Synthese en configuratiebepaling van enkele deoxy-inosadiaminen

f o (f o UI 09

VEBV ALLEN

M M U) «O ^ 03 BIBLIOTHEEK TU Delft

VAN ENKELE DEOXY-INOSADIAMINEN

P R O E F S C H R I F T

TER VERKRIJGING VAN DE GRAAD VAN DOCTOR IN DE TECHNISCHE WETENSCHAPPEN AAN DE TECHNISCHE HOGESCHOOL TE DELFT OP GEZAG VAN DE RECTOR MAGNIFICUS IR. H . J . DE WIJS, HOOGLERAAR IN DE AFDELING DER MIJNBOUW-KUNDE, VOOR EEN COMMISSIE UIT DE SENAAT TE VERDEDIGEN OP DONDERDAG 2 DECEMBER 1965

DES NAMIDDAGS TE 2 UUR

door

DIRK DIJKSTRA geboren te Magelang

1965 ^ - ~ - ' ' DRUKKERIJ PASMANS — 's-GRAVENHAGE

Nederlandsche Gist- en Spiritusfabriek te Delft veel dank verschuldigd voor de hem geboden gelegenheid tot het bewerken van dit proefschrift.

HOOFDSTUK 1

1.1 Inleiding 7 1.2 Formules en nomenclatuur 8

1.3 Uit natuurlijke bronnen geïsoleerde inosa(dia)minen 9

1.4 Synthese van inosaminen en inosadiaminen I I 1.5 Achtergrond en doel van het onderzoek 19

HOOFDSTUK 2

2.1 Hydrogenering en hydrogenolyse 23 2.2 Hydrogenering van polyfenolen 25 2.3 Hydrogenering van aniline 29 2.4 Hydrogenering van 4,6-dinitropyrogallol 31

HOOFDSTUK 3

3.1 Chromatografisch onderzoek van de hydrogeneringsraengsels 38

3.2 Scheiding in groepen en afzonderlijke componenten 40

3.2.1 Herhaald kristalliseren 40 3.2.2 Preparatieve chromatografie op een kolom silicagel 41

3.2.3 Scheiding met behulp van een ionenwisselaar 44 3.3 Karakterisering van de componenten A, B en C 45

3.4 Conclusie 51

HOOFDSTUK 4

4.1 Bepaling van de configuratie van de component A 54

4.2 Chemisch onderzoek 55 4.2.1 Perjoodzuur- en perjodaatoxydaties 55

De standvan de hydroxylgroepen 55 De stand van de aminogroepen 63 4.2.2 Oxydatie van de "dialdehyden" 65 4.2.3 Behandeling van de "dialdehyden" met

aethylmercaptaan 66 4.2.4 Katalytische oxydatie 68

4.3.1 Kernmagnetische resonantie 70

4.3.2 Röntgendiifractie 73

HOOFDSTUK 5

5.1 Synthese van 2-deoxystreptamine 76 5.2 Perjoodzuur- en perjodaatoxydaties van het epi-isomeer 83

SAMENVATTING 88

HOOFDSTUK 1

1.1 Inleiding

De isolatie van enkele mono- en diamine-polyhydroxy-cyclohexa-nen als hydrolyseproducten van bepaalde antibiotica, heeft de be-langstelling voor de synthese van dergelijke verbindingen sterk ge-stimuleerd.

Aanvankelijk leidde de toeneming van het aantal onderzoekers niet tot een daaraan evenredige uitbreiding van de kennis over het betrokken gebied. Het bleek een moeizaam te ontginnen terrein. Immers, bij cyclohexaanderivaten komen zowel conformatie- als configuratieproblemen voor waarvan de oplossing longs chemische

wegen lastig is te verkrijgen.

Ten aanzien van de conformaties van het cyclohexaanmolecule wordt het grote aantal mogelijkheden slechts gememoreerd. In het kader van dit proefschrift is alleen de energetisch meest bevoor-rechte vorm van belang, te weten die stoelconformatie waarbij het grootste aantal substituenten, of de meest volumineuze, equatoriaal zijn g e p l a a t s t ^ ' ^ ' .

Zoals bekend, neemt het aantal structuurisomeren van een cyclo-hexaanderivaat exponentieel toe met het aantal substituenten. Dien-tengevolge zijn er voor vijf- of zesvoudig gesubstitueerde cyclo-hexanen, waarbij bovendien niet alle substituenten gelijk zijn, vele mogelijkheden voor de geometrische bouw van het molecule. De op-heldering van de volledige structuur van dergelijke verbindingen vergt veel tijd, vooral daar men zelden de beschikking heeft over voldoende vergelijkingsmateriaal.

De geschetste problematiek heeft de stort van het onderzoek op het gebied van de aminocyclohexaonpolyolen vertraagd. In 1946 is de eerste vertegenwoordiger van de groep geïsoleerd (streptamine, een l,3-diamino-2,4,5,6-tetrahydroxycyclohexaan). In de daarop volgende tien jaren is de structuur van dit product opgehelderd en door syn-thesen bevestigd. Tevens zijn in deze tijd een vijftal monoamino-verbindingen bereid. In de periode 1956-1960 zijn de synthesen van zes nieuwe monoominoderivaten gepubliceerd.

1) E . L . E l i e l , " S t e r e o c h e m i s t r y of c a r b o n c o m p o u n d s " , M c G r a w - H i l l Book C o m p a n y , I n c . , New York ( 1 9 6 2 ) ; E . L . E l i e l , N . L . A l l i n g e r , S . J . A n g y a l e n G . A . M o r r i s o n , " C o n f o r m a t i o n a l A n a l y s i s " , J o h n Wiley & S o n s , I n c . , New York ( 1 9 6 5 ) .

Recente vorderingen, zowel op synthetisch gebied als op dot van de opheldering van de configuraties, hebben tot een versnelde ont-wikkeling geleid. De synthetische mogelijkheden zijn vooral vergroot door een frooi systemotisch onderzoek von NAKAJIMA c . s . (zie pog. 14). Het gebruik von kernmagnetische resonontie heeft de bepaling von de configuratie von de gesynthetiseerde verbindingen vereenvoudigd. De l a a t s t e methodiek is door LEMIEUX c . s . en L I C H T E N T H A L E R

voor het gebied von de aminocyclohexoanpolyolen uitgewerkt (zie pag. 70 e.v.).

1.2 Formules en nomenclatuur

In de literatuur over de chemie von de inositolen (de hexahydroxy-cyclohexanen'^''*') worden in hoofdzaak twee soorten formules ge-bruikt. De eerste soort betreft een projectie von één der stoelcon-formaties von het molecule (fig. 1, A en B); de tweede is gebaseerd op een projectie van de verbinding indien wordt verondersteld dot de zes koolstofotomen von de ring in één vlok zijn gelegen (de ver-eenvoudigde formules; fig. 1, C en D). De eerste schrijfwijze heeft

het voordeel dot equotoriole (e) en axiole (o) plaatsingen direct

daaruit zijn of te lezen. De vereenvoudigde formules brengen duide-lijker de cis- of trans-plaatsing von twee groepen ten opzichte von eikoor in beeld.

fl III

F i g . 1 W e e r g a v e van het c y c l o h e x a a n m o l e c u l e .

3) T h . P o s t e r n a k , " L e s C y c l i t o l s " , H e r m a n n , P a r i s ( 1 9 6 2 ) .

In fig. lA en IC zijn de equatoriale bindingen met een streepje aangeduid, de oxiole zijn gestippeld. No het omklappen in de andere stoelvorm (fig. 1, B en D) zijn alle oorspronkelijk equatoriale bin-dingen oxiool gericht en omgekeerd.

Bij conformotiebeschouwingen worden de formules in de stoelvorm weergegeven. Eveneens indien reacties worden beschreven waarbij de reactiviteit van een verDinding afhankelijk is van een equotoriole of oxiole stond von een reagerende groep, In vrijwel alle andere gevollen wordt von de vlakke formules gebruik gemaakt. Verder is het gewoonte geworden de woterstofotomen, die direct oon de koolstof-otomen von de ring zijn verbonden, weg te loten in de formules. Tenzij voor een goed begrip von het behondelde een formule in de stoelvorm is gewenst, zullen in dit proefschrift de vereenvoudigde formules worden gebruikt.

Voor de nomenclatuur en nummering von de ominopolyhydroxy-cyclohexonen worden deze verbindingen ols derivaten von de inosi-tolen opgevat. Anoloog oon de gevolgde methodiek in de suikerche-mie hebben C A R T E R en medewerkers^' de term " i n o s o m i n e n " voor de monoominoderivaten ingevoerd. De diaminoverbindingen zijn door de groep von WOLFROM ' met "inosodiominen" aangeduid. Deze termen zijn inmiddels algemeen aonvoord. Over de verdere nomen-clotuur bestoat geen olgemene overeenstemming^''^'. De regels, door FLETCHER, ANDERSON en LARDY voorgesteld^^ worden meer en meer gebruikt en zullen ook in dit proefschrift worden gevolgd. In het kort komen deze er op neer dat de term inosomine of -diamine een prefix krijgt, gelijk oon dot von de inositol met de overeenkomstige configuratie , en wordt gevolgd door de plaatsaonduiding(en) — met zo laag mogelijke cijfers — von de aminosubstituent(en).

1.3 Uit natuurlijke bronnen geFsoleerde inosa(dia)minen

De bronnen voor de inosaminen en inosadiaminen von notuurlijke herkomst zijn de antibiotico en wel de groepen der streptomycines,

z i e voor de c o n f i g u r a t i e s van d e i n o s i t o l e n t a b e l 1 e n het a c h t e r in dit in dit p r o e f s c h r i f t b e v e s t i g d e v o u w b l a d ( e n k e l e b e l a n g r i j k e f o r m u l e s wor-d e n wor-d a a r h e r h a a l wor-d ) . 5) H . E . C a r t e r , R . K . C l a r k , B . L y t l e en G . E . M c C a s l a n d , J . B i o l . C h e m . 175 (1948) 6 8 3 . 6) M.L. Wolfrom, J . R a d e l l , R.M. H u s b a n d en G . E . M c C a s l a n d , J . A m . C h e m . S o c . 79 (1957) 160. 7) H . G . F l e t c h e r J r . , L . A n d e r s o n en H . A . L a r d y , J . O r g . C h e m . 16 (1951) 1238.

neomycines, konomycines, poromomycines en der hygromycines als-mede het octinospectacine en het bluensomycine^'.

Het eerste uit een antibioticum geïsoleerde inosodiomine is het streptamine (1) (scyiJo-inosodiamine-1,3). Dit diamine i s een degro-dotieproduct van de streptomycines ' met meto-geplootste amino-groepen en een oll-frans-configurotie '. In de streptomycines komt het streptamine ols een diguanidoderivoot voor.

s t r e p t a m i n e 2 - d e o x y s t r e p t o m i n e n e o - i n o s a m i n e - 2 (1) (2) (3) NH II HjCNH H,NCNH o NHCHj yA^ ( \ 9 C N H , I • OH t • N H , a c t i n o m i n e b l u e n s t d i n e U ) (5)

Een andere vertegenwoordiger von de k l a s s e dezer verbindingen, 2-deoxystreptamine (2) (2-deoxy-myo-inosadiamine-l,3), komt in ver-schillende groepen antibiotico ols een bouwsteen von het molecule voor. Het is geïsoleerd ols een hydrolyseproduct van de neomycines ^ ^', konomycines^^'^•^''''' en p o r o m o m y c i n e s ^ ' . Een N-methylderivaot van (2) komt in hygromycine-B v o o r ' ^ ' .

8) L i t e r a t u u r over d e z e en a a n v e r w a n t e a n t i b i o t i c a : a) J . D . D u t c h e r , A d v a n c e s C a r b o h y d r a t e C h e m . 1& (1963) 2 5 9 ; b) K . L . R i n e h a r t J r . , " T h e N e o m y c i n s and r e l a t e d a n t i b i o t i c s " , J o h n Wiley & S o n s , I n c . , New York ( 1 9 6 4 ) ; c ) M. H i c h e n s e n K . L . R i n e h a r t J r . , J . Am. C h e m . S o c . 85 (1963) 1 5 4 7 . 9) H . E . C a r t e r , R . K . C l a r k J r . , S.R. D i c k m a n , Y . H . L o o , J . S . Meek, P . S . S k e l l , W.A. S t r o n g , J . T . A l b e r t , Q.R. B a r t z , J . B . B i n k l e y , H.M. C r o o k s J r . , I . R . H o o p e r e n M.C. R e b s t o c k , S c i e n c e 103 (1946) 5 3 . 10) z i e 3), p a g . 2 1 4 , of 4), p a g . 184. 11) F . A . K u e h l J r . , M.N. B i s h o p en K. F o l k e r s , J . Am. C h e m . S o c . 75 (1951) 8 8 1 . 12) M.J. C r o n , D . L . J o h n s o n , F . M . P a l e r m i t i , Y. P e r r o n , H . D . T a y l o r , D . F . W h i t e h e a d e n I . R . H o o p e r , idem %0 (1958) 7 5 2 . 13) K. M a e d a , M. U e d a , K. Y a g i s h i t a , S. K a w a j l , S. K o n d o , M. M u r a s e , T . T a k e u c h i , Y. O k a m i e n H. U m e z a w a , J. A n t b i o t i c s ( T o k y o ) , Ser. A 10 (1957) 2 2 8 . 14) H. O g a w a en T . I t o , idem 10 (1957) 267. 15) a ) T . H . H a s k e l l , J . C . F r e n c h en Q.R. B a r t z , J. Am. C h e m . S o c . SI (1959) 3 4 8 0 , b) 3 4 8 1 , c) 3 4 8 1 , d) 3 4 8 2 . 16) P . F . Wiley, M.V. S i g a l J r . en O. W e a v e r , J. Org. C h e m . 27 (1962) 2 7 9 3 .

Aon het vaststellen van de stereochemische structuur van het noemde diominocyclohexoontriol is in verschillende laboratoria ge-werkt. Eerst zijn de plaatsen von de substituenten bepaald terwijl bovendien voor de aminogroepen ten opzichte von elkoor de 1,3-cis--stond is g e v o n d e n ' ^ ' . Nadat op chemische gronden tot de oll-trans--configurotie wos b e s l o t e n ' ^ ' ^ ^ ' , i s deze voor het product bevestigd met behulp von kernmognetische resonontie ^'^O).

De twee genoemde inosodiominen bezitten de scyJio-configuratie. Andere configuroties treden echter eveneens op. Zo bevot hygromy-cine-A een monoamine waaraan de neo-configurotie i s toegeschre-ven (neo-inosomine-2 (3))^^'^^'. De myo-configurotie is gevonden bij een bouwsteen van octinospectacine. Uit het hydrolysoat van dit antibioticum is actinomine, N,N'-dimethyl-myo-inosodiamine-l,3 (4), geïsoleerd^^' waorvon de configuratie met behulp van kernmagneti-sche resonantie is vastgesteld^^'.

Tenslotte komt in het bluensomycine het bluensidine (5) v o o r " ' , een monoguanido-monocorbamoylderivoat von scyiio-inosamine,

De structuren von streptomine, 2-deoxystreptamine en von neo--inosamine-2 zijn door syntheses bevestigd. Deze syntheses zijn in

1.4 en 1.5 nader aangeduid.

1.4 Synthese van inosaminen en inosadiaminen

Voor de synthese van aminocyclohexaonpolyolen zijn een aantal bereidingswijzen gebruikt. Noor anciënniteit ten oanzien von de toe-passing op dit gebied gerangschikt, betreft het de volgende zes methoden:

I) Reductie van nitrodeoxy-inositolen welke verkregen zijn door cyclisotie van nitrodeoxy-oldosen.

II) Reductie von iminederivoten von inososen (ketodeoxy-inositolen). III) Ammonolyse von broomdeoxy-inositolen.

IV) Ammonolyse von epoxiden.

V) Hydrogeneren van nitrobenzeenpolyolen. VI) Reductie van ozidodeoxy-inositolen.

De von belong zijnde mogelijkheden en toepassingen van de ge-noemde methoden zullen beknopt worden aangegeven.

17) J . R . D y e r , P h . D . T h e s i s , (met H . E . C a r t e r ) , U n i v e r s i t y of I l l i n o i s ( 1 9 5 4 ) . 18) H . E . C a r t e r , J . R . D y e r , P . D . Show, K . L . R i n e h a r t J r . e n M. H i c h e n s , J . A m . C h e m . S o c . 83 (1961) 3 7 2 3 . 19) R . U . L e m i e u x e n R . J . C u s h l e y , C a n . J. C h e m . 41 (1963) 8 5 8 . 20) F.W. L i c h t e n t h a l e r , C h e m . B e r . 96 (1963) 2 0 4 7 . 21) J . B . P a t r i c k , R . P . W i l l i a m s , C.W. Waller e n B . L . H u t c h i n g s , J . A m . C h e m . S o c . 78 (1956) 2 6 5 2 .

Bij de methoden I en VI wordt de configurotie von het te ver-krijgen inosamine reeds vastgelegd bij de vorming von het nitro-^^"^^', respectievelijk het ozidoderivoot'"^'. Von de reocties die hierbij op-treden zijn nog onvoldoende gegevens bekend om een bepoolde con-figuratie voor het product te kunnen voorspellen. Desondanks berust de eerste synthese von streptamine op methode I'^^'; de uiteindelijke opbrengst no de vele benodigde reacties is echter zeer gering (zie

1.5).

De verhouding von de hoeveelheden von de epimeren die volgens reoctie II kunnen ontstoon, is afhankelijk von de reductieomstondig-heden. Katalytische hydrogenering geeft, voorol indien deze in zuur milieu wordt uitgevoerd, vrijwel uitsluitend één epimeer en wel dot-gene woarbij de gereduceerde groep oxiool is gericht, dot wil zeggen cis ten opzichte von vicinool gelegen meestol equatoriale substi-tuenten'^^'^^'^'*'. Reductie met notriumamolgoom resulteert daaren-tegen in een mengsel von de epimeren. In dit mengsel overweegt in de meeste gevollen het epimeer woorin de nieuwe groep equotorioal is gericht 34-37)_

In de eerste vijttien joren von het onderzoek over de inosominen is het toekennen van de configuroties oon de gesynthetiseerde pro-ducten als volgt uitgevoerd. Op grond van de toegepaste bereidings-wijze kunnen de mogelijke configuraties voor de verkregen verbindin-gen worden geopperd. Voor elk der producten wordt vervolverbindin-gens één der veronderstelde configuraties bewezen door de snelheid van be-poolde reacties voor elk der verbindingen met elkaar te vergelijken. Een snellere reactie met perjodoot of met loodtetraacetoat'^^'^°' en

22) R . L . Mann e n D . O . Woolf, idem 79 (1957) 120. 23) P . F . Wiley, idem 84 (1962) 1514. 24) L . D . C o l e b r o o k e n R . H . G o u r l a y , P r o c . N a t l . A c a d . S c i . U . S . 48 (1962) 1108, 1 6 9 3 . 25) B . B a n n i s t e r e n A . D . A r g o u d e l i s , J . Am. C h e m . S o c . 85 (1963) 119, 2 3 4 . 26) J . M ' . G r o s h e i n t z e n H . O . L . F i s c h e r , J. Am. C h e m . S o c . 70 (1948) 1476, 1479. 27) F . W . L i c h t e n t h a l e r en H . O . L . F i s c h e r , idem 83 (1961) 2 0 0 5 . 28) F.W. L i c h t e n t h a l e r , C h e m . B e r . 94 (1961) 3 0 7 1 . 29) F . W . L i c h t e n t h a l e r , idem 96 (1963) 8 4 5 . 30) a) T . S u a m i e n H. O g a w a , B u i l . C h e m . S o c . J a p a n 37 ( 1 9 6 4 ) 7 3 3 ; b ) i d e m , i d e m 37 (1364) 1 2 3 3 ; c) T . S u a m i e n K. Y a b e , idem 38 ( 1 9 6 5 ) 8 5 5 . 31) M.L. Wolfrom, S.M. Olin en W.J. P o l g l a s e , J. Am. C h e m . S o c . 72 (1950)

1724. 32) E . L . May e n E . M o s e t t i g , J. Org. C h e m . 14 (1949) 1137. 33) T h . P o s t e r n a k , H e l v . C h i m . A c t a 33 (1950) 1597, 1 6 0 1 . 34) L . A n d e r s o n en H . A . L a r d y , J. Am. C h e m . S o c . 72 (1950) 3 1 4 1 . 35) T h . P o s t e r n a k , H e l v . C h i m . A c t a 19 (1936) 1 3 3 3 . 36) H. S t r a u b e - R i e k e , H . A . L a r d y en L . A n d e r s o n , J . Am. C h e m . S o c . 75 (1953) 6 9 4 . 37) G . R . A l l e n J r . , idem 84 (1962) 3 1 2 8 .

I

Q-'-O * O

< ^

-'1

i

o o -'- o

0 ^ 0 * 0

]-tfMiK]r-m/o-l.3 2-d*OKyttr*ptamint

-O

a-dtoxy-m/o-t / I • OHIef OAc) T . NHi(olNHAc) F i g . 3 B e r e i d i n g van i n o s a ( d i a ) m i n e n met c i s 1 , 2 d i h y d r o x y c y c l o h e x a d i f t e n -- 3 , 5 a l s u i t g a n g s m a t e r i a a l . ( O v e r e e n k o m s t i g NAKAJIMA c . s . ) 1 vorming van e e n e p o x i d e 2 a m m o n o l y s e 3 c i s - h y d r o x y l e r i n g 4 {rans-hydroxylering 5 h y d r o l y s e

6 b e h a n d e l i n g met broomwater (of met HBr op het e p o x i d e ) 7 debromering

8 k a t a l y t i s c h e o x y d a t i e

9 vorming van e e n imine, g e v o l g d door r e d u c t i e met t r a n s - r i c h t e n d e f f e c t .

(De reacties zijn over het olgemeen met de geacetyleerde producten uitgevoerd). Het onderzoek von de J a p a n s e groep — woorbij de ammo-nolyse von een epoxide (methode IV) intensief is toegepost — heeft tot de synthese van een groot oontol inosominen^^'^•^', inosodiomi-nen^'" en deoxy-inosominen^^' geleid alsmede tot de reeds genoemde synthese von 2-deoxystreptamine^^'. De belangrijkste stoppen von de synthese van 2-deoxystreptaraine zijn in fig. 3 opgenomen.

Over de hydrogenering von aminobenzeenpolyolen, of von over-eenkomstige nitroderivoten, heeft tot dusver slechts één publikotie het licht gezien^^'. In die publikotie is de katalytische hydrogene-ring von rhodizonzuurdiImide-1,4 (6) en von triaminophloroglucinol (8) vermeld. De hydrogenering von (6) in aanwezigheid von pollodium-zwort heeft 43%, die van (8) met plotinumdioxyde ols katalysator 65% kristallijn materiaal opgeleverd. De relotief vrij hoge rendemen-ten oon kristallijne producrendemen-ten, tezamen met de analyses doorvon, hebben aanleiding gegeven tot de veronderstelling dat de hydrogenering van (6) en (8) met een opmerkelijke stereospecificiteit gepaard gaat. De producten zijn echter niet nader onderzocht, zodot de configura-ties van het inosadiamine-1,4 (7) en inosatriamine-1,3,5 (9) nog onbe-kend zijn.

Hieronder volgt een opsomming van de tot dusver gesynthetiseerde inosaminen, inosodiominen, deoxy-inosominen en deoxy-inosodidmi-nen.

De inosaminen zijn soraengebrocht in tabel 1. De tabel vermeldt de twintig isomeren die theoretisch kunnen voorkomen en woorvon er nu zestien bekend zijn. In de eerste kolom stoot de formule von de

51) M. N a k a j i m a , N . K u r l h a r a e n A. H a s e g a w a , C h e m . B e r . 95 (1962) 1 4 1 . 52) M. N a k a j i m a , A. H a s e g a w a e n N . K u r i h a r a , i d e m 9 5 (1962) 2 7 0 8 . 53) M. N a k a j i m a , A. H a s e g a w a en F.W. L i c h t e n t h a l e r , A n n . C h e m . 669 (1963) 75. 54) i d e m , idem 6 8 0 (1964) 2 1 . 55) G. Q u a d b e c k e n E . R ö h m , C h e m . B e r . 89 (1956) 1 6 4 5 .

T A B E L 1 I n o s a m i n e n I n o s i t o l 1 ( l = O H ) ^

O

o

o

o

< • ' > < • - >

o

S y s t e e m n a a m . . - i n o s a m i n e - . . scyllo m y o - 1 m y o - 2 myo-4 myo-5 neo-1 neo-2 rac-l r o c - 2 r a c - 5 e p i - 1 e p i - 2 e p i - 3 e p i - 6 muco-l muco-3 allo-l allo-2 allo-5 cis B e r e i d i n g s m e t h o d e I II III IV f i l II II IV VI ( d e g r a d a -t i e ) ' IV IV ƒ " \ ( d e g r a d a -*• t i e )

1 "

' IV j III ' IV IV II ( e p i m e r i -s a t i e ) f V^i ' IV IV L i t e r a t u u r 26. 1 5 , 2 0 , 3 3 , 3 4 , 3 9 . 6 . 5 1 , 5 2 . 28 4 4 ( c i - e n a n t i o m e e r ) , 5 , 2 7 , 3 3 , 3 4 , 3 9 3 6 . 5 1 , 5 2 . 3 0 c . 5 7 ( u i t s t r e p t a m i n e ) . 3 7 . 5 1 , 5 2 . j 5 0 ( / - e n a n t i o m e e r ) . ' 2 0 , 5 1 , 5 2 . 3 7 , 4 3 . ( 2 1 , 2 2 u i t h y g r o m y c i n e - A ) . 4 4 ( / - e n a n t i o m e e r ) . 5 2 . 6. 5 2 . j 5 0 ( / - e n a n t i o m e e r ) . ' 5 1 , 5 2 . n i e t b e k e n d 1 5 , 3 2 , 3 6 . 2 8 ( u i t s c y / / o - i n o s a m i n e ) . n i e t b e k e n d 52 1 3 0 b ( n i e t m e t z e k e r h e i d ) . 2 0 , 2 6 , 2 8 , 3 9 , 5 8 . 5 1 , 5 2 3 7 ( l i - e n a n t i o m e e r ) . 5 1 . n i e t b e k e n d . 5 2 . n i e t b e k e n d 57) O. W i n t e r s t e i n e r e n A. K l i n g s b e r g , J. Am. C h e m . S o c . 73 (1951) 2 9 1 7 . 58) B . I s e l i n e n H . O . L . F i s c h e r , idem 70 (1948) 3 9 4 6 .

inositol met dezelfde configurotie als de daar achter vermelde ino-saminen. Von de asymmetrische rac-inositol is alleen het d-enontio-meer aangegeven. In de laatste kolom von tobel 1 zijn de literotuur-ploatsen vermeld die voor de synthese en/of de bepaling von de configuratie von belong zijn.

Tabel 2 vermeldt alle gesynthetiseerde inosadiaminen: 13 van de 54 theoretisch mogelijke. Von s l e c h t s 9 i s de configuratie met zeker-heid bekend. De triviole voorvoegsels, die de configurotie van het inosodiomine oongegeven, zijn dezelfde ols die von de overeenkomsti-ge inositolen (waarvoor noar tabel 1 wordt verwezen). Opovereenkomsti-gemerkt dient te worden dot het muco-l,3-isomeer tweemool zou zijn gesyntheti-seerd. WOLFROM en medewerkers vermelden echter een smeltpunt van 350—355 °C voor het hexaocetylderivoat von hun product, terwijl NAKAJIMA en medewerkers ols smeltpunt von hun verbinding 227— 228 °C opgeven. Deze discrepantie is nog niet opgehelderd.

Von de deoxy-inosodiominen zijn er vier gesynthetiseerd, namelijk die met de 3-deoxy-myo-l-, 3-deoxy-epi-l-, 3-deoxy-aJio-l- en 1-deoxy--aiio-5-structuren^^'.

Tenslotte de deoxy-inosodiominen. De synthese von het 2-deoxy--myo-l,3-isomeer (2-deoxystreptamine) is reeds gememoreerd. Een tweede isomeer, met de 4-deoxy-scyiio- 1,3-structuur, is door ofbrook van streptamine verkregen^^'.

T A B E L 2 I n o s a d i a m i n e n S y s t e e m n a a m .. - i n o s a d i a m i n e - .. scyllo-1,3 n e o - 1 , 4 m u c o - l , 3 (?) s c y i / o - 1 , 2 -j m y o - 4 , 5 1 r a c - l , 3 1 r a c - 2 , 6 > r a c - 5 , 6 1 m u c o - l , 3 1 allo-ï,5 ) ? - l , 2 1 ? - I , 3 of 1,4 ' ? - l , 4 B e r e i d i n g s w i j z e

! il

I I IV III V L i t e r a t u u r 31- 121 ( n . m . r . ) 2 7 . 31 ( z i e t e k s t ) . | 5 3 . 6 , 4 7 , 4 8 , 4 9 . 5 5 . 56) F . A . K u e h l J r . , R . L . P e c k , C E . Hoffhine J r . e n K. F o l k e r s , J . Am. C h e m . S o c . 70 (1948) 2 3 2 5 .

1.5 Achtergrond en doel van het onderzoek

Bij bepaalde antibiotica — de neomycines, de konomycines en de poromomycines — kon het 2-deoxystreptamine ols de " c e n t r a l e " bouw-steen von het molecule worden opgevat. De andere frogmenten von deze "deoxystreptomine-ontibiotico" zijn enkele mono- of diomino-hexosen en D-ribose. De lootste bouwsteen komt echter niet in de konomycines voor. De ominoSuikers zijn in ol deze ontibiotico met een a-glucosidische binding oon het 2-deoxystreptamine of de D-ri-bose gekoppeld. Bij de neomycines en poromomycines is het riD-ri-bose- ribose-molecule /3-glucosidisch met 2-deoxystreptomine verbonden (zie fig. 4). HOHjC \ H,N CH^R, yl— o

H0\r_/1

CH.OH NH] Neomycine-B Neomycin e-C Paromomycine-I Paromomycine-II R H CHgNHg CH^NH^ R' CH^NH^ CH^NH^ R " CH2NH2 CH2NH2 CHgOH CHgOH Kanamycine-A NH„ OH Kanamycine-B NH„ NH„ Kanamyclne-C OH N H .

F i g . 4 Neomycines en poromomycines (links), kanamycines (rechts).

Een gedetailleerde behondeling von ol het werk dot tot de struc-turen van de neomycines, konomycines en paromomycines heeft ge-leid, volt buiten het bestek von dit proefschrift. De literotuur, die in bedoeld opzicht relevont is, heeft RINEHART vermeld in een door hem gegeven overzicht ' .

De verschillen tussen de structuren von de deoxystreptomine-ontibiotica zijn von belang voor de achtergrond von het onderzoek. Behalve het ol of niet voorkomen van D-ribose, i s het onderscheid tussen de genoemde antibiotica beperkt tot de aminosuikerfragmenten en de substitutieplootsen von het 2-deoxystreptamine.

gevallen het verschil tussen twee antibiotica is gelegen in een ver-vanging von een omino- door een hydroxylgroep (of omgekeerd). Bijv. de neomycines ten opzichte von de paromomycines (R") en de kana-mycines onderling. De grootste overeenkomst wordt echter bij de neomycines B en C en bij de poromomycines I en II gevonden. Deze twee neomycines, respectievelijk poromomycines, zijn elkoors epi-meren; met andere woorden het onderscheid tussen de antibiotica von elk poor is een configuratie wijziging oon slechts één koolstofatoom (fig. 4, R en R'). Met het configurotieverschil gaon verschillen in ontibocterièle eigenschoppen von de betrokken antibiotica samen. Neomycine-B is bijv. in het algemeen octiever don neomycine-C. Op het vermelde verschil, somenhongend met een configurotieverandering, wordt nog teruggekomen.

Wat de substitutie von het 2-deoxystreptamine betreft, trekt het opmerkelijke verschil in dit opzicht tussen de neomycines en paromo-mycines enerzijds en de konoparomo-mycines onderzijds de oondocht. Bevot de eerste groep 4,5-digesubstitueerd 2-deoxystreptomine, bij de kana-mycines treedt 4,6-disubstitutie oon de centrole bouwsteen op"'^'^^'. Enkele degrodotieproducten von de deoxystreptomine-ontibiotico, waarbij nog slechts één ominosuikér oon het 2-deoxystreptamine is gekoppeld, zijn hier eveneens interessant. Op één uitzondering no, hebben deze ofbrookproducten nomelijk ontibocteriële eigenschappen 6 0 , 6 1 ) _

Indien het bovenstaande wordt overwogen, is het niet verbazing-wekkend dat in enkele laboratório het denkbeeld van synthetische antibiotica, gebaseerd op 2-deoxystreptomine, is opgekomen. De ver-onderstelling, dot een synthese met ondere don de reeds voorkomende ominohexosen mogelijkerwijs tot nieuwe ontibiotico zou kunnen leiden,

lijkt evenmin ol te gewoogd. Immers, juist op het gebied von de

deoxystreptomine-ontibiotico geven zowel het grote oontal producten met een ontibacteriële werking, ols de optredende verschillen in de ominosuikers, reële gronden voor de gestelde mogelijkheid.

De tot op heden ingestelde synthesepogingen zijn echter nog niet veelbelovend. Zeer recente publikoties vermelden dot synthetische verbindingen, meteen |8-glucosidische binding inploots van de a-vorm, ontibocteriêel inoctief zijn^^'^^', terwijl enkele producten, waarbij een mengsel von de verbindingen met een a- of een ^-binding wordt

59) T . I t o , M. N i s h i o e n H. O g a w a , J. A n t i b i o t i c s ( T o k y o ) , S e r . A 17 (1964) 189.

60) S. U m e z a w a e n T . T s u c h i y a , idem 15 (1962) 5 1 . 61) T . W a k a z a w a en S. F u k a t s u , idem 15 (1962) 2 2 5 .

verondersteld, in genoemd opzicht wel activiteiten vertonen °^'°^i, Het lijkt er momenteel op dot het realiseren van een a-glucosidische binding tussen de ominosuikers en het 2-deoxystreptamine e s s e n t i e e l is voor het verwezenlijken von het bovengenoemde idee.

De achtergrond von het in dit proefschrift beschreven onderzoek kon thons ols volgt worden uiteengezet. In eerste instantie wos de g e s c h e t s t e gedochtengong ten oonzien von eventuele synthetische antibiotico de bosis von het werk. Bovendien zou het interessant kunnen zijn de gevolgen von een configuratiewijziging in het cyclo-hexoonfragment no te gaon. Gezien de invloed von een dergelijke ver-andering in de orainohexosebouwstenen van de deoxystreptamine-ontibiotico kon een onderzoek in deze richting von belong zijn. Hoe-wel een synthese van de bedoelde verbindingen nu nog toekomstmu-ziek lijkt, zal het te zijner tijd interessant zijn von cyclohexoonderi-vaten uit te kunnen gaan die de genoemde verscheidenheid in struc-tuur bezitten.

Op grond von het voorgoonde i s het gestelde doel von het onder-zoek ols volgt te formuleren:

Pogingen in het werk stellen teneinde zowel 2-deoxystreptamine ols enige configuratie-isomeren van dit cyclohexoanderivoot te syntheti-seren.

Bij de stort von het onderzoek wos het 2-deoxystreptomine nog niet synthetisch bereid. De in porogroof 1.4 vermelde syntheses van streptamine woren wel bekend. De opbrengsten von deze syntheses waren niet boeiend, namelijk co 0.05%'^'' en co l?^^^' indien respec-tievelijk von D-glucosomine of myo-inositol werd uitgegoon. Kontras-terend met deze percentages zijn die welke zijn vermeld bij de kata-lytische hydrogenering van benzeenderivaten ter bereiding van een inosadiamine en inosotriomine, te weten respectievelijk 43% en 65% ^^'; de configuraties von de verkregen producten zijn echter niet be-paold. Hoewel de laatstgenoemde methode voor de bereiding von ino-saminen desondonks veelbelovend blijft, zijn de mogelijkheden van deze reoctie in het betreffende gebied vrijwel niet noder onderzocht.

De katalytische hydrogenering, toegepast op het reeds lang be-kende 4,6-dinitropyrogallol^^'^^', leek bijzonder geschikt voor het bereiken von het gestelde doel. Immers, indien de katalytische

hydro-62) S. U m e z a w a , S. Koto e n Y . I t o , B u i l . C h e m . S o c . J a p a n (in d r u k ) . 63) T . T s u c h i y a , H. F u j i t a e n S. U m e z a w a , J . A n t i b i o t i c s ( T o k y o ) , S e r . A 17 (1964) 1 8 1 . 64) S. U m e z a w a e n S. K o t o , i d e m . 7 7 (1964) 186. 65) A. E i n h o r n , J. C o b l i n e r e n H. P f e i f f e r , C h e m . B e r . 37 (1904) 120. 66) F . K e h r m a n n e n N . P o e h l , H e l v . C h i m . A c t a , 9 (1926) 4 8 5 .

genering van de nitrobenzeenpolyolen inderdood in hoge mote stereo-specifiek verloopt, zoals is verondersteld^^', kon één der isomeren von het l,3-diamino-4,5,6-trihydroxycyclohexaan worden verwocht. Het log weliswaar in de bedoeling 2-deoxystreptamine te synthetise-ren, moor het ontstoon von een product met een andere don de

oll--trans-configuratie zou geen teleurstelling betekenen. In de eerste ploots niet omdat een dergelijk isomeer eveneens was gewenst en vervolgens niet omdat het wellicht mogelijk zou zijn het verkregen product in 2~deoxystreptamine om te zetten met behoud von een rede-lijke opbrengst.

Dit onderzoek heeft tevens een bijdroge willen leveren ten oon-zien von de synthese van inosaminen met behulp von de kotolytische hydrogenering van nitrobenzeenpolyolen. Voor zover bekend, i s , met hetgeen in dit proefschrift is vermeld, de eerste uitgewerkte toepos-sing op het genoemde gebied gerealiseerd.

Toen het hoofdproduct reeds wos geïsoleerd en oon de ophel-dering von de configurotie von die verbinding werd gewerkt, bleek dot de synthese von 2-deoxystreptamine, o.o. door de kotolytische hydrogenering van 4,6-dinitropyrogallol, ook in Zwitserland wos onderzocht. De daar ingestelde pogingen "blieben erfolglos und erschienen wenig versprechend" '.

Tenslotte zij vermeld dot NAKAJIMA c . s . bij hun synthese von 2-deoxystreptomine een opbrengst von co 4,5% (geboseerd op cis--benzeenglycol) hebben bereikt. De bij die synthese gevolgde methode is geheel anders don de werkwijze welke hier is toegepost.

HOOFDSTUK 2

2.1 Hydro/;enering en hydrogenolyse

In het l a a t s t e gedeelte van het vorige hoofdstuk i s uiteengezet waarom de katalytische hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol (10) voor de synthese von een inosadiamine-1,3 (12) i s gekozen.

In dit hoofdstuk wordt nader op de gekozen methode ingegaan. Daarbij wordt in het bijzonder aandacht geschonken oon de beïnvloe-ding von de reactie door de omstandigheden woorbij deze wordt

uitge-voerd. Vervolgens worden de experimenten, met 4,6-dinitropyrogallol

verricht, beschreven.

Met kotolysotoren uit de groep der edel metalen vindt de hydro-genering von nitrofenolen plaats in twee duidelijk te onderscheiden fosen woorvon de eerste snel en de tweede longzoom verloopt. Per nitrogroep, in het substroot aonwezig, wordt in de eerste fose drie mol woterstof per mol substroot opgenomen. Door de hydrogenering no afloop von deze fose te onderbreken is het mogelijk de in eerste instontie gevormde ominofenolen te isoleren. Bij de hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol is de isolatie von het tussenproduct (11) inderdaad gerealiseerd (zie 2.4, pog. 36). Het verbruik von de water-stof in de tweede fose blijkt dikwijls meer te zijn dan de drie mol per mol substraat welke voor de hydrogenering von de benzeenring i s vereist. Gedurende deze fase treden blijkbaar complicoties op. Dit i s te wijten oon de mogelijkheid tot ofsplitsing von substituenten tij-dens de hydrogenering, een welbekend fenomeen van polyfenolen.

Bij de eerste experimenten om 4,6-dinitropyrogallol te hydroge-neren werd, onoloog oon het voorschrift von QUADBECK en RÖHM voor triominophloroglucinol^^', het substraat met een voorgereduceer-de Adoms-plotinokatolysotor in water bij komertemperotuur en onvoorgereduceer-der een druk von één otmosfeer gehydrogeneerd in oonwezigheid von een equivalente hoeveelheid zwavelzuur. Doarno werd, onder overigens

dezelfde omstandigheden, een 10 %-ige overmaat zwovelzuur toege-past. Vervolgens werden overeenkomstige experimenten uitgevoerd waarbij het zwavelzuur door zoutzuur wos vervangen. De resultaten van deze experimenten zijn in tobel 3 somengevot.

TABEL 3

De hydrogenering van 4,6-dinitropyrogallol met een Adams-platinakatalysator bij kamertemperatuur en onder atmosferische druk in water.

t o e g e v o e g d e h o e v e e l h e i d zuur z w a v e l z u u r e q . idem e q . + 10% z o u t z u u r e q . idem e q . + 10% a a n t a l uren n o d i g v o o r : h e t o p n e m e n v a n 6 mol w a t e r s t o f c a 5 c a A'A c a 5 c a 4 t o t a l e v e r z a d i g i n g c a 90 c a 70 c a 75 c a 50 w a t e r s t o f v e r b r u i k in m o l / m o l 11.3 13.2 10.5 11.3 o p b r e n g s t a a n k r i s t a l l i j n m a t e r i a a l in % 26 28 23 22

Uit de verkregen gegevens bleek dot de hydrogenering von 4,6--dinitropyrogollol onder de door QUADBECK en RÖHM toegeposte omstandigheden niet tot een redelij-k resultoot voerde. De hydroge-nering vergde enerzijds veel tijd, onderzijds wos het woterstofver-bruik aanzienlijk te groot. Bovendien wos de opbrengst aanmerkelijk kleiner don de rendementen door Q U A D B E C K en RÖHM verkregen. Om de hydrogeneringstijd te verminderen werd eerst een overmaat von het zuur toegepost, doorna een onder zuur geprobeerd. Deze kleine wijzigingen .in de reoctieomstandigheden voerde niet tot voldoende verbetering.

Het verband tussen de opgenomen hoeveelheid waterstof en de tijd (de hydrogeneringscurve) is voor het lootste experiment van tobel 3 in fig. 5 weergegeven. De scherpe knik in de curve no het opnemen van zes mol waterstof per mol substraat wijst op een kwantitatieve reductie von de nitrogroepen in de eerste fose von de hydrogenering. In de volgende fose vindt de hydrogenering von de gevormde omino-fenolen ploots waarbij co vijf in plaats von drie mol waterstof per mol substroot wordt opgenomen. Het onderzoek werd daarom aanvan-kelijk er op gericht de opneming von de theoretische hoeveelheid waterstof zo weinig mogelijk te overschrijden. Aangezien de tweede fose van de hydrogenering hierbij voorol von belang is, zou een kort overzicht von de literotuurgegevens over de hydrogenering en de daar-bij eventueel optredende hydrogenolyse von ominofenolen gewenst

zijn. De literatuur biedt echter weinig ervaringen von ondere onder-zoekers op dit gebied en zeker niet voor verbindingen met een groot

30 «O » t i j d ( u r e n )

F i g . 5 H y d r o g e n e r i n g s c u r v e van 4 , 6 - d i n i t r o p y r o g a l l o l ( z i e t e k s t ) .

aantal substituenten. Over de gevolgen von de neven- c.q. volgreoc-ties i s wel het een en onder bekend met betrekking tot de katalytische hydrogenering von polyfenolen en von aniline. In de volgende poro-grofen wordt hierop derhalve ofzonderlijk ingegoon.

2.2 Hydrogenering van polyfenolen

De afsplitsing von hydroxylgroepen bij de katalytische hydroge-nering van polyfenolen is nog niet afdoende verkloord. Men denkt oon een afsplitsing welke zowel no ols tijdens de hydrogenering von de benzeenring kon optreden. In het eerste gevol goot het om een hydro-genolyse van de verzodigde polyolen^^'. Bij de tweede mogelijkheid worden partieel gehydrogeneerde tussenproducten verondersteld^ ' ^ ' . Deze intermediaire di- of tetrohydrobenzeenderivoten kunnen — even-tueel no desorptie von het katalysatoroppervlak — verschillende re-acties ondergoon. Een dihydroverbinding zou weer kunnen aromatiseren door dehydrototie (fig. 6, o). In de partieel gehydrogeneerde ver-bindingen kunnen een-diolen voorkomen. Dergelijke verver-bindingen kun-nen isomeriseren tot ketolen welke energetisch meer stobiel zijn. Bij de kotolytische hydrogenering von deze ketoderivoten kon hydrogeno-lyse optreden (flg. 6, b). Indien de genoemde processen zich zouden

68) P . A . J . G o r m , C a n . J . C h e m . 42 (1964) 1 7 4 8 .

69) S . J . A n g y a l e n D . J . McHugh, J. C h e m . S o c . ( 1 9 5 7 ) 3 6 8 2 . 70) H . A . Smith e n B . L . S t u m p , J . Am. C h e m . S o c . 83 (1961) 2 7 3 9 .

f^ -.ïii^ J \

• o^o-o^o*c>^

I ' O H Fig. 6. a. aromatisering. b. hydrogenolyse. c. isomerisatie.

herhalen, zou dit de vorming van quercitolen

(pentohydroxycyclohexo-nen), tetro- en trihydroxyproducten bij de hydrogenering von

hexohy-droxybenzeen verklaren.

Bij kotolytische hydrogeneringen i s in eerste instontie een gere-duceerde verbinding met een cis-configurotie te verwachten. In vele gevollen worden echter ook producten met een andere configuratie geïsoleerd. Hiervoor is het bovengenoemde isomeriseren von een--diolen tot ketolen eveneens van belang. No de isomerisotie i s name-lijk een nieuw osymraetriecentrum ontstoon woorbij voor de hydroxyl-groep oon dit centrum geen cis-relotie tot reeds oonwezige substi-tuenten is vereist (fig. 6, c). De vorming von producten met een andere don de oll-cis-configurotie bij de katolytische hydrogenering von polyfenolen zou hiermee eveneens zijn verkloord.

Op het reactiemechanisme von de katalytische hydrogenering wordt in dit proefschrift niet ingegaan. Het bovenstoonde is vermeld aange-zien bij dergelijke processen zowel het oplosmiddel ols de kotolyso-tor een rol spelen.

WIELAND en WISHART^^' zijn de eersten geweest die hexohy-droxybenzeen hebben gehydrogeneerd. Deze auteurs hebben pallodium-zwort ols katalysator gebruikt en de hydrogenering onder otmosferische druk en bij 50—55 °C uitgevoerd. Als het hoofdproduct von de hydro-genering vermelden zij myo-inositol te hebben geïsoleerd met een opbrengst von meer don 50%. Andere onderzoekers hebben getrocht

dit resultaat te reproduceren. Zowel S T E T T E N en STETTEN^^' ols ANDERSON en WALLIS^'" waren door niet toe in staat. Het een-voudiger te zuiveren tetrohydroxychinon is door KUHN, QUADBECK en RÖHM '^ ols uitgongsmateriool voor de hydrogenering genomen. De laatstgenoemde auteurs hebben een mengsel von enkele inositolen verkregen, tezomen 35%, wooruit olleen myo-inositol (13%) is geïso-leerd. Tevens vermelden zij dot, hoewel langzamer, de hydrogenering een grotere opbrengst aan inositolen geeft indien de reactie niet bij 50—55 °C wordt uitgevoerd moor bij 20 ° C . Dit wijst op een vermin-derde hydrogenolyse bij de lagere temperatuur.

De reactie is grondig onderzocht door ANGYAL en MCHUGH®^'. Zij zijn er in geslaagd vijf inositolen, drie quercitolen en een

ino-sose te isoleren, alsmede enkele cyclohexoontetrolen en -triolen. De hydrogenering in woter bij 20 °C en onder een druk von één atmosfeer levert ols het hoofdproduct von de reoctie myo-inositol (17%) indien poUodium-zwort ols kotolysotor wordt gebruikt, terwijl met 10% pollodium op koolstof cis-inositol op de eerste ploots komt met een opbrengst von 20?/é.

De hydrogenering met een Roney-nikkelkotolysotor bij hoge tem-perotuur en druk is minder stereospecifiek® ^'''•". Bovendien treedt er bij deze methode meer hydrogenolyse op en zijn de opbrengsten oon inositolen derhalve loger.

Voor de hydrogenering von aromatische ringen onder milde om-standigheden wordt rhodium wel als de meest actieve katalysator von die der plotinometolen genoemd^^'^^'. SMITH en STUMP^°' hebben echter geconstoteerd dot plotino (ols Adoms-kotolysotor) voor de hydrogenering von een oontal polyfenolen in ijsazijn octiever is don een 5% rhodium-op-oluminiumoxydekotolysotor. De meningen zijn niet verdeeld met betrekking tot de gunstige invloed welke rhodium, even-als trouwens ruthenium'^', heeft ter vermindering von de hydrogeno-l y s e . In tegenstehydrogeno-lhydrogeno-ling tot het phydrogeno-lotinooxyde zijn de oxyden von rhodium en ruthenium onder milde omstondigheden vrijwel niet te reduceren. De toepossingen von deze kotolysotoren zijn doordoor bij gewone temperotuur en druk in hoofdzaak beperkt gebleven tot metalen op

een drager aangebracht.

NISHIMURA^^' heeft het gebruik von rhodium ols katalysator

72) M.R. S t e l t e n e n D. S l e t t e n , J . B i o l . C h e m . 164 (1946) 8 5 . 73) R . C . A n d e r s o n e n E . S . W a l l i s , J. Am. C h e m . S o c . 70 (1948) 2 9 3 1 . 74) R. K u h n , G. Q u a d b e c k e n E . Röhm, A n n . C h e m . 565 (1949) 1. 75) P . N . R y l a n d e r , E n g e l h a r d I n d . , I n c . , T e c h n . B u i l . 1 ( I 9 6 0 ) 9 3 . 76) H . A . Smith e n R . G . T h o m s o n , in " A d v a n c e s in C a t a l y s i s " , V o l . 9, A c -a d e m i e P r e s s , I n c . , N e w York ( 1 9 5 7 ) , p -a g . 7 2 7 . Z i e ook A. G i l m -a n e n G. C o h n , i d e m , p a g . 7 3 3 . 77) Y. T a k a g i , T . N a l t o e n S. N i s h i m u r a , B u i l . C h e m . S o c . J a p a n 37 (1964) 5 8 5 . 78) S. N i s h i m u r a , B u i l . C h e m . S o c . J a p a n 33 (1960) 5 6 6 .

uitgebreid door toepassing von gemengde oxyden von rhodium en plotina. Daartoe heeft hij een mengsel von rhodiumchloride en chloor-plotinozuur behondeld op de wijze welke door ADAMS voor de berei-ding van plotinooxyde i s oongegeven^^'. De samengestelde oxyden be-zitten ondere eigenschappen don gewone mengsels von rhodiumoxyde en plotinooxyde. Zij zijn bijvoorbeeld onder milde omstandigheden goed te reduceren tot homogene kotalysotoren. De eigenschoppen von deze kotolysotoren zijn sterk ofhonkelijk von de verhouding woorin rhodium en platina zijn samengevoegd. Een rhodiumgeholte von 70—80% heeft de beste resultaten gegeven. NISHIMURA en zijn medewerker^^'^"'^ ^' hebben de eigenschoppen von een kotolysotor met een rhodium-plotino-verhouding 7 : 3 of 3 : 1 vergeleken met die von de enkelvoudige kotolysotoren. Doorbij i s gebleken dot de rhodium-platinokotolysotor de selectiviteit von rhodium heeft behouden en dat de activiteit von de gemengde kotalysator meestal groter i s don die van een Adoms-plotino- of von een 5% rhodium-op-oluminiumoxydekatolysotor. Derge-lijke bijzondere eigenschoppen zijn onlongs eveneens gevonden bij een analoog samengestelde ruthenium-plotinokotolysator '.

Bij de katalytische hydrogenering von polyfenolen heeft het op-losmiddel, waarin de reductie wordt uitgevoerd, een grote invloed. In neutraal milieu, bijvoorbeeld in water of in aethonol, is de hydro-genolyse meestal gering. Heloos gaat dit soms gepaard met een onvolledige hydrogenering, ondonks het tussentijds toevoegen van een hoeveelheid verse katalysator. In andere gevallen is de opne-ming van waterstof wel kwontitotief, zij het eerst no longe tijd. Toevoeging von een zuur oon het oplosmiddel bekort de hydrogene-ringstijd dikwijls aanzienlijk en doet de reoctie meestol volledig verlopen. Echter wordt door het toevoegen van een zuur de hydro-genolyse ongunstig beïnvloed. In oonwezigheid von zoutzuur i s de hydrogenolyse veel groter don zonder toevoeging von dit zuur. Met

azijnzuur worden tussenliggende woorden gevonden^'^'.

De veronderstelling, dot tijdens de hydrogenering von polyfenolen ketoproducten intermediair optreden, i s op pog. 25 terloops genoemd. De isolatie von een dergelijke verbinding door ANGYAL en M C H U G H

i s eveneens gememoreerd (pog. 27). Opmerkelijk is nu de invloed van zuren op de katolytische hydrogenering von ketoderivoten von de inositolen. Ook hier geeft de toevoeging von een zuur een grotere

79) O r g a n i c S y n t h e s i s , C o l l . V o l . I, 2 n d . E d . (1941) p a g . 4 6 3 . 80) S. N i s h i m u r a , T . O n o d a en A. N a k a m u r a , B u l l . C h e m . S o c . J a p a n 33 (1960) 1356. 81) S. N i s h i m u r a , idem 34 (1961) 1544. 82) G . C . B o n d e n D . E . ' W e b s t e r , P r o c . C h e m . S o c . (1964) 3 9 8 . 83) a) S. N i s h i m u r a , B u l l . C h e m . S o c . J a p a n 32 ( 1 9 5 9 ) 1155; b) 34 (1961) 3 2 .

Resumerend lijken de volgende reoctieomstandigheden bij de hydrogenering von oromotische ominen gewenst:

o) rhodium-plotino ols kotolysotor,

b) ijsazijn of een oplosmiddel wooroon minstens een oon het amine equivalente hoeveelheid zuur is toegevoegd,

c) hoge druk,

d) komertemperotuur.

2.4 Hydrogenering van 4,6-dinitropyrogallol

Over het verloop von de reductie von gecompliceerde benzeenderi-vaten kon weinig met zekerheid worden voorspeld. De beste wijze von hydrogeneren van een dergelijke verbinding behoeft niet overeen te komen met. die von benzeenderivaten welke de verschillende functies afzonderlijk bevotten. Hoewel de juiste keuze van de hydrogenerings-omstondi gheden voor de polyfunctionele verbinding toch op experi-mentele gegevens moet worden gebaseerd, zijn voor de hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol perspectief biedende omstandigheden geko-zen door rekening te houden met hetgeen in de voorgoonde paragrafen is vermeld en hieronder somengevot in de punten o—d.

o) Het gebruik von een rhodiumkotolysotor lijkt gewenst om de hydro-genolyse zo gering mogelijk te doen zijn. Ter controle is ook een plotinokotolysotor bij het onderzoek te betrekken.

b) Bij de hydrogenering van aniline in oonwezigheid van een mine-roolzuur is een overmoat zuur gunstig om de vorming von secundair amine tegen te goon; een dergelijke overmoat bevordert echter de hy-drogenolyse bij de hydrogenering von polyfenolen. Door in ijsazijn de reoctiesnelheden gunstig en de hydrogenolyse gering zijn, is het woorschijnlijk dot het gebruik von dit oplosmiddel tot redelijke resultaten leidt. Ook ligt het voor de hond ols oplosmiddel woter te gebruiken met een mineroolzuur in geringe overmoot. In porograaf 2.1 zijn reeds enkele resultoten vermeld over de hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol in aanwezigheid von zwovelzuur en zoutzuur. Gelet op die resultoten is bij het verdere onderzoek oon zoutzuur de voorkeur gegeven.

c) De invloed von de druk lijkt bij de hydrogeneringen von onderge-schikt belang ten aanzien von hydrogenolyse. Daarom zijn de mees-te experimenmees-ten onder een druk von één atmosfeer uitgevoerd. Later is in enkele gevallen een hoge druk toegepost.

d) Door bij de hydrogenering von zowel polyfenolen ols oniline de vorming von bijproducten wordt bevorderd door de temperotuur op te voeren zijn olie hydrogeneringen bij kamerteraperotuur (20—26 °C) uitgevoerd.

Voorofgoond oon het onderzoek noar de hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol werden enkele oriënterende experimenten op semi-microschaol uitgevoerd met ferïol of pyrogallol ols substraat. De hydrogeneringsopporotuur bestond uit een hydrogeneringsvot (een kolf van 150 ml voorzien von een magnetische roerder) en een buret (50 ml) welke door middel von een slijpstuk met elkoor woren verbonden. Enkele zijbuizen met slijpstukken en glazen kranen mookten het evacueren von het hydrogeneringsvat en het vullen met waterstof mogelijk. De mognetische roerder werd zodanig geregeld dat het roer-stoofje nog juist niet door de kolf werd rondgeslingerd. Steeds werd zoveel substraat ingebrocht dot het opnemen van een volume water-stof, gereduceerd tot O C en 76 cm, von co 30 ml kon worden ver-wacht. De oxydekotolysotoren, 10 mg Adoms-plotinooxyde (Drijf-hout) en 10 rag rhodium-plotinooxyde (3:1) volgens NISHIMURA 78,81)^ werden in 20 ml oplosmiddel, ijsazijn p.o. of zoutzuur p.o. (0.02 n), volledig voorgehydrogeneerd. Als derde kotalysotor werd 50 rag 5%) rhodium-op-oluminiumoxyde (Boker & Co, Inc.) gebruikt. Het substroot werd tevoren in een schuitje in het hydrogenerings-vat gebracht en, nodat het volume von de waterstof constont was ge-worden, oon de suspensie toegevoegd zonder het hydrogeneringsvat te openen. Vervolgens werd het woterstofverbruik met behulp von de buret bepaald. De spreiding in de gevonden woorden wos co 2%. De-zelfde spreiding werd eveneens gevonden bij enkele hydrogeneringen von moleinezuur (1 mol) in 20 ml oplosmiddel (ijsazijn p.o. of 0.02 n zoutzuur p.o.) namelijk 0.4 ml op een woterstofverbruik van 22.4 ml. De gemiddelde resultoten voor fenol (36—38 mg, co 0.4 mmol) en voor pyrogallol (50.4 mg, 0.40 mmol) zijn, met enkele gegevens uit de literotuur, in tobel 4 somengevot.

TABEL 4

De hydrogenering van fenol en pyrogallol

s u b s t r a a t fenol p y r o g a l l o l o p l o s m i d d e l i j s a z i j n p . a . z o u t z u u r j p . a . , 0 . 0 2 n > i j s a z i j n p . a . zoutzuur p . a . , 0 . 0 2 n P t w a t e r s t o f v e r b r u i k in m o l / m o l 3.35 3.19 3.45 3.36 3 . 5 7 3.75 4 . 3 5 tijd min 40 80 170 80 210 5% R h / A l Og w a t e r s t o f v e r b r u i k in m o l / m o l 3.04 3.02 2.98 3.12 3.32 3.54 tijd min 35 80 130 75 R h - P t w a t e r s t o f v e r b r u i k in m o l / m o l 3.04 3.02 3.02 3.40 3.64 tijd m i n . 14 25 40 180 50 l i t . 78 1 70 * * 70 * * Dit onderzoek

De tendens von de in tobel 4 vermelde gegevens uit het hier be-schreven onderzoek komt overeen met die welke in de literotuur is vermeld. Voor fenol i s de selectiviteit von rhodium in de rhodium--plotinokotolysotor behouden. Ten opzichte von pyrogallol kan dit niet absoluut worden gesteld. Hoewel de hydrogenolyse met de rho-dium-platinokotolysotor i e t s groter lijkt te zijn don die met de on-dere rhodiumkotolysator kunnen hier geen conclusies oan worden ver-bonden gelet op de spreiding von co 2% in de gemeten waarden. De activiteit von de rhodium-plotinakotolysator is groter don die von de rhodiura-op-oluminiumoxydekotolysotor, terwijl de l a a t s t e weer ac-tiever is don de plotinokatalysotor. Voor pyrogoUol in ijsozijn geldt — wat de octiviteit von de kotolysotoren betreft — echter het omge-keerde, zools ook door S M I T H en STUMP''°'is geconstateerd.

No het testen van de drie kotolysotoren met fenol en pyrogollol in ijsozijn en verdund zoutzuur leek het veelbelovend de hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol met een der rhodiumkotolysotoren in ijsazijn uit te voeren. Toen werd geprobeerd een dergelijke hydrogenering uit te voeren bleek er een complicatie op te treden. De opneming von woterstof naderde namelijk osymptotisch tot zes mol per raol substroot terwijl tijdens de reductie een wit neerslog werd gevorrad. Blijkboor was het diozijnzure zout van 4,6-diaminopyrogallol weinig oplosbaar in ijsozijn en doordoor in dit oplosmiddel helaas niet verder te hydro-generen.

Het onderzoek werd doorom voortgezet met het ondere oplosmiddel bij de hydrogeneringen von fenol en pyrogollol gebruikt, te weten verdund zoutzuur. Doorbij werd zoveel zoutzuur toegepost dot, no de reductie von de dinitroverbinding tot het diominoproduct en de vor-ming van het dizout doorvon, de oplossing ca 0.02 n vrij zuur zou bevotten. De hydrogeneringen werden in de eerder vermelde semi-microopporotuur uitgevoerd met 0.20 mmol (43.2 mg) substraot en 20 ml oplosmiddel. Van de drie kotalysotoren werden dezelfde hoeveel-heden genomen ols boven bij fenol en pyrogollol is oongegeven. De resultaten von de hydrogeneringen zijn in het eerste gedeelte van tabel 5 weergegeven. Voor de betreffende hydrogeneringscurven zie men fig. 7.

Voor de reductie von de nitrogroepen bleken de rhodiumkatolyso-toren het geschiktst te zijn. Ook wat de selectiviteit von de totole hydrogenering betreft waren deze kotolysotoren beter dan de plotino-katolysotor. Indien echter op de activiteiten von de kotolysotoren wordt gelet wos de rhodium-platinokotolysotor superieur.

TABEL 5

De hydrogenering van 4,6-cHnltropyrogallol

k a t a l y s a t o r P t 5% R h / A l ^ O g Rh-Pt 3:1 Rh-Pt 3:1 idem idem c o n c e n t r a t i e " v r i j " zoutzuur 0 . 0 2 0.02 0 . 0 2 0.01 0 . 0 0 2 5 0.001

opneming van waterstof tijd voor 6 m o l / m o l min. 3 2 20 20 24 80 75 totale reductie | waterstof m o l / m o l 10.5 9.5 9.5 9.4 9.20 9.07 tijd 1 uur 23 1 35 13 20 1 69 66 5V.Rh/Al;03

F i g . 7 Hydrogeneringscurven van 4,6dinitropyrogallol voor drie k a t a l y s a -toren in water met een kleine overmacSt zoutzuur.

Met de actieve rhodium-platinokotolysotor (3:1) werden vervolgens enkele hydrogeneringen uitgevoerd om te onderzoeken of de hydro-genolyse nog verder wos terug te dringen. Inderdood was dit mogelijk door de overmaat zuur te verminderen (zie tobel 5 , tweede gedeelte). Heloos ging dit gepaard met een deoctivering van de kotolysotor. Met andere woorden: de hydrogenering vergde, onder omstandigheden

woorbij de hydrogenolyse gering wos, veel tijd.

Tenslotte werden nog enkele experimenten uitgevoerd woorbij de overmaat zoutzuur, welke immers in het bijzonder von invloed is op de hydrogenolyse, wos vervongen door eenzelfde hoeveelheid azijnzuur. Dit bleek weinig invloed op de hydrogenolyse te hebben, de hydro-genering van de benzeenring werd echter vertraagd. Volledige ver-vanging von het zoutzuur door azijnzuur von dezelfde concentratie had een analoog effect.

No de bereikte en vermelde resultoten met betrekking tot de hydro-genering von 4,6-dinitropyrogallol wos het duidelijk' dat voor prepa-ratieve doeleinden een compromis moest worden gesloten. Voor een geringe hydrogenolyse moest de overmaat zoutzuur zo gering mogelijk zijn, hetgeen echter niet wos te verenigen met een redelijke hydro-generingstijd. Derholve werden grotere hoeveelheden von het uitgongs-moteriaal gehydrogeneerd in oonwezigheid von een overmoot zoutzuur welke zo groot was dot de oplossing ten gevolge van de overmoat co 0.01 n vrij zuur bevatte. Met een verhouding von 2:1 voor het substroot ten opzichte von de kotalysator vergde de totale hydroge-nering co twoolf uur, met een verhouding von 5:1 werd het co dertig uur terwijl met een verhouding von 10:1 de hydrogeneringstijd in de orde von zestig uur kwam.

De preporotieve hydrogeneringen (5 tot 50 mmol substraot) werden in een schudopporotuur uitgevoerd. Als voorbeeld moge het volgende dienen. In' een hydrogeneringsvat von 450 ml werd 0.55 g von de rhodium-plotinakotolysator in verdund zoutzuur (20 ml, 0.02 n) volledig gehydrogeneerd. Vervolgens werden 5.40 g (25 raraol) 4,6-dinitro-pyrogollol en 40 ral 1.225 n zoutzuur oon de suspensie toegevoegd en werd het mengsel met waterstof geschud (co 250 vibraties per min.) bij kamertemperatuur en onder atmosferische druk. In 4 uur werden ca 3400 ml waterstof geobsorbeerd hetgeen met co 6 mol woterstof per mol substroot overeenkwom. No 60 uur wos de opneming von waterstof beëindigd. In totaal werden ca 5400 ml waterstof opgenomen (met een nauwkeurigheid von co 50 ml). Dit kwam overeen met 9.6 ± 0 . 1 mol per raol substraot. Het reactieraengsel werd gefiltreerd en de katalysa-tor tweemool met woter gewassen. Het filtraot en de wosvloeistof werden in een roterende vacuumverdoraper tot een stroop (co 7 g) ge-concentreerd.

Het verkrijgen von kristallijn moteriool stuitte oonvonkelijk op moeilijkheden. Het product hod sterk de neiging zich ols een stroop of te scheiden. Alleen met methanol kon wel een kristallijn neerslag worden verkregen moor de opbrengst wos don co 25% ook ols een honderdvoudige hoeveelheid von de alcohol werd toegevoegd. Met hogere alcoholen werden stropen gevormd. Eerst methanol, daarna aethonol toevoegen resulteerde in een verhoging von de opbrengst. Het hoogste rendement dot kon worden verkregen werd bereikt door o) de oplcsboorheid geleidelijk terug te dringen en b) het totole volume beperkt te houden. Dit werd gereoliseerd door ochtereenvol-gens gelijke volumino (3 ml) methanol, oethonol en iso-proponol langzaam en onder roeren toe te voegen oon de in de vorige olineo vermelde stroop (7 g). Na vier uur werd het gevormde kristallijne neerslag door filtrotie von de moederloog gescheiden en tweemool met een mengsel (2 ml) von de drie genoemde alcoholen (1:1:1) ge-wassen.

Het product werd in vacuo boven vost notriumhydroxyde gedroogd. De opbrengst wos 4.25 g (72%i). De moederloog en de wosvloeistof werden opnieuw tot een stroop geconcentreerd en vervolgens bo-ven vast notriurahydroxyde in vocuo tot een constant gewicht ge-droogd (1.50 g, 25%). Beide frocties werden op hun saraenstelling on-derzocht (zie hoofdstuk 3).

De kotalysator werd achtereenvolgens met woter, 2 n zoutzuur p.o., raethylolcohol en tenslotte weer raet veel water gewassen en onder woter bewaord. De zo behandelde kotalysotor kon vele malen

worden gebruikt.

Ogenschijnlijk is de bovenstoonde hydrogenering, wot de hydro-generingstijd betreft, geen verbetering von de in porogroof 2.1 ver-melde hydrogenering in aanwezigheid von een overmoot zoutzuur. Hierbij dient echter te worden overwogen dat die proef met een sub-stroat-kotolysotorverhouding 1:1 werd uitgevoerd, terwijl bij het hier gegeven voorbeeld die verhouding 10:1 i s .

Voor de bereiding von 4,6-diaminopyrogaiJoi werd de hydrogene-ring no het opnemen von zes raol woterstof per raol substroot onder-broken. Nodot de katalysator wos verwijderd werd het reoctiemengsel opgewerkt volgens de desbetreffende methode von K E H R M A N N en

POEHL^^'. De opbrengst wos 89%.

Zoals reeds is vermeld, wos het voor het realiseren von een korte hydrogeneringstijd onder de genoemde omstandigheden noodzokelijk relotief grote hoeveelheden van de kotolysotor te gebruiken. Daarom werden nog enkele hydrogeneringen uitgevoerd woarbij een hoge druk werd toegepast. Inderdood hod dit tot gevolg dot de tijd welke voor de hydrogenering nodig wos in aanzienlijke mate werd bekort.

Boven-dien leek de hydrogenolyse i e t s te worden teruggedrongen. Dit ver-moeden werd door het verdere onderzoek bevestigd (zie hoofdstuk 3).

De hydrogeneringen onder hoge druk werden ols volgt uitgevoerd. Aon de bij atmosferische druk voorgereduceerde kotalysator (oor-spronkelijk 0.55 g rhodium-plotinooxyde) in een 1 liter autoclaaf werd een suspensie von 10.8 g (50 mol) 4,6-dinitropyrogallol in verdund zoutzuur (450 ml, 0.232 n) toegevoegd. De outocloof werd tweemaal met waterstof gespoeld (co 20 otm.) en vervolgens raet waterstof tot een druk von 60 otm. gevuld. Doorna werd het magnetische roerwerk von de outocloof in bedrijf gesteld. De druk nam gedurende de eerste 15 min. tot 44 atm. of woorno een longzome verdere daling von de druk tot 35 otm. nog 29 uren vergde. Hoewel de substroot-kotalysotorverhou-ding hier twee maol zo groot wos ols bij het vorige experiraent, ver-liep de reoctie dus toch belangrijk sneller. Het hydrogeneringsraengsel werd volgens dezelfde methode opgewerkt ols no de hydrogenering onder atmosferische druk. De kristallijne fractie woog 9.3 g (80%) en het residu uit de moederloog 1.9 g (16%).

Indien de eerste snelle of neming van de druk von 60 tot 44 otm. in verbond wordt gebrocht met de reductie von de nitrogroepen en dus zou overeenkomen met zes mol woterstof per mol substroot, komt de totale drukvermindering von 60 tot 35 otm. overeen met co 9.4 mol woterstof per raol substroot. Ten gevolge van de onnauwkeurigheid in het oflezen von de druk (co 0.2 otm.) moet het woterstofverbruik don op co 9.4 ± 0.3 mol per mol worden gesteld.

De hogere opbrengst aan kristollijn moteriool en het kleinere verbruik von woterstof bij de hydrogeneringen onder een hoge druk ten opzichte von die onder otraosferische druk, hebben geleid tot de veronderstelling dot de hydrogenolyse bij de druk-hydrogeneringen ge-ringer i s . Dit werd bevestigd door de resultoten von het verdere on-derzoek. De hydrogenering onder otmosferische druk leverde o.o. een verbinding met een opbrengst von 34—37?/o, tegen 40—42% voor het-zelfde product uit de hydrogenering onder een begindruk von 60 otm. Deze verbinding bleek het enige diorainocyclohexoontriol te zijn, dot uit de hydrogeneringsraengsels kon worden geïsoleerd. Andere ge-isoleerde producten woren mede door hydrogenolyse gevorrad.

De kotolytische hydrogenering von 4,6-dinitropyrogallol blijkt dus bij komerteraperatuur redelijk goed raet de rhodium-plotinokatalysotor (volgens Nishimuro) in verdund zoutzuur uit te voeren. De overmoot zuur moet gering zijn. De toepossing von een hoge druk bekort de hydrogeneringstijd terwijl bovendien kleinere hoeveelheden von de kotolysotor nodig zijn. Tenslotte bewerkstelligt de hoge druk een ver-betering von de opbrengst.

HOOFDSTUK 3

3.1 Chromatografisch onderzoek van de hydrogeneringsmengsels

De mengsels, na de hydrogenering von 4,6-dinitropyrogollol ver-kregen, werden chromatogrofisch onderzocht op de oonwezigheid von ninhydrine-positieve verbindingen. De dunneloogchromotografie vol-gens STAHL ' leverde uitstekende resultaten op. Als odsorbens werd silicogel-G (Merck) gebruikt. Het wos voor een goede scheiding noodzakelijk sterk poloire ontwikkelvloeistoffen toe te passen. De loog odsorbens liet don echter gedeeltelijk los van de glosploot. Om het losloten tegen te goon werd amylopektine oon het odsorbens toegevoegd '. Afhonkelijk von de herkomst von het amylopektine werd 3—10% von deze stof ten opzichte von het gewicht von het adsorbens tevoren opgelost in het woter waarmee de gel werd bereid. Met de gel werden de chromotoplaten (5 x 20 of 20 x 20 cm) gemookt. Op de gebruikelijke wijze werd 20—100 y von ieder raengsel op een ploot gebracht. Als ontwikkelvloeistóf werd een mengsel von n-pro-ponol en ommonia (25%) in de verhouding 5:3 (v/v) toegepost. No de ontwikkeling von het chroraotogram werden de vlekken gelocoliseerd door de ploot raet een oplossing von ninhydrine in n-butonol (0.25%)) te bespuiten en vervolgens 5—10 min. op 100—110 C te verwormen. De plootsen, woor zich op het chromatogrom de componenten bevonden, woren als pdorse vlekken op een licht rose gekleurde ochtergrond te zien. Later bleek dot de oontoonboorheidsgrens voor elke compo-nent bij ca 2 y log. Om ook de compocompo-nenten, welke in de kleinste kwantiteiten voorkwomen (zie tobel 6), te kunnen waarnemen, wos het noodzokelijk co 100 y von het totole mengsel op te brengen.

In fig. 8 is een chroraotogram gereproduceerd von een mengsel verkregen door hydrogenering onder atmosferische druk. Het totole hydrogeneringsraengsel (o) bevatte 7 ninhydrine-positieve verbindin-gen welke raet de letters A t/ra G — in volgorde von het loskomen von de stort — werden oongeduid. Tussen de coraponenten D en E bevond zich op het chromatogrom s t e e d s een witte vlek. Het bleek dat deze vlek aan ommoniumchloride moest worden toegeschreven. Het kristdllisoot (b) bevatte olleen de coraponenten A, B en C terwijl de overige coraponenten in de raoederloog (c) werden geconcentreerd.

94) E . S t a h l , A n g e w . C h e m . 73 (1961) 6 4 6 .

T A B E L 6 s t a r t A B -C-> D-» E-> f r o n t R - w a a r d e n v a n d e c o m p o n e n t e n A t / m G u i t h e t m e n g s e l v e r k r e g e n b i j d e h y d r o g e n e r i n g v a n , 4 , 6 d i n i t r o p y r o g a l l o l e n v a n d i e v a n e n k e l e r e f e r e n -t i e s -t o f f e n . A ( c a 5 0 %) B ( c a 15 %) C ( c a 2 0 % ) D ( c a 6 %) E ( c a 4 %) F ( c a 2 %) G ( c a 3 %) 2 - d e o x y s t r e p t a m i n e ( 2 ) ( i , i - t r o n s - 3 - a m i n o c y c l o h e x a a n d i o l - l , 2 tran s - 2 - a m i n o c y c l o h e x a a n d i o l - l , 3 ' </, i - c i s - 2 - a m i n o c y c l o h e x a n o l (i, i - t r o n s - 2 - a m i n o c y c l o h e x a n o l c y c l o h e x y l a m i n e 0 . 1 9 0 . 2 4 0 . 3 9 0 . 4 6 0 . 6 6 0 . 7 2 0 . 8 7 0 . 2 3 0 . 6 7 0 . 6 9 0 . 8 7 0 . 8 8 0 . 9 2 •*~ F i g . 8 D u n n e l a a g c h r o m a t o g r a m : a. t o t a a l h y d r o g e n e r i n g s m e n g s e l . b . k r i s t a l f r a c t i e . c . m o e d e r l o o g .

De chromotogrommen von de mengsels von de hydrogeneringen onder hoge druk woren in principe gelijk aon die von de hydrogene-ringen onder otmosferische druk; in de eerstgenoemde chromotogrom-men wos echter vooral de vlek van de component A, moor woren ook die von de componenten B en D meer geprononceerd terwijl in het bijzonder de coraponent C een rainder zwore vlek te zien gaf don in de laatstgenoemde chromotogrammen.

Het voorkomen van een groot oontol ninhydrine-positieve verbin-dingen in de hydrogeneringsmengsels mocht niet onverwocht worden genoemd. Immers, ook de hydrogenering van hexohydroxybenzeen levert vele producten (zie pag. 27). In de eerste ploots zou het mogelijk zijn dot enkele deoxy-inosodiaminen-1,3 — met verschillende configu-raties — in het reactieraengsel zouden voorkomen. In de tweede ploots moest met hydrogenolyseproducten rekening worden gehouden. Het

9 6 ) W . S . J o h n s o n e n E . N . S c h u b e r t , J . A m . C h e m . S o c . 7 2 ( 1 9 5 0 ) 2 1 8 7 . 9 7 ) N . A . B . W i l s o n e n J . R e a d , J. C h e m . S o c . ( 1 9 3 5 ) 1 2 6 9 .

leek alsof de 7 componenten in een oontol groepen woren te verdelen woorbij de R_-woarden in elke groep weinig verschil vertoonden. Voor twee producten uit één groep werd oonvonkelijk gedacht oon een verschil in configuratie of in substitutieplootsen (het lootste olleen voor eventuele hydrogenolyseproducten) terwijl het onderscheid tus-sen de groepen primoir werd toegeschreven oon een verschil in het oantol substituenten. Teneinde hierover een indruk te krijgen werden enkele referentiestoffen noost het hydrogeneringsmengsel op een chromatoploot gebracht. Als referentiestoffen werden opgebracht: het enige notuurlijke 2-deoxy-inosodiamine-l,3 (2-deoxystreptomine (2), uit konomycine ' volgens de methode von CRON c . s . ' ge-ïsoleerd), cyclohexylomine alsmede enkele hydroxyderivaten daarvan. De gemiddelde R_-waarden von deze verbindingen en die von de 7 componenten uit het hydrogeneringsmengsel zijn in tobel 6 vermeld.

Gelet op de Rp-woorden werd de volgende indeling in groepen gemaakt. De eerste groep bevatte de componenten A en B woorvon de R -woorden het meest met die von 2-deoxystreptaraine overeenkwomen; voor deze coraponenten werd derholve oon twee isomere deoxy-ino-sadiominen-1,3 gedocht. De tweede, derde en vierde groep bevatten respectievelijk de coraponenten C en D, E en F , en tenslotte G. De R -waarde van G kwam met die von de 2-ominocyclohexonolen over-een terwijl de derde groep (E en F), wot de R -waarde betrof, ge-leek op de ominocyclohexoondiolen. Uit de groep der diaminocyclo-hexoandiolen wos geen verbinding beschikboor die ols referentiestof kon worden gebruikt. Het wos echter woorschijnlijk dot de compo-nenten C en D met die groep verwant zouden zijn.

Nadat enkele componenten afzonderlijk woren geïsoleerd bleken deze veronderstellingen, hoewel in grote trekken juist, ten oonzien van de coraponent B te simplistisch.

3.2 Scheiding in groepen en in afzonderlijke componenten

3.2.1 Door herhaald kristalliseren

Kristollisotie von het mengsel (zie porogroof 2.4) leverde een fractie op waarin alleen de componenten A, B en C voorkwamen. Een dergelijk mengsel werd vijf maal door kristolliseren gefroctionneerd. De soraenstelling von de frocties bleef daorbij ongewijzigd zoals uit de chromotograraraen von de ochtereenvolgens verkregen

kristol-' B e r e i d w i l l i g t e r b e s c h i k k i n g g e s t e l d door de K o n i n k l i j k e N e d e r l a n d s e