Enkele chemisch-technische toepassingen van tyrosine bevattende eiwitten

ENKELE CHEMISCH-TECHNISCHE TOEPASSINGEN

VAN TYROSINE BEVATTENDE EIWITTEN

ENKELE CHEMISCH-TECHNISCHE

TOEPASSINGEN VAN TYROSINE

BEVATTENDE EIWITTEN

PROEFSCHRIFT

TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN

DOCTOR IN DE TECHNISCHE WETENSCHAP

AAN DE TECHNISCHE HOOGESCHOOL TE

DELFT. OP GEZAG VAN DEN RECTOR

MAGNIFICUS, Dr. Ir. J. A. SCHOUTEN,

HOOG-LEERAAR IN DE AFDEELING DER

ALGE-MEENE WETENSCHAPPEN. VOOR EEN

COM-MISSIE UIT DEN SENAAT TE VERDEDIGEN

OP DONDERDAG 23 FEBRUARI 1939, DES

NAMIDDAGS TE VIER UUR, DOOR

TJAKKO WILLEM ANTON B O R G E S I U S

GEBOREN TE ROTTERDAM

DIT PROEFSCHRIFT IS GOEDGEKEURD DOOR DEN PROMOTOR Prof. Dr. Ir. H. I. WATERMAN.

Aan mijn vrouw.

Aan mijn kinderen.

I N H O U D

pagina

I. Inleiding 9 II. Literatuuroverzicht 10

III. Opzet van het onderzoek en oriënterende proeven. 32 IV. Onderzoek betreffende het verkrijgen van een

lichtgevoelige laag 37

1. Oriënterende proeven 37 2. Bereiding van de lichtgevoelige caseïnelaag . . 39

3. Variatie's in het „ontwikkelen" 41

4. De ondergrond 43 5. Ondermelk als uitgangsmateriaal 45

V. Lichtgevoelig papier voor diazotypie 47

1. Bereiding van de lichtgevoelige laag 48

A. Met behulp van gelatine 49

B. Via aminocaseïne 50 C. Rechtstreekse opbrenging van diazocaseïne. 54

D. Opbrengen met behulp van

caseïne-afbraak-produkten • 56 2. Ontwikkeling zonder beeldomkering 60

A. Koppeling in zuur milieu 63 B. Koppeling in alkalisch milieu 67 C. Ontwikkeling met alleen alkali 68 D. Ontwikkeling met alkaUsche zoutoplossingen 69

E. Kleurverdieping door verdere koppeling . . 71

3. OntwikkeUng met beeldomkering 77 4. Invloed van het papier; vóórbehandelingen . . 80

5. Samengesteld papier 82

VI. De hechting van caseïne op katoen 85

1. Oriënterende proeven 85 2. Hechting van caseïne door middel van de

azo-groep . < 91

L INLEIDING.

Het is bekend dat wol en zijde met salpeterigzuur reageren onder geelkleuring en dat daarna met verschillende aroma-tische verbindingen reaktieprodukten kunnen ontstaan. Dit gedrag is tot uitgangspunt genomen voor nadere bestudering. Weliswaar is al een en ander bekend, ook over het reaktie-verloop, maar de mogelijkheid om hiermede technische effekten te bereiken moet nader onderzocht worden.

Bij de studie is gebleken, dat speciaal caseïne geschikt is om gebruikt te worden voor het bereiden van een lichtgevoelige laag.

n . LITERATUUROVERZICHT.

RICHARD 1) behandelde wol en ook natuurzij de met salpete-rigzuur en vond, dat deze langzaam een gele kleur kregen die in geelbruin overgaat in het licht en eveneens met alkall, vooral warm. De met salpeterigzuur behandelde vezels wer-den in alkalische oplossingen van verschillende fenolen ge-bracht en daardoor oranje tot rood gekleurd. Hij meende hier-uit te mogen beslhier-uiten tot een diazotering van de wol- en zijdevezel door het salpeterigzuur 2).

PRUD'HOMME^), die deze proeven herhaalde, schrijft de ver-kregen kleur toe aan nitrosaminvorming „ten koste van de iminogroepen"^) en voegt hieraan toe veronderstellingen be-treffende de bouw van eiwitten, die inmiddels sterk verouderd zijn en in dit verband niet ter zake doen.

BENZ en FARRELL®) hebben eveneens wol gedurende 12 uren met salpeterigzuur behandeld en toen verkookt met water of alkohol. Ze dachten nu de vezel vrij te hebben van amino-groepen, maar deze nu bruine wol verft met zure wolkleur-stoffen even gemakkelijk als onbehandelde wol. De verkookte wol bevatte wel ca 1 % minder stikstof dan eerst. Na her-nieuwde inwerking van salpeterigzuur op de bruine verkookte wol meenden zij, dat fenol geen kleurreaktie meer gaf, maar later bleek aan WATERMAN en GROOT') dat fenol wel een in-werking geeft, toevallig ook bruin.

FLICK ^) herhaalde deze proeven. Behalve de geelkleuring en de invloed van alkali en licht vond hij, dat een warme stan-nochloride oplossing de gele kleur doet verdwijnen, die dan door hernieuwde behandeling met salpeterigzuur terugkomt. Door koppeling met a- en /?-naftol worden kleuren verkregen die door behandeling met metaalzouten veranderen. Hy meent, dat men met nitroso kleurstoffen te doen heeft, waarbij een nitrosogroep en een hydroxylgroep in orthostand

voor-1) Buil. Soc, ind. Mulhouse, 75 (1888). 2) J. Soc. Dyers and Col., 841 (1888). «) Farb. Zt, 346 (1891).

4) Rev. gén. Mat. col., 2, 209 (1898). 0) J. Soc. Chem. ind., 16, 405 (1897). 6) Chem. Weekblad XXV 18 (1928).

komen, en sluit zich dus by PRUD'HOMME aan.*) LIDOF®) is de-zelfde mening toegedaan; ook EMIL FISCHER^") betoogt dat wol in het geheel niet gediazoteerd kan worden.

FARRELL") schijnt het eerst de idee gehad te hebben om deze eigenschappen toe te passen voor fotografische doeleinden. Zijn eerste proeven met wol gaven geen goede resultaten door de onregelmatige oppervlakte van de weefsels maar met zyde ging het beter. Hy behandelde zyden stoffen in het donker met een oplossing van salpeterigzuur, stelde ze dan achter een schablone aan het licht bloot en behandelde ze dan met een verdunde alkalische fenoloplossing of met een verdunde zure oplossing van een amine. Waar geen licht heeft ingewerkt treedt koppeling op tot een kleur die met de koppelingskom-ponente varieert.

In een bijdrage tot de studie van de albuminoïden " ) zoeken DAMIANOVICH en GUGLIALMELLI de struktuur van de albumi-noïden, speciaal wat betreft de aanwezigheid van bepaalde groepen in het molekuul, op te helderen. Als uitgangspunt kiezen ze de inwerking van salpeterigzuur in het donker en de daarop volgende koppeling met fenolen of aromatische aminen. Ze beschrijven de behandeling van ei-albumine met salpeterigzuur enz. en interpreteren de verschijnselen door een diazotering aan te nemen van één of meerdere, aan een ben-zeenkern gebonden aminogroepen. In navolging van FARRELL hebben ze ook hier een fotografische toepassing uitgewerkt: door een albumine-oplossing op glazen platen te laten indro-gen, te behandelen met salpeterigzuur, enz. Uit dit alles wordt dan tot een zekere overeenkomst besloten tusschen wol, zijde, albumine en ook caseïne, hoewel uitdrukkelyk wordt opge-merkt, dat caseïne deze reaktie's slechts dan geeft als ze vers geprepareerd is. Ze merken op, dat al deze eiwitten tyrosine bevatten en schrüven ook hieraan deze reaktie's toe, zonder

evenwel een bevredigende verklaring te kunnen geven.

Van veel belang zyn de onderzoekingen van MOREL en SISLEY, uitgevoerd met fibroïne, natuurzyde dus, als uitgangspunt. Ze

8) Rev. gén. Mat. col. 71 (1900). ») J. soc. Phys. Chim., 32, 766 (1900). 10) Farb. Zt., 238 (1901).

" ) Rev. gén. Mat. col., 117 (1906).

menen te kunnen aantonen^*) dat inderdaad azokleurstoffen ontstaan, uitgaande van het tyrosine-gedeelte van de fibroïne. Ze beschryven het diazoteren van zijde dat 18—24 uur duurt (in het donker) en dan hoe direkt daarop gekoppeld wordt met tal van komponenten. Soms moet de oplossing ammoniakaal zijn, soms zwak zuur; meestal koud. Ook dit koppelen duurt soms tot 24 uren. Dikwijls is de koppeling onvolledig en krijgt men lelijke kleuren, doordat tevens bruine ontledingsproduk-ten ontstaan. Indien de koppeling volledig is, konden schitte-rend geelrode tot donkere, zeer echte kleuren verkregen wor-den; ze noemen tal van koppelingskomponenten. Behandeling van de verkregen kleuren met stannochloride, zinkstof, of hydrosulfiet, reduktie dus, doet de zijde ontkleuren. Ze achten hiermede een azokleurstof bewezen, met uitsluiting van een nitrosoverbinding, en vragen zich nu af, welk deel van de fibroïne hiervoor aansprakelijk is. Stilzwygend stellen ze zich op het m.i. juiste standpunt dat de —N=:N-groep aan een aromatische kern gebonden moet zijn. Zuiver alif atische bouw-stenen van de fibroïne vallen dan buiten beschouwing. Er bly-ven dan over tryptofaan (a-amino-/3-<j3-indolyl)-propionzuur), fenylalanine (;3-fenyI-a-amino-propionzuur) en tyrosine (fi-p. hydroxyfenyl-a-amino-propionzuur). Noch tryptofaan, noch fenylalanine gaven na behandeling met salpeterigzuur en poging tot koppeling kleurstofvorming, maar tyrosine deed dit wel. Tyrosine werd in het donker behandeld met een grote overmaat salpeterigzuur gedurende 36 uren waardoor een gele oplossing verkregen werd, die na toevoeging van Na-/3-nafto-laat en ammoniak na enige uren roodviolet werd. Door aan-zuren wordt een „azokleurstof" als rood neerslag verkregen, slechts weinig oplosbaar in water. Deze verfde natuurzijde in een „gebroken bastzeepbad" aan, de zijde kreeg dan de-zelfde kleur als wanneer ze — zoals boven — zelf met sal-peterigzuur en j8-naftol was behandeld. Tyrosine bezit echter geen aromatisch gebonden aminogroep, zodat een direkte dia-zotering wel uitgesloten lijkt. M. & S. verwijzen nu naar een publikatie van H E P P " ) , die echter in verband staat met

onder-in) Buil. Soc. Chim. Fr. XLI 994 en 1217 (1927). " ) Ber. D. Chem. Ges. 10,1654 (1877).

zoekingen van WESELSKY^®) en JAEGER **), waaruit blijkt dal overmaat salpeterigzuur bij een nitrosofenol de nitrosogroep overvoert in een diazogroep. JAEGER had het volgende reaktie-schema gegeven:

HO.CeHs-j-HNO^ - ^ p-HO.C6H,.NO+H20 p-HO.CeH^.NO-fHNO, ^ p-HO.C6H,.N=NOH+2 O

2 H N O , + 2 0 - ^ 2 HNO3

p-HO.C6H,.N=NOH-f HNO3 - ^ p-HO.C6H^.N=N.N03+H20 M. & S. konden dit p-diazofenol eveneens bereiden en met (5-naftol koppelen; tevens behandelden ze p-fenolsulf onzuur met overmaat HNOj, koppelden dan met /8-naf tol en verkregen zo chroom violet, dus juist alsof ze waren uitgegaan van o-aminofenol-p-sulf onzuur. Ik wil nu reeds opmerken dat VAN TUSSENBROEK") er wel in slaagde deze proef na te doen met fenol maar dat het hem niet lukte met p-fenolsulfonzuur. M. & S. menen nu, dat by tyrosine een analoog proces verloopt en komen tot het volgende reaktieschema:

H 0 H O 9 - C < ^ ' 0 H + HNO. - • H O < > C - C < ^ J o „ - H H . O H . " / H . " NO HO 0 - C - C < 2 S o H + HNO. - - > H 0 < > C - C < ^ S ' 0 H + ^ O / H, ƒ Hv NO N=NOH HO 2 HNO, + 2 0 — • 2 HNO3

-C>P<C?OH + HNO, - > HO^^-C<22oH + H^O

N=^NOH N=N.NO. en dit product zou dan verder koppelen. Dat deze ingevoerde

—N=N-groep in orthostand met de —OH groep staat, baseren ze klaarblijkelijk daarop dat de verkregen kleuren, zoals Flick reeds gevonden had, chromeerbaar zyn, wat by alle afgeleiden van ortho-amino-fenolen voorkomt.

'tt

« ) ld. 8, 98 (1875). " ) ld. 8, 894 (1875).

Voorts hebben ze de gediazoteerde en gekoppelde zijdevezel ontkleurd met SnClj of met hydrosulfiet, waarbij dan de —N=N-groep in de nu aromatische aminogroep zou over-gaan. Laten ze nu salpeterigzuur inwerken, dan treedt in 10 minuten volledige diazotering op, en men kan dan weer kop-pelen, enz. Ze wensen dus goed onderscheiden te zien:

1°. Fixation directe d'une chaine diazoïque par nitrosation de la tyrosine, et action de l'acide nitreux sur Ie nitroso derive: reaction lente; en:

2°. diazotation de l'aminofibroïne: reaction rapide.

Voorts wijzen ze er op, dat men aan de aldus geverfde zyde de kleurstof niet onttrekken kan zonder de vezel te verande-ren, en vragen zich nu af^*): maakt eerst het salpeterigzuur misschien uit de fibroïne wat tyrosine vrij, dat dan, als boven beschreven, wordt omgezet en dan de resterende fibroïne aan-verft, of: blijft de tyrosine bij al deze omzettingen steeds in de fibroïne gebonden? Ze beschrijven de behandeling van tyrosine met HNO2; er gaat in de kou hoogstens 40 % stikstof uit; de in-werking, in het donker, duurt 36 uur. Na koppelen met j8-naf tol zijn ze er in geslaagd een rood produkt te verkrijgen, dat uit 2 stoffen bleek te bestaan (voor de juiste werkwijze zie blz. 34). In hoofdzaak, met niet te veel nitriet zelfs vrijwel uitsluitend, zou men verkrijgen:

H O - ( /"9'9^COC)H Berekend: C; 64,970! H: 4.90/0: N: 11.9»/o: / H.H Gevonden: C: 64.l7o! H: 4.2%; N: 11,5%. N^N.C.oHoOH

In veel geringere mate zou eveneens ontstaan H O - / V c - C ^ ^ H Berekend: Ni8,0%i

^ > ^ Ji^^COOH Gevonden: N: 8.20/0. N^N.C.oHaOH

Opmerkelijk is, dat bij inwerking van salpeterigzuur op tyrosine de alifatische —^NHg-groep niet direct in een —OH-groep omgezet wordt, zodat uitsluitend de tweede kleurstof ontstaat; vgl. ook VAN TUSSENBROEK"). Trouwens, gelijk nog zal blijken, wordt zelfs bij verkoken de stikstof niet geheel ver-is) Buil. Soc. Chim. Fr. XLIII, 881 (1928).

wyderd. Echter, hoe ook, de eerste kleurstof werd nader op haar eigenschappen onderzocht en blijkt zyde aan te verven; echter zijn de kleuren dan iets anders en ook wat minder echt dan wanneer men van fibroïne zelf uitgaat. M. & S. trekken hieruit de konklusie dat steeds de tyrosine deel blyf t uitmaken van de fibroïne, dus van de zydevezel.

Voorts beschryven M. & S. ook nog aminofibroïne^"), ver-kregen door zyde te nitreren en dan te reduceren. Het stikstof-gehalte bedroeg ca 18,6 %. Gediazoteerde fibroïne, met hydro-sulfiet gereduceerd, bevatte 18,5 % N (fibroïne zelf, gelyk be-kend 18,33 % ) . In dit laatste geval zullen we echter vermoede-lyk geen of maar weinig aminofibroïne kunnen verwachten, immers terwijl een azoverbinding door reduktie wordt omge-zet in twee aminen:

X - N = N - Y + 4 H — > X-NH^+Y-NH,

gebeurt dit bij een diazochloride slechts by uiterst krachtige, langdurige reduktie, en ontstaat normalerwyze een hydrazine

X-Ni,-CH-4 H - ^ X-NH-NH8.HC1

dat by hernieuwde inwerking van salpeterigzuur niet gedia-zoteerd wordt maar overgaat in een nitrosoderivaat, dat zich spoedig in een diazoimide omzet (vgl. MEYER JACOBSON II-le-308).

De bovenstaande onderzoekingen van M. & S. bewegen zich op het gebied van de fibroïne als tyrosine bevattend proteïne; de nu volgende onderzoekingen van WATERMAN en zyn mede-werkers hebben weer de wol, dus keratine, tot onderwerp. GROOT ^^) beschrijft de vorming van kleurstoffen voor dierlyke

vezels door reaktie's van het materiaal zelf, nl, een aantal gevallen van koppeling aan het gele reaktieprodukt van wol met salpeterigzuur. WATERMAN en GROOT 2^), niet bekend nog met het werk van MOREL en SISLEY, gaan hier wat dieper op in. Ze komen tot de overeenkomstige konklusie als M. & S., nl. dat tjTosine hier de aanleiding is tot de vorming van azokleur-stoffen. Ze hebben voorts gediazoteerde wol verkookt en het stikstofgehalte bepaald, ook na herhaaldelijk diazoteren en verkoken. Dit ging slechts heel weinig achteruit, nl. n a 11 maal diazoteren en verkoken van 15 % tot 14,7 %. Dit voerde tot 20) Buil. Soc. Chim. Fr. XLIII, 1132 (1928).

« ) Chem. Weekbl. XXI, 450 (1924). « ) Chem. Weekbl. XXV, 18 (1931).

de mening, dat niet uitsluitend een diazotering optreedt, im-mers dan zou bij verkoken een veel grotere daling van het stik-stofgehalte moeten optreden; mogelijk was natuurlyk een voortijdige ontleding van het gediazoteerde produkt dat im-mers, vooral aan het licht, onbestendig is. Verder werd nage-gaan of er een aequivalente verhouding bestaat tussen de hoeveelheid stikstof, die bij verkoken ontwijkt en de hoeveel-heid azokomponent die door de gediazoteerde wol wordt gebonden. Bij proeven met H-zuur bleek dat hiervan veel meer werd opgenomen dan berekend werd; misschien echter werd dit veroorzaakt door adsorptie aan de vezel en ook wordt de mogelijkheid geopperd dat de vezel zelf salpeterigzuur ge-adsorbeerd houdt en zo met azokomponenten kleurstoffen vormt. Deze zouden dan ook te maken moeten zijn buiten de vezel om en dan uit te verven, maar proeven in deze richting konden niet tot een definitieve beslissing leiden.

In aansluiting aan het voorgaande onderzoek wijst VAN TUS-SENBROEK^^) op de mogelijkheid om van de lichtgevoeligheid van de gediazoteerde wol en zijde gebruik te maken voor het vervaardigen van foto's, maar opent hierbij verder geen nieuwe gezichtspunten.

Wij staan hier nog voor tal van vragen. Allereerst zou ik een opmerking willen maken betreffende de stikstof bepalin-gen. In het boven aangehaalde artikel schrijven WATERMAN en GROOT: „Daar de analyseresultaten nog al eens wisselden . . . " en naar mijn mening is dit te verwachten en blijven zelfs de uitkomsten van de N-bepaling zeer dubieus. Immers, kera-tine of liever, de kerakera-tinen, hebben geen vaste samenstelling.

Afgezien van een vochtgehalte, dat door drogen bij 105 ° C. verwijderd kan worden, houdt wol b.v. zuren hardnekkig vast, alle uitwassen ten spijt. Dit feit is vele malen bevestigd door tal van onderzoekers^*). Erger nog voor het stikstof gehalte lijkt mij de opgave dat in het water, waarin men met verdund zwavelzuur behandelde wol gekookt heeft, sporen ammonium-sulfaat voorkomen; trouwens bij koken van de wol in water gaat altijd een klein deel van het eiwit in oplossing; z.g.

wol-23) Chem. Weekbl. XXVIII, 62 (1931).

24) Melliands Textilber. VII, 605 (1926); J. Soc. Dyers and Col., 5 (1914).

gelatine 28), in de wolververy schrijft men hieraan het beter egaliseren van oudere verfbaden toe. Verder moge gewezen worden op de publikatie's van UNNA (talrijke literatuurplaat-sen), die verschillende keratinen aanneemt. De eigenlijke wol-vezel bestaat dan uit keratine C, die wel tyrosine bevat (aan-getoond door de positieve Paulyreaktie, zie verderop), terwijl de schubben bestaan uit keratine A die geen tyrosine bevat (negatieve Paulyreaktie). Ook het zwavelgehalte van keratine kan sterk wisselen, vaak al bij één materiaal. SAMMARTINO 2*) vond bij een ganzeveer in de schacht 2,59 % S, in de veren 3,16 % S en in het dons 3,68 % S. Hoewel men aanneemt dat in de keratine cystine de enigWe zwavelhoudende bouwsteen is die van groot belang is voor de eigenschappen van de vezel, schijnt toch een deel van de zwavel door verwarmen met zeer verdunde alkaliën aan de vezel onttrokken te kunnen worden, zonder dat deze vernield wordt. Voorts beïnvloedt zonlicht de wol in dien zin, dat een groter deel van de stikstof oplos-baar wordt in een alkalische peroxyde-oplossing^^).

Uit al deze gegevens blijkt wel voldoende dat de samenstel-ling van „keratine" lang niet scherp begrensd is maar door tal van wisselende faktoren wordt beïnvloed, en zolang wij deze niet alle kennen en bij onze bepalingen kunnen uitschakelen, hebben m.i. bepalingen van het stikstofgehalte in verband met mogelijke omzettingen slechts een zeer beperkte waarde.

De bovengenoemde reaktie van PAULY wordt als volgt uit-gevoerd. Men diazoteert een weinig sulfanilzuur en lost het verkregen p-diazobenzeensulfonzuur op in een soda-sing. Wordt wol in deze (slechts korte tijd houdbare) oplos-sing gebracht dan zal een normale onbeschadigde vezel daarin niet kleuren, behalve aan de uiteinden; een vezel echter die door een of ander proces geleden heeft wordt meer of minder sterk rood gekleurd. Men gebruikt deze reaktie om wolbe-schadigingen aan te tonen. De gangbare verklaring is, dat het reagens zich tot een azokleurstof koppelt met de tyrosine en daar de schubben geen tyrosine bevatten, blijft een normale vezel ongekleurd behalve op de (afgesneden) einden: hier komt natuurlijk het binnenste bloot. Bij een beschadigde vezel 28) J. Soc. Dyers and Col., 274 (1909); Farb. Zt., 295 (1905).

28) Samraartino, Zur Kenntnis der Keratinisation. " ) Z. ang. Chem. 1, 424 (1916).

echter is de schubbenlaag vernield of in ieder geval niet meer sluitend: het reagens kan in de vezel dringen en geeft koppe-ling: OH OH

HO,S-<3-N=NCl +fj —• HO,S-<^3-N=N-|A -f-HCl

JUSTIN-MUEL-LER^^) neemt aan dat zowel op de vezel als in de vloeistof p-disulfo-azoxybenzeen gevormd wordt:

2 H0.S.C6H4.N=N.C1+H,0 >-HO.S.C9H4-N-N-C6H4SO^+2 HCl+N, I \ /

O

Dat beschadigde wol donkerder wordt dan onbeschadigde zou dan daérop berusten dat de wol die de epitheliumlaag kwijt is gemakkelijker doordringbaar is en dus groter absor-berend vermogen heeft, in dit geval voor het reagens. M.i. is deze zienswijze niet bewezen en de gangbare mening is zeker aannemelijker. Hoewel deze kwestie niet in direkt verband staat met de diazotering van tyrosine, is ze toch naar voren ge-bracht als voorbeeld van verschil van interpretatie van een bepaald verschijnsel: immers ook bij de inwerking van sal-peterigzuur op wol en zijde vinden we twee meningen: nitroso-of diazoverbinding.

De in het bovenstaande besproken literatuur behandelt de inwerking van salpeterigzuur op proteïnen; gegevens over wat men reeds weet of meent te weten betreffende de samenstel-ling van proteïnen in het algemeen, en keratine, fibroïne en caseïne in het bijzonder, mogen hier niet ontbreken; de nu verouderde denkbeelden zijn hierbij weggelaten.

Nadat verschillende, merendeels onjuist gebleken, speku-latie's gemaakt waren betreffende het voorkomen van be-paalde atoomgroeperingen in proteïnen, gegrond op de reak-28) Melliands Textilber. XVII, 221 (1936).

tie's van de proteïnen in verschillende gevallen en de talloze ontledingsprodukten die men op de meest verschillende wijzen kon verkrijgen, kon SCHÜTZENBERGER aantonen dat bij verhit-ting van proteïnen gedurende enige uren met barytwater in een autoclaaf by ca 200 ° C. uitsluitend gekristalliseerde stof-fen ontstonden, waarvan het gewicht meer bedroeg dan dat van het uitgangsmateriaal: klaarblijkelyk dus een hydrolyse onder opname van water. SCHÜTZENBERGER slaagde er niet in dit mengsel geheel in de bestanddelen te scheiden, maar kon slechts enkele produkten, o.a. tyrosine, isoleren; wel kon hy aantonen dat het mengsel uit aminozuren bestond. Het prach-tige onderzoek van EMIL FISCHER heeft de mogelijkheid van scheiding gebracht. FISCHER zette de aminozuren om in de ethylesters door in de oplossing in absolute alkohol zoutzuur-gas te leiden en daar deze esters, in tegenstelling tot de amino-zuren zelf, in vacuum zonder ontleding te destilleren zijn, kon hij door een gefraktioneerde destillatie een zeer groot deel van deze produkten scheiden.

Allereerst zij opgemerkt, dat de hydrolyse van de proteïnen doorgaans niet wordt uitgevoerd met barytwater. EMIL FISCHER werkte veelal met een der volgende methoden:

1) Het proteïne verhitten met 3 X het gewicht aan gec. HCl; er werd 6—^24 uur gekookt.

2) Het proteïne wordt 24 uur gekookt met 6 X de hoeveelheid 30 %ig H,SO,.

Later zijn nog andere hydrolysemethoden aangegeven, nl.: 3) Het proteïne wordt 20—50 uur gekookt met 10—20

ge-wichtsdelen 20 %ig HCl (VAN SLYKE^»)).

4) Het proteïne wordt met 30 X de hoeveelheid 3n HCl op 150 ° C. in een autoclaaf verhit (VAN SLYKE*")).

5) Het proteïne wordt langdurig gekookt met een verdunde oplossing van HF (HUGOUENQ-MOREL *i)).

6) Het proteïne wordt met verdund alkali verhit (ABDERHALDEN CS.'2)). De hydrolyse is niet volledig, bovendien worden ar-ginine en cystine ontleed.

7) Een onvolledige hydrolyse kan soms bereikt worden met passende enzymen ^^).

29) J. Biol. Ch. 10,15. 80) J. Biol. Ch. 12, 295.

»i) Compt. Rend. 146, 1291; 148, 236; 149, 41. «2) Z. Phys. Ch. 61, 256 (1909).

De meeste splitsingsprodukten zijn a-aminozuren. De be-langrijkste, zo goed mogelijk gerangschikt naar de samenstel-ling, zijn:

1) Mono-amino-carbonzuren.

Glycine (glykokol, amino-azijnzuur, aminomethaancarbon-zuur), CH2(NH2).COOH

Alanine (a-aminopropionzuur, l-amino-ethaancarbonzuur-1), CH,.CH(NH2).C00H

Valine (a-amino-isovaleriaanzuur, l-amino-2-methyI-pro-paancarbonzuur-1), CH,.CH (CH,).CH (NH^). COOH Leucine (a-amino-isocapronzuur,

l-amino-3-methyl-bu-taancarbonzuur-1), CH3.CH(CH3) .CH2.CH(NH2) .COOH Caprine (a-aminocapronzuur,

l-amino-pentaancarbonzuur-1), CH3.CH2.CH2CH2.CH(NH2).COOH

Isoleucine (a-amino-/S-methyl-valeriaanzuur, l-amino-2~ methyl-butaancarbonzuur-l),

CH3.CH2.CH(CH3) .CH(NH2) .COOH

Fenylalanine (/3-fenyl-a-aminopropionzuur, l-amino-2-fe-nyl-ethaancarbonzuur-1), C8H6.CH2.CH(NH2) .COOH TjTosine (^-p-oxyfenyl-a-aminopropionzuur,

l-amino-2-(p-hydroxyfenyl)-ethaancarbonzuur-l), H O - ( ) - CH,.CH(NH.).COOH

Serine (yS-oxy-a-aminopropionzuur, l-amino-2-hydroxy-ethaancarbonzuur-1), CH2(OH).CH(NH2).COOH

Cystine (di-/3-thio-a aminopropionzuur, di(2-thio-l-ami-no-ethaancarbonzuur-l),

COOH.CH(NH2).CH2.S-S.CH2.CH(NH2).COOH 2) Mono-amino-dicarbonzuren.

Asparaginezuur (aminobarnsteenzuur, 1-amino-ethaandi-carbonzuur-l, 2), C00H.CH2.CH(NHo).C00H

Glutaminezuur (a-aminoglutaarzuur, 1-amino-propaandi-carbonzuur-1, 3), COOH.CH2.CH2.CH(NH2).COOH. 3) Di-amino-mono-carbonzuren.

Arginine (a-amino-ó-guanidine-valeriaanzuur, l-amino-4-guanidino-butaancarbonzuur-l),

NH:C(NH2).NH.CH2.CH2.CH2.CH(NH2).COOH

Lysine (a-e-diaminocapronzuur, 1,5-diamino-pentaancar bonzuur-1),

Ornithine (a-ó-diaminovaleriaanzuur, 1,4-diaminobutaan-carbonzuur-1). CH2(NH2) .CH2.CH2.CH(NH2) .COOH Caseïnezuur (diamino-trihydroxy-undekaancarbonzuur) CiiHi8(OH)3(NH2)2COOH 4) Heterocyclische verbindingen.

Histidine (/8-iminazol-a-aminopropionzuur, l-amino-2-imi-nazol-ethaancarbonzuur-1), CH ^^^NH CH:C-CH..CH(NH2).COOH CH.-CH» P r o U n e (a-pyn-olidlnecarbonzuur) (JH, (JH NH COOH Hydroxyproline (Hydroxyp3Trolidine-a-carbonzuur), C4H6(NH)(OH)COOH

Tryptofaan (a-amino-j8-(/3-indolyl)-propionzuur, l-amino-2-(/3-indolyl) ethaancarbonzuur-1),

-NH

•^XH, CH(NH,).COOH

Al deze aminozuren zijn wit, kristalhjn en behalve glycine alle optisch aktief. De meesten zijn oplosbaar in water, tyro-sine moeilyk. De oplossing smaakt doorgaans zoet; leucine is smakeloos, isoleucine en arginine zijn bitter. Cystine heeft een belangrijke adsorptie in het ultraviolet, wat belangrijk is voor de wolvezel als natuurlijke bescherming tegen zonlicht. In op-lossing reageren de mono-amino-mono-carbonzuren vrywel neutraal, de di-amino-mono-carbonzuren zwak alkalisch en de mono-amino-di-carbonzuren zwak zuur. — In geen enkel pro-teïne komen ze alle voor; sommige propro-teïnen lijken in zoverre eenvoudig van bouw dat ze bij hydrolyse in hoofdzaak één of weinig aminozuren geven, maar doorgaans ontstaan uit een proteïne een gehele reeks aminozuren in zeer wisselende ver-houding bovendien.

EMIL FISCHER is er voorts toe overgegaan te proberen of door samenkoppeling van deze produkten wederom eiwitachtige Uchamen op te bouwen zouden zijn en is inderdaad geslaagd in een trapsgewyze opbouw. Het eenvoudigste geval is de

kop-peling van twee molekulen glycine, waarbij een z.g. dipeptide ontstaat: CH2(NH2).CO.NH.CH2.COOH; hieruit kon vervolgens een tripeptide worden verkregen:

CH2(NH2).CO.NH.CH2.CO.NH.CH2.COOH, enz; hoe deze syn-thesen werden uitgevoerd moge hier achterwege blijven. FISCHER heeft deze opbouw, ook met andere aminozuren, voort kunnen zetten en heeft inderdaad polypeptiden verkregen die zich geheel in algemene eigenschappen by de natuurlijke pro-teïnen aansluiten.

Zien we af van de meer samengestelde proteïnen die tevens nog andere groepen bevatten (b.v. fosforzuurresten) dan zijn de proteïnen dus polypeptiden en stellen we de a-aminozuren schematisch voor door R-CH(NH2).C00H, dan wordt het alge-mene schema voor een polypeptide dus:

-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-X A A enz.

R R' R'

De lengte van deze ketens is in het algemeen onbekend; wel is zeker dat het molekulairgewicht zeer groot is want voor zo-ver proteïnen oplossen in -water, zo-vertonen ze praktisch geen vriespuntsdaling. Metingen van osmotische drukken kunnen de orde van grootte van het mol. gew. aangeven; dit is altijd meer dan 10.000; bij tal van proteïnen komt men op grond van andere overwegingen tot nog belangrijk grotere getallen.

Meer dan een schematische voorstelling van de struktuur geeft bovenstaande formule niet, want zelfs als van een be-paald proteïne precies bekend is welke aminozuren, en in welke verhouding, het bevat, dan weet men nog niet de volg-orde waarin deze bouwstenen aan elkaar gegroepeerd zijn. Ook is niet onmogelijk dat het proteylradikaal tendele in een tautomere vorm aanwezig is:

-CH-CO-NH- —>

-CH-C(OH):N-Tal van onderzoekers hebben zich bezig gehouden met de samenstelling van wolkeratine en fibroïne. Een eerste moei-lijkheid doet zich hierbij voor als het gaat om een zuiv«r pro-teïne te krijgen. Wanneer men wol en zyde met diverse oplos-middelen zo goed mogelijk bevrijd heeft van allerlei veront-reinigingen, houdt men vermoedelijk toch nog niet één enkel produkt over: er is reeds gewezen op keratine A en keratine C. De elementair analyse geeft ca 50 % C, ca. 7 % H, bij keratine

ca 17—18 % N, by fibroïne 18,33 % N, bij k e r a t i n e 3—4 % S, terwijl fibroïne p r a k t i s c h vrij v a n z w a v e l schijnt t e zijn (vgl. e c h t e r o o k MOREL & SISLEY^*). N o g a n d e r e e l e m e n t e n w o r d e n v o o r k e r a t i n e a a n g e g e v e n : GAUTIER*^) v i n d t s p o r e n As e n J ; BERTRAND^^) bevestigt dit v o o r A s ; T H O R P E * ' ) v i n d t in de m e e s t e w o l m o n s t e r s s p o r e n As, n l . 5—37 y / g wol, grotendeels in d e top v a n d e vezels. H e t b l y k t echter niet m e t z e k e r h e i d of deze b e s t a n d d e l e n essentieel z y n v o o r de s a m e n s t e l l i n g of m i n of m e e r los a a n g e h e c h t . (In de k e r a t i n e v a n de olifantshuid v i n d t

BUCHTALA**) s p o r e n F e ! ) . By de h y d r o l y s e z y n d e v o l g e n d e b o u w s t e n e n h e r k e n d * * ) : glycine alanine valine leucine serine cystine fenylalanine tyrosine asparaginezuur glutaminezuur arginine lysine histidine proline tryptofaan Totaal wolkeratine 0,6% 4,4 2,8 11,5 2.9 13,1 — 4,8 2,3 12,9 10,2 2,8 0,6 4.4 1.8 75,1 % fibroïne 40,5 % 25,0 — 2.5 1,8 — 1,5 11,0 — — 1,5 0.9 0,8 1.0 — • 86,5 % D a t w a t a a n de 100 % t e k o r t k o m t , is d u s niet h e r k e n d k u n n e n w o r d e n ; v e r d e r zijn d e u i t k o m s t e n v a n v e r s c h i l l e n d e o n -d e r z o e k e r s niet geheel gelyk w a t zowel toegeschreven k a n w o r d e n a a n f o u t e n in de b e p a l i n g , als a a n niet gelijk u i t g a n g s -m a t e r i a a l .

By k e r a t i n e is o p m e r k e l y k h e t grote zwavelgehalte. RIMING-TON'") t o o n d e a a n d a t h e t z w a v e l g e h a l t e geheel a a n cystine t e S4) Buil. Soc. Chim. Fr. XLIII, 1132 (1928).

*«) Compt. Rend.; Aug. (1900). w) Ann. Inst. Pasteur, 16, 553 (1902). «f) J. Chem. Soc. 89, 408 (1906). »8) Zt. Phys. Ch. 78, 55 (1912).

»») Hoppe-Seylers Z. 52, 368 (1907); id. 120, 207 (1922); J. biol. Chem. 86, 107 (1930).

danken is (de 1/2 % methionine CH3.S.CH2.CH2.CH (NH2).C00H die BARRITT*") in de wol vond, speelt geen rol van betekenis); het zal nog blijken dat belangrijke technische eigenschappen van de wolvezel met dit cystinegehalte samenhangen.

Nadere bijzonderheden over de struktuur heeft het rönt-genografisch onderzoek gebracht dat evenwel met vele moei-lijkheden gepaard is gegaan, daar de röntgenogrammen aan duidelijkheid veel te wensen overlaten zodat men meent dat veel proteïnen, waaronder ook wolkeratine, minstens voor een deel amorf zijn. Het beste is wel verklaard de röntgenstruktuur van de fibroïne van de edelezij despinner (Bombyx mori). De polypeptideketting is vrijwel gestrekt en ligt parallel aan de vezelas; de identiteitsperiode is 7 A.E.; schematisch aldus *^):

H H

-CO-NH-(!;H-CO-NH-CH.CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CHs o -CO-NH-(!;H-CO-NH-CH.CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CHs -< 7 A.E. >•

Deze kristallieten liggen in evenwijdige bundels en vormen zo de technische vezel.

In overeenstemming hiermede is zijde niet meer dan enkele % en te rekken; er treedt een inwendig glij den op en overstrekte zijde blijft in deze toestand. Het röntgendiagram is nu blyvend veranderd (evenals bij cellulosevezels).

AsTBURY*^) kon aantonen dat het röntgenogram van wol-keratine afkomstig was van een mengsel van een kristallyn en een amorf gedeelte en voorts dat het kristallijne deel van de keratine twee verschillende strukturen kan h e b b e n " ) . In tegenstelling met de zydevezel is de wolvezel in vochtige toe-stand zeer elastisch en laat zich reversibel heel sterk rekken. Terwijl de normale, ongestrekte wol een heel ander röntgen-diagram geeft dan de zijdevezel, verandert dit bij strekking van de wolvezel en komt in gestrekte toestand met dat van de fi-<") Nature (London) 131, 689 (1933); Biochem. J. 28, 1 (1934). «) Z. Physik. Chem. B. 5, 297 (1929); id. B. 11, 363 (1931).

^) Fundamentals of fibre structure, Oxford 1933; J. Soc. Dyers Col.

24 (1933).

«) J. Soc. chem. Ind., Chem. and Ind. 49, 441 (1930); Melliands Textil-ber. XVI 1, 1 (1935).

broïne overeen. Deze toestand noemt hij j8-keratine; de poly-peptide-ketens, de hoofdketens, zijn dan vrijwel gestrekt; in de normale ongestrekte wolvezel daarentegen heeft de hoofdketen een zig-zagvorm: a-keratine.

Deze hoofdketens liggen dan evenwijdig gebundeld in de richting van de vezelas (een dwarsdoorsnede van de wolvezel snijdt door ca 500.000.000 ketens). De strekking van de wol-vezel is dan een soort intramolekulaire omlegging; de grootste omkeerbare rek van natte wol ligt ongeveer bij 100 %, wat goed overeenkomt met het schematische beeld: als bij de over-gang a-^/S de „krul" uit de hoofdketen gaat, verdubbelt de iden-titeitsperiode. ASTBURY meent verder uit het röntgendiagram te kunnen besluiten dat zowel in de a- als in de j8-keratine deze hoofdketens in één vlak liggen op afstanden van 9,8 A.E. van elkaar, vastgehouden door zijketens die door de groepen R ge-vormd kunnen worden; men krijgt dus ongeveer het model van een ladder met sporten. Als bij het ontspannen van voch-tige wol de ,8-keratine in de a-vorm overgaat, krommen zich dus de hoofdketens in vlakken loodrecht op al deze zijketens. De hoofdketens met alle zyketens vormen een netwerk in een plat vlak, al deze vlakken zouden op afstanden van 4,65 A.E. van elkaar liggen. — Overigens heeft ASTBURY dit beeld later nog gekompleteerd door in de a-vorm een wisselwerking aan te nemen tussen de ruimtelijk zich in eikaars nabijheid be-vindende imino- en ketogroepen van de hoofdketens**):

CO ^ 1 ^ ^ s

f^

i!iV

^qp

1

De zyketens. waarover verderop meer, houden dit netwerk in zyn vorm en hebben ongetwyfeld grote invloed op de eigen-schappen van de wol. Allereerst valt op, dat in fibroïne de grootte van de proteylgroep i^ x 7 = 3,5 A.E. bedraagt en in de ^-keratine maar ^/s Xl0,2 = 3,4 k.K., dus iets minder. AST-«•») J. Text. Inst. 27, P. 282 (1936).

BURY meent dat zelfs in de gestrekte j8-keratine door ruimte-lijke invloeden van de zijketens, de hoofdketens zich niet ge-heel kunnen strekken en nog een kleine krulling hebben (eerste krul). In de normale a-vorm wordt deze krulling veel groter (tweede krul) en zelfs meent SFEAKMAN''^) dat een nog sterkere krulling van de hoofdketens mogelijk is (derde krul). Wanneer wol gekookt wordt met een geconc. oplossing van NaHSOa wordt ze gummiachtig en vertoont na drogen een samentrek-king van ca 30 %; doordat nu de meeste zijketens stuk ge-maakt zouden zijn, zouden de hoofdketens nog meer in elkaar gekromd zijn.

In deze schema's zijn de R-groepen natuurlijk verschillend, afhankelijk van het feit, welk aminozuur de betreffende bouw-steen is. Men kan hier drie mogelijkheden onderscheiden, nl.: a) Chemisch niet aktieve alkylresten, b.v. uit alanine, leucine,

enz.,

b) Zure of basische resten, b.v. uit resp. glutaminezuur en lysine, en

c) Een zwavelbrug uit cystine.

Voor de vorming van zijketens zijn nu de volgende mogelyk-heden:

b 1) Zure en basische groepen zijn zoutachtig gebonden; b 2) De carboxylgroep en de aminogroep vormen ook in de zijketens polypeptidebindingen;

c) Als een mol. cystine in twee hoofdketens ingebouwd is, krijgt men een -CH2-S-S-CH2-zijketen. Ingevolge het hoge cystinegehalte van keratine lijkt deze aanname zeer waar-schijnlijk en zij schijnt bevestigd te worden door talrijke onder-zoekingen over de velerlei omzettingen die deze groep kan ondergaan en die hier niet in bijzonderheden behandeld kun-nen worden (oxydatieve en reduktieve splitsing van de -S-S-groep; omzettingen met HCN, met Na2S en met NaHSOs; hydrolyse*^)). Deze bijzondere zijketen is dan waarschijnlijk verantwoordelijk voor tal van bijzondere mechanische en che-mische eigenschappen van de wolvezel.

De zure en basische groepen vormen, zoals uit nader onder-zoek waarschijnlyk wordt, geen polypeptidebindingen in de « ) O.a. Melliands Textilberichte XVII, 580 (1936).

**) Zie: E. Valkó, Kolloidchemische Grundlagen der Textilveredlung, 1937. BI. 276 e.v., alwaar nadere literatuuropgaven.

zijketens, maar zyn zoutachtig aan elkaar gebonden, sche-matisch : I I NH NH CH-...COO'"'"NH,...(:H

io

^o

Keratine, en ook fibroïne, gedragen zich als typische amfo-tere stoffen; ze binden zuren en basen. Het zuurbindingsver-mogen is het beste onderzocht *^). Daarbij is gebleken dat ca. 1200 gr. wol één gramaequivalent zuur binden, onafhankelijk van het mol. gew. en de basiciteit van het zuur, en dit zou dan wijzen op vrije -NH2 groepen. De polypeptideketens zelf kunnen hier niet verantwoordelijk voor zijn; ook de enkele -NH2 groe-pen die aan de uiteinden van de hoofdketens zitten komen niet in aanmerking als het mol. gew. van de keratine maar groot genoeg is; daarentegen kan deze zuurbinding kwantitatief be-vredigend verklaard worden uit de hoeveelheden lysine, ar-ginine en histidine, mits deze met de a-aminogroep in de hoofd-keten als polypeptide ingebouwd zijn. Uit de titratiekurve van keratine komt SPEAKMAN evenwel tot de zeer positieve kon-klusie*^) dat deze (z.g. extra) groepen niet vrij kunnen zyn maar als zout gebonden aan de extra zure groepen van aspa-raginezuur en glutaminezuur. Er is volgens hem nauwelyks aan te twijfelen dat de zure zijketens van de wol volkomen equivalent zijn aan de basische zijketens, wat nog bevestigd wordt door de bepaling van de totale hoeveelh«d dicarbon-zuur in de wol. Metingen over de binding door wol van alkali zijn er veel minder, ook krygt men geen scherpe waarden. waarschijnlijk omdat bij grotere pn de polypeptidehoof dketens hydrolyseren en dan steeds meer loog kunnen binden.

Als deze aminogroepen, die ondanks hun zoutbinding toch als „vrij" beschouwd kunnen worden, dan aanwezig zyn, moet men ze kunnen aantonen en er is geprobeerd ze te verwy deren door inwerking van salpeterigzuur:

R-NHÏ+HNOJ —> ROH+H.O+N,

Indien een volledige verwijdering van de vrije aminogroepen zou gelukken zou de wol geen zuur meer binden en, wat ge-makkelijker te kontroleren is, met zure kleurstoffen niet meer «) J. Soc. Dyers and Col. 41,172 (1925); Trans. Faraday Soc. 28, 152

a a n v e r v e n . (Het o n d e r z o e k n a a r h e t v e r m o g e n o m z u u r te b i n d e n is oorspronkelijk a a n g e v a t o m licht te b r e n g e n in h e t v e r v e n v a n d e w o l door z u r e kleurstoffen; h e t o p n e m e n v a n d e k l e u r s t o f z u r e n is e e n bijzonder geval v a n h e t b i n d e n v a n z u r e n in h e t a l g e m e e n gebleken). Zoals r e e d s m e d e g e d e e l d k o n d e n

BENZ e n FARRELL'') n a een b e h a n d e l i n g v a n w o l g e d u r e n d e

12 u u r m e t s a l p e t e r i g z u u r e n v e r k o k e n , geen v e r m i n d e r i n g v a n de verf b a a r h e i d vaststellen, dit w e r d bevestigd door PADDON**) en d o o r TROTMAN*^). MEUNIER e n R E Y ^ " ) e n l a t e r SPEAKMAN e n STOTT^*) h e b b e n a a n g e t o o n d d a t de i n w e r k i n g v a n salpeterigz u u r salpeterigz e e r l a n g d u u r t : n a 60 u r e n w e r d n o g stikstof o n t w i k k e -ling w a a r g e n o m e n , dit k a n ten dele de g e v o n d e n negatieve r e s u l t a t e n v e r k l a r e n ; voorts is n u o o k duidelijk d a t WATERMAN en G R O O T " ) zelfs n a 11 X d i a z o t e r e n e n v e r k o k e n m a a r e e n zeer geringe d a l i n g v a n h e t stikstofgehalte k o n d e n k o n s t a -t e r e n .

Intussen k o n d e n MEYER e n FIKENTSCHER'*2) op deze wijze h e t stikstofgehalte v a n de w o l m e t 0,4 % v e r m i n d e r e n , dit is c a Vs deel v a n d e stikstof die als v r y e a m i n o g r o e p a a n w e z i g is, en zy geven o p d a t h e t v e r m o g e n v a n deze w o l o m z u u r t e b i n d e n m e t ^/a v e r m i n d e r d is, w a t e e n m o o i e bevestiging is. D a t zij d e „ d e s a m i n e r i n g " niet v e r d e r k o n d e n v o e r e n , w o r d t , b e h a l v e door d e lange d u u r v a n d e r e a k t i e , volgens h e n begrijpelyk als m e n b e d e n k t d a t h e t b i n d e n v a n z u u r v e r o o r z a a k t w o r d t d o o r lysine, a r g i n i n e en histidine, terwijl m e t s a l p e t e r i g z u u r

eigen-lyk alleen lysine r e a g e e r t zoals b o v e n aangegeven, w a n t d e

g u a n i d i n e g r o e p in a r g i n i n e r e a g e e r t zeer t r a a g m e t salpeterig-z u u r e n d e s e c o n d a i r e g r o e p in histidine r e a g e e r t a n d e r s .

W i j willen er n o g even op wijzen d a t deze o n d e r z o e k i n g e n b e t r e f f e n d e d e i n w e r k i n g v a n s a l p e t e r i g z u u r op k e r a t i n e n a a r doel e n wezen geheel a n d e r s v a n opzet zijn d a n d e in h e t eerste deel v a n dit overzicht g e n o e m d e ; de v e r d e r e eigen o n d e r zoekingen h e b b e n alleen b e t r e k k i n g op d e i n w e r k i n g op t y r o sine, zoals deze d o o r het w e r k v a n MOREL en SISLEY w a a r s c h i j n -l y k is g e m a a k t .

« ) J. physic. Chem. 26, 384 (1922). « ) J. Soc. Dyers and CoL 40, 77 (1924).

«O) J. int. Soc. Leather Trades Chem. 11, 509 (1927). " ) Trans. Faraday Soc. 30, 539 (1934).

Tenslotte mogen hier nog enige gegevens volgen betreffende caseïne, die bij het volgende onderzoek ook een zeer belang-rijke rol speelt.

In de melk komen minstens drie proteïnen voor, nl. caseïne, laktalbumine en laktoglobuline. Het caseïnegehalte van melk bedraagt doorgaans 1,8—3,2 %, d.i. ca % van de totale hoeveelheid proteïne. Caseïne is een fosfoproteïne, be-vat nl. 0,7—0,8 % P, de verdere samenstelling is niet geheel dezelfde bij caseïne van melk van verschillende herkomst, al zijn de verschillen in elementaire samenstelling niet groot. In de melk is de caseïne aan Ca gebonden in fijn-koUoïdale vorm: deeltjes met een grootte van 10—100//; in welke bindingstoe-stand precies is niet met zekerheid vastgesteld, althans ver-schillende onderzoekers hebben'**) iets afwijkende denkbeel-den hierover. Uit de melk kan de caseïne geprecipiteerd wor-den door zuren, geconc. oplossingen van verschillende zouten zoals b.v. NaCI, MgS04, (NH4)2S04, tannine en voorts door het lebferment; door koken wordt ze niet gecoaguleerd. Technisch volgt men drie bereidingswijzen:

a) Met melkzuur, dat men ofwel als zodanig toevoegt of laat ontstaan uit de melksuiker door bakteriën. Tenslotte volgt stremming; temp. ca 50 ° C.

b) Met mineraal zuur. Aan 100 1. ondermelk van 50 ° C voegt men b.v. onder voortdurend roeren toe 125 cm* H2SO4 (1 : 3); ook werkt men met zoutzuur. Om een goed resultaat te krijgen moet juist het iso-elektrisch punt, pn = ca 4,7, bereikt zyn.

c) Met leb. Aan de verse ondermelk voegt men bij 35 ° C leb toe waardoor in 20 min. de coagulatie bereikt is. Deze caseïne vertoont een hoog asgehalte, nl. tot 8 %.

Ook hier hebben we weer de moeilijkheid om met zekerheid een zuiver produkt te krijgen. VAN SLYKE en BOSWORTH''*) geven een uitvoerig voorschrift om een caseïne met laag asgehalte te verkrijgen; NORTHROP^°) wijzigt dit in zoverre dat in sterker zure oplossing gewerkt wordt: bij het iso-elektrisch punt zou een deel van de caseïne gedenatureerd worden.

B3) O.a. Maynard, J. Phys. Chem. 23, 145 (1919); De Waele, Ann. Phy-siol. physico-chim. biol. 3, 113 (1927); Van Slyke & Bosworth, J. Biol. Chem. 14, 211 (1913); Palmer, Ind. eng. Chem. 16, 631 (1924). 5") J. Biol. Chem. 20, 135 (1915).

In dit onderzoek is caseïne betrokken omdat het als tech-nisch goedkope stof voorhanden is en een tyrosinegehalte heeft van enige procenten.

Een bijzondere betekenis heeft caseïne sinds korten tijd ver-kregen als uitgangspunt voor een kunstmatige vezel: lanital, lactofil, melkwol. Reeds in 1904 heeft TODTENHAUPT een duits patent gekregen op de vervaardiging van kunstmatige draden uit caseïne, daardoor gekenmerkt, dat deze in een alkalische vloeistof opgelost wordt en dan als dunne draden in een zuur bad geperst. Ondanks al de door hem genomen proeven kon het proces echter niet technisch benut worden, omdat de dra-den bros en te hard waren, en doorgaans ook kleverig. Jaren lang is dit proces blijven rusten, tot voor enige jaren FERRETTI het onderzoek opnieuw opnam en vond, dat de verschillende caseïnesoorten, die in de handel waren, voor de vervaardiging van kunstmatige vezels ongeschikt waren. Allereerst is de caseïne die met leb uit de melk wordt gewonnen, onvoldoende oplosbaar in alkali en komt dus in geen geval in aanmerking. Maar ook de op de gewone wijze door zuur maken van de melk gewonnen caseïne is niet geschikt, zoals boven gezegd. FER-RETTI kon aantonen dat dit een gevolg was van de zuurgraad waarbij de uitvlokking plaats vond. Zoals eerder aangegeven, werkt men bij een pn van ca 4,7, in de veronderstelling dat in overmaat zuur de caseïne weer wat oplost. Wanneer FERRETTI echter de caseïne liet coaguleren bij een sterkere zuurgraad nl. pH ca. 3, verkreeg hij een caseïne die voor zijn doel uit-stekend geschikt was. Door kleine wijzigingen van de zuur-graad is het zelfs mogelyk, de uiteindelijke eigenschappen van de melkwol binnen zekere grenzen te variëren. Van een op-lossen in de overmaat zuur bleek geen sprake; ook is het on-verschillig of men minerale of organische zuren gebruikt.

Volgens de opgaven "*) wordt de textielcaseïne als volgt be-reid:

De ondermelk wordt in een dubbelwandige ketel met roer-inrichting op 20 ° C gebracht. Op elke 100 1 melk neemt men 280 cm* gec. zwavelzuur die met 9 maal hun volume water verdund worden, en eveneens op 20 ° C gebracht. De helft van deze zwavelzuuroplossing voegt men langzaam zeer gelijk-matig bij de ondermelk, onder roeren, en houdt de tempera-=8) Kunstseide und ZellwoUe XX, 3, 78 (1938).

tuur konstant. De caseïne slaat als kleine vlokken neer. Nadat ^ uur steeds geroerd is, wordt de tweede helft van het zuur bijgevoegd, en terwijl men blijft roeren, 1 uur op 45 ° C verhit. De vlokken gaan nu in een zeer fijne verdeling over (wat de indruk kan maken van in oplossing gaan). Dan laat men I/2 uur met rust, dekanteert de bovenstaande vloeistof af, ledigt de ketel, en perst de caseïne af. De rest van het zuur wordt doorgaans niet uitgewassen, omdat dan de caseïne gemakke-lyker tot bederf overgaat.

III. OPZET VAN HET ONDERZOEK EN ORIËNTERENDE PROEVEN.

De bedoeling van het onderzoek is, na te gaan of de licht-gevoeligheid van gediazoteerde tyrosinehoudendc produkten technisch benut kan worden. Gedacht is aan het vervaardigen van een lichtgevoelige laag, al of niet op een ondergrond, en deze te gebruiken voor fotografische of lichtdruk-doeleinden. Uitgaande van wol, is echter al spoedig gebleken dat we in caseïne een goedkope, zeer bruikbare grondstof hebben, die in ruime mate voorhanden is en waarvoor graag afzetmogelijk-heden gevonden worden, zoals wel gebleken is bij de intussen op grote schaal aangepakte bereiding van melkwol.

Betreffende de produktie van caseïne in ons land mogen enkele cijfers genoemd worden. In 1937 werden 4850 millioen liter melk verkregen, waarvan 2250 millioen liter werden af-geroomd. Deze leverden 1900 millioen 1 ondermelk. 30 mil-lioen 1 hiervan werden verwerkt tot 1000 ton caseïne, terwijl 1135 millioen 1 als veevoer gebruikt werden. Desgewenst zou dus de caseïne produktie nog vele malen vergroot kunnen worden; deze is trouwens al groter dan in vorige jaren: in 1932 werd 600 ton caseïne bereid. Hoofdzakelijk wordt dit veroorzaakt door de onlangs ter hand genomen bereiding van textielcaseïne.

Om enige indruk van de prijzen te krijgen, moge vermeld worden, dat in December 1936 de zuur-caseïne ƒ 32,62 per 100 kg noteerde, de leb-caseïne ƒ 33,72 per 100 kg.

Een deel van de hier gefabriceerde caseïne wordt uitgevoerd, waartegenover echter ook een, zij het ook kleinere, invoer staat. In 1936 b.v. werd uitgevoerd 729.383 kg ter waarde van

f 205.846,— en ingevoerd 424.757 kg ter waarde van ƒ 124.320,—

Bovenstaande cijfers werden mij verstrekt door den heer ir. W. TH. D E LESTRIEUX-HENDRICKX, Economische Voorlichtings-dienst, Den Haag, wien ik op deze plaats dank breng voor de betoonde welwillendheid.

Een klein deel van het onderzoek is voorts nog gewijd aan de vraag of caseïne op katoen te hechten is, waarbij dan ev.

drie effekten zouden kunnen optreden, nl. een belangrijke ver-zwaring, een uiterlijk eiwitkarakter, en misschien zou de licht-gevoeligheid en de kleurstofvorming nog bruikbaar zijn.

Als inleidende proef is, in aansluiting aan het werk van GROOT en WATERMAN, wol gediazoteerd, gevolgd door een aan-tal koppelingen.

Wolstrengen werden 24 uren in het donker gedia-zoteerd in een oplossing bevattende 5 gr. NaNOz en 15 cm* gec. zoutzuur per I.; ca 10 gr. wol in '/2 1 vloei-stof; kamertemperatuur. De wol wordt dan citroen-geel. In het zonlicht kleurt ze zich snel bruin, ook door koken met water en, sneller met verdund al-kali, wordt ze bruin. Brengt men de gele wol in een oplossing van /?-naf tol in zo weinig mogelyk alkali, dan krijgt ze vrij snel een bruinrode kleur. Blijkbaar gaat de koppeling sneller dan de ontleding door al-kali. Door belichten of door alkali bruin gekleurde wol wordt niet meer rood met j8-naf tol-natrium.

Deze koppelingsreaktie is van meer algemene aard: men krijgt ook geelbruine tot roodbruine kleu-ren met de zo zwak mogelijk alkalische opl. van een aantal naf tolderivaten, b.v. 2,3 oxynaf toëzuuranilide (Naphthol AS van de I.G.)

,OH

k>v>co-

N H - O

U J - C O - N H -<^^]])—Cl

(Naphthol AS-TR van de I.G.);

met Naphthol AS-SG(I.G.); met Naphtazol NA (KUHL-MANN); enz.

Ook hier treedt geen reaktie op met door belich-ten of door alkali bruin geworden wol.

De reeds besproken onderzoekingen van MOREL & SISLEY hebben met vrij grote waarschijnlykheid aangetoond dat

wer-kelyk een azokleurstof ontstaat, en als men koppelt met een naf tol is een andere opvatting ook niet wel denkbaar; dit is wel het geval bij koppeling met een amine. Men zou dan de opvat-ting kunnen verdedigen dat een nitrosoverbinding was ont-staan, die wat salpeterigzuur vrij maakt dat dan een deel van het amine diazoteert, hetwelk dan koppelt aan de rest van het amine. Inderdaad: wanneer men het inwerkingsprodukt van salpeterigzuur op caseïne, hieronder nader te bespreken, zelfs nadat het enige maanden in droge toestand (in het donker) bewaard was, met een weinig water uitschudt, kleurt dit water zich zwak rose met het reagens van Griesz-Lunge (sulfanil-zuur en a-naftylamine in azijnzure oplossing), wat op sporen salpeterigzuur zou wijzen. Toch lijkt ook in dit geval vorming van een azoverbinding waarschynlijk als we in een bepaald geval de analogie zien met de reaktie met een naf tol. Daartoe is de diazotering van tyrosine uitgevoerd volgens het voorschrift van MOREL en SISLEY, en gekoppeld zowel met j8-naftol, als op overeenkomstige wijze met H-zuur:

(1, 8, 3, 6-aminonaftoldisulfonzuur) OH NH.

HO.S -^^-"^^—" SO,H

1,8 gr. tyrosine worden opgelost in 200 cm* water en dan toegevoegd 6,5 cm* gec. zoutzuur. Wanneer alles koud geworden is, wordt gedurende één uur onder voortdurend roeren toegevoegd 3,5 gr NaN02, opgelost in 50 cm* water. Dit blijft 36 uur in het donker staan (kamertemperatuur).

In 100 cm* water is opgelost 0,8 gr NaOH en 1,6 gr j8-naftol. Hierin giet men de gediazoteerde tyrosine-oplossing uit en maakt ammoniakaal. De vloeistof wordt donker rood-violet. De volgende dag (de vol-ledige koppeling gaat vrij langzaam) wordt de op-lossing aangezuurd met azijnzuur waardoor de azo-kleurstof als rood neerslag onoplosbaar wordt. Ze wordt afgefiltreerd en omgekristalliseerd uit

alko-hol. Zoals reeds medegedeeld, konden M. & S. hier-mede zyde aanverven.

Op dezelfde wyze werd nogmaals 1,8 gr tyrosine gediazoteerd, maar nu uitgegoten in 100 cm* water bevattende 2 gr H-zuur. Bij ammoniakaal maken wordt de vloeistof weer donker rood-violet maar by het aanzuren met azynzuur ontstaat geen neerslag. Elr is niet geprobeerd deze oplosbare kleurstof zui-ver te bereiden, maar wel om ze uit te zui-verven op wol. Een deel van de vloeistof is verdund, en na toe-voeging van glauberzout kon wol hierin op de ge-bruikelijke wijze worden geverfd; het bad werd met zwavelzuur uitgetrokken.

a) de verkregen kleur was paars;

b) 1/2 uur kokend nachromeren met K2Cr207 in azijnzure opl. doet de kleur donkerbruin wor-den. Het is blijkbaar een chroomontwikkelings-kleurstof;

c) 1/^ uur kokend nabehandelen met CUSO4 in azijn-zure opl. verandert de kleur eveneens in donker-bruin, iets dieper van tint nog.

Wanneer de diazotering van tyrosine wordt uitgevoerd met minder HCl, kan een grys neerslag ontstaan, dat geen koppe-lingsreaktie's meer geeft.

Al mag nu ook de verklaring die MOREL & SISLEY geven, zeer waarschijnlijk te achten zyn, volkomen zekerheid hebben we hieromtrent niet. De zuiver chemische zyde van dit vraagstuk is dan ook niet als definitief opgelost te beschouwen, en wordt o.a. nog nader onderzocht in het Laboratorium voor Chemi-sche Technologie van de T.H.

Het verdere eigen onderzoek strekt zich geheel uit op het terrein van de praktische toepassingen.

Dat voorts caseïne zich op overeenkomstige wyze gedraagt als wol en tyrosine, blijkt als we de diazoteerbaarheid onder-zoeken.

In 100 cm* water zijn opgelost 0,5 gr. NaN02 en 1,5 cm* gec. zoutzuur. Hierin roert men 2,5 gr. ca-seïne (het technische produkt) en laat 24 uur by

kamertemperatuur in het donker staan. Bovenop de vloeistof bevindt zich dan een dikke laag citroen-geel poeder, dat wordt afgezogen en herhaaldelijk uitgewassen met koud water, alles in zeer gedempt licht. Brengt men dit in een zo zwak mogelijk al-kalische oplossing van /?-naf tol, dan worden de kor-rels spoedig donkerrood, later paars. Voert men dit met wat meer materiaal uit, dan is het donkerrode koppelingsprodukt af te zuigen en na uitwassen zuiver te krijgen.

De gele diazocaseïne is, in het donker, te drogen, en kan dan maanden lang bewaard worden met be-houd van de reaktiviteit.

In het volle licht wordt het gele poeder binnen 5 minuten veel donkerder; met water gekookt, wordt het oranje; met natronloog bruin onder op-zwellen van de korrels (ontleding van het eiwit); in geen van deze gevallen reageert het meer met ^-naftol.

Later is deze proef nog herhaald met melkwol, die immers ook uit caseïne bestaat. De diazotering wordt op dezelfde wijze uitgevoerd als voor wol beschreven. De melkwol wordt even-eens citroengeel en koppelt met j3-naftol-natrium enz. — In tegenstelling met de reeds genoemde mededeling van D A M U -NOVICH en GUGLIALMELLI ^2) bieek dat gewone handelscaseïne, reeds langer dan een jaar in ons bezit, en wie weet hoe oud. deze reaktie uitstekend vertoont.

IV. ONDERZOEK BETREFFENDE HET VERKRIJGEN VAN EEN LICHTGEVOELIGE LAAG, MAAR NIET OP PAPIER

ALS ONDERGROND.

Reeds in 1906 beschreef FARRELL ^i) een fotografische toe-passing, later heeft VAN TUSSENBROEK 2*) dit herhaald. Zyden stoffen worden in het donker gediazoteerd, gespoeld en ge-droogd, en dan achter een schablone of negatief belicht. Wor-den ze dan behandeld met een verdunde alkalische fenol- of naftol-oplossing, of met een verdunde zure oplossing van een amine, dan ontstaat op de niet belichte plaatsen koppeling tot een kleur die varieert met de koppelingskomponente. Met wollen weefsels zijn de resultaten in zovere onvoldoende dat door de onregelmatige oppervlakte geen scherp beeld ver-kregen kan worden; met natuurzijde gaat dit dan beter, maar toch liet de scherpte te wensen over en bovendien is de grond-stof veel te duur. W e moeten dus proberen een gladde laag te krygen.

1. Oriënterende proeven.

Voorlopig is de lichtgevoelige laag op glas aangebracht: dun z.g. fotografisch glas (oude, goed schoon gemaakte glas-negatieven).

Allereerst is wol gehydrolyseerd om dit hydrolysaat nader te onderzoeken.

10 gr. wol worden gekookt met 200 cm* water be-vattende 5 gr. NaOH. 80 gr. gelatine worden opgelost in 400 cm* water, en als dit nog maar lauwwarm is. voegt men er de 200 cm* hydrolysaat bij. Hiervan worden platen gegoten: de gelatine verstijft op het glas heel snel waarna de plaat verder wordt ge-droogd. Dan brengt men ze gedurende 24 uur in het donker in een oplossing bevattende 5 gr. NaN02 en 15 cm* gec. zoutzuur per 1. De gelatine had los-gelaten, maar was wel intens geel, de velletjes wer-den in een oplossing van /8-naf tol-Na roodbruin.

Het principe is dus juist, maar wolhydrolysaat lykt minder geschikt voor dit doel. In verband met het resultaat van de diazotering van caseïne belooft deze stof beter succes.

10 gr. caseïne worden met 2 cm* gec. ammonia en 200 cm* water te zwellen gezet. 80 gr. gelatine wor-den opgelost in 400 cm* water en daaraan toege-voegd bovenstaande oplossing van caseïne. Ook hiervan worden weer platen gegoten, die na versty-ven gedroogd worden en dan gediazoteerd als boven. Weer heeft de gelatine losgelaten, maar de velletjes kleuren met /8-naftol-natrium rood, inten-ser dan bij wolhydrolysaat. Werden ze eerst belicht. dan blijft de koppeling achterwege.

De indruk was, dat de opgebrachte laag te dik was. Nemen we een dunnere laag dan moet de massa dus in verhouding meer caseïne bevatten.

8 gr. gelatine worden opgelost in 40 cm* water en hieraan toegevoegd 40 cm* oplossing van 8 gr. ca-seïne, met 2 cm* gec. ammonia gezwollen. De pla-ten worden hiervan zo dun mogelijk gegopla-ten, ge-droogd, en gediazoteerd als boven. Inderdaad lukte het, enkele platen heel te houden; ze zijn intens geel. worden een tijd gespoeld en dan gedroogd. Dit alles kan in het donker gebeuren, echter is gebleken dat zwak geel licht geen invloed heeft. Dit was een donkere-kamer-verlichting zoals die gebruikt wordt bij het verwerken van gaslichtpapier; men kan hier echter zeer gemakkelijk bij zien. Belichting vond plaats achter een normaal fotografisch negatief, ca 5 min. bij helder licht uit het noorden. De belichte plekken zijn niet meer geel. Brengt men de plaat dan in een oplossing van /S-naf tol-natrium, dan wordt na enige tijd een zwakke, maar zichtbare afdruk, na-tuurlijk een negatief beeld, gevormd.

Het zoeken zal dus nu moeten zyn naar een beter te

2. Bereiding van de lichtgevoelige caseïnelaag.

Vooraf ga een opmerking van algemene aard. Het nu vol-gende onderzoek had voor een deel plaats tijdens de warme zomermaanden; de diazotering is toen uitgevoerd in een ijs-kastje. Vanaf half September is dit echter nagelaten want een temperatuur van ca 10 ° bleek zonder enig nadeel best verdragen te worden. Het diazoteren, en ook het ontwikkelen, had plaats in glazen fotografie-schalen.

Dat met de boven beschreven proef de moeilijkheden niet opgelost waren, bleek al spoedig; in tegendeel, ze begonnen pas. E r zijn natuurlijk talrijke platen gegoten, maar door-gaans traden al tijdens het diazoteren defekten op; de caseïne-laag liet aan de randen los onder sterke opbobbeling; of in het middengedeelte ontstonden bulten, klaarblykelijk door gas-bellen; of de laag liet in zyn geheel los. Om de gasontwikkeling in de diazoteringsvloeistof zo gering mogelijk te maken, is in het vervolg met zwakkere oplossingen gewerkt, nl. met per liter ca 2 gr. NaN02 en ca 4 a 5 cm* gec. zoutzuur; dit voldeed even goed. Dan leek het gewenst, de platen na gieten en drogen te harden in een formaline-oplossing; de sterkte hiervan en de tydsduur hiervan hebben nogal eens gevarieerd.

Een tijdlang is gedacht dat met caseïne alleen betere resul-taten bereikt zouden kunnen worden. Laat men caseïne met weinig ammoniak zwellen, dan kan men hiervan een laag op glas gieten; maar terwijl de gelatine bevattende platen door afkoeling direkt stolden en dan rustig droogden, bleven deze platen heel lang vloeibaar zodat het glas zeer zorgvuldig hori-zontaal moest worden opgesteld. Tenslotte droogden ze dan. werden met formaline in wisselende mate gehard, en daarna gediazoteerd. Alle lagen waren geel, maar hadden losgelaten; bij de minst geharde platen het minst, zoals trouwens te ver-wachten was waar tegenover staat, dat hier de laag heel zwak was en in snippers scheurde. Van de meest geharde platen had de laag in zijn geheel losgelaten en was vergroot van 9 x 1 2 cm op ca 11 X l 4 cm, maar na drogen was het vel gerimpeld en gekrompen tot ca 8 X H cm. Toch kon er een belichting op plaats vinden die inderdaad een beeld opleverde. De sterke spanningen in de caseïnelaag zyn echter een beletsel voor een goed resultaat zodat toch weer teruggekeerd is tot het mede-gebruik van gelatine.

Daarnaast is geprobeerd de spanningen, door de caseïne veroorzaakt, op te heffen door toevoeging van plastificerende stoffen, waarbij allereerst is gedacht aan fenol. Verschillende andere toevoegingen die in dit opzicht zijn onderzocht, gaven geen goed resultaat. Er is lang gezocht naar goede verhoudin-gen waarbij alle faktoren nl. gelatine, caseïne, fenol e.d. en formaline-oplossing op alle manieren en in allerlei kombi-natie's gewijzigd zijn. Na zeer talrijke proeven is tenslotte als definitief voorschrift het volgende aangehouden:

a) 2 gr. fenol worden opgelost in 150 cm* water van 60 ° C. Hierin roert men 20 gr. caseïne.

b) 10 gr. gelatine laat men vervloeien in zo weinig mogelijk warm water. Men koelt wat af en voegt toe 5 cm* 25 %ige ammoniak. Onmiddellijk hierop wordt onder roeren opl. b) by opl. a) gevoegd waar-na de warme massa in een hoge cilinder gegoten wordt en hierin 24 uur kan afkoelen. De onzuiver-beden (zand b.v., uit de caseïne) zijn dan bezonken en de massa is stijf geworden. Door de cilinder even in warm water te zetten, laat de inhoud los van de glaswand; men laat de staafvormige massa uit de cilinder glijden waarna het onzuivere onderste deel eraf gesneden wordt. De rest wordt op een water-bad opgesmolten en in een dunne laag uitgegoten op schone glasplaten. Opgemerkt moet worden dat men al gauw enig verlies heeft als op de gesmolten massa een vlies komt; ook moet alles wat gesmolten is op-gegoten worden want resten die opnieuw stollen geven bij hernieuwd opsmelten zeker vliezen.

Na enige minuten is de laag gestold; de platen kunnen dan schuin staande gedroogd worden. Ver-volgens worden ze gehard; handelsformaline wordt 15-20 X verdund en hierin brengt men de droge pla-ten. In enkele ogenblikken ziet men in de kleurloze heldere platen een melkachtig waas schieten, ze worden dan snel uit de oplossing gehaald, kort afge-spoeld en weer gedroogd. Dan worden ze gediazo-teerd, zoals boven beschreven, kort gespoeld en op-nieuw gedroogd (nu natuurlijk in het donker).

Zeer veel van deze platen zijn gemaakt, belicht en ontwik-keld, waarbij gebleken is dat onkontroleerbare kleinigheden nog grote invloed op het welslagen uitoefenen. Het kon voor-komen dat van een reeks platen die uit één massa gegoten waren, bij enkele de laag in het diazoteringsbad geheel of ge-deeltelijk losgelaten had. De meeste hielden zich echter goed en leverden tenslotte goede afdrukken.

3. Variatie's in het „ontwikkelen".

In het begin is beschreven de ontwikkeling van de niet be-hchte diazocaseïne door een alkalische oplossing van yS-naftol. Deze toch altijd vry sterk alkalische oplossing heeft een min-der gunstige werking op het eiwit, vooral op de gelatine. Reeds heel spoedig is deze oplossing vervangen door een ca l%ige oplossing van H-zuur (1, 8, 3, 6-aminonaftoldisulfonzuur), dat eveneens goede resultaten gaf, al kan niet ontkend worden dat de koppeling iets langzamer optreedt dan met /8-naftoI-natrium.

De belichting kan bij een heldere hemel achter een normaal fotografisch negatief in 5 minuten klaar zyn; koude ontwik-keling in een H-zuur oplossing duurt tot 6 uur; by 50 ° C gaat het, zoals te verwachten, belangrijk vlugger. De verkregen beelden zyn blauwachtig-rood, duidelijk, maar niet intensief van kleur, en voldoen het beste bij doorzicht. In analogie met het nabeitsen van uitvervingen op vezels is de mogehjkheid onderzocht of nabeitsen de kleur ook hier intensiever zou kunnen maken. Een lauwwarme azijnzure kopersulfaat opl. verschuift de rode kleur wat naar het blauw; een lauwwarme azijnzure kaliumbichromaat opl. maakt de kleur intensiever bruin. De langere tydsduur van al deze behandelingen is wel een bezwaar.

Er blykt echter ook een principieel andere wijze van ont-wikkeling mogelyk te zyn. Tot nu toe is op de belichte plaatsen de diazocaseïne ontleed, en op de niet belichte plaatsen de rest gekoppeld. Het omgekeerde is ook mogelijk: het door belich-ten ontlede produkt koppelen met een diazo-komponent. Het zal duidelijk zyn dat nu, in tegenstelling met de oudere me-thode, beeldomkering optreedt: dus van een negatief wordt een positieve afdruk verkregen.

Ener-zyds wordt daar met diazoteringskleurstoffen geverfd, dan (op de vezel) gediazoteerd, en vervolgens ontwikkeld, b.v. met ^-naftol; dit komt dus overeen met onze oorspronkelijke werk-wyze. Anderzijds wordt met koppelingskleurstoffen geverfd. en dan (op de vezel) gekoppeld met b.v. gediazoteerde p-ni-traniline; een hiermede overeenstemmend geval heeft men by de onoplosbare azo-kleurstoffen, waarbij het eerst op de vezel gebrachte produkt weinig of niet gekleurd is, b.v. /8-naf tol, of een derivaat daarvan zoals er enkele reeds eerder genoemd zijn, waarna dan gekoppeld wordt met het een of ander ge-diazoteerd produkt. Deze stoffen komen voor ons doel dus nu in aanmerking.

Ze komen in de handel onder de naam „Echtbasen", b.v.: Echtscharlaken GG Base, Qi 2. 5-dichIooraniline NH, Cl Echtblauw BB Base, 4'benzoylaminO'2, 5-di-ethoxy-anlline C , H o - 0 C,H».CO.NH-<^~~VNH, 0 - C . H »

Variaminblauw B base, HaC.O - ^ ^ N - ^ ^ NH,

4-aminO'4'-methoxy-difenylamine JJ gjj^ en worden dan vóór het gebruik gediazoteerd volgens een voor

ieder produkt afzonderlijk aangegeven recept. Elen groot aan-tal wordt evenwel ook in reeds gediazoteerde en gestabili-seerde vorm in de handel gebracht onder de naam „Echt-zouten"; deze kunnen gewoonlijk zonder meer opgelost worden.

Deze echtzouten koppelen dan met een „naftol" dat veelal een derivaat is van /3-naftol, zoals reeds met een enkel voor-beeld werd aangegeven; echter ook wel alleen benzeenkernen kan bevatten, b.v. in Naphthol AS-G, di-acetazijnzuur-o-toluïdide

CH3-CO -CH,-CO-NH-/~~VY~\-NH-CO-CH,--CO-CH» HoC CHs

De mogelijkheid van koppeling aan tyrosine bestaat dus; een technisch effekt kan natuurlijk alleen optreden als de ontlede diazocaseïne wel koppelt en de niet ontlede niet.

Inderdaad, indien men de belichte platen in een ca. 1 %ige opl. van Echtscharlakenzout GG (I.G.) brengt, dan ontstaat vrij snel een wat flauwe oranje afdruk. Met een opl. van Echtblauw BB base, gediazoteerd volgens voorschrift van de LG."^), werd een lichtrode afdruk verkregen. Het beste voldeed Variamin-blauwzout B (I.G.), waarmede een krachtige donkerrode af-druk verkregen werd; door een nabehandeling met soda en zwavelnatrium wordt deze kleur (evenals in de katoenververij) meer blauwachtig.

Deze ontwikkeling met beeldomkering is een belangrijke stap vooruit, die behalve een veel vluggere ontwikkeling tot krachtiger beelden de mogelykheid biedt, tot tweekleurige effekten te komen. Immers na het belichten en ontwikkelen zijn de niet-belichte partijen nog geel door de onveranderde diazocaseïne, en kunnen, b.v. met H-zuur, ook nog ontwikkeld worden. Doet men dit niet, dan verdwijnt de gele kleur in het licht heel snel, en deze plaatsen kunnen nu desgewenst op-nieuw met een ander echtzout in een andere kleur ontwikkeld worden. Omdat echter de lichtgevoelige laag en de onder-grond nog nader onderzocht moesten worden, is deze ontwik-keling niet verder uitgewerkt.

4. De ondergrond.

Tot nu toe is de nadruk gelegd op de lichtgevoelige laag en op de ontwikkeling. Als ondergrond is vooral glas genomen, zoals reeds eerder medegedeeld. Maar ook andere onderlagen zijn op hun geschiktheid onderzocht. Voorop zij medegedeeld dat het niet lukt, de onder 2 beschreven caseïne-gel gelijkmatig op papier te brengen, zonder hulp van apparaten. Men kan het papier nl. niet zó spannen, of bij het opgieten van de warme massa gaat het rimpelen, waardoor een zeer ongelykmatige *'') 1 gr. echtblauw BB base wordt overgoten met 20 cm* koud water; dan wordt toegevoegd 1 cm» gec. zoutzuur. Onder voortdurend roeren wordt hierin uitgegoten % gr. NaNOs, in weinig water opgelost. Na ca. 15 min. is de diazotering geëindigd en wordt geneutraliseerd met Ve gr. ZnO, in water opgeslibd. Tenslotte wordt verdund tot 100 cm».

verdeling van de gel ontstaat. Dit deel van het onderzoek wordt nader beschreven in V.

Voorlopig leek belangrijker, te trachten de massa op een doorzichtige filmband aan te brengen. Allereerst is gewerkt met dikkere en dunnere cellulosefolie, nl. met Cellglass (N.V. Fabr. Cellglass, Nijmegen) en met Diophane (Transparant Paper Ltd, Bridgehall Mills, Bury). By het opgieten van de caseïnegel krulde dit op, en na drogen schilferde de massa ook eraf, zodat geprobeerd moet worden, de hechting te ver-beteren. Als vóórbehandeling van de folie is genomen een behandeling met een koperoxyde-ammoniakoplossing, en ver-warmen tot koken in een 1 %ige NaOH-oplossing. In het eerste geval gebeurde ogenschijnlijk niets, en traden bij het opgieten dezelfde gebreken op; in het tweede geval was de folie sterk gekrompen en van kleurloos doorzichtig mat melkwit gewor-den, en bros in één richting (machinerichting?), zodat opgieten achterwege moest blijven. Beter resultaat werd verkregen met een oude fotografische film, waarschynlyk een nitrocellulose-film. Deze werd in heet water schoongespoeld en gedroogd en hierop kon de caseïnegel uitgegoten worden. Na drogen bleek ze behoorlijk te hechten. Na diazoteren enz. werd belicht en ontwikkeld.

In verband met andere onderzoekingen in het Laboratorium voor Chemische Technologie van de Technische Hogeschool te Delft, zijn ook nog films getrokken van cellulose-acetaat, en van cellulose-acetaat met fenol-formaldehyd-hars. Deze laat-ste waren heel lichtbruin gekleurd en bevatten tot 30 % fenol-formaldehyd-hars. Hierop werd weer de caseïne-gel uitgego-ten, maar deze schilferde na drogen weer direkt af. Menging van de cellulose-acetaat-fenol-formaldehyd-hars-oplossing in aceton met de waterig-ammoniakale caseïne-gelatine-massa was, zoals te verwachten, niet mogelijk; zelfs niet bij toevoe-ging van sterk dispergerende stoffen.

Nog één proef is in deze richting genomen. Droge aceton is verzadigd met over CaO gedroogde ammoniak. Aan 50 cm* van deze oplossing werd 5 gr. caseïne toegevoegd; in een ander geval bovendien 5 cm* water. Na 3 dagen was in het tweede geval de caseïne gezwollen en de vloeistof donkergeel, na 17 dagen in het eerste geval eveneens. Menende dat misschien wat caseïne opgelost zou kunnen zijn, is afgefiltreerd en de