief vastgezet, denbsp;galvanometerlamp aangestoken en de roteerende trommel met het photografisch papier in beweging gezet (alsnbsp;motor voor de beweging van den trommel kan met succes het uurwerk van een electrisch klokje worden gebruikt). Het wagentje, waarop de plaat zich bevindt,nbsp;wordt op een schroefas aangesloten en langzaam met denbsp;hand in horizontale richting voortbewogen. Komt mennbsp;van de bovenzijde der plaat (fig. 8), dan geeft de galvanometer achtereenvolgens uitslagen voor de verge-lijkingsspectra, opgenomen met intensiteiten, die zichnbsp;verhouden als de openingeii van de trappenspleet ennbsp;tenslotte een uitslag, behoorende bij het spectrum vannbsp;onbekende intensiteit (fig. 9a).

De uitslagen worden na het ontwikkelen van het photogram gemeten en op eenzijdig logarithmisch papier tegen de logarithme van de bijbehoorende intensiteit uitgezet. De vereeniging van de verkregen zes punten geeft een zwartingscurve van de plaat bij de gekozen golflengte. Door interpoleeren van den bij het zevende spectrum, de onbekende, behoorenden uitslag,

^ 1

vindt men de gezochte intensiteit, I. Uit log j = eed is nu e voor deze golflengte te berekenen (fig. 9b).

Men kan de nauwkeurigheid tot groote hoogte opvoeren door bij zeer dicht bij elkaar gelegen golflengten I te bepalen. Meestal kon ik volstaan met te meten metnbsp;een golflengte-interval van 50 A.

Gewoonlijk zal men bij één golflengte de plaat geheel door de photometer laten gaan en krijgt men dus bij dienbsp;golflengte van alle op de plaat gemaakte opnamen denbsp;benoodigde gegevens voor de berekening van I voor dienbsp;golflengte.

Het is hier de plaats, nader in te gaan op de vraag, waarom niet van mechanische voortbeweging van denbsp;plaat werd gebruik gemaakt. Een enkele blik op fig. 8nbsp;doet zien, dat het gedeelte, dat bij verticale doormetingnbsp;van de plaat werkelijk gemeten moet worden, hoogstensnbsp;een derde is van de geheele plaat. De meting van de

25

zwarting der tussclien de spectra gelegen gedeelten, is slechts nu en dan, ter controle van de lichtbron, noodig.nbsp;Bovendien kan in vele gevallen met een gedeelte van denbsp;zwartingscurve worden volstaan. Bij mechanische voortbeweging wordt de geheele plaat geregistreerd, bij handbeweging slechts die punten, welke noodig zijn. De hierdoor verkregen materiaal- en tijdsbesparing weegt ruimschoots op tegen het voordeel van mechanische beweging. Op één papier registreer ik gewoonlijk uit de handnbsp;240 uitslagen, welke gemiddeld 45 waarden voor e opleveren.

Yoor elke bepaling van een absorptiespectrum is cd een constant getal, zoodat de berekening zich het gemakkelijkst als volgt laat uitvoeren:

log s = log log

Opname van een bekend absorptiespectrum ter vergelijking met andere methoden.

Ter vergelijking van de volgens de gebruikte methode verkregen resultaten, werd het absorptiespectrum vannbsp;kaliumchromaat in 0,05 N. KOH bepaald. Dit absorptiespectrum is volgens verschillende methoden door verscheidene auteurs bepaald^). In fig. 10 is een curve opgenomen, waarin het gemiddelde van de door hen gepubliceerde uitkomsten is verwerkt.

Hieronder volgen de door mij verkregen uitkomsten. De extinctiecoëfficiënten werden bepaald bij golflengten, die het beste vergelijkbaar waren.

golfl. inA: nbsp;nbsp;nbsp;2220nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2240nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2400nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2480nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2570nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2750nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2850

log s: nbsp;nbsp;nbsp;2,995nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,842nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,128nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,323nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,441nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,541nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,445

golfl. inA: nbsp;nbsp;nbsp;2950nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3000nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3050nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3125nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3185nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3250nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3300

loge: nbsp;nbsp;nbsp;3,067nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,814nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,552nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,319nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,410nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,591nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2,828

0 Röszler. B. 59. 2608 (1926).

Weigert. Optische Methoden der Chemie, 1927, blz. 234.

26

golfl.inA: 3450 3550 3600 3650 3700 3750 3900 log s:nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,308 3,509 3,592 3,631 3,645 3,640 3,516

Deze uitkomsten zijn in fig. 10 met • aangegeven.

27

HOOFDSTUK III.

DE ABSORPTIE DER CARBONYLGROEP.

De absorptie der carbonylgroep in het golflengtege-bied van ongeveer 2100—3600 A speelt bij een onderzoek naar de absorptiespectra der suikers de voornaamste rol.nbsp;Door oudere onderzoekers, die nog niet over een inrichting ter nauwkeurige bepaling van quantitatieve absorp-tiespectra beschikten, werd reeds vastgesteld, dat acetonnbsp;en andere ketonen een selectieve absorptie bij 2700 A ver-toonen.

Gelbke^), werkende volgens een methode, die de ligging en hoogte der maxima en minima ten opzichte van elkaar vrij goed doet waarnemen, vindt naast den bandnbsp;bij 2700 A nog een veel zwakkeren band bij 3650 A. Hetnbsp;is deze band, die volgens zijn opvatting bij de a-diketa-nen tot ongeveer 4200 A wordt opgeschoven en zoodoende de aanleiding tot de geelkleuring dezer verbindingennbsp;wordt.

Schou bepaalt de absorptie van de CO-groep in acetaldehyde zeer nauwkeurig en stelt voor de oplossing in water een maximum bij 2778 A met een log £ = 0,98 vast.nbsp;Hij vindt een verhooging in de absorptiecurve bij 3175 A,nbsp;waaruit hij het bestaan van een tweede maximum afleidt. Dit zou op een, zij het wel wat twijfelachtige, overeenstemming met de waarnemingen van Gelbke wijzen.

Belangrijk voor het onderzoek der suikers is het door Schou vastgestelde feit, dat aceetaldehyde voor een klein

0 Soret. Arch. d. Sciences phys. et nat. 61 (2) 322 (1878). Baly en Stewart. J. Cheni. Soc. 89. 489 (1906).

85. 1029 (1904).

87. 766 (1905).

“) Gelbke. Z. physik. Chcm. 55. 485 (1906).

®) Schou. J. chiin. phys. 26. 69 (1929).

28

gedeelte in enolvorm voorkomt, welke een stijging der absorptie bij het normale maximum der dubbele binding, 2205 A, veroorzaakt.

Bovendien blijkt uit het onderzoek van Schou, dat 25 % van het aldehyde in gehydrateerden toestand,nbsp;althans in niet absorbeerenden vorm moet voorkomen.nbsp;Reeds Stark gaf als verklaring voor de absorptie dernbsp;carbonyl-groep een lossere verbinding der valentie-elec-tronen. Deze veronderstelling vindt in de nieuwere theorieën over de lichtabsorptie,-volgens welke de absorptienbsp;der chromophore groepen door de sr-electronen in eennbsp;dubbele binding veroorzaakt wordt, een bevestiging.nbsp;Zijn deze theoriën jnist, dan zal dus een verandering innbsp;den normalen toestand der x-electronen in de C = O binding, ook een verandering in de absorptie der carbonyl-groep tengevolge hebben.

Dat de CO-binding in de carbonylgroep de normale absorptieband niet meer vertoont, wordt dan ook gewoonlijk verklaard door hierin een andere electronen-verdeeling aan te nemen.

Het ontbreken der specifieke absorptie bij de door mij onderzochte «-oxyaldehyden brengt een soortgelijkenbsp;kwestie aan de orde. Vele onderzoekers zoeken een verklaring voor dit feit door een dimolecidaire verbindingnbsp;met de volgende structuur aan te nemen (voor het eenvoudigste a -oxyaldehyde: glycolaldehyde).

CH2 — CH . OH

lt;

HO-CH —CH2

Inderdaad zou deze hypothese het ontbreken der absorptie volkomen verklaren en het voorkomen van methyl-aethers van glycolaldehyde met deze ringstruc-tuur maakt dezen ringvorm vrij aannemelijk. Bovendiennbsp;is de gekristalliseerde vorm dimeer. Bij oplossen van denbsp;dimere verbinding in water blijkt evenwel dissociatie op

Stark. Jalirb. d. Radiot. u. Electroiiik 9. 23 (1912).

29

te treden in twee molecnlen glycolaldehyde. Deze dissociatie is na eenige uren voltooid. Aanvankelijk had ik als gevolg van dit proces een toename der absorptie verwacht, daar de CO-groepen weer vrijkomen. Bij bepalingnbsp;van absorptiespectra gedurende den tijd, dat de dissociatie zich afspeelt, vond ik echter geen enkele verandering, grooter dan de normale afwijkingen, in de absorptie bij 2700 A (zie glycolaldehyde tabel I). Ter verklaring van dit feit zou men een aethyleenoxyde-ring innbsp;het moriomere glycolaldehyde kunnen aannemen, zooalsnbsp;dit ook door Ohle wordt gedaan.

Een bewijs voor het voorkomen dezer verbindingen is echter niet geleverd, terwijl spontane ringvorming nietnbsp;verwacht kan worden^). Verder vereischt het aannemennbsp;van deze structuur het optreden van optische isomeren,nbsp;hoewel het mogelijk is, dat deze door eventueele snellenbsp;racemisatie, zich aan de waarneming onttrekken. Veelnbsp;beter komt het mij voor in het glycolaldehyde een elec-tronenverschuiving aan te nemen, waardoor een polairenbsp;verbinding ontstaat. In electronenformules is dit als volgtnbsp;weer te geven:

*) Ohle. Chemie der Monosaccharide u. der Glycolyse. München 1931, bl. 24.

Micheel. Chemie der Zucker u. Polysaccharide. Leipzig 1939, biz. 19.

Herold. Z. physik. Chem. B. 16. 215 (1932). Alleen ringen van minstens 5-atomen zijn vrij van spanning, zooals uit onderzoekingen aan oxy-n-butylaldehyde volgt.

30

De gevonden dipoolmomenten bij aldehyden en betonen maken waarschijnlijk, dat ongeveer 47 % in dezen vorm aanwezig is.

De invoering der OH-groep moet in deze verbindingen dan ten gunste van den gepolariseerden vorm werkzaamnbsp;zijn. Dat dit in het algemeen inderdaad het geval is, wordtnbsp;ook door Eistert aangenornen. Is het percentage gepolariseerde moleculen, welke waarschijnlijk gehydrateerdnbsp;zullen zijn, toegenomen, dan is verklaard, waarom bijnbsp;deze stoffen geen absorptie optreedt. Het langzame uiteenvallen van het dimere product I pleit hier voor denbsp;aangenomen structuur als cyclo-acetaal.

Voor glycerinealdehyde kan een soortgelijke beschouwing worden gegeven. Ook bij deze verbinding is geen specifieke absorptie aantoonbaar in de door mij gebruikte oplossingen ”).

Bij de ‘«-oxyketonen is de invloed van de OH-groep veel geringer of onmerkbaar. Het door mij onderzochtenbsp;acetol vertoont een normalen keton-band bij 2800 A. Hiermede is het feit, dat zich bij acetol geen dimeer productnbsp;vormt , geheel in overeenstemming.

Het zuivere monomere dioxyaceton vertoont in vloeibaren toestand geen neiging tot polymerisatiede absorptie is echter geringer dan bij acetol. Van dioxyaceton is wel een dimere verbinding bekend, die echter pas bijnbsp;inwerking van alcoholisch zoutzuur op het diacetaat ontstaat. Deze valt in water langzaam uiteeu, waarbij iknbsp;weer geen verandering in de absorptie kon vaststellen.nbsp;Het schijnt, dat de aanwezigheid van een CHa-groepnbsp;naast de C = 0-groep als bij acetol, laatstgenoemdenbsp;a.h.w. beschermt tegen den invloed der OH-groepen opnbsp;de absorptie, acetoïne gedraagt zich als acetol **).

Bij pentosen en hexosen wordt de concentratie van mo-

Pauling. The Nature of the Chemical Bond. London 1959, bl. 75.

'¦') Eistert. Tautomerie u. Mesomerie. Stuttgart 1938, bl. 111.

De extinctiecoëfficient is in ieder geval kleiner dan 0,6, overeenkomende met een gehalte van minder dan P/o vrij glycerinehaldehyde.

*) Bergmann en Ludwig. Ann. 4/56. 176 (1923).

A) Fischer en Mildbrand. Ber. 57. 707 (1924).

®) Dirscherl en Braun. Ber. 65. 416 (1930).

31

Fig, 11. Ab.sori)tiespcctra van aldehyden en ketonen.

1. acetylaceton. 2. acetylacetori in NaOH. 3. mesityloxyde. 4. acetonylaceton. 5. crotonaldehyde. 6. acroleine. 7. aceton.nbsp;8. aceetaldehvde.

32

leculen in den al-vorm door het evenwicht tusschen den lactol-ring en het vrije aldehyde hepaald. Daar het grootste gedeelte in den ringvorm aanwezig is, zal daardoornbsp;een eventueel waar te nemen absorptie al zeer geringnbsp;zijn. Voegt men hierbij de mogelijke polarisatie en hydra-tatie, dan kan men reeds a priori vaststellen, dat eennbsp;spectrografisch onderzoek naar het voorkomen eener al-glucose op groote moeilijkheden zal stuiten. Nochtansnbsp;zijn hiertoe verscheidene pogingen gedaan, waarop ik innbsp;het hoofdstuk glucose terug kom.

Het gegeven overzicht hield zich in hoofdzaak bezig met de absorptie van de CO-groep, al of niet onder invloed van naburige OH-groepen.

Voor het gedrag der suikers in alkalisch milieu is bovendien van groot belang de verandering, die de absorptie der CO-groep ondergaat door de invoering van een tweede chromophore groep. Als tweede chromophorenbsp;groep treedt dan vnl. een tweede CO-groep of eennbsp;—C—C—binding op den voorgrond.

Gelbke (l.c.) constateerde, dat de absorptie, door de invoering van een dergelijke groep, in het algemeen naar de langere golflengten wordt verschoven. Meer in het bijzonder geldt dit voor de invoering van een geconjugeerde dubbele binding, zooals die bijv. in mesityloxydenbsp;voorkomt (CH3)2 C = CH.CO.CH3.

Bij deze stof verschuift de ketonband van 2745 A (ace-ton) naar 3130 A (zie fig. 11).

Groszmann “) vindt bij den enolvorm van acetylaceton, waarvoor hij de formule

CH3. C = C . CO . CH3

I I

OH H

aanneemt een maximum bij 2920 A met een log s = 4,2. In verband met het werk in dit proefschrift is het nog vannbsp;belang op te merken, dat Groszmann in zijn onderzoeknbsp;de mogelijkheid van enolvorming door de tweede CO-groep betrekt, waardoor de absorptie nog verder beïn-

Scheibe. Ber. 58. 595 (1925).

’) Groszmann. Z. physik. Cliem. 109. 305 (1924).

33

vloed zou worden. Hiertegen werd reeds door Hantzsch en Kröber bezwaar gemaakt.

Nieuwere onderzoekingen van Tananger hebben deze omzetting uitgesloten. De invoering van een tweedenbsp;carbonylgroep in het molecule heeft weinig invloed opnbsp;de ligging van het maximm. Wel wordt over het algemeen de absorptie bij het maximum veel sterker. Zoo isnbsp;voor acetylaceton log s (max. 2770 A) = 3,28, voor ace-tonylacton log e (max. 2700 A) = 2,09.

Ter vergelijking met de spectra der snikers en hun ont-ledingsprodncten, heb ik in fig. 11 de absorptiespectra van de volgende aldehyden en ketonen opgenomen:nbsp;aceton in water.nbsp;aceetaldehyde in water. ‘‘)nbsp;acetylaceton in water. '*)nbsp;acetylaceton in Vioo N NaOH.nbsp;acetonylaceton in alcohol. ‘‘)nbsp;acroleïne in water.nbsp;crotonaldehyde in alcohol.nbsp;mesityloxyde in alcohol. °)

1) Hantzsch u. Kröber. Z. Physik. Chem. 147. 293 (1930).

Tananger. Avk. norske Vidensk.-Akad. Oslo I. Mat. Natur-3) Internat. Grit. T. V blz. 369.

’) Bielecki en Henri. Ber. 47. 1690 (1914).

Groszmann. Z. physik. Chem. 109. 305 (1924).

“) Lüthy. Z. physik. Chem. 107. 285 (1923).

34

HOOFDSTUK IV.

OVERZICHT DER ONDERZOCHTE STOFFEN. GLYCOLALDEHYDE.

Glycolaldehyde.

Glycolaldehyde kan bij behandeling van glucose met alkaliën worden gevormd. Bovendien is hetnbsp;gedrag van glycolaldehyde als eenvoudigste x-oxyaldehyde ter vergelijking met dat van glucosenbsp;van belang.

Glycerine aldehyde.

Glycerinealdehyde wordt als één der vmunaamste splitsingsproducten van glucose in alkalisch milieu beschouwd. Het is, indien men als eisch aannbsp;de suikers stelt, dat zij minstens fwee OH-groepennbsp;en een naburige CO-groep moeten bevatten, tevensnbsp;de eenvoudigste aldose. Om beide redenen is glycerinealdehyde in dit onderzoek betrokken.

Dioxy aceton.

Dioxyaceton is als splitsingsproduct van glucose van evenveel belang als glycerinealdehyde. In alkalisch milieu is het vermoedelijk met glycerinealdehyde in evenwicht. Verder is het van belangnbsp;als de eenvoudigste ketose.

Melkzuuraldehyde.

Melkzuuraldehyde vertoont als a-oxyaldehyde verscheidene suikerreacties. Bovendien zal het in

35

alkalisch milieu vermoedelijk een evenwicht vormen met acetol. Daarnaast is het van belang het gedrag van deze stof in alkalisch milieu te vergelijken met glycolaldehyde. Als splitsingsproductnbsp;van glucose komt het naast acetol voor.

Acetol.

Acetol is door de mogelijke vorming uit glucose van belang. Juist in latere jaren is de vraag of acetol,nbsp;dan wel methylglyoxaal in het destillaat van zwaknbsp;alkalische glucose-oplossingen voorkomt, aan denbsp;orde gesteld.

Glucose.

Het geheele onderzoek heeft ten doel, zoo mogelijk een verklaring te vinden voor het ontstaan der ab-sorptiespectra van glucose in alkalische oplossing.nbsp;Alleen de keuze der naast glucose onderzochtenbsp;stoffen behoefde dus een nadere motiveering.

Glycolaldehyde

//^

\ H

Bereiding.

Het voor het onderzoek gebruikte preparaat werd bereid volgens Fischer en Taube en Fischer en Feld-mann ^).

Door oxydatie van wijnsteenzuur met waterstofperoxyde na toevoeging van ferrosulfaat wordt dioxymaleïnezuur bereid. Hierbij is het van het grootste belang, dat de temperatuur op —5° wordt gehouden en de toevoeging van het waterstofperoxyde minstens 5 uurnbsp;duurt. Na eenige dagen staan bij 0° C kristalliseert het dioxymaleïnezuur. Dit wordt in vacuo boven P2O5 gedroogd.

Het dioxymaleïnezuur wordt met pyridine verwarmd op 50—55° C Hierbij vindt CO^-afsplitsing plaats en wordt het glycolaldehydenbsp;gevormd.

Fischer en Taube. Ber. 60. 1707 (1927). Fischer en Feldmann. Ber. 62. 865. (1929).

36

Volgens het voorschrift wordt nu bij 13 mm. de pyridine afge-destilleerd, waarna bij een buitenbadtemp. van 150° het glycol-aldehyde overgaat.

Door gebruik van een hoogvacuumpomp kon ik bij ongeveer 50° en 0.23 mm. overdestilleeren, hetgeen vermoedelijk de oorzaaknbsp;was, dat het preparaat door grootere zuiverheid onmiddellijk na denbsp;destillatie kristalliseerde, terwijl in het oorspronkelijke voorschriftnbsp;hiertoe enten en langere tijd noodig was.

Eigenschappen.

Het preparaat had een smeltpunt van 97° C.,een refractie (onderkoeld) n^ = 1,480. Het reduceerde het reagens van Luff en dat van Fehling in de koude. Verder gaf hetnbsp;de reactie van Schiff en van Molish. (Zie Schoorl. Org.nbsp;Analyse H) hl. 177—180.

Het absorptiespectrum in neutraal milieu.

Spectrografisch onderzoek is niet bekend; de vermelding van Ohle ^), dat door Niederhoff afwezigheid van absorptie is vastgesteld, moet op een misverstand berusten. Het aanvankelijk dimere glycolaldehyde splitst zichnbsp;in water vrij snel in den monomeren vorm.

De hierbij verwachte absorptie bij ± 2700 A treedt echter niet op. Aan de mogelijke oorzaak van dit feit zijnnbsp;in hoofdstuk III eenige beschouwingen gewijd.

De gevonden waarden voor log e bij verschillende golflengten na 10 minuten 20° C, 40 minuten 20° C, 6 uur 20° C en 7V2 uur 40° C zijn opgenomen in tabel I. De

1) Ohle. l.c. bl. 25.

Niederhoff door Fischer. Z. angew. Chem. 44. 18T (1931) vermeldt, dat glycerinealdehyde geen selectieve absorptie vertoont.

®) Fenton en Jackson. J. Chem. Soc. 75. 577 (1899).

9 blz. 30.

37

38

39

gevonden verschillen waren niet groot genoeg om voor de verschillende tijden afzonderlijke curves op te nemen.nbsp;De curve „neutraal” in fig. 12 geeft een gemiddelde vannbsp;de waarden in tabel I. De afwijkingen van dit gemiddelde meen ik aan de proef fouten te moeten toeschrijven.

Het verkregen resultaat sluit een toename der absorptie tengevolge van de dissociatie uit. Wel wijst de flauwe bocht in de curve in het gebied rond 2700 A op het voorkomen van een geringe hoeveelheid aldehydevorm.

Het absorptiespectrum in alkalisch milieu.

Voor de bepaling der absorptiespectra in alkalisch milieu werd voor alle onderzochte stoffen één methode gevolgd. Om noodelooze herhaling te voorkomen wordt deze alleen bij glycolaldehyde beschreven.

Een volkomen heldere oplossing van de stof in kool-zuurvrij gedestilleerd water wordt in een vooraf berekende verhouding gemengd met een phosphaatbuffer van de gewenschte Pjj. Hierbij dient er voor gezorgd te worden,nbsp;dat de verhouding steeds zoo uitvalt, dat door te sterkenbsp;verdunning der bufferoplossing geen verandering in denbsp;Pjj kan optreden.

Zooals mij bij controle bleek, kan de Pjj waarde van de buffer dan als de juiste worden aangenomen. Na de menging wordt al of niet gedurende tien minuten stikstofnbsp;doorgeleid en de nagenoeg gevulde buis met een gummi-kap gesloten. Voor zeer lange tijden werden de buizennbsp;dichtgesmolten. In fig. 3 en 4 zijn de gebruikte buizen,nbsp;staande in een bekerglas, afgebeeld. De meeste proevennbsp;zijn uitgevoerd met stikstofvulling. Het voordeel vannbsp;phosphaatbuffers is, dat door eventueele vorming van geringe hoeveelheden zuur, de P^ zich niet of zeer weinignbsp;wijzigt, terwijl deze buffers zelf niet absorbeeren.

Door te werken in zeer verdunde oplossingen en de concentratieveranderingen binnen enge grenzen te houden, zullen eventueele afwijkingen van de wet van Beernbsp;hier practisch geen rol kunnen spelen. Bovendien is denbsp;fout, die een noodzakelijk gevolg is van de vrij snelle

40

verandering der absorptie in alkalische oplossingen groo-ter dan die, welke men op grond van een afwijking van genoemde wet kan verwachten.

Voor glycolaldehyde werden de bepalingen uitgevoerd bij Pjj = 11 en Pjj = 11,8.

Bij Pjj = 11,8 werd de omzetting na verschillende tijden, zoowel bij 20° C als bij 40° C nagegaan. Het resultaat is opgenomen in de tabellen II, III, IV, V en YI en in de figuren 12 en 13.

In eenige gevallen werd na de inwerking van de buffer met de berekende hoeveelheid zoutzuur geneutraliseerd tot Pjj = 6—7, en opnieuw de absorptie bepaald. Na de toevoeging van het zoutzuur werd gewacht tot eennbsp;evenwichtstoestand was ingetreden. Dit bleek na 20—30nbsp;min. het geval te zijn. De mogelijkheid bestond, dat bij denbsp;neutralisatie, die niet op een indicator kon geschieden eennbsp;zwak zure reactie zou optreden. Het na neutralisatie gevonden spectrum zou dan door de in werkingvan het zuurnbsp;op het niet omgezette oxyaldehyde veroorzaakt kunnen zijn. Bij één der onderzochte stoffen (glycerinealde-hyde, zie Tabel V. 3) heb ik daarom het absorptiespec-truni bij Pjj = 1,4 na 40 min. bepaald. Zelfs bij deze zurenbsp;reactie, sterker dan bij het onderzoek kon voorkomen,nbsp;deed zich geen verandering in het absorptiespectrumnbsp;voor.

De absorptiecurven na neutralisatie zijn opgenomen in de fig. 14 en 15, gecombineerd met het spectrum vóór denbsp;neutralisatie.

Uit alle waarnemingen blijkt, dat zich bij 20° C langzaam, bij 40° C veel sneller, een maximum ontwikkelt bij ongeveer 3000 A.

De opname bij Pjj = 11 heeft hetzelfde resultaat; de sterkte der absorptie is echter geringer.

Dat het hier de vorming van een nieuwe stof betreft, bewijzen de opnamen na neutralisatie. De oorspronkelijke absorptiecurve van het glycolaldehyde keert hierbijnbsp;niet terug, maar er blijft een stof over met een absorptie-maximum bij 2650 A.

42

Fischer en Landsteiner verkregen uit glycolalde-hyde na 15 nur staan met 1 % NaOH bi] 0° C een product, dat Fehling’s proef vocht in de koude slechts weinig reduceerde en dat met behulp van het osazon als tetrose konnbsp;worden geïdentificeerd.

Fenton en Jackson vinden na 20 uur met 1 % NaOH bij kamertemp. geen reductie meer in de koude en geennbsp;reactie van Schiff. Het door hen bereide osazon heeft denbsp;eigenschappen van /3-acrosazon, dat door Fischer ennbsp;Tafel als osazon uit het condensatieproduct van glyce-rose met NaOH was verkregen.

De door genoemde onderzoekers verkregen resultaten wijzen ongetwijfeld op een aldolcondensatie van hetnbsp;glycolaldehyde, waarbij het voor dit onderzoek van weinig belang is of een tetrose, dan wel een hexose wordtnbsp;gevormd. Noch bij tetrosen, noch bij hexosen is een ab-sorptieband bij 3000 A te verwachten, terwijl de na neutralisatie te voorschijn tredende absorptieband bij 2650 Anbsp;te sterk is, om deze aan een vrije aldehydegroep van dezenbsp;suikers toe te kunnen schrijven.

Evenmin is het waarschijnlijk, dat een uit het glycolaldehyde door afsplitsing van één of meer atomen ontstaande stof, dit spectrum zou veroorzaken.

Daar uit het volgende onderzoek blijkt, dat hexosen in veel langzamer tempo tot het ontstaan van deze absorp-tiespectra aanleiding geven, lijkt het mij aannemelijk, hetnbsp;gevormde maximum bij 3000 A aan een uit de tetrosenbsp;ontstaan product toe te schrijven.

Het is bekend, dat aldolen in sterke mate de neiging vertonnen om een molucule water af te splitsen van hetnbsp;«- en /3-C-atoom (synthese van onverzadigde aldehyden).nbsp;Deze waterafsplitsing vindt reeds tijdens de aldolcondensatie plaats en wordt door temperatuursverhooging bevorderd.

In zijn meest eenvoudigen vorm zou de condensatie dus volgens het onderstaande schema kunnen verloopen. Het

') Fischer en Landsteiner. Ber. 25. 2519 (1892). Fenton en Jackson. Chem. News. 80. 177 (1899).

43

is echter zeer goed mogelijk en ook waarschijnlijk, dat meer moleculen aan de reactie deelnemen.

H nbsp;nbsp;nbsp;Hnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;H OH H

I nbsp;nbsp;nbsp;Inbsp;nbsp;nbsp;nbsp;III

-C-C=0 H-C-C = 0 ^H-C-C-C-C = 0

II nbsp;nbsp;nbsp;I Hnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;I I I I

OH H nbsp;nbsp;nbsp;OHnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;OH H OH H

I nbsp;nbsp;nbsp;Inbsp;nbsp;nbsp;nbsp;II

C-C = C I I I I

OH H OH H

III

Van een verbinding als III is een absorptie als verkregen bij het glycolaldehyde te verwachten, acroleïne heeft een maximum bij 3125 A, crotonaldehyde bij 3200 A (innbsp;alcohol, zie fig. 11).

Bij neutralisatie zal uit deze verbinding, die als de enol-vorm van een keto-aldehyde op te vatten is, de keto-vorm ontstaan, die analoog aan andere stoffen met twee CO-groepen een absorptieband bij 2600—2700 A zalnbsp;moeten vertoonen. Ook aan dezen eisch voldoet de uitnbsp;het glycolaldehyde gevormde stof.

Het is ook mogelijk, het verloop dezer condensatie voor te stellen door aan te nemen, dat een stof van de samenstelling als III ontstaat door de verbinding van twee moleculen glycolaldehyde in den enolvorm onder uittredingnbsp;van water. Daar bij iedere aldolcondensatie voor één dernbsp;beide reageerende moleculen de enolvorm wordt aangenomen , zou bij een hoogere concentratie aan enolvormnbsp;deze reactie zeer goed mogelijk kunnen zijn. Een voorafgaande vorming van tetrose zou dan niet noodzakelijknbsp;zijn, maar beide reacties konden naast elkaar plaatsnbsp;vinden.

Hoe het zij, de vorming van een stof als Hl, zij het wellicht met meer C-atpmen, geeft een verklaring van de bij het spectrografisch onderzoek waargenomen feiten.

1) Zie bl. 34 (Hoofdstuk III).

Tsclielinzew. Ber. 67. 1341 (1934).

Scheibler. Ber. 67. 1341 (1934).

44

GLYCOLALDEHYDE

45

GLYCOLALDEHYDE

46

GLYCOLALDEHYDE

47

GLYCOLALDEHYDE

48

GLYCOLALDEHYDE

49

GLYCOLALDEHYDE

30

HOOFDSTUK V.

GLYCERINEALDEHYDE.

CH, OH. CHOH. 0^2'

Bereiding.

Het voor het onderzoek gebruikte preparaat werd bereid volgens Wohl ^), rekening houdende met de aanwijzingen van Witzemann en medewerkers.

Absolute alcohol wordt bij 0° met zoutzuurgas verzadigd en onder roeren langzaam met acroleïne gemengd. Het gevormde /3-chloor-propionaldehyde wordt in vacuo gedestilleerd. Met behulp van zuiver KOH wordt door verhitting op 210° C. het acroleïneacetaal verkregen, dat uit het reactiemengsel direct afdestilleert. Na zuiveringnbsp;door destilleeren wordt het acroleïneacetaal door KMn04 geoxydeerdnbsp;tot glycerinealdehydeacetaal. Deze oxydatie wordt sterk beïnvloednbsp;door de temperatuur, de beste opbrengst wordt bij 5° C. verkregen.nbsp;Het acetaal wordt met K2CO3 afgescheiden en quot;^efractionneerd. Hetnbsp;zoo verkregen zuivere glycerinealdehydeacetaal wordt door verdundnbsp;H2SO4 ontleed, een kleine hoeveelheid ijsazijn toegevoegd en metnbsp;Ba(OH)2 geneutraliseerd. Het filtraat wordt bij 10 mm. ingedamptnbsp;en door toevoeging van abs. alcohol tot kristallisatie gebracht.

Eigenschappen.

Het preparaat had een smeltpunt van 140° C. en reduceerde het reagens van Fehling en van Luff in de koude. Het gaf de reacties van Denigès, Dische en Robbins ennbsp;Eggrive, welke voor glycerinealdehyde, dioxyaceton ennbsp;methylglyoxaal gemeenschappelijk zijn. Bovendien gafnbsp;het de voor glycerinealdehyde specifieke reactie vannbsp;Wohl en Neuberg. (Zie Schoorl. Org. Analyse II bl. 178—nbsp;180).

1) Wohl. Ber. 31. 1799 (1898). Wohl en Neuberg. Ber. 33. 5103 (1900).

quot;^) Witzemann. Org. Syntheses XI. 26,1, 50, 52 (1931).

51

Het absorptie spec tram in neutraal milieu.

Herold beschrijft het absorptiespectriim van glyce-rinealdehyde als continu, evenals Niederhoff blijkens een publicatie van Fischer. Bij geen van beide auteurs zijnnbsp;gegevens voor een absorptiecnrve te vinden. Zelf bepaalde ik de absorptie van een inolair oplossing innbsp;water. De verkregen waarden voor £ waren echter doornbsp;de geringe concentratie der oplossing niet voldoendenbsp;nauwkeurig om een curve op te stellen. Wel is, uitgaandenbsp;van de absorptie der carbonylgroep in aceton, te berekenen, dat geen aldehydevorm in een concentratie vannbsp;meer dan 1 % van het totale glycerinealdehydegehaltenbsp;voorkomt. Deze concentratie neemt ook na lang staan bijnbsp;20° C niet toe.

Onderstaande cijfers geven het verloop van het mole-culairgewicht in water.

moleculair gewicht 1 uur na oplossen 164.

24 „ nbsp;nbsp;nbsp;„nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;„nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;102.

48 „ nbsp;nbsp;nbsp;„nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;„nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;102.

theoretisch: monomere vorm nbsp;nbsp;nbsp;90.

Door Fischer en Baer wordt een uitvoerig bewijs geleverd voor het voorkomen van een dioxaanring in het dimere methylcycloacetaal van glycerinealdehyde. Striktnbsp;genomen geldt dit bewijs alleen voor het acetaal; ook andere opvattingen voor het ontstaan van een dimere verbinding zijn mogelijk, en ik acht het daarom beter denbsp;structuur dezer verbinding buiten beschouwing te laten.nbsp;In het hoofdstuk glycolaldehyde is deze zelfde kwestienbsp;trouwens reeds behandeld. In water ontstaat uit den di-meren vorm een monomeer glycerinealdehyde, dat waarschijnlijk gehydrateerd is, waardoor het uitblijven vannbsp;een absorptieverandering verklaard kan worden.

P’ischer en Baer °) verkiezen voor het monomere glyce-

9 Herold. Z. physik. Cliem. (B). 16. 213 (1932).

Fischer. Z. angew. Chem. 44. 187 (1931).

•¦gt;) Wohl. Ber. 31. 1799 (1898).

*) Fische en Baer. Ber. 63. 1744 (1930).

®) Fischer en Baer. Ber. 60. 479 (1927); zie ook Bergmanii en Mieke-ley. Ber. 54. 2150 (1921) en Bergmann en Ludewig. A. 436. 173 (1923).

52

rinealdehyde een formule met een oxymethyleenring 1,2 op de volgende gronden:

lquot;. de onmogelijkheid een acetonverbinding te maken;

2“. de moeilijke additie van HCN.

3“. het indifferente gedrag van het dimere acetaat tegenover phenylhydrazine.

Wat 1“ betreft, Fischer en Baer hebben zelf, zij het na eenige moeite de acetonverbinding bereid.

De additie van HCN zal ook bij een gehydrateerde verbinding mogelijk bezwaarlijker verloopen, terwijl het gedrag van het dimere acetaat m.i. niet als bewijs voor de structuur van den monomeren vorm kan gelden.

Het ahsorptiespectrum in alkalisch milieu.

De oplossing van glycerinealdehyde werd op dezelfde wijze als bij glycolaldehyde gemengd met buffers vannbsp;verschillende waterstofionenconcentratie. De dezernbsp;oplossingen varieerde van 9,2—11,8, terwijl de tijd der inwerking liep van 10 min. tot 7 dagen. Eén serie proevennbsp;werd bij 20° C., de tweede bij 40° C. gedaan. De proevennbsp;werden overigens geheel analoog aan de bij glycolaldehyde beschrevene uitgevoerd.

In verscheidene gevallen werd het ahsorptiespectrum tevens na neutralisatie van het reactiemengsel bepaald.

Het hoofdonderzoek vond weer bij = 11,8 plaats, tabel I en H bevatten de verkregen uitkomsten bij 20°,nbsp;welke in fig. 16 tot absorptiecurves zijn vereenigd. Ernbsp;vormt zich een stof met een maximum bij 2950 A, welkenbsp;vorming sneller verloopt dan bij glycolaldehyde. De ge-heele omzetting is in ongeveer 5 uur voltooid, bij langerenbsp;inwerking verschuift het maximum langzaam naarnbsp;2850 A.

Bij 40° (tabel IV en V, fig. 17) ontstaat hetzelfde maximum, maar het wordt veel sneller bereikt en ligt hooger (ongeveer 50 % van e). Ook nu heeft langere inwerkingnbsp;een verschuiving van het maximum naar lagere golflengten tengevolge. De top is echter veel minder geprononceerd.

Wohl en Momber. Ber. 50. 455 (1917).

Fischer en Baer. Ber. 65. 1749 (1930).

33

54

55

Dat deze zelfde omzetting ook bij lagere Pjj’s plaats vindt, blijkt uit de proeven uitgevoerd bij Pjj = 9,2 ennbsp;10,2. Deze zijn opgenomen in tabel V, 4 en tabel VI. Fig.nbsp;18 geeft een overzicht van de nitkomsten. Vergelekennbsp;met glycolaldehyde is ook nu nog de reactie vrij snel.

Bij glycerinealdehyde is de hoeveelheid van het gevormde reactieprodtict na vier dagen bij P^ = 10,2 ongeveer van die bij Pjj =11,8.

Bij P|^ = 9,2 werd slechts één bepaling uitgevoerd, èn wel met het doel, na te gaan of dezelfde reactie ook nunbsp;nog plaats vond. Dit is inderdaad het geval; de concentratie van de absorbeerende stof is na 24 uur 5,6 Vo vannbsp;die bij Pj^ = 11,8.

De opnamen na neutralisatie, weergegeven in de tabellen III en V, 2 leveren het bewijs, dat zich een andere stof uit het glycerinealdehyde heeft gevormd met eennbsp;maximum bij 2650 A. In de figuren 19 t.m. 23 zijn denbsp;absorptiecnrves naast die van het reactiemengsel vóór denbsp;neutralisatie opgenomen.

Fischer en Tafel hebben reeds vastgesteld, dat acro-leïne-dibromide onder inwerking van alkaliën langzaam in een mengsel van suikers overgaat. Deze omzettingnbsp;vindt zeer waarschijnlijk over glycerinealdehyde plaats,nbsp;zoodat hiermede dns de eerste condensatie van een triosenbsp;tot hexose werd bereikt.

Spoedig hierna deelen dezelfde auteurs mede ^), dat zij uit glycerose, een door oxydatie van glycerine bereidnbsp;mengsel van triosen en andere verbindingen, eveneensnbsp;hexosen hebben verkregen. Via de os'azonen werd de aanwezigheid van dl-fructose en dl-sorbose aangetoond.

Dezelfde suikers werden ook door Fischer en Baer met behulp van Viooo n Ba (OH) 2 uit glycerinealdehyde

‘) Fischer en Tafel. Ber. 20. 1095, 2566 (1887).

9 Fischer en Tafel. Ber. 20. 3384 (1887). 25. 370 (1890).

Fischer eii Pashniore. Ber. 21. 989 (1888).

¦’) Schmilz. Ber. 46. 2327 (1913).

Küster en Sclioder. Z. physiol. Chem. 141. 110 (1924).

9 Fischer en Baer. Helv. Chim. Acla 19. 519 (1936).

56

en dioxyaceton verkregen. Door deze schrijvers wordt speciaal de aandacht gevestigd op de versnelling dernbsp;aldolcondensatie door de invoering van ^een OH-groep innbsp;het aan de condensatie deelnemende aldehyde, indiennbsp;deze zich aan het a-C-atoom bevindt.

Dat de volgens genoemde schrijvers ontstaande hexo-sen verantwoordelijk zouden zijn voor liet ontstaan der sterke absorptie bij de door mij uitgevoerde proeven, isnbsp;practisch uitgesloten. Wel geven hexosen bij 20° G ennbsp;Pj^ = 11,8 na langen tijd een absorptieband bij 2950 A, bijnbsp;Pjj= 9,2 en 20° C (zie fig. 18) is dit zeker niét het geval.

In lateren tijd is deze kwestie uitvoerig door Evans c.s. bestudeerd, waarbij de inwerking van KOH bijnbsp;aanwezigheid van phenylhydrazine werd onderzocht.nbsp;Ook hierbij bleek de vorming van methylglyoxaal.

Deze stof zou uit glycerinealdehyde kunnen ontstaan door eerst de vorming van methylglyoxaalenol aan tenbsp;nemen. Van deze stof zijn door Fischer, Baer en Feld-mann derivaten bereid, bovendien is een waterafsplit-sing aan het as en^-C-atoom, evenals bij aldol (zie ooknbsp;Hoofdstuk Glycolaldehyde, blz. 43) te verwachten.

Uit het methylglyoxaalenol kan dan gemakkelijk methylglyoxaal ontstaan.

-H2O

CH^OH . CHOH.C^° CH2 = C . OH . cf ° ^ CH,. CO . c/®

Bernhauer en Görlich ®) maakten aannemelijk, dat deze reactie omkeerbaar is, daar bij de inwerking vannbsp;CaCOg op methylglyoxaal weer triosen worden gevormd.

Nu doet zich dus de vraag voor, of de sterke absorptie

gt;) Fischer en Baer. Helv. Chim. Acta 20. 1213 (1937).

-) Wohl. Biochem. Z. 5. 56 (1907).

®) Neuberg en Oertel. Biochem. Z. 55. 495 (1913).

Neuberg en Rewald. ld. 71. 144 (1915).

*) Evans en Hass. J. Am. Chem. Soc. 48. 2703 (1926).

Evans en Cornwaithe. ld. 50. 486 (1928).

®) Fischer, Baer eu Feldmann. Ber. 65. 1732 (1930).

®) Bernhauer en Görlich. Biochem. Z. 212. 452 (1929).

57

38

bij 2950 A op rekening van methylglyoxaal of methyl-glyoxaalenol gebracht mag worden.

Het absorptiespectrum van methylglyoxaal in zure, zoowel-als alkalische oplossing is onderzocht door Neu-berg en Schou ^), Marchlewski, Pizlo en Urbanczyk ennbsp;Nodzu en Goto®). Tusschen deze onderzoekers bestaatnbsp;een verschil van meening betreffende de ligging van hetnbsp;maximum, dat, bij overzien der publicaties, terug tenbsp;brengen is op een verschil in bereiding van het preparaat.

Maakt men methylglyoxaal door destillatie van alkalische glucose-oplossingen, dan wordt een maximum iii de overgedestilleerde oplossing bij 2640—2680 A gevonden.nbsp;Wordt het methylglyoxaal bereid door oxydatie van glycerine ^{1 2}) of door behandeling van dioxyaceton metnbsp;P2O5 “), dan ligt het maximum bij 2780 A. Nodzu en Gotonbsp;maken aannemelijk, dat het laatste het juiste is, door aannbsp;te toonen, dat de stof in het alkalisch destillaat van glucose geen methylglyoxaal, doch acetol is,nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;'

Alle onderzoekers komen in zooverre met elkaar overeen, dat s, al is de ligging van het maximum verschillend, kleiner dan 80 is. Wordt de oplossing alkalisch gemaakt,nbsp;dan verschuift het maximum naar 2870 A en wordtnbsp;e = 200. (bij Pjj = tl,—, 80 uur).

Vergelijken we nu deze uitkomsten met de resultaten, bij glycerinealdehyde verkregen, dan blijkt, dat de hieruit gevormde stof, niet het methylglyoxaal zelf kan zijn.nbsp;Immers, het maximum bij de inwerking van alkaliën opnbsp;glycerinealdehyde ligt bij 2950 A en is veel hooger. Evenmin kan het echter het methylglyoxaalenol zijn, want ditnbsp;zou bij neutralisatie weer methylglyoxaal moeten leveren, waarvoor de door mij na neutralisatie gevonden e tenbsp;hoog is (bijv. 424 na 4 u 20° Pj^ = 11,8).

Er blijft echter een derde mogelijkheid, nl. dat het pri-

59,

1

6 Neuberg en Schou. Biochem. Z. 191. 469 (1927).

Marchlewski, Pizlo en Urbanczyk. Biochem. Z. 264. 437 (1933). ’) Nodzu en Goto. Buil Chem. Soc. Japan. 11. 381 (1936).

2

Neuberg en Hoffmann. Biochem. Z. 224. 491 (1930).

“) Fischer en Taube. Ber. 57. 1502 (1924).

mair gevormde methylglyoxaal met zichzelf, met glyce-rinealdehyde, dioxyaceton of hun gemeenschappelijk enol condenseert tot een prodnct, dat de gevonden eigenschappen heeft.

Alle proeven, waarbij het ontstaan van methylglyoxaal werd aangetoond, vonden plaats op zoodanige wijze, datnbsp;het gevormde methylglyoxaal direct aan het reactie-mengsel werd onttrokken. Dit geschiedde door de isolatienbsp;als osazon of door destillatie.

Löb vond reeds, dat in mengsels met alleen alkali, waarin dus geen mogelijkheid om zich aan het reactie-mengsel te onttrekken bestaat, slechts weinig methylglyoxaal ontstaat.

Het is uit verscheidene publicaties komen vast te staan, dat het methylglyoxaal uit alkalische oplossingen verdwijnt en overgaat in melkzuur ‘), Aryama '¹) constateerde echter, dat deze vorming van melkzuur bij eennbsp;Pjj van 9—10,5 ver achterblijft bij een andere reactie,nbsp;„waarbij het lot van het methylglyoxaal onbekend is”.nbsp;Eerst boven Pj^ = 12,5 verloopt de omzetting in melkzuur bij benadering quantitatief.

Spoehr en Strain heben zich het onbekende lot van het methylglyoxaal aangetrokken en getracht het reac-tieproduct te definieeren. Hun zeer uitgebreide proevennbsp;hadden slechts dit resultaat, dat ze een toeneming vannbsp;het reductievermogen t.o.v. alkalische koperoplossingennbsp;constateerden met ongeveer 25 % van die van glucose,nbsp;geen triosen konden aantoonen, maar wel de aanwezigheid van een product, dat zeer veel jodoform leverde.nbsp;Deze stof geeft een niet definieerbaar hydrazon of osazon met een moleculairgewicht van 500. Het feit, dat jo-

61

1

Evans, c.s. l.c.

0 Fischler. Z. physiol. Chem. 157. (1925). 165. 53 (1927). quot;) Löb. Biochem. Z. 12. 96, 471 (1908).

o.a. Denis. J. Am. Chem. Soc. 38. 561 (1907). Bernhauer en Görlich. Biochem. Z. 212. 452 (1929).

'’) Aryama. J. Biol. Chem. 77. 395 (1928).

“) Spoehr en Strain. J. Biol. Chem. 89. 503 (1930).

doforin gevormd wordt, wijst op de aanwezigheid van een CH3CO.— of CH3.CHOH.—groepeering.

Het resultaat door genoemde en nog andere onderzoekers verkregen, is niet bevreemdend, indien men bedenkt, dat een stof als methylglyoxaal met twee carbonyl-groepen groote neiging tot aldolcondensatie zal hebben.

Zooals reeds werd opgemerkt, kan hierbij een molecule methylglyoxaal (I) zich verbinden met een tweede molecule methylglyoxaal; het is echter even goed mogelijk,nbsp;dat een molecule glycerinealdehyde, glycerinealdehyde-diënol (II) of dioxyaceton als partner zal optreden. Daarnbsp;aan het tot stand komen van een aldolcondensatie gewoonlijk een enolvorming van één der reageerende moleculen voorafgaat, en in alkalische oplossing zeer waarschijnlijk het glycerinealdehydediënol aanwezig is (hetnbsp;gemeenschappelijke enol van glycerinealdehyde ennbsp;dioxyaceton), lijkt het volgende reactieschema aannemelijk :

CHj.CO.C^^ -f CH0H = C0H.CH20H -gt;

\H

I nbsp;nbsp;nbsp;II

CH3CO . CHOH. COH = COH. CH2OH .

III

III kan via een diketon gemakkelijk overgaan in

CH3. CO. COH = COH . CHOH . CHjOH IV

Stoffen als III en IV bezitten alle noodzakelijke eigenschappen om het gevonden absorptiespectrnm en bovendien een krachtige jodoformreactie te geven. Bij neutralisatie kan een /3-diketon gevormd worden, dat in het ab-sorptiespectrum veel overeenkomst met acetylaceton zal vertoonen. Dat dit bij het reactieproduct nit glycerinealdehyde inderdaad het geval is, blijkt uit de in fig. 11 opgenomen absorptiecurve van acetylaceton. Ook in alkalische oplossing moet groote overeenstemming in spectro-grafisch opzicht tusschen het gedrag van III en acetyl-

*) Schoor]. Org. Anal. 11 bJ. 80.

63

aceton bestaan. Zpoals reeds op biz. 33 is besproken, gaat het acetylaceton dan in een enolvorm over, die doornbsp;de combinatie der carbonylgroep en een dubbele bindingnbsp;een maximum bij 2920 A vertoont.

Laat men een aldolcondensatie tusschen twee moleculen methylglyoxaal verloopen, dan vindt een soortgelijke reactie plaats. Nemen meer moleculen aan de reactienbsp;deel, dan behoeft de combinatie van CO-groepen en dubbele bindingen niet te veranderen.

Op grond van de voorafgaande beschouwing en de gevonden absorptiespectra, die in overeenstemming zijn met het ontwikkelde reactieschema, meen ik dus tot eennbsp;omzetting van glycerinealdehyde tot methylglyoxaal ennbsp;de vorming van condensatieproducten, 3vaarbij laatstgenoemde stof intermediair optreedt, te mogen besluiten.

64

GLYCERINEALDEHYDE

65

GLYCERINEALDEHYDE