DE VERHUIZING VAN ACYLGROEFEN
BIJ MONOGLYCERIDEN
P R O E F S C H R I F T
TER VERKRIJGING VAN DE GRAAD VAN DOCTOR IN DE TECHNISCHE WETENSCHAP AAN DE TECHNISCHE HOGESCHOOL T E DELFT, KRACHTENS ARTIKEL 2 VAN HET KONINKLIJK BESLUIT VAN 16 SEPTEMBER 1927, STAATSBLAD NO. 310, OP GEZAG VAN DE RECTOR MAGNIFICUS DR. O. BOTTEMA, HOOGLERAAR IN DE AFDELING DER ALGEMENE WETENSCHAPPEN, VOOR EEN COMMISSIE UIT DE SENAAT T E VERDEDIGEN OP
WOENSDAG 16 JANUARI 1957 DES NAMIDDAGS TE 2 UUR
DOOR
OTTO ERNST VAN I.OHU1ZEN GEBOREN TE 'S-GRAVENHAGE
Dit proefschrift is goedgekeurd door de p r o m o t o r ;
Prof. Dr. Ir. P . E. Verkade
I N H O U D
Hoofdstuk I. Inleiding tot en omschrijving van het
onderzoek "
A. Doel van het onderzoek 5 E. Overzicht van de l i t t e r a t u u r betreffende
verhuizingen van acylgroepen bij
glyce-riden ® C. Synthese van monoglyceriden 8
D. Methode van het onderzoek 10
Hoofdstuk I I . Bereiding van de monoglyceriden 14 A. Bereiding van de l-monoglyceriden 14 B. Bereiding van de 2-nionoglyceriden 18
Hoofdstuk I I I . Meting van de verhuizings snelheden 26
A. Smeltpuntsmethode 26 B. Perjoodzuurmethode 30
B. 1. Inleiding 30 B. 2. Onderzoek naar de zuiverheid van de
monoglyceriden en hun bestendigheid
ten opzichte van perjoodzuur 35 B.3. Bepaling van de evenwichtsligging
bij acylgroepsverhulzingen 37 B, 4, Wiskundige behandeling van het
reac-tiesysteem, dat optreedt t i j d e n s de acylgroepsverhuizing bij
monoglyce-riden in alcoholisch milieu 43 B. 5. Bepaling van de orde van de
verhui-z i n g s r e a c t i e bij 2-benverhui-zoyl glycerol 50 B. 6. I s o l e r i n g van het semicarbazon van
veresterd glycol aldehyde 51 B. 7. De afhankelijkheid van de
verhui-zingssnelheid van 2-benzoyl glycerol
, van het watergehalte van de aethanol 52 B. 8. De afhankelijkheid van de
verhui-zingssnelheid van 2-benzoyl glycerol
van de chloorwaterstofconcentratie 55 B.9. Meting van de verhuizingssnelheid
Hoofdstuk IV. Conclusies en algemene beschouwingen 59 A. Verhuizingssnelheden van de onderzochte
monoglyceriden 59 A. 1. Esterhydrolyse 60 A.2. Vergelijking tussen
verhuizings-snelheden van monoglyceriden en hydrolysesnelheden van de
over-eenkomstige alkylesters 62 A. 3. Mechanisme van de
verhuizings-reactie 65 E. Evenwichtsliggingen bij de
acylgroeps-verhuizing van de onderzochte
monogly-ceriden 68
Summary 70
H o o f d s t u k I
I N L E I D I N G T O T E N O M S C H R I J V I N G V A N H E T O N D E R Z O E K
A. Doel van h e t onderzoek
Het doel van d i t onderzoek kan het best a l s v o l g t omschreven worden: het verkrijgen van een beter i n z i c h t in de omstandigheden en factoren, die een rol spelen bij de verhuizing van acylgroepen bij monoglyceriden.
Onder verhuizing van acylgroepen zullen wij verstaan het ver-schijnsel, dat bij p a r t i e e l geacyleerde polyhydroxy(amino)verbin-dingen één of meer acylgroepen op andere hydroxyl(amino)groepen worden overgedragen, r e s p e c t i e v e l i j k , dat bij een r e a c t i e , waar-bij een verbinding van genoemd type o n t s t a a t , een stof verkregen wordt, die alleen in de p o s i t i e van de acylgroepen v e r s c h i l t van diegene, die op grond van de c o n s t i t u t i e van het uitgangsmate-r i a a l te veuitgangsmate-rwachten i s . De veuitgangsmate-rhuizing i s dus, althans wat b e t uitgangsmate-r e f t de b r u t o v e r g e l i j k i n g , i n t r a m o l e c u l a i r , in t e g e n s t e l l i n g t o t de i n t e r v e r e s t e r i n g , die bv. bij de glyceriden in technisch opzicht een rol s p e e l t .
Ten einde een i n z i c h t t e verkrijgen in het wezen van de ver-huizing leek het ons gewenst deze t e onderzoeken bij zuivere gly-ceriden met v r i j e hydroxylgroepen. Zowel de monoglygly-ceriden a l s de diglyceriden voldoen aan deze e i s . Om redenen, die e n e r z i j d s de bereiding van de verbindingen, anderzijds de onderzoekingsmethode van de verhuizing b e t r e f f e n , hebben wij de monoglyceriden ver-kozen.
Aangezien twee van de hydroxylgroepen in het glycerolmolecuul gelijkwaardig z i j n , bestaan er twee typen monoglyceriden, n l . de l-monoglyceriden en de 2-monoglyceriden, doorgaans a l s a- en (3-mono g l y c e r i d e n aangeduid; de eerstgenoemde p l a a t s a a n d u i d i n g b e z i t e c h t e r naar onze mening d u i d e l i j k e voordelen. A p r i o r i kunnen zich b i j paren van monoglyceriden d r i e mogelijkheden voor-doen: er vindt geen verhuizing p l a a t s ; één isomeer gaat volledig over in het andere; beide isomeren leggen zich wederzijds om t o t een evenwichtsmengsel.
Het was ons doel bij een aantal paren van isomere
den te onderzoeken in hoeverre deze verschijnselen zich voordoen en bovendien i n d i e g e v a l l e n , waarin v e r h u i z i n g o p t r e e d t , de invloed van de acylgroep op de verhuizingssnelheid na te gaan.
B. Overzidit TUI de l l t t e r a t a a r betreffende verhuizinKen van acylgroepen b i j glyceriden
Sinds het d u i d e l i j k werd, dat de n a t u u r l i j k e v e t t e n groten-deels bestaan u i t gemengde t r i g l y c e r i d e n , heeft men geprobeerd d e r g e l i j k e verbindingen langs s y n t h e t i s c h e weg t e bereiden. Uiteraard moeten dan de verschillende vetzuurgroepen in opeenvol-gende r e a c t i e s op bepaalde p l a a t s e n in het glycerolmolecuul wor-den ingevoerd. Een l a s t i g probleem, dat h i e r b i j s t e e d s optrad, was het met absolute zekerheid v a s t s t e l l e n van de p l a a t s van de s u b s t i t u e n t in het glycerolmolecuul. Aangezien de geldigheid van vele oudere structuurbewijzen zeer zeker aanvechtbaar i s , hebben wij meestal s l e c h t s met een k o r t e vermelding hiervan v o l s t a a n . Meer r e c e n t e str-uctuurbewijzen hebben e c h t e r in a l l e gevallen volledige zekerheid kunnen geven.
Voor het invoeren van estergroepen op bepaalde plaatsen in het glycerolmolecuul, i s het noodzakelijk één of twee hydroxylgroepen t i j d e l i j k voor v e r e s t e r i n g t e beschermen. De e e r s t e , d i e d i t p r i n c i p e bewust t o e p a s t e , was GRÜN ( 1 ) . Deze ging u i t van o. a. glycerolmono- en glyceroldi»chloorhydrine en v e r e s t e r d e de v r i j e hydroxylgroep(en), waarna vervanging van chloor door hydroxyl met behulp van zilverzouten p l a a t s vond. De gevormde mono- en di-gly-c e r i d e n gaven e di-gly-c h t e r zowel s l e di-gly-c h t e a n a l y s e r e s u l t a t e n a l s v r i j lange smelttrajecten.
Teneinde bovengenoemde en analoge door GRÜN verkregen
onbevre-digende r e s u l t a t e n bij de glyceridesyntheses t e verklaren, veron-d e r s t e l veron-d e FISCHER (2) een verhuizing van acylgroepen t i j d e n s de vervanging van chloor (of een andere s u b s t i t u e n t ) door hydroxyl. Reeds eerder (3) had deze onderzoeker een d e r g e l i j k e verhuizung opgemerkt; bij de p a r t i e l e hydrolyse van 3, 5-diacetyl*4-benzoyl-galluszuur ontstond namelijk het 3>benzoyl5-diacetyl*4-benzoyl-galluszuur, dat alleen door een verhuizing van de benzoyl groep gevormd kon zijn.
Naderhand kon FISCHER (4) het verschijnsel ook bij de g l y c e r i den onomstotelijk aantonen, doordat bij de r e a c t i e tussen z i l v e r -n i t r i e t e-n 1. 2»diacylglycerol-3«-joodhydri-ne i-n tege-nwoordigheid van water n i e t het 1, 2 » d i a c y l g l y c e r o l , maar de isomere 1, 3 d i -acylverbinding gevormd wordt. Ten einde deze verhuizing van een
acylgroep van de 2 - p l a a t s naar de 1 - p l a a t s t e v e r k l a r e n s t e l d e FISCHER het volgende reactieschema voor:
CH2OH I
CH-O-C-R
I ö
CH2OHOnderzoekingen van l a t e r e j a r e n hebben a a n l e i d i n g t o t enige
verwarring gegeven. A l l e r e e r s t vond HELFERICH (5), dat de van
benzoezuur en p - n i t r o b e n z o e z u u r a f g e l e i d e 2-monoglyceriden t e verkrijgen z i j n door zure d e t r i t y l e r i n g van de corresponderende
1 . 3 - d i t r i t y l - 2 - a c y l g l y c e r o l e n . Daarentegen vonden BIBBERT en CARTER (6), dat b i j de zure hydrolyse van 1. 3-benzylideen-2-acyl-glycerolen steeds l-monoglyceriden ontstaan, zowel bij de p-broom-benzoezure a l s bij de p-nitrop-broom-benzoezure e s t e r . De verklaring voor deze t e g e n s t e l l i n g e n moet gezocht worden in de v e r s c h i l l e n d e omstandigheden waaronder de hydrolyses p l a a t s vonden.
Belangrijker dan deze n i e t v e r g e l i j k b a r e gegevens i s het werk van JACKSON en KING ( 7 ) , die b i j het a f s p l i t s e n van een t r i t y l -groep u i t l - t r i t y l - 2 , 3 - d i p a l r a i t o y l g l y c e r o l volgens de methode van HELFERICH h e t 1, 3-dipalmitoylglycerol verkregen, t r r w i j l HELFE-RICH uitgaande van l - t r i t y l - 2 , 3 - d i b e n z o y l g l y c e r o l het 1,2-diben-zoylglycerol had verkregen. H i e r u i t moest dus geconcludeerd wor-den, dat de v e r h u i z i n g afhankelijk i s van de aard van de inge-voerde z u u r r e s t . Mede door l a t e r e onderzoekingen bleek, dat es-t e r s a f g e l e i d van vees-tzuren een g r o es-t e r e n e i g i n g es-t o es-t v e r h u i z i n g vertonen dan e s t e r s van aromatische carbonzuren.
Deze t e g e n s t e l l i n g i s op wel zeer d u i d e l i j k e wijze door het
werk van KING (8) aangetoond. Deze onderzocht de bestendigheid in
zuur en b a s i s c h milieu van twee 2-monoglyceriden, a f g e l e i d van palmitinezuur en p-broombenzoezuur, en van twee 1,2-diglyceriden, afgeleid van palmitinezuur en benzoezuur. A l l e r e e r s t bevestigde h i j , dat de e s t e r s afgeleid van aromatische carbonzuren een gro-t e r e b e s gro-t e n d i g h e i d gro-ten o p z i c h gro-t e van v e r h u i z i n g b e z i gro-t gro-t e n dan de vetzure e s t e r s . Bovendien geven z i j n r e s u l t a t e n de indruk - d i t geldt s p e c i a a l voor de monoglyceriden - , dat een v o l l e d i g e vei> huizing van de acylgroep van de secundaire naar de primaire hy-droxylgroep p l a a t s vindt. Deze conclusie t r e k t h i j ook, alhoewel z i j reeds op experimentele gronden zeer zeker aanvechtbaar i s ,
Een aardig voorbeeld van de t e g e n s t e l l i n g tussen e s t e r s van
vetzuren en aromatische carbonzuren geeft VERKADE ( 9 ) , doordat
T
CH2-O. .OH CH2-O-C-R
I ) < I O
C H - 0 R > CHOH
hij aantoonde, dat in hetzelfde milieu ( a e t h e r i s c h e chloorwater-stof), waarin l»stearoyl-2-benzoylglycerol onveranderd bleef, het l»beDzoyl-2-stearoylglycerol overging in de isomere l-benzoyl-3-stearoyl verbinding.
HIBBERT (10) heeft gepoogd het mechanisme van de
acylgroeps-verhuizing op t e helderen. Volgens het door FISCHER (4)
geponeer-de mechanisme zou intermediair een cyclische o r t h o - e s t e r gevormd worden. Het s y n t h e t i s e r e n van een d e r g e l i j k e o r t h o » e s t e r i s door HIBBERT beproefd en in een enkel geval - de t r i c h l o o r a z i j n z u r e e s t e r - meent hij deze metterdaad geïsoleerd te hebben. Aangezien i n de betreffende p u b l i c a t i e geen gegevens vermeld staan betref-fende een i s o l e r i n g van een o r t h c e s t e r t i j d e n s de verhuizing van een acylgroep, heeft het weinig zin er h i e r dieper op in t e gaan. Onze s l o t c o n c l u s i e na d i t summiere l i t t e r a t u u r o v e r z i c h t kan dus a l s volgt geformuleerd worden:
Er bestaan q u a l i t a t i e v e gegevens over de verhuizing van acyl-groepen van de 2 - p l a a t s naar de 1-plaats in het glycerolmolecuul. Deze verhuizing s c h i j n t v o l l e d i g of bijna v o l l e d i g t e zijn. Ver-huizingen in omgekeerde r i c h t i n g z i j n n o o i t aangetoond. Er be-s t a a t een d u i d e l i j k e t e g e n be-s t e l l i n g in verhuizingbe-sbe-snelheid tube-sbe-sen e s t e r s a f g e l e i d van aromatische carbonzuren en e s t e r s van v e t -zuren.
C. Synthese van monoglyceriden
Alvorens t o t de bespreking van de v e r s c h i l l e n d e synthesen van monoglyceriden over t e gaan, moet nogmaals opgemerkt worden, dat de e e r t i j d s geleverde en in het onderstaande vermelde s t r u c t u u r -bewijzen s l e c h t s van b e t r e k k e l i j k e waarde z i j n . De t w i j f e l , die hierdoor aan de c o n s t i t u t i e van de betreffende monoglyceriden zou kunnen worden geopperd, i s echter steeds door l a t e r e onderzoekin-gen t e r z i j d e gesteld.
Door de onderzoekingen van FISCHER (4) was het duidelijk
ge-worden, dat voor de bereiding van glyceriden met een vaststaande structuur een geschikt uitgangsmateriaal een e e r s t e v e r e i s t e was. Geschikt moet h i e r n i e t alleen betekenen, dat s l e c h t s één of twee hydroxylgroepen op bepaalde p l a a t s e n voor a c y l e r i n g beschikbaar z i j n , doch ook, dat b i j het l a t e r vrijmaken van de beschermde hydroxylgroep(en) de r e e d s Ingevoerde a c y l g r o e p ( e n ) n i e t van p l a a t s veranderen. De bescherming van de hydroxylgroep tegen
ver-e s t ver-e r i n g mover-et dus zodanig z i j n , dat dver-e tver-erugvorming hiver-ervan zon-der gevaar voor zon-dergelijke omleggingen kan geschieden.
Een geschikte uitgangsstof voor de bereiding van
l-monoglyce-riden vond FISCHER (11) in het cycloacetaal 1,
2-isopropylideen-glycerol ( a c e t o n g l y c e r o l ) . De s t r u c t u u r van deze verbinding was toen reeds bewezen (12), doordat de monomethylether van glycerol, die gevormd wordt door methylering van acetonglycerol en daarop-volgende a f s p l i t s i n g van de isopropylideengroep, i d e n t i e k bleek te zijn met de monomethylether gevormd v i a methylering van a l l y l -alcohol, bromering, behandeling met z i l v e r a c e t a a t en hydrolyse van h e t l - r a e t h y l - 2 , 3 - d i a c e t y l g l y c e r o l . Bij de l a a t s t g e n o e m d e b e r e i d i n g s w i j z e wordt dus aangenomen, dat onder de g e b r u i k t e omstandigheden de methyl groep n i e t v e r h u i s t . Het acetonglycerol wordt v e r e s t e r d met een zuurchloride in aanwezigheid van een t e r -t i a i r e s -t i k s -t o f b a s e a l s p y r i d i n e of chinoline. Onder deze oms-tan- omstan-diöieden b l i j f t de a c e t a a l r i n g i n t a c t en wordt alleen de primaire hydroxylgroep v e r e s t e r d . De o n t s t a n e a c e t a a l - e s t e r kan in zuur milieu onder a f s p l i t s i n g van aceton in een 1-monoglyceride worden overgevoerd. Aangezien h i e r u i t met aceton dezelfde a c e t a a l - e s t e r teruggevormd kan worden, i s hiermede bewezen, dat bij het v r i j -maken van de hydroxylgroepen geen verhuizing van de acylgroep i s opgetreden.
Bovenstaande methode van FISCHER, waarbij twee aangrenzende
hydroxylgroepen beschermd worden om een 1-monoglyceride t e ver-krijgen, deed bij het zoeken naar een bereidingswijze voor 2-mo-noglyceriden de gedachte uitgaan naar een glycerolderivaat, waar-i n bewaar-ide prwaar-imawaar-ire hydroxylgroepen beschermd z waar-i j n . Een d e r g e l waar-i j k e verbinding werd gevonden zowel in het 1 , 3 - d i t r i t y l g l y c e r o l a l s in het 1, 3'-benzylideenglycerol.
Het 1 . 3 - d i t r i t y l g l y c e r o l , door HELFERICH (5) toegepast, heeft het e e r s t t o t 2Dionoglyceriden gevoerd. Zijn methode, de d e t r i -t y l e r i n g van 1 , 3 - d i -t r i -t y l - 2 - a c y l g l y c e r o l door middel van broom-waterstof i n i j s a z i j n , had echter alleen succes b i j het bereiden van e s t e r s a f g e l e i d van aromatische carbonzuren. Bij de v e t z u r e e s t e r s bleek namelijk, dat een verhuizing was opgetreden, zodat l-monoglyceriden gevormd werden. Dit euvel werd naderhand verhol-pen, toen het mogelijk bleek de t r i t y l g r o e p e n in neutraal milieu met behulp van waterstof en een p a l l a d i u m k a t a l y s a t o r in de vorm van triphenylmethaan af t e s p l i t s e n . Het door HELFERICH voor de a f s p l i t s i n g van de t r i t y l g r o e p e n toegepaste milieu i s dus onge-twijfeld verantwoordelijk voor de opgetreden verhuizing. Het
d i t r i t y l g l y c e r o l i s echter s l e c h t s i n c i d e n t e e l toegepast voor de bereiding van 2-monoglyceriden, aangezien de methode v i a het 1,3-benzylideenglycerol een eenvoudiger werkwijze mogelijk maakt.
Aan het door GERHARDT (13) gevonden benzylideenglycerol met
een smeltpunt van 83-84°C kenden H I L L , WHELEN en HIBBERT (14)
t e r e c h t de 1 , 3 - s t r u c t u u r t o e , omdat na methylering met methyl-jodide en zilveroxyde en a f s p l i t s i n g van de benzylideengroep in zuur m i l i e u een monomethylether van g l y c e r o l ontstond, d i e in eigenschappen s t e r k afweek van de methylether, die via het ace-tonglycerol gevormd werd. De v r i j e hydroxylgroep in het 1,3-ben-zylideenglycerol i s gemakkelijker te v e r e s t e r e n dan d i e in het 1 , 3 « d i t r i t y l g l y c e r o l en bovendien wordt de benzylideengroep bij k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse in n e u t r a a l milieu a f g e s p l i t s t in de vorm van tolueen, hetwelk in t e g e n s t e l l i n g t o t triphenylmethaan geen moeilijkheden geeft bij de zuivering van de monoglyceriden. Deze methode i s het e e r s t door BERGMANN en CARTER (15) gebruikt en naderhand door andere onderzoekers veel toegepast.
Later i s nog een tweede methode voor de bereiding van l-mono-glyceriden aangegeven. Bij deze methode gaat men u i t van 1,2-ben-zylideenglycerol, hetwelk in tamelijk zuivere vorm het e e r s t door HIBBERT en CARTER (6) i s verkregen.- Pas nadat de k a t a l y t i s c h e a f s p l i t s i n g van de benzylideengroep bekend was geworden, i s
voor-al door KING en medewerkers (8) van deze methode gebruik gemaakt.
Een nadeel van de methode, vergeleken met de methode van FISCHER,
i s de moeilijke zuivering van het uitgangsproduct. Hiertegenover s t a a t h e t voordeel, dat de benzylideengroep in n e u t r a a l milieu kan worden a f g e s p l i t s t , t e r w i j l voor de hydrolyse van de isopro-pylideengroep steeds een zuur milieu v e r e i s t i s .
Resumerende kunnen wij dus opmerken, dat goede bereidingswij-zen voor beide typen monoglyceriden bekend zijn. Aangezien echter steeds het doel van de onderzoekingen i s geweest het s y n t h e t i s e -ren van gemengde t r i g l y c e r i d e n van vetzu-ren, z i j n hoofdzakelijk gegevens bekend over monoglyceriden afgeleid van vetzuren.
D. Methode van h e t onderzoek
Zoals u i t het voorafgaande b l i j k t , i s veel moeite besteed aan h e t verkrijgen van methoden voor de bereiding van glyceriden met een v a s t s t a a n d e s t r u c t u u r . Aan de h i e r b i j a l s storende f a c t o r optredende verhuizing van acylgroepen i s s l e c h t s aandacht besteed
met het oogmerk haar t e vermijden. Zodoende z i j n deze verhuizin-gen, die ook bij suikerderivaten en a-aminoalcoholen z i j n aange-toond, steeds stiefmoederlijk behandeld.
Indien wij de l i t t e r a t u u r g e g e v e n s betreffende verhuizingen bij g l y c e r i d e n nader bezien, b l i j k t , dat v r i j w e l s t e e d s een zuur milieu voor het optreden van de verhuizing aansprakelijk g e s t e l d kan worden. De enige uitzonderingen hierop z i j n het basisch milieu, waarin DAUBERT (8) omleggingen constateerde en de r e a c t i e
tussen l - j o o d - 2 , 3 - d i a c y l g l y c e r o l e n en een z i l v e r z o u t , waarbij FISCHER (4) het optreden van verhuizing aantoonde. Om deze reden hebben wij besloten de bestendigheid van de monoglyceriden spe-ciaal in zuur milieu t e onderzoeken.
Bij de keuze t u s s e n monoglyceriden en d i g l y c e r i d e n i s van doorslaggevende betekenis geweest het f e i t , dat voor monoglyceri-den v l o t - u i t v o e r b a r e syntheses bekend zijn, t e r w i j l zulks in haar algemeenheid n i e t van 1 , 3 - d i g l y c e r i d e n gezegd kan worden. Deze keuze i s naderhand zeer gelukkig gebleken, omdat de methode, die t e n s l o t t e voor de bepaling van de v e r h u i z i n g s s n e l h e i d gebezigd werd, s l e c h t s voor monoglyceriden bruikbaar i s .
Alhoewel de gegevens u i t de l i t t e r a t u u r wezen op een volledige v e r h u i z i n g van de acylgroep van de 2 - p l a a t s naar de 1 - p l a a t s , hebben wij d i t reeds van het begin af betwijfeld. In d i t verband
z i j verwezen naar een a r t i k e l van VERKADE en medewerkers (9),
waarin ook het optreden van een evenwicht w a a r s c h i j n l i j k wordt geacht. Daarom hebben wij er dan ook naar gestreefd in het onder-zoek naast de 2-monoglyceriden ook de l-monoglyceriden t e betrek-ken, om op deze wijze de bestendigheid van beide isomeren in een bepaald milieu t e kunnen vergelijken.
Teneinde een idee t e krijgen van de invloed van de acylgroepen op de v e r h u i z i n g s s n e l h e i d , leek het ons gewenst monoglyceriden met sterk uiteenlopende verhuizingssnelheden te onderzoeken.
De keuze van de i n t e voeren zuurresten werd in e e r s t e instan-t i e bepaald door de hypoinstan-these, dainstan-t er een zeker verband zou bestaan tussen hydrolysesnelheden van a l k y l e s t e r s en v e r h u i z i n g s -snelheden van de overeenkomstige g l y c e r o l - m o n o e s t e r s in zuur milieu. Alhoewel de zure hydrolyse van e s t e r s zowel minder onder-zocht, a l s ook t h e o r e t i s c h minder afgerond i s dan de a l k a l i s c h e hydrolyse. i s het zeer wel mogelijk een s e r i e e s t e r s met s t e r k u i t e e n l o p e n d e hydrolysesnelheden en dus een voor ons doel ge-schikte s e r i e monoglyceriden t e kiezen. Omdat in de l i t t e r a t u u r hoofdzakelijk glyceriden afgeleid van hogere vetzuren beschreven
z i j n en onze keus anders u i t v i e l - de v e t z u r e e s t e r s vertonen onderling s l e c h t s geringe v e r s c h i l l e n in hydrolysesnelheden - was h e t noodzakelijk v e r s c h i l l e n d e nog onbekende monoglyceriden t e bereiden. Hierbij deed zich de complicatie voor, dat vele tussen-producten en eindtussen-producten n i e t k r i s t a l l i j n wilden worden. Omdat in de chemie der glycerol derivaten k r i s t a l l i s a t i e vaak de enige mogelijkheid t o t zuivering biedt, was het in d e r g e l i j k e gevallen meestal onmogelijk eindproducten van een r e d e l i j k e zuiverheid in handen t e krijgen. Door deze n i e t onverwachte moeilijkheid i s de o o r s p r o n k e l i j k v r i j e keuze van z u u r r e s t e n wel aan zeer s t e r k e beperkingen onderhevig geweest.
Voor h e t beoordelen of indien mogelijk meten van de v e r h u i -zingssnelheid schenen d r i e methoden enig p e r s p e c t i e f t e bieden:
1. de smeltpuntsmethode 2. de loodtetraacetaatmethode 3. de perjoodzuurmethode.
De e e r s t e methode b e s t a a t u i t het nemen van proefjes t i j d e n s de verhuizing en h e t bepalen van het smeltpunt van het g l y c e r i -denmengsel na snel en volledig verwijderen van het oplosmiddel en de k a t a l y s a t o r . Deze methode, die nooit op een grote nauwkeurig-heid aanspraak kan maken, geeft a l t h a n s de t i j d aan, waarbinnen de v e r h u i z i n g verloopt. Bovendien zou het mogelijk kunnen z i j n met behulp van een smeltpuntsdiagram een indruk t e krijgen van de reactiesnelheid. Deze methode bleek echter om verschillende rede-nen minder g e s c h i k t . In h e t derde hoofdstuk hebben wij de met behulp van de smeltpuntsmethode verkregen aanwijzingen nog even vermeld.
De tweede en derde methode, r e s p e c t i e v e l i j k in beginsel van GRIEGEE (16) en MALAPRADE (17) afkomstig, berusten op het f e i t , dat zowel l o o d t e t r a a c e t a a t a l s perjoodzuur in s t a a t zijn om ver-bindingen met twee of meer v i c i n a l e hydroxylgroepen t e oxyderen onder verbreking van de C-O binding t o t de overeenkomstige carbo-nylverbindingen. Bij de l-monoglyceriden i s aan deze voorwaarde voldaan, t e r w i j l daarentegen de 2monoglyceriden geen v r i j e v i c i -nale hydroxylgroepen b e z i t t e n . L o o d t e t r a a c e t a a t , dat s p e c i a a l voor preparatieve doeleinden veel toegepast wordt, bleek de l-mo-noglyceriden langzaam verder t e oxyderen dan de aldehyde-phase. De a n a l y t i s c h e toepassing, die gebaseerd wordt op een bepaling van het onverbruikte oxydatiemiddel, wordt daardoor zeer bemoei-l i j k t .
De perjoodzuurmethode bleek voor v e r s c h i l l e n d e monoglyceriden uitstekend t e voldoen, omdat de oxydatie van l-monoglyceriden na
het bereiken van de aldehyde-phase p r a c t i s c h v o l l e d i g s t o p t en omdat de v e r h u i z i n g t i j d e n s de o x y d a t i e n i e t in merkbare mate verder gaat. Aangezien de perjoodzuuroxydatie in waterig milieu veel s n e l l e r verloopt dan in organisch milieu, i s het gewenst dat de monoglyceriden voldoende in water oplosbaar zijn. Aan deze e i s wordt, indien n i e t al t e grote estergroepen ingevoerd z i j n , meestal wel voldaan.
H o o f d s t u k I I
B E R E I D I N G V A N D E M O N O G L Y C E R I D E N
Aangezien, g e l i j k in een volgend hoofdstuk zal b l i j k e n , de vertiuizing van acylgroepen zowel bij de 2-monoglyceriden als bij de l-monoglyceriden p l a a t s v i n d t en l e i d t t o t een evenwicht, waarbij noemenswaardige hoeveelheden van beide isomeren aanwezig zijn, i s h e t gewenst, t e r bepaling van de evenwichtsligging en eventueel van de snelheidsconstante, van zuivere praeparaten van beide isomeren u i t t e gaan. Om deze reden i s e r derhalve naar gestreefd beide isomeren zuiver t e bereiden. Slechts in een paar gevallen, die l a t e r t e r sprake zullen komen, i s met één isomeer volstaan, aangezien 8^n de hand hiervan voldoende gegevens konden worden verkregen.
Dé keuze van de monoglyceriden i s in e e r s t e i n s t a n t i e bepaald door de hydrolysesnelheden in zuur milieu van de overeenkomstige a l k y l e s t e r s (zie hoofdstuk I ) . Op deze wijze i s het ons inderdaad gelukt een reeks monoglyceriden t e bereiden, welker verhuizings-snelheden s t e r k uiteenlopen. Oorspronkelijk l a g het in onze be-doeling een reeks monoglyceriden te bereiden door systematische verandering van de acylgroepen, bijvoorbeeld mono-acetyl-, -phe-n y l a c e t y l , - d i p h e -phe-n y l a c e t y l , - t r i p h e -phe-n y l a c e t y l - g l y c e r o l . Va-phe-n d i t voornemen hebben wij moeten afzien, omdat steeds enige vertegen-woordigers van een d e r g e l i j k e reeks n i e t k r i s t a l l i j n wilden wor-den en zodoende n i e t in voldoend zuivere toestand te verkrijgen waren. De monoglyceriden, afgeleid van gesubstitueerde benzoëzu-ren, bleken voor ons doel zeer bruikbaar, omdat deze verbindingen zich door een r e l a t i e f groot k r i s t a l l i s a t i e v e r m o g e n onderschei-den.
Bij de bereiding van enige monoglyceriden i s een vrijwel zui-ver product zui-verkregen, dat echter n i e t k r i s t a l l i j n wilde worden. Alhoewel d e r g e l i j k e s t o f f e n n i e t voor metingen g e b r u i k t z i j n . hebben wij de bereiding ervan wel in het experimentele gedeelte van d i t hoofdstuk vermeld.
Voor de synthese zowel van a l l e 1- a l s van a l l e 2-monoglyceri-den i s s t e e d s in beginsel dezelfde methode gevolgd. Er kon dan ook v o l s t a a n worden met voor één vertegenwoordiger van beide groepen een u i t v o e r i g modelvoorschrift te geven, t e r w i j l voor de
overige verbindingen s l e c h t s afwijkingen van h e t modelvoor-s c h r i f t , analymodelvoor-seremodelvoor-sultaten, rendementen etc. z i j n vermeld.
De z u i v e r h e i d van de 1- en 2-monoglyceriden i s n i e t a l l e e n g e c o n t r o l e e r d door middel van het smeltpunt en de e l e m e n t a i r -analyse. maar bovendien door perjoodzuuroxydatie. Deze l a a t s t e bepaling geeft zekerheid omtrent de c o n s t i t u t i e van het monogly-c e r i d e . aangezien l-monoglymonogly-ceriden v l o t en v o l l e d i g geoxydeerd worden en 2-monoglyceriden geen p e r j o o d z u u r v e r b r u i k v e r t o n e n (voor uitzonderingen z i e hoofdstuk I I I ) . Voor a l l e monoglyceri-den. die op deze wijze onderzocht konden worden en voor metingen gebezigd moesten worden, i s a l s c r i t e r i u m gesteld, dat de oxyda-t i e c i j f e r s n i e oxyda-t meer dan 0.3% van de oxyda-t h e o r e oxyda-t i s c h e waarde afwij-ken.
A. Bereiding van 1-monoglycerlden
De methode van FISCHER (3), die s t e e d s i s toegepast voor de
b e r e i d i n g van l-monoglyceriden, v e r l o o p t volgens o n d e r s t a a n d schema:
CH2-O-C-R I O
m o H
CH2OH
Het 1,2isopropylideenglycerol (acetonglycerol), dat a l s u i t -gangsproduct d i e n t , wordt bereid door condensatie van glycerol en aceton onder invloed van een zure k a t a l y s a t o r . Het i s bewezen (11), dat deze verbinding een v r i j e primaire hydroxylgroep bezit, zodat b i j v e r e s t e r i n g steeds een derivaat van een 1-monoglyceride o n t s t a a t . Bij deze v e r e s t e r i n g moet echter een zuur milieu verme-den worverme-den, aangezien de c y c l o a c e t a a l f u n c t i e hiertegen onbesten-dig i s . De meest g e s c h i k t e methode hiervoor i s een v e r e s t e r i n g met een zuurchloride in aanwezigheid van een t e r t i a i r e base. De gevormde l - a c y l - 2 . 3-isopropylideenglycerolen onderscheiden zich van de monoglyceriden z e l f door hun lage smeltpunt en g r o t e op-losbaarheid in de meeste organische oplosmiddelen. Daar deze vbindingen bovendien moeilijk k r i s t a l l i s e r e n i s een zuivering er-van ons in v e r s c h i l l e n d e gevallen n i e t gelukt. De l-monoglyceri-den, die door zure hydrolyse van de isopropylideengroep ontstaan.
CH2OH CH2-O-C-R I I O C H - 0 CH3 + RCOCl —> C H - 0 CH3 I c I ^ c CH2-0'^ CH3 CH2-O CH3
m.
z i j n meestal e c h t e r b e t e r h a n t e e r b a a r , zodat een z u i v e r i n g van h e t eindproduct ook in de bedoelde gevallen vaak nog mogelijk i s .
1,2'isopropylideenglycerol '
Het 1, 2-isopropylideenglycerol i s bereid volgens een v o o r s c h r i f t van FISCHER (11).
Glycerol werd met een overmaat droge chloorwaterstof-bevattende ace-ton gedurende 24 uur geschud, t e r w i j l n a t r i u m s u l f a a t toegevoegd werd om h e t gevormde water weg t e nemen. Na n e u t r a l i s a t i e met magnesiumoxyde werd het 1,2-isopropylideenglycerol in vacuo g e d e s t i l l e e r d .
Kookpunt/10 mm: 79-80°C, Rendement: 81%.
l-(p-chloorbenzoyl)glycerol (modelvoorschrift)
Aan een oplossing van 20,0 g acetonglycerol in 20 cm^ droge pyridine werd onder i j s k o e l i n g in een keer 27,0 g (1,02 Mol)
p-chloorbenzoylchlo-r i d e toegevoegd, t e p-chloorbenzoylchlo-r w i j l k p-chloorbenzoylchlo-r a c h t i g geschud wep-chloorbenzoylchlo-rd om goede vep-chloorbenzoylchlo-rmenging t e verkrijgen. Een s t e r k e warmteontwikkeling t r a d op, t e r w i j l het mengsel l i c h t g e e l gekleurd werd. Na verloop van een paar uren, waarbij soms het pyrldinehydrochloride u i t g e k r i s t a l l i s e e r d was, werd de massa in a e t h e r opgenomen en de aetherische oplossing achtereenvolgens gewassen met i j s koud Vi N zwavelzuur, verzadigde kaliumbicarbonaatoplossing en g e d e s t i l -l e e r d water. Hierna werd boven w a t e r v r i j n a t r i u m s u -l f a a t gedroogd en de aether in vacuo afgedanpt. Een vrijwel k l e u r l o z e o l i e r e s u l t e e r d e , die u i t nagenoeg zuiver l - ( p - c h l o o r b e n z o y l ) - 2 , 3 - i s o p r o p y l i d e e n g l y c e r o l be-stond. Het i s ons n i e t gelukt deze o l i e t o t k r i s t a l l i s a t i e te brengen.
Opbrengst 36,4 g (89% van de t h e o r i e ) .
30,0 g van het vloeibare l(pchloorbenzoyl)2,3isopropylideenglycerol werd met 400 cm^ % N zoutzuur gedurende 1 uur op 60° verwarmd, t e r -wijl mechanisch geroerd werd. Bij afkoelen i n i j s en na verzadigen van de oplossing met keukenzout k r i s t a l l i s e e r d e 21,8 g (85% van de theorie) l-(P'-chloorbenzoyl) glycerol van een smeltpunt 73-75° u i t . Na enige om-k r i s t a l l i s a t i e s u i t een mengsel van a e t h y l a c e t a a t en petroleuraaether was het smeltpunt gestegen t o t 78-79°. De verbinding k r i s t a l l i s e e r d e in goedgevormde doorzichtige blaadjes.
C10H11O4CI (230,65) Eer.: C 52,08%; H 4,81% „^ Gev.: C 52,1 %; H 4,8 %. ^) 1-benzoyl glycerol
Uitgaande van 20,0 g a c e t o n g l y c e r o l en 22,0 g (1,03 Mol) benzoyl-chloride werd 34,1 g (95% van de theorie) l-benzoyl-2, 3-isopropylideen-glycerol verkregen. Deze verbinding kon n i e t in k r i s t a l l i j n e toestand worden verkregen, alhoewel FISCHER (2) een smeltpunt van 34,5° vermeld heeft.
30,0 g van deze verbinding werd met verdund zoutzuur gehydrolyseerd. Na afkoeling en n e u t r a l i s a t i e met kaliumbicarbonaat werd in een Soxhlet-a p p Soxhlet-a r Soxhlet-a Soxhlet-a t met Soxhlet-a e t h e r g e ë x t r Soxhlet-a h e e r d . De boven n Soxhlet-a t r i u m s u l f Soxhlet-a Soxhlet-a t gedroogde a e t h e r i s c h e o p l o s s i n g werd in vacuo ingedampt, waarbij het 1-benzoyl-g l y c e r o l d i r e c t u i t k r i s t a l l i s e e r d e . (Dit in vacuo indampen van een a e t h e r i s c h e oplossing - l i e f s t zonder verwarming - hebben wij vaak met succes toegepast om verbindingen in de k r i s t a l l i j n e toestand t e v e r k r i j -gen).
Opbrengst 22,0 g (88% van de t h e o r i e ) . Na enige o m k r i s t a l l i s a t i e s bij -10° u i t een mengsel van a e t h y l a c e t a a t en petroleumaether was het smelt-punt gestegen t o t 40-41° (FISCHER (2) 36°).
1) Alle smeltpunten z i j n gecorrigeerd.
2) De elementairanalyses z i j n uitgevoerd door de Heer M.van Leeuwen, die ik hiervoor h a r t e l i j k dank zeg.
l-(p-broombenzoy I) glycerol
Bij de b e r e i d i n g van het p-broombenzoylchloride u i t het zuur met t h i o n y l c h l o r i d e ontstonden moeilijkheden, doordat het broomatoom, geac-t i v e e r d door de p a r a - s geac-t a n d i g e s u b s geac-t i geac-t u e n geac-t , g e d e e l geac-t e l i j k vervangen werd door c h l o o r . De b e r e i d i n g met p h o s p h o r p e n t a c h l o r i d e g e l u k t e evenmin, aangezien b i j n a geen chloorwaterstofontwikkeling optrad, z e l f s n i e t b i j langdurige v e r h i t t i n g . Naar a a n l e i d i n g hiervan werd besloten de acyle-ring in d i t geval via het zuurbromide t e l a t e n verlopen.
Het p-broombenzoylbromide werd volgens een v o o r s c h r i f t van ADAMS (18) bereid. Hiertoe werden aequivalente hoeveelheden phosphorpentabromide en natrium-p-broorabenzoaat, gesuspendeerd in droge benzeen, gedurende 20 minuten aan de t e r u g v l o e i k o e l e r gekookt. Na a f f i l t r e r e n - w e r d in vacuo g e d e s t i l l e e r d . Kookpunt/28 mm 150-152°. Rendement 65%. Het zuurbromide, dat g e d e e l t e l i j k k r i s t a l l i j n i s b i j kamertemperatuur, i s afgesloten van de lucht gedurende lange t i j d houdbaar.
Uitgaande van 20,0 g a c e t o n g l y c e r o l en 41,2 g ( 1 , 0 3 Mol) p-broom-benzoylbromide werd een l i c h t g e l e o l i e verkregen, die door krassen bij -15° k r i s t a l l i s e e r d e . Na h e r h a a l d e l i j k omkri s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van weinig a e t h y l a c e t a a t en veel petroleumaether steeg het smeltpunt t o t 42-43° ( L i t t . (6) 39-40°; (19) 39°). Opbrengst 35,8 g (75% van de theor i e ) . Dit in vetheorhouding lage theorendement i s waatheorschijnlijk toe te s c h theor i j -ven aan verontreinigingen in het zuurbromide.
30,0 g 1-(p-broombenzoyl)-2, 3-isopropylideenglycerol werd op de normale wijze gehydrolyseerd. 23,4 g ruw 1(pbroombenzoyl) glycerol k r i s t a l l i s e e r d e u i t (89% van de t h e o r i e ) . Na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a e t h y l -a c e t -a -a t - p e t r o l e u m -a e t h e r s t e e g het smeltpunt t o t 78-79° ( L i t t . (6) 70°; (8b, 19) 74,5°).
l-(p~iiiethoxybenzoyl) glycerol
Uitgaande van 20,0 g acetonglycerol en 26,5 g (1,03 Mol) p-methoxy-benzoylchloride werd een kleurloze o l i e verkregen, d i e n i e t k r i s t a l l i j n wilde worden. Opbrengst 36,9 g (92% van de t h e o r i e ) .
30,0 g l-(p-methoxybenzoyl)-2,3-isopropylideenglycerol werd gehydro-lyseerd en de waterige o p l o s s i n g met a e t h e r geëxtraheerd. Na in vacuo afdampen van de a e t h e r k r i s t a l l i s e e r d e 2 2 , 1 g (87% van de t h e o r i e ) l-(p-methoxybenzoyl)glycerol u i t . Na verscheidene o m k r i s t a l l i s a t i e s u i t weinig benzeen of veel aether steeg het smeltpunt t o t 83-84°,
CiiH..Oc (226.22) Ber.: C 58,40%; H 6,24%, Gev.: C 58,4 %; H 6, 2 %. l-(p-ni trobenzoyl) glycerol
Deze verbinding werd bereid volgens het v o o r s c h r i f t van FISCHER (2). Uitgaande van 20,0 g acetonglycerol werd 37,9 g (89% van de theorie) l-(p-nitrobenzoyl)2,3-isopropylideenglycerol verkregen met een smeltpunt van 55-56° ( L i t t . (2) 56°).
35,0 g van deze verbinding gaf na hydrolyse van de i s o p r o p y l i d e e n -groep 27,2 g (90% van de t h e o r i e ) 1-(p-nitrobenzoyl) g l y c e r o l . Na enige o m k r i s t a l l i s a t i e s u i t een mengsel ban v e e l a e t h y l a c e t a a t en weinig petroleumaether r e s u l t e e r d e n k l e u r l o z e n a a l d j e s met een smeltpunt van 108,5-109,5° ( L i t t . (2) 107°; (6) 106i4°).
i - (p-aninobenzoyl) glycerol
Deze verbinding werd bereid door k a t a l y t i s c h e r e d u c t i e van het l ( p -nitrobenzoyl)glycerol. 10,0 g werd in a e t h y l a c e t a a t bij kamertemperatuur gehydrogeneerd met behulp van een palladium-koolkatalysator (9). Binnen een uur was de r e d u c t i e compleet en werd de o p l o s s i n g na f i l t r a t i e in vacuo ingedampt. Het o n t s t a n e 1-(p-aminobenzoyl) glycerol werd eenmaal u i t een mengsel van gelijke delen a e t h y l a c e t a a t en petroleumaether omge-k r i s t a l l i s e e r d .
Opbrengst 8,12 g (93% van de t h e o r i e ) . Smeltpunt 116-117°. C10H13O4N (221,21) Ber.: C 56.86%; H 6,20%,
Gev, : C 57,0 %; H 6. 3 %.
1-palmitoylglycerol
Voor deze verbinding i s de bereiding volgens FISCHER (2) gevolgd zon-der i s o l e r i n g van de isopropylideenverbinding.
Rendement 83% van de t h e o r i e . Smeltpunt 75,5-76,5° ( L i t t . (2) 78-79°; (8b) 77°).
l-(p- tolueensul fonyl)glycerol
Uitgaande van 20,0 g acetonglycerol en 30,0 g (1,04 Mol) p t o l u e e n -s u l f o c h l o r i d e werd b i j het in vacuo indampen van de a e t h e r i -s c h e oplo-s- oplossing met l ( p t o l u e e n s u l fonyl)2, 3isopropylideenglycerol d i r e c t k r i s -t a l l i j n v e r k r e g e n . Na eenmaal o m k r i s -t a l l i s e r e n u i -t een mengsel van a e t h e r en petroleumaether b i j - 1 0 ° i s het smeltpunt 47-48°. Opbrengst 39,8 g (92% van de t h e o r i e ) . De verbinding k r i s t a l l i s e e r t in grote s t e r -vormig verenigde naalden.
CiaHigOsS (286,33) Ber.: C 54,53%; H 6,34%; Gev.: C 54.4 %; H 6,4 %,
35.0 g van deze verbinding gaf na hydrolyse en a e t h e r e x t r a c t i e d i r e c t h e t k r i s t a l l i j n e l - ( p - t o l u e e n s u l f o n y l ) g l y c e r o l . Opbrengst 23.0 g (81% van de t h e o r i e ) . Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van aethyl-a c e t aethyl-a aethyl-a t en petroleumaethyl-aether waethyl-as h e t smeltpunt 47-48°, Het mengsmeltpunt met de uitgangsstof gaf een s t e r k e depressie.
C,nH,40cS (246,27) Ber.: C 48.77%; H 5,73%. ^° ^* ^ Gev.: C 48,9 %; H 5,8 %.
H. O. L. FISCHER en BAER (2 0) hebben h e t o p t i s c h a c t i e v e l ( p t o l u e e n -sulfonyl) glycerol gemaakt. Hun r e s u l t a t e n wijken af van de bovenbeschre-vene, doordat de isopropylideenverbinding n i e t wilde k r i s t a l l i s e r e n en h e t monoglyceride een smeltpunt van 63*64° bezat. Aangezien in beide gevallen een perjoodzuuroxydatie op een z u i v e r 1-monoglyceride w i j s t , hebben wij met een racemische verbinding of met diraorphie te maken. Het i s ons n i e t gelukt een hoger-smeltende vorm in handen t e krijgen. l-(p-chloorbenzeensalfonyl)glycerol
Uitgaande van 10,00 g acetonglycerol en 16,5 g (1.03 Mol) p c h l o o r -benzeensulfochloride werd na u i t g i e t e n in water een o l i e verkregen, die na krassen snel k r i s t a l l i j n werd. Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van aether en petroleumaether i s het smeltpunt t o t 58-59° geste-gen. Opbrengst 21,1 g (91% van de t h e o r i e ) .
CijHisOcSCl (306,76) Ber.: C 46,98%; H4,93%. Gev.: C 46,9 %; H 5,1 %.
Na hydrolyse van 10,00 g l(pchloorbenzeensulfonyl)2, 3 i s o p r o p y l l -deenglycerol werd het reactiemengsel t o t - 1 0 ° afgekoeld, waarbij het l-(p-chloorbenzeensulfonyl)glycerol snel u i t k r i s t a l l i s e e r d e . Na omkris-t a l l i s e r e n u i omkris-t een mengsel van g e l i j k e delen aeomkris-thylaceomkris-taaomkris-t en peomkris-troleum- petroleum-a e t h e r s t e e g het smeltpunt t o t 69-70°. Opbrengst 7,30 g (84% vpetroleum-an de t h e o r i e ) .
Cg H11O5SCI (266,70) Ber.: C 40,53%; H 4.16%. Gev.: C 40, 5 %; H 4, l %.
B. B e r e i d i n g van 2 - m o n o g l y c e r i d e n
Z o a l s r e e d s i n h e t e e r s t e h o o f d s t u k i s b e s p r o k e n , s t a a n e r twee wegen open v o o r de b e r e i d i n g van 2 - m o n o g l y c e r i d e n , n l . v i a 1 , 3 - b e n z y l i d e e n g l y c e r o l en v i a 1. 3 - d i t r i t y l g l y c e r o l . A a n g e z i e n deze l a a t s t e v e r b i n d i n g m o e i l i j k e r t e v e r e s t e r e n i s en bovendien b i j de k a t a l y t i s c h e h y d r o g e n e r i n g t r i p h e n y l m e t h a a n a l s b i j p r o d u c t l e v e r t , hebben w i j s t e e d s h e t 1, 3 b e n z y l i d e e n g l y c e r o l a l s u i t -g a n -g s s t o f voor de b e r e i d i n -g e n -gekozen.
Het 1.3-benzylideenglycerol heeft in het verleden a a n l e i d i n g t o t verwarring gegeven. De reden hiervan i s het betrekkelijk gro-t e aangro-tal isomere benzylideenglycerolen. Hegro-t onderzoek van
VER-KADE en VAN RooN (21) heeft de problemen betreffende de
1.3-ben-zylideenglycerolen grotendeels, opgelost. Het b l i j k t , dat bij de condensatie van glycerol en benzaldehyde, die onder invloed van sporen zuur verloopt, hoofdzakelijk 1,2-benzylideenglycerol
ge-vormd wordt. Dit product i s door HIBBERT (10) en KING (8b)
gezui-verd en t o e g e p a s t voor de b e r e i d i n g van l-monoglyceriden. Het 1,2-benzylideenglycerol i s t o t dusverre nog nooit in k r i s t a l l i j n e vorm verkregen en het bestaan van twee isomeren - een c i s - en een trans-vorm - i s n i e t aangetoond. Indien d i t v l o e i b a r e 1,2-ben-zylideenglycerol gedurende enige t i j d bij 0° aan de inwerking van weinig c h l o o r w a t e r s t o f wordt b l o o t g e s t e l d , k r i s t a l l i s e e r t 1,3-benzylideenglycerol u i t . Van deze verbinding z i j n twee isomeren bekend, n l . één met een smeltpunt 83-84° (transvorm?) en één met een smeltpunt 63!4-64l4° (cisvorm?); bovendien i s een molecuulver-binding van beide isomeren met een smeltpunt 65-66° g e ï s o l e e r d . De verschillende isomeren kunnen verkregen wirden door het v l o e i -bare benzylideenglycerol voor de omlegging met c h l o o r w a t e r s t o f met de betreffende stof t e enten.
Zoals u i t h e t onderstaande schema voor de b e r e i d i n g van 2-monoglyceriden b l i j k t i s het n a t u u r l i j k onbelangrijk van welk 1,3-benzylideenglycerol wij uitgaan; in p r i n c i p e zou z e l f s van een mengsel uitgegaan kunnen worden, aangezien bij de hydrogenolyse
CH2-O < CHj-O^ CH2OH
I \ I \ I
CHOH CHCgHc + RCOCl -> CH-O-C R CHCgHs - CH-O-C-R
I / I 0 / I O
CHj-O CH2-O CHjOH van de cycloacetaalgroep de isomeriemogelijkheid verdwijnt. Het
i s e c h t e r gewenst van een zuiver isomeer u i t te gaan, omdat men dan een benzylideenester van een scherp smeltpunt v e r k r i j g t , en het l i g t voor de hand het isomeer van 83-84° hiervoor te kiezen, dat in de l i t t e r a t u u r steeds gebruikt i s ,
Bij het bereiden van 2-monoglyceriden z i j n wij in d r i e opzich-ten afgeweken van de gewoonlijk gevolgde methode. Doordat bij het toevoegen van water aan het mengsel, waarin de acylering van het benzylideenglycerol heeft p l a a t s gevonden, de 1,3-benzylideen-2-acylverbinding vrijwel d i r e c t u i t k r i s t a l l i s e e r d e , i s er meestal
I
mede v o l s t a a n de k r i s t a l l i j n e v e r b i n d i n g u i t t e wassen en d i r e c t om t e k r i s t a l l i s e r e n . De t o t d u s v e r r e g e b r u i k e l i j k e methode was h e t r e a c t i e m e n g s e l i n a e t h e r op t e nemen en na u i t v o e r i g wassen van de a e t h e r i s c h e o p l o s s i n g , h e t p r o d u c t t e i s o l e r e n . De tweede en d e r d e a f w i j k i n g b e t r e f f e n de k a t a l y s a t o r voor de h y d r o g e n o l y s e en h e t o p l o s m i d d e l w a a r i n d e z e h y d r o g e n o l y s e p l a a t s v i n d t . A l s k a t a l y s a t o r hebben wij g e b r u i k t een p a l l a d i u m - k o o l k a t a l y s a t o r (9) i n p l a a t s van p a l l a d i u m z w a r t en a l s o p l o s m i d d e l v r i j w e l u i t s l u i -tend a e t h y l a c e t a a t i n p l a a t s van a b s o l u t e a e t h a n o l . Onze v o o r k e u r voor a e t h y l a c e t a a t b e r u s t op de g r o t e r e o p l o s b a a r h e i d van de u i t -g a n -g s p r o d u c t e n h i e r i n en op h e t f e i t . d a t de v e r h u i z i n -g van de a c y l g r o e p s p e c i a a l i n a b s o l u t e a e t h a n o l r e l a t i e f z e e r s n e l v e r -l o o p t .1,3-benzylicleenglycerol (smpt. 83-8ü°)
Bij h e t navolgen van h e t v o o r s c h r i f t (15,21) voor de b e r e i d i n g van deze verbinding kwam het veelvuldig voor, dat, in weerwil van enten met het goede isomeer, toch een verbinding met een l a g e r smeltpunt u i t k r i s -t a l l i s e e r d e , S l e c h -t s door e n -t i n g me-t gro-te hoeveelheden (ongeveer 1%) kon d i t euvel geheel worden verholpen. Door het v l o e i b a r e isomeer, dat in de moederlogen a c h t e r b l i j f t , weer met droge c h l o o r w a t e r s t o f t e be-handelen, wordt h e t rendement van de omlegging vrijwel q u a n t i t a t i e f ,
Voor de nauwkeurige gegevens betreffende de b e r e i d i n g van h e t 1,3-benzylideenglycerol v o l s t a a n wij met t e verwijzen naar beide bovenge-noande voorschriften,
2-benzoylglycerol (modelvoorschrift)
Aan een oplossing van 30,0 g 1,3-benzylideenglycerol in 25 cm^ droge p y r i d i n e werd onder i j s k o e l i n g i n een keer 24,0 g ( 1 , 0 3 Mol) benzoyl-c h l o r i d e toegevoegd, t e r w i j l gesbenzoyl-chud werd om een s n e l l e vermenging t e verkrijgen. Na een paar uur werd water toegevoegd, waardoor h e t u i t g e k r i s t a l l i s e e r d e p y r i d i n e h y d r o c h l o r i d e in o p l o s s i n g ging en een l i c h t gele o l i e zich afscheidde, die na krassen snel k r i s t a l l i j n werd. Na u i t -wassen met water werd de v e r b i n d i n g u i t aethanol o m g e k r i s t a l l i s e e r d . Opbrengst 43,2 g (91% van t h e o r i e ) , Smeltpunt van het 1, 3-benzylideen-2-benzoylglycerol 102-103° ( L i t t , (6) 103°; (21) 103-103%°),
In een schudeend werden 40,0 g 1,3-benzylideen-2-benzoyl glycerol en 300 cm^ droge a e t h y l a c e t a a t tezamen met een p a l l a d i u m - k o o l k a t a l y s a t o r , bereid u i t 1,0 g palladiumchloride en 4 g n o r i e t volgens een voorschrift van VERKADE. COHEN en VROEGE ( 9 ) , gebracht. Bij een temperatuur van 40° en normale druk werd i n waterstofatraospheer geschud, t o t d a t de water-stofopname afgelopen was, hetgeen gemiddeld twee uren v e r e i s t e . Na af-f i l t r e r e n en in vacuo indampen van de o p l o s s i n g , bleeaf-f een k l e u r l o z e s t r o o p a c h t e r , d i e meestal pas na enten k r i s t a l l i j n werd. Opbrengst 27,0 g (98% van de t h e o r i e ) . Het smeltpunt van h e t 2-benzoyl glycerol s t e e g na enige o m k r i s t a l l i s a t i e s u i t benzeen t o t 72%-73°. ( L i t t . (15) 72S4°; (8)'71i4-72%°; (21) 72-73°),
Het 2-benzoyl glycerol k r i s t a l l i s e e r t in glanzende blaadjes en i s wat h e t macroscopische u i t e r l i j k b e t r e f t n i e t t e onderscheiden van 1-ben-zoylglycerol. Beider isomeren vertonen h e t v e r s c h i j n s e l , dat b i j bewaren
in glazen stopflessen na enige maanden vervloeing aan de wand optreedt, die g e l e i d e l i j k naar binnen toe v o o r t s c h r i j d t . Wij zoeken de v e r k l a r i n g hiervoor in de a l c a l i s c h e r e a c t i e van de glaswand, d i e een verhuizing van de benzoylgroep in beide isomeren b e w e r k s t e l l i g t . De reden, d a t d i t v e r s c h i j n s e l s p e c i a a l bij benzoyl glycerol o p t r e e d t en n i e t b i j e s t e r s ,
die veel s n e l l e r verhuizen ( z i e hoofdstuk 3), i s w a a r s c h i j n l i j k de gro-tere oplosbaarheid van benzoyl glycerol in de geringe hoeveelheid water, die in de s t o p f l e s aanwezig i s , en het gemakkelijk vervloeien van meng-s e l meng-s van beide imeng-someren indien één component n i e t meng-s t e r k o v e r h e e r meng-s t . Met behulp van de perjoodzuuroxydatie ( z i e hoofdstuk 3) hebben wij aange-toond, dat inderdaad in een f l e s , die aanvankelijk zuiver 2-benzoylgly-cerol b e v a t t e , zich na enige maanden a a n z i e n l i j k e hoeveelheden 1-ben-zoylglycerol bevonden.
2-(p-chloorbenzoyl)glycerol
Uitgaande van 10,00 g 1,3-benzylideenglycerol en 10,90 g (1,03 Mol) p-chloorbenzoylchloride werd d i r e c t een k r i s t a l l i j n e verbinding verkre-gen. Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van aceton en 70proc e n t i g e a e t h a n o l s t e e g h e t s m e l t p u n t van h e t 1 , 3 b e n z y l i d e e n 2 ( p -chloorbenzoyl) g l y c e r o l t o t 145-146°. De v e r b i n d i n g k r i s t a l l i s e e r t in lange dunne naalden. Opbrengst 17,1 g (97% van de t h e o r i e ) .
C17H1SO4CI (318,75) B e r . : C 64,05%; H 4,74%. Gev.: C 64,0 %; H 4,8 %.
15,0 g van deze v e r b i n d i n g werd in 120 cm^ a e t h y l a c e t a a t gehydro-genolyseerd b i j kamertemperatuur. Na indamping k r i s t a l l i s e e r d e h e t 2-(p-chloorbenzoyl) glycerol d i r e c t u i t . Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t aethylacetaat-petroleumaether (1:2) was het smeltpunt 94-95°. De verbin-ding k r i s t a l l i s e e r t in zeer lange dunne naalden. Opbrengst 10,4 g (95% van de t h e o r i e ) .
Bij een proef verkregen wij een verbinding, die een smeltpunt bezat van 106-107° en in kleurloze p l a a t j e s k r i s t a l l i s e e r d e .
C10H11O4CI (230,65) Ber.: C 52,07%; H4.81%. (smpt. 94-95°) Gev.: C 52,2 %; H 4 , 8 %. (smpt. 106-107°) Gev.: C 52,2 %; H 4,9
Aangezien beide verbindingen een goede analyse geven en bovendien geen perjoodzuurverbruik vertonen, hebben wij met een geval van diraor-phie t e maken, zoals bij de vetzure e s t e r s van glycerol reeds vele malen aangetoond i s .
2- (p'broombenzoyl) glycerol
10,00 g 1,3-benzylideenglycerol en 15,3 g (1,04 Mol) pbroombenzoylbromide ( z i e onder 1(pbroombenzoyl)glycerol) gaven d i r e c t een k r i s -t a l l i j n e verbinding, d i e na een o m k r i s -t a l l i s a -t i e u i -t een mengsel van aceton en a e t h a n o l smolt b i j 146-147°. Opbrengst 16,0 g (79% van de t h e o r i e ) . Het 1,3-benzylideen-2-(p-broombenzoyl)glycerol k r i s t a l l i s e e r d e in lange naalden.
Ci7His04Br (363,21) Ber.: C 56,21%; H 4,16%. Gev. : C 56, 2 %; H 4, 2 %.
Bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse van deze verbinding s t o p t e de wa-t e r s wa-to fopnajne n i e wa-t , nadawa-t de wa-theorewa-tische hoeveelheid was opgenomen. Hewa-t bleek, dat het broom, geactiveerd door de para-standige estergroep, ver-vangen wordt door waterstof, aangezien in het reactieproduct na hydroly-se van de e s t e r benzoezuur en broomwaterstofzuur aangetoond kon worden. Om deze r e a c t i e t e vermijden werd de hydrogenolyse op de volgende wijze uitgevoerd.
10,00 g 1, 3benzylideen2(pbroomoenzoyl) glycerol werd met een p a l -ladium-koolkatalysator gehydrogeneerd, t o t d a t 1,5 Mol waterztof was op-genomen. De aethylacetaatoplossing werd na f i l t r a t i e in vacuo ingedampt. De k r i s t a l l i j n e massa, die r e s u l t e e r d e , werd tweemaal met 30 cra3 85procentige aethanol uitgetrokken. Na f i l t r a t i e werd de aethanolische o p l o s -sing in vacuo ingedampt en het ruwe 2-(p-broombenzoyl) glycerol tweemaal omgekristalliseerd u i t een mengsel van a e t h y l a c e t a a t en petroleumaether. Opbrengst 4,99 g (66% berekend op de u i t g a n g s s t o f ) . Smeltpunt 96-97° ( L i t t . (8b): 9 5 , 2 ° ) . De verbinding k r i s t a l l i s e e r t in lange dunne n a a l -den.
2- (p-methoxybenzoyl)glycerol
Uitgaande van 20,00 g i, 3-benzylideenglycerol en 9,70 g (1,03 Mol) p-methoxybenzoylchloride werd na één o m k r i s t a l l i s a t i e u i t 90% aethanol 16,6 g (95% van de theorie) 1, 3-benzylideen-2-(p-methoxybenzoyl) glycerol verkregen met een smeltpunt van 100-101°. De verbinding k r i s t a l l i s e e r t in glanzende blaadjes.
CIRHISOS (314,32) Ber.: C 68,78%; H 5,77%. • Gev.: C 68,6 %; H 5. 8 %.
15,0 g van deze verbinding leverde na hydrogenolyse 10,7 g (99% van de t h e o r i e ) 2-(p-methoxybenzoyl) glycerol met een smeltpunt van 77-78°. Uit een mengsel van a e t h y l a c e t a a t en petroleumaether k r i s t a l l i s e e r t de verbinding in harde compacte naaldjes.
C,iH,40s (226,22) Ber.: C 58,40%; H 6,24%. Gev.: C 58,2 %; H 6,3 %. 2-(.p-aminobenzoyl) glycerol
Het 1, 3-benzylideen-2-(p-nitrobenzoyl) glycerol i s bereid volgens een voorschrift van HIBBERT en CARTER (6). De verbinding werd o m g e k r i s t a l l i -seerd u i t een mengsel van aceton en SOrprocentige aethanol ( 1 : 2 ) . Smelt-punt 156-157° ( L i t t . (6): 156°). Rendement 98%.
CivHicOgN (329,30) Ber.: e 62,00%; H 4,59%; N 4,25%. Gev.: C 61,9 %; H 4.7 %; N 4,4 %.
Bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse van 10,00 g van deze v e r b i n d i n g werd 5 Mol w a t e r s t o f opgenomen. Bij indampen in vacuo k r i s t a l l i s e e r d e het 2-(p-aminobenzoyl) glycerol d i r e c t u i t . Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a e t h y l a c e t a a t was het smeltpunt 126-127°. Een enkele maal werd een l a g e r smeltpunt (116-117°) waargenomen. Opbrengst 6,18 g (92% van de t h e o r i e ) . De verbinding k r i s t a l l i s e e r t in stervormig verenigde naalden.
C10H13O4N (221,21) Ber.: C 56,86%; H 6,20%. Gev.: C 56, 7 %; H 6,1 %. 2-(p-nitrobenzoyl) glycerol
Deze e s t e r was n i e t op de normale wijze t e bereiden, aangezien bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenering de n i t r o g r o e p s n e l l e r gereduceerd wordt dan de c y c l o a c e t a a l f u n c t i e gehydrogenolyseerd wordt. Derhalve i s uitgaande van het 1, 3-benzyl ideen-2-(p-nitrobenzoyl) glycerol wel het 1,3benzylideen2(paminobenzoyl) glycerol t e i s o l e r e n , doch n i e t het 2 ( p n i t r o -benzoyl) glycerol.
HELFERICH en SIEBER (5) hebben het 2 - ( p - n i t r o b e n z o y l ) g l y c e r o l bereid u i t g a a n d e van de 1 , 3 - d i t r i t y l v e r b i n d i n g , door de t r i t y l g r o e p e n met broomwaterstof in i j s a z i j n af t e s p l i t s e n . Het rendement was echter zeer s l e c h t . Bij het nawerken van d i t v o o r s c h r i f t i s het ons n i e t gelukt de gewenste verbinding in handen te krijgen. Ook i s het ons n i e t gelukt via de 1,3-benzylideenverbinding door zure hydrolyse van de benzylideengroep in v e r s c h i l l e n d e oplosmiddelen (dioxaan, aethanol, aether) t o t de 2raon o e s t e r t e kome2raon. Steeds werd u i t s l u i t e 2raon d het 1 ( p 2raon i t r o b e 2raon z o y l ) g l y c e -rol, dat door verhuizing gevormd wordt, geïsoleerd.
2 - ( 2 ' , 4 ' , 6'-trimethylbenzoyl)glycerol
Aan een oplossing van 20,0 g 1,3-benzylideenglycerol in 20 cm^ droge pyridine werd in eenmaal 21,0 g (1,04 Mol) 2, 4, 6-trimethylbenzoylchlo-r i d e toegevoegd. E6-trimethylbenzoylchlo-r t 6-trimethylbenzoylchlo-r a d een ge6-trimethylbenzoylchlo-ringe, doch lang-aanhoudende wa6-trimethylbenzoylchlo-rmteont- warmteont-wikkeling op, t e r w i j l het reactiemengsel donkerrood werd gekleurd. Na 24 uur werd in chloroform opgenomen en de chloroformoplossing gewassen met verdund zwavelzuur, verzadigde kaliumbicarbonaatoplossing en water. Na i n vacuo afdampen van het oplosmiddel bleef een rode stroop over, die door krassen bij - 2 0 ° k r i s t a l l i s e e r d e . Na enige o m k r i s t a l l i s a t i e s u i t een mengsel van benzeen en p e t r o l e u m a e t h e r ( 1 : 4 ) k r i s t a l l i s e e r d e h e t l , 3 - b e n z y l i d e e n - 2 - ( 2 ' , 4', 6-trimethylbenzoyl) g l y c e r o l in lange k l e u r l o z e naalden met een smeltpunt 80-81°. Opbrengst 19,2 g (53% van de t h e o r i e ) .
' - - - H 6,80%. Gev.: c 73,3 %;
Het s l e c h t e rendement i s vermoedelijk t e wijten aan de geringe reac-t i v i reac-t e i reac-t van h e reac-t zuurchloride, waardoor b i j r e a c reac-t i e s een rol gaan spelen (kleuring).
10,00 g 1,3-benzylideen-2-(2', 4 ' , 6 ' - t r i m e t h y l benzoyl) glycerol werd ge-hydrogeneerd in 100 cra^ absolute aethanol. Bij het in vacuo afdampen van h e t oplosmiddel k r i s t a l l i s e e r d e h e t 2 ( 2 ' , 4 ' , 6 ' t r i m e t h y l b e n z o y l ) g l y -cerol u i t . Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van benzeen en petroleumaether (1:2) was het smeltpunt 8788°. De verbinding k r i s t a l l i
-seerde in glanzende naaldjes. Opbrengst 7,01 g (96% van de t h e o r i e ) . CnH,o04 (238,27) Ber.: C 65,52%; H 7,61%.
Gev.: C 65,5 %; H 7.5 %. 2-(3-phenylpropionyl) glycerol
Bij een poging deze verbinding t e bereiden v i a het 1, 3benzylideenglycerol en 3phenylpropionylchloride werd geen k r i s t a l l i j n e b e n z y l i -deenverbinding verkregen. De b e r e i d i n g van de 2-monoester i s e c h t e r gelukt door u i t t e gaan van het kaneelzuurchloride,
10,00 g benzylideenglycerol en 9,60 g (1,04 Mol) kaneelzuurchloride gaven d i r e c t een k r i s t a l l i j n e verbinding, d i e . na eenmaal o m k r i s t a l l i s e -ren u i t een mengsel van aceton en aethanol, smolt bij 120-121°. De ver-binding k r i s t a l l i s e e r d e in wollige naalden. Opbrengst 15,7 g (91% van de t h e o r i e ) ,
CIQH.OO. (310,33) Ber.: C 73,53%; H 5,84%. '^ ' " Gev.: C 73,4 %; H 5,7 %.
Bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse van 10,00 g van deze verbinding i n 100 cm^ a e t h y l a c e t a a t werd 3 Mol w a t e r s t o f opgenomen. Na indampen in vacuo van de oplossing r e s u l t e e r d e 7,01 g (97%. van de t h e o r i e ) van een kleurloze stroop. Zelfs na herhaalde pogingen i s het ons n i e t gelukt het 2-(3'-phenylpropionyl)glycerol t o t k r i s t a l l i s a t i e t e brengen.
2-diphenylacetyl glycerol
Uitgaande van 10,00 g 1,3-benzylideenglycerol en 13,4 g (1,04 Mol) d i p h e n y l a c e t y l c h l o r i d e werd d i r e c t een k r i s t a l l i j n e verbinding verkre-gen. Na tweemaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van aceton en aethanol (1:3) was het smeltpunt 123-123,5°. Opbrengst 19,3 g (93% van de theo-r i e ) . Het l , 3 - b e n z y l i d e e n - 2 - ( d i p h e n y l a c e t y l ) g l y c e theo-r o l k theo-r i s t a l l i s e e theo-r d e in lange dunne naalden.
C24H02O4 (374,42) Ber.: C 76,99%; H 5,92%. Gev.: C 76.9 %; H 6,0 %.
Bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse in absolute aethanol ontstond vaak een verbinding, die n i e t t o t k r i s t a l l i s a t i e was t e brengen. Door de hy-drogenolyse in a e t h y l a c e t a a t u i t t e voeren, werd d i t euvel geheel ver-meden.
10,00 g l , 3 - b e n z y l i d e e n - 2 - ( d i p h e n y l a c e t y l ) g l y c e r o l l e v e r d e 7,04 g (92% van de t h e o r i e ) b i j n a z u i v e r 2 - ( d i p h e n y l a c e t y l ) g l y c e r o l ) . Na e'én o m k r i s t a l l i s a t i e u i t een mengsel van benzeen en petroleumaether (2:3) was het smeltpunt 7879°. De verbinding k r i s t a l l i s e e r d e in k l e i n e s t e r -vormig verenigde naalden.
Ci7Hi804 (286,31) Ber.: C 71,31%; H 6,34%. Gev.: C 71, 2 %; H 6, 3 %. 2-(triphenylacetyl)glycerol
Een mengsel van 17,7 g t r i p h e n y l a c e t y l c h l o r i d e in chloroform (waarbij het t r i p h e n y l a c e t y l c h l o r i d e grotendeels opgelost is) werd bij een oplos-sing van 10,00 g 1,3-benzylideenglycerol in 15 cm^ p y r i d i n e gevoegd. Er t r a d zeer weinig warmteontwikkeling op. Na 5 dagen s t a a n b i j Kamertem-p e r a t u u r was de o Kamertem-p l o s s i n g geel gekleurd en werd het reactiemengsel in chloroform opgenomen. De o p l o s s i n g werd op de normale wijze gewassen, gedroogd en in vacuo ingedampt. Een gele s t r o o p bleef a c h t e r , d i e na krassen b i j - 2 0 ° k r i s t a l l i j n werd. Door h e r h a a l d e l i j k o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van benzeen en petroleumaether (1:3) steeg het smeltpunt t o t 132-133°. Opbrengst 12,0 g (48% van de t h e o r i e ) .
C30H26O4 (450,51) Ber.: C 79,98%; H 5,82%. Ger. : C 79, 9 %; H 5, 7 %.
10,00 g 1,3-benzyl i d e e n - 2 - ( t r i p h e n y l a c e t y l ) glycerol werd in absolute aethanol k a f a l y t i s c h gehydrogenolyseerd, waarbij de t h e o r e t i s c h e hoe-veelheid waterstof werd opgenomen. Na indampen in vacuo bleef een kleur-loze k r i s t a l m a s s a a c h t e r . Na eenmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van aethanol en water ( 2 : 3 ) , waarbij het 2 - ( t r i p h e n y l a c e t y l ) g l y c e r o l in grote parelmoerglanzende blaadjes u i t k r i s t a l l i s e e r d e , was het smeltpunt 112-f 13°.
Door o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van benzeen en petroleumaether (1:2) steeg het smeltpunt t o t 123124°, t e r w i j l de verbinding k r i s t a l l i -seerde in naaldjes,
C23H22O4 (362,41) Ber,: C 76,22%; H 6.12%. (112-113°) Gev,: C 76,0 %; H 6,1 %. (123-124°) Gev,: C 76,0 %; H 6;o %,
Beide verbindingen vertoonden goede a n a l y s e s , waren door e n t i n g in elkaar over t e voeren en gaven geen verbruik in perjoodzuur, zodat wij h i e r dus met een geval van diraorphie t e maken hebben,
Bij één proef i s het ruwe 1 , 3 b e n z y l i d e e n 2 ( t r i p h e n y l a c e t y l ) g l y c e -rol, zonder dat het o m g e k r i s t a l l i s e e r d was, k a t a l y t i s c h gehydrogeneerd, Ongeveer 80% van de t h e o r e t i s c h e hoeveelheid waterstof werd opgenomen. Bij het a f f i l t r e r e n van de k a t a l y s a t o r bleef een kleine hoeveelheid stof achter, d i e na twee o m k r i s t a l l i s a t i e s een smeltpunt had van 184-185°. Om deze verbinding te i d e n t i f i c e r e n hebben wij het t r i p h e n y l a z i j n -zuuranhydride gemaakt door het zuurchloride met droge pyridine even t o t 110° t e verwarmen en daarna in water u i t t e gieten. Er scheidde zich een k r i s t a l l i j n e verbinding af, die na twee o m k r i s t a l l i s a t i e s u i t aceton een smeltpunt van 184185° bezat, Mengsmeltpunt met het geïsoleerde b i j p r o -duct was 184-185°,
C40H30O3 (558,64) Ber,: C 85.99%; H 5,41%. (bijproduct) Gev.: C 85,7 %; H 5,4 %. (zuuranhydride) Gev,: C 85,8 %; H 5,5 %.
Het bijproduct i s dus het zuuranhydride van t r i p h e n y l a z l j n z u u r . Dit i s eenmaal in de l i t t e r a t u u r beschreven door SCHMIDLIN (22). Hij ver-meldt e c h t e r een smeltpunt van 163°. Aangezien het ruwe product van ons ook s t e e d s bij 160-165° smolt, vermoeden wij dat z i j n zuuranhydride n i e t geheel zuiver i s geweest.
2-propionylglycerol
Het l,3-benzylideen-2-propionylglycerol i s bereid uitgaande van 10.00 g 1 , 3 - b e n z y l i d e e n g l y c e r o l en 5,30 g p r o p l o n y l c h l o r i d e ( 1 , 0 3 Mol). Na éénmaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van aethanol en water (2:1) was h e t smeltpunt 7 3 , 5 - 7 4 , 5 ° . Opbrengst 12.2 g (93% van de t h e o r i e ) . De e s t e r k r i s t a l l i s e e r d e in grote p l a t t e naalden.
C13H16O4 (236,25) Ber.: C 66,08%; H 6,83%. Gev. : C 66,3 %; H 6,7 %.
Bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse werd de t h e o r e t i s c h e hoeveelheid waterstof opgenomen. Bij het in vacuo indampen van de a e t h y l a c e t a a t o p -l o s s i n g b-leef een k -l e u r -l o z e s t r o o p achter ( b i j n a 100% van de t h e o r i e ) . die ook bij diep afkoelen n i e t k r i s t a l l i j n werd.
2- cap ryloyl glycerol
Deze verbinding i s bereid volgens een v o o r s c h r i f t van DAUBERT (23). Opbrengst 1,3-benzylideen-2-capryloylglycerol 81% van de t h e o r i e . Smelt-punt 34-35° ( L i t t . (23) 35,0°).
De k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse i s uitgevoerd met een palladiumkool-k a t a l y s a t o r in a e t h y l a c e t a a t . Rendement 66% van de t h e o r i e . Sraeltpunt 29-30° ( L i t t . (23) 29.8°).
2-palmitoylglycerol
Het 2-paIraitoylglycerol i s bereid volgens een v o o r s c h r i f t van DAUBERT en KING (8b), dat grotendeels ontleend i s aan het werk van BERGMANN en CARTER (15).
Het 1,3-benzylideen-2-palmitoylglycerol i s verkregen met een rende-ment van 81%. Sraeltpunt was 62,5-63,5° ( L i t t . (8.15) 63,5°).
Het 2-palmitoylglycerol i s verkregen door k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse in a e t h y l a c e t a a t . Na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van a e t h e r en pe-troleumaether was het smeltpunt 68,5-69,5° ( L i t t . (8) 68,5°, (15) 69°). Rendement 87% van de t h e o r i e .
2-(p-tolueensulfonyl)glyceröl
Uitgaande van 10,00 g 1,3benzylideenglycerol en 11,0 g p t o l u e e n -sulfochloride werd het 1, 3-benzylideen-2-(p-chloorbenzeensulfonyl)glyce-rol d i r e c t k r i s t a l l i j n verkregen. Smeltpunt na één o m k r i s t a l l i s a t i e u i t een mengsel van aceton en 96-procentige aethanol (1:2) was 125,5-126,5°. De e s t e r k r i s t a l l i s e e r d e in lange donzige naalden. Opbrengst 17,3 g (93% van de t h e o r i e ) ,
C17H18O5S (334,37) Ber,: C 61.06%; H 5,43%, Gev,: C 60. 9 %; H 5, 5 %.
Bij de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse van deze verbinding werd het 2-(P-t o l u e e n s u l f o n y l ) g l y c e r o l a l s k l e u r l o z e o l i e verkregen me2-(P-t een b i j n a t h e o r e t i s c h rendement. Het i s ons n i e t gelukt deze s t o f k r i s t a l l i j n te krijgen. (Bij l a t e r e onderzoekingen op het Laboratorium voor Organische Chemie van de Technische Hogeschool i s deze verbinding k r i s t a l l i j n ver-kregen. Smeltpunt 54-55°).
2-(p-chloorbenzeensulfonyl)glycerol
Uitgaande van 10,00 g 1,3-benzylideenglycerol en 12,2 g (1,04 Mol) pchloorbenzeensulfochloride i s 18,6 g l , 3 b e n z y l i d e e n 2 ( p c h l o o r b e n zeensulfonyl)glycerol verkregen (94% van de t h e o r i e ) . Na één o m k r i s t a l -l i s a t i e u i t een mengse-l van aceton en 80-procentige aethano-l steeg het smeltpunt t o t 133-134°. De verbinding k r i s t a l l i s e e r d e in p l a t t e glanzen-de naalglanzen-den.
CieHisOsSCl (354.80) Ber.: C 54.16%; H 4,26%. Gev.: C 54,1 %; H 4, 3 %.
10,00 g van deze verbinding gaf na de k a t a l y t i s c h e hydrogenolyse een klonrioze stroop. Na enige dagen staan bij - 5 ° was een k r i s t a l gevormd. Bij h e t u i t w r i j v e n h i e r v a n k r i s t a l l i s e e r d e de g e h e l e massa. Na één o m k r i s t a l l i s a t i e u i t een mengsel van a e t h y l a c e t a a t en petroleumaether (1:2) was het smeltpunt 82-83°. Het 2-(p-chloorbenzeensul fonyl) glycerol k r i s t a l l i s e e r d e i n langwerpige b l a a d j e s . Opbrengst 7,29 g (97% van de tliGori s^
CgHiibsSCl (266.70) Ber.: C 40,53%; H 4,16%. Gev.: C 40,6 %; H 4, 2 %.
H o o f d s t u k I I I M E T I N G V A N D E V E R H U I Z I N G S S N E L H E D E N
Het oorspronkelijke doel van d i t onderzoek was een enigermate quantitatieve indruk t e krijgen van de snelheid, waarmede 2-mono-glyceriden met acylgroepen van zeer uiteenlopende aard omgelegd worden t o t l-monoglyceriden. Enigermate q u a n t i t a t i e f . aangezien het a l l e r m i n s t zeker was, d a t een methode gevonden zou kunnen worden, die een v o l s t r e k t q u a n t i t a t i e v e bepaling van beide isome-re monoglyceriden naast elkaar mogelijk zou maken. Deze bepaling zou immers op een v e r s c h i l tussen beide isomeren, h e t z i j in phy-sische eigenschappen, h e t z i j in chemisch gedrag ten opzichte van bepaalde r e a g e n t i a , moeten b e r u s t e n . Wat het e e r s t e punt - wij denken h i e r aan v e r s c h i l in kookpunt, oplosbaarheid en d e r g e l i j -ke - b e t r e f t , i s het be-kend, dat het in het algemeen s l e c h t s ten koste van grote verliezen mogelijk i s u i t een mengsel van glyce-riden één component zuiver t e i s o l e r e n . Daarnaast v i e l te denken aan de t o e p a s s i n g van h e t v e r s c h i l in smeltpunt, z o a l s i n de hierna t e bespreken smeltpuntsmethode inderdaad i s geschied. Over het verschil in chemisch gedrag was zeer weinig bekend, alhoewel bij analoge verbindingen a l s de monophosphorzure e s t e r s van gly-cerol (24). r e s p e c t i e v e l i j k de m o n o t r i t y l g l y c e r o l en (25), reeds bekend was. dat de 1-gesubstitueerde glycerolen wel en de 2-ge-substitueerde glycerolen n i e t door r e s p e c t i e v e l i j k perjoodzuur en l o o d t e t r a c e t a a t geoxydeerd worden.
In d i t hoofdstuk zullen wij achtereenvolgens vermelden de re-s u l t a t e n betreffende de verhuizing van acylgroepen in monoglyce-riden. verkregen met de smeltpuntsmethode en de perjoodzuurme-thode.
A. Smeltpuntsmethode
De h i e r bedoelde methode i s o. a. toegepast voor het volgen van de deacylering van g e s u b s t i t u e e r d e a c e e t a n i l i d e n (26), waarvoor geen andere methode t e r beschikking stond. De zeer b e h o o r l i j k e r e s u l t a t e n , die bij d i t onderzoek met de smeltpuntsmethode
