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Research Collection

Doctoral Thesis

Analytische Untersuchungen an Mono- und Disacchariden

Author(s): Khadem, Hassan Saad El

Publication Date: 1950

Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000089217

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Analytische Untersuchungen

an Mono- und Disacchapiden

VON DER

EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE

IN ZÜRICH

ZUR ERLANGUNG DER WÜRDE EINES

DOKTORS DER TECHNISCHEN WISSENSCHAFTEN

GENEHMIGTE

PROMOTIONSARBEIT

VORGELEGT VON

Hassan Saad El Khadem

B. Sc. (Hons.), aus Kairo

Referent : Herr Prof. Dr. V. Prelog

Korreferent: Herr Prof. Dr. L. Ruzicka

ZÜRICH 1950

DISSERTATIONSDRUCKEREI LEEMANN AG.

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DEM ANDENKEN MEINER MUTTER

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Herrn Prof. Dr. L. Ruzicka

unter dessen Leitung diese Arbeit durchgeführt wurde,

danke ich herzhch für das Interesse, das er mir entgegen¬

brachte.

Besonders herzhch danken möchte ich

Herrn Privatdozent Dr. Emil Hardegger

für die unermüdliche Unterstützung meiner Arbeit und

für das mir stets entgegengebrachte Wohlwollen.

5

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a

Inhaltsverzeichnis

Osazone und Osotriazole von Mono- und Disacchariden 9

Monosaccharid-hydrazone .-39

Chromatographie von Mono- und Disacchariden an Filterpapier ... 47

Oxydation reduzierender Mono- und Disaecharide mit molekularem

Sauerstoff in alkalischer Lösung 53

Experimenteller Teil 68

Zusammenfassung91

7

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Osazone und Osotriazole von Mono- und Disacchariden

Einleitung

„Je größer die Zahl der organischen Verbindungen wird, um so

schwieriger ist es, mit den Eigenschaften der einzelnen so vertraut

zu werden, daß man dieselben leicht wieder erkennen kann. Um so

wertvoller sind anderseits die Mittel, welche den analytischen Nach¬

weis einer großen Zahl von Körpern auf bequeme Weise ermög¬

lichen." Mit diesen Worten beginnt Emil Fischers1) grundlegende

Abhandlung über die Herstellung der Zucker-osazone.

Die Zucker-osazone haben sich seither als ausgezeichnete Hilfs¬

mittel zur Klassifizierung2) reduzierender Zucker erwiesen. Auch

als Zwischenprodukte zur Herstellung von Isoglycosaminen3), von

Osonen4)5)6), die ihrerseits beispielsweise zur Umwandlung von

Aldosen in Ketosen5)3)7), sowie zur Synthese von Ascorbinsäure8)9)

verwendet werden können, haben die Osazone ausgedehnte An¬

wendung gefunden. Obwohl seit 1884 bekannt und für analytische

>) B. 17, 579 (1884).

2) Da das gleiche Osazon z. B. aus Glucose, Mannose, Fructose, Glucosa-

min und Glucoson entsteht, muß die nähere Charakterisierung bzw. die

Identifizierung reduzierender Zucker mit Hilfe anderer Derivate vorgenom¬

men werden.

3) E. Fischer, B. 19, 1920 (1886).

4) E. Fiacher, B. 21, 2631 (1888).

6) E. Fischer, B. 22, 88 (1889).

•) E. Fischer und E. Armstrong, B. 35, 3141 (1902).

') K. Maurer und B. Schiedt, B. 68, 2187 (1935).

8) T. Reichstein, A. Grüßnerxmd R. Oppenauer, Helv. 16, 561,1019 (1933) ;

17, 510 (1934).

») W. N. Haworth, E. Hirst, J. Jones und F. Smith, Soc. 1192 (1934).

9

Zwecke häufig gebraucht, wurden die Osazone erst in jüngster Zeit

genauer untersucht, d. h. ihre Bildungsweise, Konstitution und

chemischen Eigenschaften studiert.

Osazone als analytische Zucker-Derivate

Reduzierende Zucker können, wie die Erfahrung lehrt, nur dann

in Osazone übergeführt werden, wenn sich in a-Stellung zur Car-

bonyl-Gruppe im Zuckermolekül ein zweites Carbonyl-, eine En-

diol-, Oxy-, Amino-, Methoxy- oder Thioalkyl-Gruppe vorfindet.

Mit öl, j8-Di-carbonyl-Zuckern, z. B. Osonen, erfolgt die Osazon-

bildung leicht und fast quantitativ schon in der Kälte; bei 2-0-

Methyl und 2-S-Methyl-Zuckern erfordert sie dagegen schon sehr

energische Bedingungen, wobei die Osazone meist nur in schlechter

Ausbeute entstehen.

Für die Darstellung der Zucker-osazone sind, seit der von E.

Fischer angegebenen Vorschrift viele Verbesserungen vorgeschlagenworden. Nach E. Fischer10)11) sollen einTeil Zucker, zweiTeile Phenyl-hydrazin-hydrochlorid und drei Teile Natriumacetat in Wasser eine

Stunde auf dem Wasserbad erhitzt werden. Die nach dem Abkühlen

aus der Reaktionslösung ausgefallenen Osazone werden aus Alkohol-

Wasser umkristallisiert. Für die Herstellung der Osazone empfiehltes sich, wegen der leicht eintretenden Autoxydation aromatischer

Hydrazine, mit reinem, bzw. frisch umkristallisiertem Hydrazin-Salzzu arbeiten. Das optimale pH der Reaktionslösung soll zwischen 4-6

liegen12). Ein Zusatz von Natrium-bisulfit soll das Entstehen von

gefärbten Nebenprodukten verhindern13). Nach eigenen Erfah¬

rungen hat die Dauer der Reaktion einen großen Einfluß auf Rein¬

heit und Ausbeute der Osazone; es bewährte sich, das Erwärmen der

Lösung einzustellen, sobald in der Reaktionsmischung eine Farb¬

änderung von hellgelb nach braun eintrat. In manchen Fällen, wie

10) B. 17, 579 (1884).

") B. 20, 821 (1887).12) /. O. Garard und H. G. Sherman, Am. Soc. 40, 955 (1918).13) R. H. Hamilton, Am. Soc. 56, 487 (1934).

10

z. B. beim p-Brom-phenyl-osazon aus Galactose, betrug demzufolgedie Reaktionsdauer zur Erzielung optimaler Ausbeuten nur einigeMinuten. Verschiedene in der Literatur noch nicht oder als mit

Schwierigkeiten herstellbar bezeichnete Osazone konnten leicht und

rein isoliert werden, wenn die Dauer des Erhitzens der Reaktions¬

lösung in der oben angegebenen Weise verkürzt wurde. So wurden

unter anderem die p-Tolyl-osazone aus L-Rhamnose und L-Sorbose,

das p-Brom-phenyl-osazon aus D-Galactose und das /3-Naphthyl-osazon aus D-Glucose hergestellt, wobei die letztere Verbindungals das einzige bisher bekannte Naphthyl-osazon Beachtungverdient.

Die Zucker-osazone sind wenig beständig. Sie zersetzen sich oft

schon bei längerem Aufbewahren unter Dunkelfärbung und schmel¬

zen ausnahmslos unter Zersetzung.Die Zersetzungstemperatur der Zucker-osazone ist weitgehend

von der Erhitzungsgeschwindigkeit abhängig, was die Identifi¬

zierung eines Osazons durch Schmelzpunkt-Bestimmung oder

Mischproben unzuverlässig macht. Die Lösungen der Osazone zeigen

Mutarotation, was auf die Anwesenheit von mindestens zwei Iso¬

meren im Gleichgewicht schliessen lässt. Die Isomeren wurden je¬

doch bisher noch nicht isoliert. Die Drehungsmessungen stossen,

infolge der tiefgelben Färbung der Osazon-Lösungen, im Na-Licht

auf Schwierigkeiten.Da Zucker-osazone in charakteristischer Weise kristallisieren,

haben W. Z. Hassid und R. M. McCready1*) eine interessante Me¬

thode zu ihrer Bestimmung vorgeschlagen; danach genügt zur

sicheren Identifizierung der Osazone die oberflächliche mikrosko¬

pische Beurteilung der Kristallformen und der Form der Kristall-

Aggregate.

Mechanismus der Osazonbildung

Im Jahre 1887 schlug Emil Fischer11) folgenden Reaktions¬

mechanismus für die Umwandlung der Aldosen bzw. Ketosen in

die Osazone vor:

14) Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 14, 683 (1942).

11

H—C=0 H—C=NNHC6H6 H—C=NNHC6H5| C.H.NHNH, | C.H.NHNH, |

H—C—OH > H—C—OH > C=0 + C6H6NH2 + NH,

+H20

I II III

C.HsNHNH., /

H—C=NNHC6H6 -* /

| +H20C=NNHC6H5| C,H,NHNH2

IV"*

\

CH2OH CH2OH H—C=0I CH.NHNH, | C.H.NHNH, |C=0 > C=NNHC6H5 *- C=NNHC6H5 + C6H6NH2 + NHi

+ H20

la IIa Ilia

Nach dieser Formulierung verläuft die Reaktion in 3 Stufen. Die

erste Stufe besteht in der Umsetzung der Carbonyl-Form I bzw.

Ia mit Phenyl-hydrazin zum Phenyl-hydrazon. Dann wird ange¬

nommen, dass die dem Hydrazon-Rest benachbarte Oxygruppein II bzw. IIa, also im Aldose-phenyl-hydrazon II das sekundäre

Hydroxyl an C-2 bzw. im Ketose-phenyl-hydrazon IIa die primäreOxygruppe an C-l, durch ein zweites Mol PhenylJrydrazin zum

Carbonyl oxydiert wird, während Phenyl-hydrazin zu Anilin und

Ammoniak reduziert werden soll. In letzter Stufe setzt sich das

a-Carbonyl-phenyl-hydrazon III bzw. lila mit einem dritten Mol

Phenyl-hydrazin zum Osazon IV um.

Die zweite Stufe in diesem Schema Fischers mag fragwürdigerscheinen, da es unwahrscheinlich ist, dass die sekundäre Oxy¬gruppe in II, bzw. die primäre Oxygruppe in IIa, durch Phenyl¬hydrazin oxydiert werden. Bekanntlich sind aromatische Hydrazinestarke Reduktionsmittel. Anilin und Ammoniak wurden jedoch im

Reaktionsgemisch festgestellt.Von J. Kenner und E. C. Kneif16) wurde ein Versuch unternom¬

men, diese Schwierigkeiten der zweiten Stufe der Fischerschen

Formulierung zu überwinden. Sie beobachteten, dass Salze des

Phenyl-hydrazins leichter reduktiv zu spalten sind, als die freie

16) B. 69, 341 (1936).

12

Base. Sie demonstrierten dies, indem sie 1 Mol Phenyl-hydrazin-

hydrochlorid mit 1 Mol Phenyl-hydrazin erwärmten, wobei schon

bei 165° ein glatter Zerfall in Anilin, Ammoniak, Benzol und Stick¬

stoff eintrat, während nach B. Walter11) die freie Base den gleichenZerfall erst bei 300° erleidet.

Eine einleuchtende Theorie der Osazonbildung wurde von F.

Weygand18) vorgeschlagen. Sie beruht auf der Beobachtung, dass

die aus p-Toluidin-D-glucosid (I) durch Amadori-Umlagerung19)

hergestellte 1-Desoxy-l-N-p-toluidin-fructose (II) mit Phenyl-

hydrazin-hydrochlorid und Natrium-aeetat unter Bildung des D-

Arabo-hexose-phenyl-osazons (VI) reagiert. Die Ausbeute an Phe-

nyl-osazon ist dabei grösser als bei der Umsetzung freier Zucker

mit Phenyl-hydrazin. F. Weygand vermutet, dass diese Reaktion

H—C—NHC6H4CH3

H—C—OH

HO—C—H

IH—C—OH

H—C

CH2OH

CH2NHC6H4CH3

OAmadori-Umlagerung

(Erhitzen)

C=0

IHO—C—H

H—C—OH

H—C—OH

II

CH.NHNH,

VI

CH=NNHC6H5| C.H.NHNH,

C=NNHC6HB <

CH3C6H4NH2

V IV

CH=NC6H4CH3 CHNHC8H4CH3I IIC=NH * C NHNHC6H5 <-

C6H5NH2

III

CH2NHC6H4CH3

C=NNHC6H5

") J. pr. 53, 471 (1896).

18) B. 73, 1259 (1940).

19) Nach R. Kuhn und F. Weygand, B. 70, 769 (1937) entsteht durch die

Amadori-Umlagerung die Isomerisierung eines N-Glucosids, z. B. von I zu der

entsprechenden N-substituierten Ketose II. Diese Umlagerung wurde mit

p-Toluidin, p-Phenetidin-, p-Anisidin- und 3,4-Dimethyl-anilin-N-glucosiden

durchgeführt; sie gelang bisher nicht an Phenyl-N-gluoosid.

13

folgendermassen vor sich geht: Das Phenyl-hydrazin kondensiert

mit der Ketogruppe in II unter Bildung eines Phenyl-hydrazons(III), das in der tautomeren Form (IV) Anilin abspaltet und mit

einem weiteren Molekül Phenyl-hydrazin das Arabo-hexose-phenyl-osazon (VI) und Toluidin als Nebenprodukt liefert. Diese Zwischen¬

produkte wurden von F. Weygand jedoch nicht isoliert.

Bei der Osazon-Bildung der Aldosen oder Ketosen20) kann an¬

genommen werden, dass die primär gebildeten Hydrazone IIa bzw.

IIb, einer Isomerisierung in die Oxy-amino-aethylen-Verbindungenlila bzw. Illb unterliegen, die ihrerseits durch eine Oxydo-Re-duktion unter Abspaltung von Anilin zu IVa bzw. IVb umgelagertwerden. Anschliessend daran fände unter Abspaltung von 1 Mol

NH3 und 1 Mol H20 eine Umsetzung mit zwei Mol Phenyl-hydrazinzum Osazon statt.

Andererseits könnte auch angenommen werden21), wie in Weg II

beschrieben ist, dass die aus Zucker und Phenyl-hydrazin zuerst

gebildeten Hydrazone IIc bzw. Ild zunächst eine Amadori-Um-

lagerung erleiden und, dass die so neu gebildete Keto- oder Aldehyd-Gruppe IIIc bzw. Illd mit einem weiteren Mol Phenyl-hydrazin zu

IVc bzw. IVd reagiert. Danach würde dieselbe Reaktionsfolge wie

bei der Osazonbildung aus den Isoglucosaminen (S. 13), d. h. die Ab¬

spaltung von Anilin unter Bildung eines Phenyl-hydrazons-IminsVIIc bzw. Vlld des Glucosons, stattfinden. Für diese Spaltung gäbees zwei Möglichkeiten, je nachdem ob die an C-l oder an C-2 lie¬

gende -NH-NH-Gruppe gespalten wird. Schliesslich fände Austauschdes Imino-Restes gegen einen weiteren Phenyl-hydrazin-Rest unter

Osazonbildung statt.

Keines dieser auf beiden Wegen erwähnten Zwischenproduktewurde von F. Weygand isoliert, doch enthalten die Weygand'sehenFormulierungen entgegen dem von E. Fischer angenommenenReaktionsmechanismus keine unwahrscheinlichen Umsetzungen.

Die von F. Weygand entwickeltenAnschauungen über den Mecha¬

nismus der Osazonbildung sind heute, unter Aufgabe der alten

Fischerschen Formulierung, wohl allgemein anerkannt.

20) Formeln s. S. 15.

21) Formeln s. S. 16.

14

B o

+w

M»

u M

g a

il &m ilÖ—o-

M£ O

Il IIO—o-

M3

8te

o

W

a w

U-Ia

a

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Bo

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O M

+

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a+

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MZM

W

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a ilo—o—

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S SS=cL

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a ^ aXiM

°„ £ + h-1

a «o—o—

- K

w•awfc

M

ü

aO o Aa il M

O—ïi—

15

Weg

II

H—C=0

H—C=NNHC,H5H—C—NHNHC8H5H.CNHNC.H,

H„CNHNHO,H5

I

C.H.NHNH,

|

H—C—OH

>

H—C—OH

>

le

Ile

CH=NNHC6H6

C=NNHC6H6

+NH,

C

—

O

H

IIIIc

CH2OH

IC=0

I Id

>C=0

IIVc

H—C=NH

C=NNHC„H5

I V

I

I

c

+

C6HBNH2

H—C

=

NNHCeH5

C

=

N

H

VIId

C.N.NHNH,

->

C=N-NHC6H5

Vc C—N

HNHC6HB

VI

CH2OH

HC—OH

H—C=0

C.H.NHNH,

|l|

|

C,H,NHNH,

*

C=NNHC6H5

->

C—NHNHC„H6->

H-C-NHNHC,H5

H-C=NNHC6H6

IId

IIId

IVd

>

H-C-NHNHC6H5

Vd

Konstitution der Zucker-osazone

Die Aufklärung der Konstitution der Zucker-osazone erwies sich

als ein schwieriges Problem. Bis heute ist man nicht in der Lage,den verschiedenen Osazonen eine Strukturformel zuzuordnen, die

mit den experimentellen Ergebnissen völlig im Einklang steht.

Die von Emil Fischer22) vorgeschlagene Formel I gab zu Zweifeln

Anlass, als E. Zerner und R. Waltuch23) und später andere For¬

scher24)25) beobachteten, dass Osazone in Alkohol- oder Pyridin-

Lösung Mutarotation zeigen. Die Tatsache der Mutarotation

weist darauf hin, dass die gelösten Osazone mit einer oder mehreren

anderen Formen im Gleichgewicht stehen, dass also für das kristal¬

lisierte Osazon neben der Formel I noch weitere Strukturen in Er¬

wägung zu ziehen sind. Aus diesem Grunde wurden für die Osazone

ausser I verschiedene andere Strukturformeln vorgeschlagen; unter

diesen weiteren Formen scheint jedoch nur die cyclische II von Be¬

deutung.Im folgenden werden experimentelle Ergebnisse mitgeteilt,

die abwechselnd Formel I und Formel II als die wahrschein¬

lichere erscheinen lassen. Wenn auch mehr Argumente zugunsten

der Formel I sprechen, so schliessen diese Formel II doch nicht

aus. Ein zwischen den beiden Formen in Lösung bestehendes

Gleichgewicht, das durch die Reaktion zugunsten der einen oder

C=NNHC6H5

CH(OH)

CH = NNHC6H6

-C—NHNHC6H5

CH(OH)II

CH(OH) O CH(OH)

CH(OH)

CH2(OH)

CH(OH)

CH,

22) B. 20, 821 (1887).

23) Monatshefte 35, 1025 (1914).

24) P. A. Levene und F. B. La Forge, J. Biol. Chem. 20, 429 (1915).

26) E. Anderson, W. Charlton und W. N. Haworth, Soc. 1329 (1929).

17

der anderen verschoben wird, wäre die beste Erklärung dieser wider¬

sprechenden Tatsachen.

E. Percival und E. 0. V. Percival28) konnten bei der Behandlungvon D-Arabo-hexose-phenyl-osazon mit Dimethylsulfat in alkalischer

Lösung ein Monomethyl-D-arabo-hexose-phenyl-osazon isolieren,welches sich als verschieden von den bisher bekannten 3-, 4- und

6-Mono-methylderivaten erwies und als 5-Methyl-phenyl-osazon an¬

gesprochen wurde. Mit p-Nitro-benzaldehyd lieferte es ein Oson,das mit Phenyl-hydrazin in der Kälte, nach wenigen Minuten, das

gleiche Monomethyl-phenyl-osazon ergab; dadurch ist die Anwesen¬

heit einer N-Methyl-Gruppe ausgeschlossen. Die Autoren schliessen

daraus, dass vor der Methylierung im Osazon die Oxygruppe an

C-5 frei war.

Das mit Dimethyl-sulfat vollständig methylierte Arabo-hexose-

phenyl-osazon (I) wurde von Percival26) als Öl erhalten und als ein

Tri-O-methyl-arabo-hexose-N-methyl-phenyl-osazon (II) beschrie¬

ben. Dieses Tri-O-methyl-osazon wurde mit p-Nitro-benzaldehydzu Trimethyl-glucoson (III) umgesetzt und letzteres mit Zink und

Eisessig zur 3, 4, 5-Trimethyl-fructo-pyranose (IV) reduziert, wo¬

mit bewiesen ist, dass die drei Oxygruppen an C-3, C-4 und C-5'

vor der Methylierung des Osazons frei waren. Durch die Umwand¬

lung von Glucose ins Phenyl-osazon scheint somit der in Glucose

vorhegende Pyranose-halbacetal-Ring geöffnet und ein neuer Ringim Osazon gebildet worden zu sein, während an den Oxygruppenin Stellung 3, 4 und 5 offensichtlich kein Eingriff vorgenommenwurde.

Diese Ergebnisse stützen die Formulierung II, Seite 17. Mit

Formel I (S.17) stehen sie nicht in Einklang, weil nicht einzusehen

ist, weshalb bei der Behandlung des Osazons mit Dimethylsulfat die

sekundären Oxy-Gruppen in Stellung 3, 4 und 5, nicht aber das

primäre Hydroxyl an C-6 veräthert wurde.

0. Diels27) stellte fest, dass zwischen D-Arabo-hexose-phenyl-osazon und Tritylchlorid, das normalerweise mit primären, nicht

aber mit sekundären Oxygruppen reagiert, keine Umsetzung

M) Soc. 1398 (1935).

27) B. 71, 1189 (1938).

18

HC=NNHC6H5 HC=NNHCßH,

HO-

O

C—NHNHC6H5

OH

OH

CH2

(CH,).SO.*

Alkali

-C-NHN(CH3)C6H5

MeO-

O OMe

OMe

CH2

II

CH.OH

I-G—OH

MeO-

O

IV

OMe

OMe

CH,

Zn + CH„COOH

III

HC=0

I—C—OH

MeO-

O OMe

OMe

CH2

stattfindet, was ebenfalls für Formel II und gegen Formel I

spricht.Die Kettenformel I stützen folgende Tatsachen:

1. Nach L. L. Engel28} haben Glycerin-aldehyd-phenyl-osazonund Zucker-osazone ähnliehe U.V. Absorptionsspektren29). Da eine

Ringbildung bei Glycerin-aldehyd-phenyl-osazon unwahrscheinlich

ist, nimmt er die Kettenformel I für Zucker-osazone an. Dass die

von Engel zugunsten von I gegebenen Argumente nicht ausser Acht

gelassen werden dürfen, ergibt sich aus den bisherigen Erfahrungenmit U.V. Absorptionsspektren, wonach für die Form II eine der

Kettenform I entsprechende ins Kurzwellige verschobene Bande

vorausgesagt werden kann.

28) Am. Soc. 57, 2419 (1935).

29) Lyxo-hexose-phenyl-osazon Maxima bei 254 312

Glycerinaldehyd-phenyl-osazon „ „250 318

Threopentose-phenyl-osazon „ „256 315

Methyl-glyoxal-phenyl-osazon ,, ,,300

Dimethyl-glyoxal-phenyl-osazon ,, ,,302

(Die Werte der Extinktion wurden nicht angegeben).

390 m^i

381 mn

390 m/i

361 m^

357 m/i

19

Einen Hinweis auf die möglicherweise nicht ganz richtige Inter¬

pretation von Engels Untersuchungen gibt die Verschiedenheit von

Spektren der Zucker-osazone und des aus Glycerin-aldehyd her¬

gestellten Osazons von den aus Methyl-glyoxal und Dimethyl-glyoxal bereiteten Osazonen29). Engel führt den Grund dieses

Unterschiedes in der Lage des Absorptions-Maximums in den U. V.

Spektren auf den Einfluss des Sauerstoff-Atoms an C-3 in Zuckern

und im Glycerin-aldehyd zurück. Er erklärt die Mutarotation

durch eine partielle Verseifung der Zucker-osazone und stützt die

Ansicht mit folgenden Beobachtungen:Bei der Behandlung von D-Fructose-N-methyl-phenyl-osazon mit

Phenyl-hydrazin oder p-Nitro-phenyl-hydrazin erhält man schon

bei Zimmertemperatur gemischte Osazone, z. B. D-Arabo-hexose-

(l-methyl-phenyl-2-phenyl-)-bis-hydrazon aus D-Arabo-hexose-me-

thyl-phenyl-osazon und Phenyl-hydrazin. Die Bildung dieser Deri¬

vate lässt eine lose Bindung zwischen Hydrazin-Rest und Zucker

in den Osazonen vermuten.

HC=N-N(CH3)C6H5 c.h.nhnh, HÇ=N-N(CH3)C6H6C=N—N(CH3)C6H5

*"

C=N—NHC6H5

I+ C6H5(CH3)N—NH2

2. M. L. Wolfrom, M. Königsberg und 8. Saltzberg30) kamen in

einer Arbeit über die Verseifung von Zucker-osazon-acetaten zu den

gleichen Ergebnissen wie Engel: ,,dass in dem Arabo-hexose-phenyl-osazon die Kettenformel I vorliegen muss". Wolfrom und Mitarbei¬

ter verseiften die Tetra-acetate von D-Arabo-hexose-phenyl-osazonund D-Lyxo-hexose-phenyl-osazon nach einer von Kunz und Hud¬

son31) für stickstoffhaltige Verbindungen der Zuckerreihe ausgear¬

beiteten Methode, nach der nur O-Acetyl, nicht aber N-Acetyl-Gruppen32) angegriffen werden sollen. Nachdem sich herausstellte,

30) Am. Soc. 58, 490 (1936).

31) Am. Soc. 48, 1982 (1926).

32) Die Acetate werden in Aceton gelöst und die eiskalte Lösung tropfen¬weise mit 0,1-n. KOH versetzt, darauf 2 Stunden bei Zimmertemperaturstehen gelassen und der Überschuss von Alkali mit 0,2-n. HCl zurücktitriert.

20

dass in den auf diese Weise behandelten Osazon-tetra-acetaten alle

4 Acetyl-Gruppen verseift wurden, konnten die Osazone, bzw.

deren Acetate nur nach der Kettenformel I erklärt werden33).Percival betonte als Einwand gegen diese Interpretation der experi¬mentellen Ergebnisse Wolfroms und seiner Mitarbeiter, dass unter

den Versuchsbedingungen unter Umständen auch N-Acetyle, z. B.

et, ß-Diacetyl-phenyl-hydrazin, verseift werden.

3. Bei der Einwirkung von 3 Mol Perjodsäure auf eiskalte34)

Arabo-hexose-phenyl-osazon-Lösung erhielten E. Chargaff und

B.Magasanik3&) das 1,2-Bis-phenyl-hydrazon des Mesoxaldehydes in

85-proz.Ausbeute und formulieren ihre Resultate folgendermassen36) :

CH=NNHC6H5 CH=NNHC6H5

C = NNHC6H5 C=NNHC6H6| 3 HJO, |

I HO—C—H > CHO II

H—C—OH + 2 HCOOH

IH—C—OH +HCHO

CH,OH + 3 HJO,

33) Nach Formel II müßte ein Tetra-acetat neben drei O-Acetyl- eine

N-Acetyl-Gruppe aufweisen.

84) P. Karrer und K. PfaeMer, Helv. 17, 766 (1934), erhielten unter ener¬

gischeren Bedingungen bei der Einwirkung von Perjodsäure auf Arabo-

hexose-phenyl-osazon bei Zimmertemperatur ein weiteres Oxydations-Pro¬

dukt, das Phenyl-osazon IV des Mesoxalsäure-halbaldehyds, das sich

durch Wasserabspaltung in das in 20-proz. Ausbeute isolierte Pyrazolon-

Derivat VI vom Smp. 150°, umwandelte. Ein Mol. Formaldehyd wurde

mit Dimedon nachgewiesen.

CH=NNHC6H5

C=NNHC6H51COOH

CH=N

-HaO 1 |—> C6H6NHN=C N—C6H5

VII0

CH=N

-> C.H5NHNH-C N—C,H5^/C

11

OH

IV V VI

36) Am. Soc. 69, 1459 (1947).

3*) Weder Formaldehyd noch Ameisensäure wurden quantitativ bestimmt.

21

Demnach verläuft die Oxydation wie bei Annahme der Ketten¬

formel erwartet werden kann, da nach den bisherigen Erfahrungendurch die Behandlung mit Perjodsäure aus II der Dialdehyd III

entstehen müsste. Ein Gleichgewicht zwischen I und II kann sich

jedoch, wie auf Seite 17 erwähnt, in Gegenwart von Fremdionen

fast ausschliesslich zugunsten der Kettenform verschieben. Eine

ähnliche, rasche Verschiebung des Gleichgewichtes zwischen Ket¬

ten- und Ringform tritt bei der Glucopyranose auf, die bei der Oxy¬dation mit Perjodsäure nicht den erwarteten Dialdehyd, sondern

Formaldehyd und Ameisensäure ergibt.

CH=NNHC6H6

—C—NHNHCeH5ICHO

O

CHO

I— CH2

III

Umsetzungen der Osazone

I. Herstellung von Osonen. Die Umwandlung der Osazone

in Osone wurde zuerst von Emil Fischer37)38)39) mit Hilfe von kon¬

zentrierter Salzsäure durchgeführt; später gelang es, die Umwand¬

lung mit Hilfe von Benzaldehyd und noch besser mit Brenztrauben-

säure40) vorzunehmen. Die Osone haben kürzlich eine interessante

Anwendung zur Synthese von Ascorbinsäure und ihrer Homologen

") B. 21, 2631 (1888).

38) B. 22, 88 (1889).

39) F. Fischer und E. F. Armstrong, B. 35, 3141 (1902).40) L. Brüll, Ann. Chim. applicata 26, 415 (1936).

22

gefunden41)42). Mit Zink und Essigsäure reagieren sie unter Bildung

von Ketosen43).

II. Umwandlung der Osazone in Iso-glycosamin:Durch Reduktion mit Zink und Essigsäure gewann Emil Fischer**)

aus Arabo-hexose-phenyl-osazon das Iso-glucosamin (III), das auch

als 1-Desoxy-l-amino-fructose (II) bezeichnet werden kann. Das

freie Iso-glucosamin kann auch aus D-Glucose mit Ammoniak

in Methanol hergestellt werden45). Aus Isoglucosamin wird durch

Umsetzung mit Phenyl-hydrazin wieder das Arabo-hexose-phenyl-

osazon erhalten. Mit salpetriger Säure bildet sich aus Iso-glucos¬amin Fructose46). K. Maurer und B. Schiedt'") konnten durch

Anwendung der katalytischen Hydrierung die Ausbeuten bei der

Umwandlung von Zucker-osazonen in Iso-glycosamine verbessern.

CH=NNHC„H5

C=NNHC6H5

Zn

CH.COOH

CH2NH,IC=0

CH2OH

II

O

-C—OH

CH2

III

III. Einwirkung von Basen auf Osazone. 0.Dielsi8) und

Mitarbeiter untersuchten die Wirkung von kochender 1-proz. alko-

41) T. Reichstein, A. Orüssner und B. Oppenauer, Helv. 16, 561, 1019

(1933); 17, 510(1934).

42) W. N. Haworth, E. L. Hirst J. K. N. Jones und F. Smith, Soc. 1192

(1934).

43) E. Fischer, B. 22, 88 (1889).

**) B. 19, 1920 (1886).

45) A. R. Ling und D. R. Nanji, Soc. 121, 1682 (1922).

«) E. Fischer und J. Tafel, B. 20, 2566 (1887).

47)B. 68, 2187 (1935).

48) A. 525, 94 (1936).

23

holischer Lauge auf Zucker-osazone. Sie isolierten aus Arabo-hexose-

phenyl-osazon Glyoxal-phenyl-osazon (I) in beträchtlicher Ausbeute

und schlössen daraus, dass das Arabo-hexose-phenyl-osazon durch

die Einwirkung von Alkali zwischen C-2 und C-3 gespalten wurde.

Andere Zucker-osazone führten ebenfalls zu Glyoxal-phenyl-osazon,nur Cellobiose reagierte in anderer Weise und gab eine Verbindungder Bruttoformel C17H24N208, der 0. Dfals ohne nähere Begründungdie Struktur II eines Pyridazin-Derivates zuschrieb.

CH

HO—CH N

C6Hn06—O—CH N—CBH5\

/

II H CH,OH

IV. Oxydation der Osazone in alkalischer Lösungmit Luft. Luft und Sauerstoff oxydieren, wie 0. Diels*9) zeigte,die Osazone in alkalischer Lösung. Unter Abspaltung von 2 Wasser¬

stoffatomen entstehen Dehydro-osazone (IV) in Ausbeuten von 20

Prozent. Diese Verbindungen können mit Acetanhydrid und Pyri¬din in Triacetate umgewandelt werden; mit Tritylchlorid findet keine

Umsetzung statt. Aus Methyl-phenyl-osazonen konnten in der oben

angegebenen Weise keine Dehydro-osazone erhalten werden, was

gut verständlich ist, wenn den Dehydro-osazonen die naheliegendeStrukturformel IV zugeschrieben wird.

CH=N—NHC„HB

C—NH—NHC6H5

O

CH, III

CH=N

I-c—n:

o

CH2

V/"—C6H5\-NHCÄ

IV

9) O. Diels, E. Cluss, H. S. Stephan und R. König, B. 71, 1189 (1938).

24

V. Die Umwandlung von Osazonen in Osotriazole

wurde von R. M. Hann und C. S. Hudson60) im Jahre 1944 beim

Kochen einer wässerigen Suspension von D-Arabo-hexose-phenyl-

osazon mit Kupfersulfat beobachtet. Spätere Publikationen von

W. T. Haskins, R. M. Hann und C. S. Hudson 5i-59) zeigten die all¬

gemeine Anwendbarkeit dieser Reaktion.

CH=NNHC6H5 CH=NVI CuSO, | >C6H5

> C=N/ + C„H5NH2

Die Bedeutung dieser Umsetzung beruht auf den interessanten

Eigenschaften der Osotriazole, welche sie für die Charakterisierung

und Identifizierung von Zucker-osazonen,bzw.Zuckernhervorragend

geeignet erscheinen lassen. Osotriazole besitzen günstige Löslich-

keitsverhältnisse, ausgesprochene Kristallisationsfreudigkeit und

weisen den Osazonen gegenüber folgende Vorteile auf:

1. Sie schmelzen scharf und ohne Zersetzung.

2. Sie zeigen erhebliche spezifische Drehungen ohne Mutarotation.

3. Sie können leicht durch Sublimation isoliert und gereinigt wer¬

den60).

4. Sie geben gut kristallisierende Acetate und Benzoate.

6») Am. Soo. 66, 735 (1944).

51) C. S. Hudson, J. Org. Chem. 9, 474 (1944).

52) Am. Soc. 67, 939(1945).

63) Am. Soc. 68, 1766 (1946).

64) Am. Soo. 69, 1050 (1947).

65) Am. Soc. 69, 1461 (1947).

66) Am. Soc. 70, 228 (1948).

") R. T. Regna, Am. Soc. 69, 246 (1947).

58) W. Z. Hassid, M. Doudoroff, A. Potter und H. Barher, Am. Soc. 70,

306 (1948).

69) F. A. Kuehl, E. Flynn, F. Holly, R. Moringo, K. Folkers, Am. Soc. 68,

536 (1946).

60) Osazone zersetzen sich bei der Sublimation.

25

Zur Herstellung der Osotriazole wird nach der Methode von

C. S. Hudson eine Suspension von Zucker-osazon mit Kupfersulfat,gekocht, bis alles Osazon verschwunden ist. Dann wird vom kupfer-haltigen Niederschlag heiss abfiltriert. Die Lösung wird durch Ein¬leiten von Schwefelwasserstoff von Kupferionen befreit und dasSulfation durch Kochen mit Bariumcarbonat entfernt. Die Aus¬beute an Triazol liegt meist zwischen 40 und 75 Prozent d. Th.

Eine im Verlaufe der eigenen Untersuchungen aufgefundene Ver¬

besserung des Verfahrens zur Herstellung der Triazole besteht dar¬

in, dass die Osazone in einem indifferenten, mit Wasser mischbaren

Lösungsmittel, wie Dioxan, der Einwirkung wässeriger Kupfer¬sulfatlösung unterworfen werden. Auf diese Weise ist die Um¬

wandlung von Osazon in Osotriazol nach kurzer Zeit beendet und

die Ausbeuten an Osotriazol sind durchwegs höher als nach der Me¬thode von C. 8. Hudson. In manchen Fällen, wie z. B. bei der Her¬

stellung von p-Tolyl-osotriazol aus L-Rhamnose, wo nach C. 8. Hud¬son nur Spuren von Osotriazol erhältlich sind, gewinnt man, bei der

Anwendung von Dioxan als indifferentem Lösungsmittel, über 80%L-Arabo-6-desoxy-hexose-p-tolyl-osotriazol.

In eigenen Versuchen über Zucker-osotriazole konnte ich die

Osotriazol-Reaktion auf L-Rhamnose und D-Chinovose mit Erfolganwenden und deren Phenyl-osotriazole herstellen. Da die Osotria¬zole sublimieren, wurde diese einfache Methode zu ihrer Isolierungund Reinigung angewendet. Die Osotriazole aus L-Rhamnose und

D-Chinovose sind, wie ihre Osazone, optische Antipoden und be¬

sitzen deshalb die gleichen physikalischen Eigenschaften. Sie un¬

terscheiden sich nur durch die entgegengesetzte optische Drehung;dieselben Verhältnisse liegen beim Phenyl-osotriazol aus L-Xylosevor, das die gleichen Eigenschaften aufweist wie der von C. S. Hud¬son aus D-Xylose hergestellte Antipode.

Acetylièrung mit Acetanhydrid und Pyridin, sowie Benzoy-lierung mit Benzoylchlorid und Pyridin gaben aus D-Threopentose-phenyl-osotriazol, 6-Desoxy-D- und L-Arabo-hexose-phenyl-osotria-zol die erwarteten Triacetate, bzw. Tribenzoate, die ebenfallsdurch Sublimation gereinigt werden konnten.

Durch Änderung der aromatischen Substituenten habe ich ver¬

sucht, die Isolierbarkeit der Osotriazole zu erleichtern. Durch Er-

26

setzen des Phenylrestes durch einen grösseren aromatischen Rest,

wie p-Tolyl, p-Bromphenyl oder ß-Naphthyl sollte die Löslichkeit

der Osotriazole in Wasser vermindert und damit ihre Isolierung

vereinfacht werden. Ausgehend von p-Tolyl-hydrazin bzw. p-Brom-

phenyl-hydrazin wurden deshalb eine Reihe verschiedener Oso¬

triazole hergestellt, z. B. p-Tolyl-osotriazole aus D-Glucose, d-

Galactose, L-Sorbose, D-Ribose, D-Xylose, L-Rhamnose und p-

Bromphenyl-osotriazole aus D-Glucose, D-Galactose und D-Ribose.

Alle diese Osotriazole wurden als Acetate und Benzoate charakteri¬

siert.

Das aus ß-Naphthyl-hydrazin und D-Glucose in obiger Weise

dargestellte Osazon, sowie das Osotriazol gaben mit Pikrinsäure

keine Pikrate.

Die von mir hergestellten p-Tolyl-, p-Bromphenyl- und j8-Naph-

tyl-osotriazole zeigten die erwartete Schwerlöslichkeit in Wasser.

Ihre Darstellung stösst jedoch auf einige Schwierigkeiten, da

p-Tolyl-, p-Bromphenyl- und /3-Naphtyl-hydrazin bei der Osazon-

bildung grössere Mengen gefärbter Nebenprodukte geben, die die

Bildung und Isolierung der Osazone erschweren. Die Struktur¬

formeln dieser Osotriazole und ihrer Acetate und Benzoate sind

auf den nächsten Seiten dargestellt; anschliessend folgt eine Tabelle

der bisher dargestellten Osotriazole:

Phenyl-osotriazole

H—C=NXI Î

C=N/

—OR

H—C=N

RO¬

CHER

I R = H

la R = CH3COlb R = C6H5CO

NCBH5

II R = H

Ha R = CH3CO IV

IIb R = C6H6CO IVb

RO-

H—C=Ns

NC6H5

-OR

-OR

CH3

III R = H

Ilia R = CH3CO

27

p- Tolyl-osotriazole

H

RO

H

—C

c;nc6h4ch3

H—C

C>C6H4CH3

H—C=NX1 ;nc6h4ch3

»— RO—' '—OR

—OR RO— '—OR

—OR —OR CH2OR

CH2OR CH2OR

V R =

Va R =

Vb R =

H

CH3COC6H5CO

VI R = H

Via R = CH3COVIb R = C6H5CO

VII R = H

Vila R = CH3COVllb R = C6H6CO

—C=NV1 ;nc6h4ch3

H—C=NVI ^NC6H4CH3

H—C=NX| >CeH4CH3

)—

—OR

RO—

—OR RO—

—OR

CH2OR RO¬ RO—

CHER CH3

VI

VI

VI

II R

IIa R

IIb R

= H

= CHgCO= C6H5CO

IX

IXa

R = H

R = CH3COX R = H

XaE = CH3COXbB = C6H5CO

p-Brom-phenyl-osotriazole

H—C=N

RO-

I Xî

OR

OR

CH20R

XI R = H

Xla R = CH,CO

H—C=N

I ;NC6H4Br

RO-

OR

OR

CH,OR

XII R = H

Xlla R = CELCO

H—C=NV

c=n/

—OR

—OR

XIII R = HXlla R = CHjCOXHIb R = C6H6CO

28

ß-Naphthyl-osotriazol

H—C=N.

C=N/NC10H7

HO-

-OH

-OH

CH2OH

(Die Bezifferung erfolgte in Übereinstimmung mit dem experimentellen Teil)

Bisher dargestellte Zucker-osotriazole

Phenyl-osotriazole aus

D-Arabinose Triacetat

L-Arabinose Triacetat

D-Xylose Triacetat

L-Xylose Triacetat *

D-Chinovose Triacetat *

L-Rhamnose Triacetat *

L-Fucose Triacetat

D-Allose

D-Glucose Tetraacetat

D-Galactose Tetraacetat

L-Sorbose Tetraacetat

5-Desoxy-L-sorbose

D-Altroheptose

D-Glucoheptose Pentaacetat

Tribenzoat 61)

Tribenzoat 61)Tribenzoat 62)

Tribenzoat * 63)

Tribenzoat 63)

Tribenzoat 64) 63)

Tribenzoat 63)

62)

65) 66)Tetrabenzoat

Tetrabenzoat 62)

Tetrabenzoat 62)

67)

Pentabenzoat 68)

Pentabenzoat 68)

* Nicht kristallin erhalten.

61) W. T. Haskins, R. M. Hann u. G. S. Hudson, Am. Soc. 68, 1766 (1946).

6a) W. T. Haskins, R. M. Hann u. G. S. Hudson, Am. Soc. 67, 939 (1945).

63) E. Hardegger und H. El Khadem, Helv. 30, 900 (1947).-

64) W. T. Haskins, R. M. Hann u. C. 8. Hudson, Am. Soc. 69, 1461 (1947).

65) R. M. Hann und G. 8. Hudson, Am. Soc. 66, 735 (1944).

66) F. A. Kuehl, E. Flynn, F. Holly, R. Mozingo, K. Folkers, Am. Soc. 68,

536 (1946).

«') P. P. Regno, Am. Soc. 69, 246 (1947).

«8) W. T. Haskins, R. M. Hann u. C. 8. Hudson, Am. Soc. 69,1050 (1947).

29

D-Mannoheptose Pentaacetat

D-Galactoheptose Pentaacetat

Maltose *

Lactose

Cellobiose HeptaacetatMellibiose

Gentiobiose

Turanose

1,3-D-Glucosido-

L-arabinose

p-Tolyl-osotriazole72) aus

Pentabenzoat e8)Pentabenzoat 68)

69)

62)

62)

64)

70)

69)

71)

Triacetat Tribenzoat

Triacetat * Tribenzoat *

Triacetat * Tribenzoat *

Tetraacetat Tetrabenzoat *

Tetraacetat * Tetrabenzoat *

Tetraacetat *

p-Bromphenyl-osotriazole73) aus

Triacetat Tribenzoat

Tetraacetat

Tetraacetat

ß-Naphtyl-osotriazol7i) aus

D-Glucose

D-Ribose

D-XyloseL-Rhamnose

D-Glucose

D-Galactose

L-Sorbose

D-Ribose

D-Glucose

D-Galactose

Konstitution und Eigenschaften der Osotriazole

In seiner ersten Mitteilung formuliert G. S. Hudson75) das x>-

Arabo-hexose-phenyl-osotriazol als ein 2-Phenyl-4-(arabo-tetraoxy-butyl)-l, 2, 3-triazol (I).

* Nicht kristallin erhalten.

69) G. S. Hudson, J. Org. Chem. 9, 474 (1944).70) W. T. HasMns, B. M. Hann u. C. S. Hudson, Am. Soc. 70, 2288 (1948).71) W. Z.Hassid, M.Doudorff,A. Potter, H. Barker, Am. Soc. 70,306 (1948).72) E. Hardegger und H. El Khadem, Helv. 30, 1478 (1947).73) Exp. Teü S. 77.

7i) Exp. Teü S. 80.

75) Am. Soc. 66, 735 (1944).

30

H—C=N

I >-C6H5C=N/

IHO—C—H

H—C—OH T

IH—C—OH

CH2OH

B-Arabo-hexose-phenyl-osotriazol gibt mit Acetanhydrid und

Pyridin ein Tetra-acetat und mit Benzoylchlorid ein Tetrabenzoat,

die sich wieder zum Ausgangstriazol verseifen lassen.

Bei der Oxydation von D-Arabo-hexose-phenyl-osotriazol mit

Natriumperjodat erhielten G. 8. Hudson und Mitarbeiter neben

Formaldehyd und Ameisensäure 2-Phenyl-4-formyl-l,2,3-osotriazol

(II) in mehr als 80-proz. Ausbeute. Sie formulierten ihre Resultate

folgendermaßen :

H—C=NVI >-C6H5c=n/ II

ICHO

H--C=NX

c=n/1

HO-1

-C—H

H--C—OH

H--C—OH

CH2OH

NC.H,

3 NaJO,

+ 2 HCOOH

+ HCHO

+ 3NaJ03

Das 2-Phenyl-4-formyl-l,2,3-osotriazol (II) erwies sich identisch

mit dem aus Monoacetyl-dinitroso-aceton (III) von H. von Pech-

mann,) hergestellten Osotriazol.

H—C=N(OAc) H—C=N(OAc)

1c=o

1H—C=NOH

CH.NHNH, | \

> C=NNHC6H51

H—C=NOH

IIIH—C=NV

| >C6H5 Säure

H—C=NX1 XN(

C=N/|

II CHO H—C=N0H

'•) A. 262, 294 (1891).

31

Auch aus anderen Zucker-osotriazolen erhielt G. 8. Hudson mit

Natriumperjodat immer das 2-Phenyl-4-formyl-l,2,3-osotriazol.In meiner Arbeit habe ich D-Arabo-hexose-phenyl-osotriazol (I)

mit 20-proz. Salpetersäure oxydiert und in 64-proz. Ausbeute 2-

Phenyl-l,2,3-osotriazol-4-carbonsäure (II) erhalten. Die Phenyl-osotriazol-carbonsäure, ihr Kaliumsalz und der Methyl-ester er¬

wiesen sich als identisch mit den von H. von Pechmann77) durch

Oxydation von 4-Methyl-phenyl-osotriazol (III) hergestellten Deri¬

vaten. Diese Befunde dürften als Bestätigung der C. S. Hudson-

schen Formel (I) und als Hinweis auf die Stabilität des Osotriazol-

ringes gegenüber Oxydationsmitteln gelten.

H—C=NX H—C=NX H—C=NVI >C6H5 | ;NC6H5 I )NC6H5C=N/ C=N/ C=N"/

I t IHO—C—H HNO, COOH KMnO, CH3

| > ««

H—C—OH II III

IH—C—OH

CH2OH K-Salz Methyl-ester

Das U. V. Spektrum von D-Arabo-hexose-phenyl-osotriazol Abb. 1

zeigt ein Maximum von Log. e = 4,2 bei 270 m/x, also bei derselben

Wellenlänge, an der sich auch die charakteristische Bande des

Benzolkernes befindet. Der grosse Extinktionskoeffizient der Oso-

triazol-bande wird wahrscheinlich von den miteinander verknüpftenBenzol- und Osotriazol-Ringen hervorgerufen, denn wie Abb. 1

zeigt, ist die Extinktion des Benzolkernes in Phenyl-hydrazin und

Anilin ebenfalls beträchtlich erhöht. Das U. V. Spektrum des nach

der Methode von H. von Pechmann78) hergestellten 4,5-Dimethyl-2-amino-osotriazols (2), besitzt bei 220—230 ni/u, ein Maximum von

log e = 3,6, und die Tatsache, dass diese Substanz keine Extinktion

bei 270 m ju, aufweist, lässt darauf schliessen, dass das Maximum von

") B. 21, 2761 (1888).

78) H. von Pechmann und Bauer, B. 42, 659 (1909).

32

log = 4,2 bei 270 m fi durch die gegenseitige Verknüpfung des Ben¬

zolkerns mit dem Triazol-Ring bestimmt wird.

C=NV /—-x

©-+-

- -$>

/

-

HO-

OH

OH

CH„OH

(1)

CHa

CH,

MD=N.

\

/C=N/N—NH2 (2)

'3000 2100 X00,H00 ÎM0 2000 Ä

Abb. 1

H2N- (4)

(5)

Mechanismus der Osotriazol-Bildung

Über die Funktion des Kupfersulfates bei der Umsetzung von

Zucker-osazoneh zu Triazolen ist nicht viel bekannt. Das Kupfer¬

sulfat scheint die Umwandlung in Triazol, unter katalytischer Ab¬

spaltung von Anilin, welches in guter Ausbeute aus dem Reaktions¬

produkt isoliert werden kann, zu bewirken. Die am Anfang der

Raktion beobachtete tiefrote Farbe, die nach einiger Zeit wieder

verschwindet, wird von C. S. Hudson79) als Hinweis auf die inter-

'•) R. M. Hann und C. S. Hudson, Am. Soc. 66, 735 (1944).

33

mediäre Bildung eines roten Kupfer-Komplexes ausgelegt. Die Zer¬

setzung des roten Kupfer-Komplexes ist von der Abscheidung eines

unlöslichen kupferhaltigen Niederschlages und der Bildung von

Anilin und Osotriazol begleitet. Der offensichtlich wenig stabile

Kupfer-Komplex konnte bisher nicht isoliert werden.

Die Funktion des Kupfersulfats scheint für die Zucker-osotria-

zol-Bildung spezifisch zu sein. In meiner Arbeit machte ich zahl¬

reiche Versuche mit einer Reihe von Schwermetall-Salzen, um die

Umwandlung von Osazon zu Triazol durchzuführen. Aus keiner

dieser Reaktionsmischungen konnte Triazol isoliert werden. Die

Versuche wurden mit Kupferchlorid, Mangansulfat, Ferrisulfat,Quecksilbersulfat, Silbernitrat, Ferrichlorid und Quecksilberacetat

angesetzt. Bei Zugabe von Ferrichlorid zeigte sich eine Rotfärbungdes Reaktionsgemisches, ohne dass jedoch ein Triazol daraus iso¬

liert werden konnte; mit Quecksilberacetat entstand ein kristalliner,

quecksilberhaltiger Niederschlag. Doch konnte auch aus dieser

Reaktionsmischung kein Osotriazol gewonnen werden.

VI. Anhydro-Derivate aus Zucker-osazonen. In seiner

Arbeit über Osazone beschreibt Emil Fischer80) ein Anhydro-osa-zon, das er durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Lactose-phenyl-osazon erhielt. 1935 befassten sich O. Diels und B. Meyer81) mit

Anhydro-osazonen, die sie wie E. Fischer beim Kochen einer alko¬

holischen Zucker-osazonlösung mit wenig Schwefelsäure gewannen.Dieses einfache Verfahren zur Herstellung von Mono-anhydro-osa-zonen aus Osazonen bewährte sich in der Folge an den aus d-G1u-

cose, D-Galactose, D-Xylose, L-Arabinose, Lactose und Cellobiose

bereiteten Phenyl-osazonen. Einzig das Phenyl-osazon der Maltose

reagierte in anderer Weise und zwar unter Abspaltung von 2 Mol

Wasser, zu einem Di-anhydro-Derivat. Vorerst schlug 0. Diels für

das D-Arabo-hexose-anhydro-phenyl-osazon einen 3,6-Anhydro-Ring (I) (S. 36) vor82). In einer späteren Arbeit fand er aber fol-

80) B. 20, 821 (1887).

81) A. 519, 157 (1935).

82) O. Diels betrachtete das D-Arabo-hexose-mono-anhydro-phenyl-osa-zon mit dem von E. Fischer und K. Zach, B. 45, 456 (1912) und dem von

H. Ohle, L. v. Vargha und H. Erlbach, B. 61, 1212 (1928) aus 3,6-Anhydro-

34

gende charakteristische Eigenschaften der Zucker-anhydro-osazone,die sich nicht gut mit seiner Formel (I) (S. 36) vereinbaren Hessen:

1. Die Anhydro-osazone ergeben bei der Behandlung mit konzen¬

trierter Salzsäure keine Osone, wie nach Formel I (S. 36) zu

erwarten gewesen wäre.

2. Methyl-phenyl-osazone können durch Kochen mit Schwefel¬

säure nicht in Anhydro-Derivate umgewandelt werden, obwohl

es nicht verständlich ist, wieso eine Methylgruppe in den Hydra-zin-resten die Bildung eines 3,6-Anhydro-Ringes verhindern

könnte.

3. Beim Behandeln von Anhydro-osazonen mit Hydroxylamin-

hydrochlorid in Methanol erhielt 0. Diels das 5-Keto-4-phenyl-

hydrazon des l-Phenyl-4,5-dihydro-pyrazols IV, welches einen

Hinweis auf die Anwesenheit eines Ringes zwischen C-l und C-3

im Anhydroosazon bietet.

HC—C=NNHC6H5II !N C=0

\/N IV

IC6H5

Auf Grund dieser neuen Ergebnisse modifizierte 0. Diels seine

Formulierung I und schlug eine Formel II (S. 36) vor.

E. 0. V. Percival83)84) stellte auf Grund seiner nachfolgenden

Untersuchungsergebnisse eine von 0. Diels abweichende Anhydro-osazon-Formel III auf.

Das Anhydro-osazon von 0. Diels lieferte mit Acet-anhydrid und

Pyridin ein Diacetat und nicht ein Triacetat, wie nach der For¬

mel II von 0. Diels zu erwarten ist. Ferner gibt das Anhydro-osazon

glucose hergestellten Osazon (I) als identisch, da die Schmelzpunkte und

Drehungen der beiden Substanzen übereinstimmten. Später zeigte E. O. V.

Percival, Soc. 1320 (1937) und Soc. 783 (1945), dass die beiden Osazone nicht

identisch sein können, da ihre Acetate verschiedene physikalische Kon¬

stanten besitzen.

83) Soc. 1320 (1937).

84) Soc. 783 (1945).

35

mit Aceton keine Kondensationsprodukte, wie nach Formel II vor¬

ausgesetzt werden sollte. Da weder die Anhydro-osazone mit Trityl-chlorid, noch ihr p-Tosylat85) mit Natriumjodid in Reaktion ge¬bracht werden konnten, schliesst E. 0. V. Percival, dass am C-6 des

Anhydro-osazons von 0. Diels keine primäre Oxygruppe vorhanden

sei. Er nimmt daher an, dass das C-6 in einem Ring gebunden ist.

Diese Ergebnisse veranlassten E. 0. V. Percival, Formel III vor¬

zuschlagen.

CH=N.

C=NNHC6H5 C6H6NH—NH—C=C

C—H H—C—OHI I

H—C—OHH—C—OH

0 1H—C—iOH

CH,

CH2OH

II

-C—NHNC6H5

HO-C-H

0 H-C-OH

IH-C

-CH2 III

Es ist zu bemerken, dass die Formulierungen von 0. Diels, sowie

diejenigen von E. 0. V. Percival zum grossen Teil auf negativenForschungsergebnissen beruhen, was ihre Zuverlässigkeit möglicher¬weise beschränken dürfte.

Im Jahre 1936 entdeckte E. 0. V. Percival86) eine neue Methode

zur Herstellung von Anhydro-osazonen. Vollständig acetylierteZucker-osazone werden durch alkalische Verseifung in Anhydro-osazone umgewandelt. Auf diese Weise konnte E. 0. V. Percival*1)von dem Osazon-hepta-acetat der CeUobiose ausgehend, Mono-

anhydro-phenyl-osazon herstellen. Dieses erwies sich als identisch

mit dem aus dem Phenyl-osazon der CeUobiose mit Schwefelsäure

nach der Methode von 0. Dielsm) gewonnenen. Die nach den Metho¬

den von 0. Diels und E. G. V. Percival dargestellten Mono-anhydro-Derivate des Phenyl-osazons aus Lactose stimmten ebenfalls über¬

ein. Durch alkalische Verseifung des Hepta-acetyl-osazons aus

8ä) Als Öl gewonnen.

86) Soc. 1770 (1936).

") Soc. 1770 (1936).88) Soo. 750 (1941).

36

Maltose gewann E. 0. V. Percival89) zwei isomere Mono-anhydro-Derivate. Bei der Einwirkung von Schwefelsäure auf das Phenyl-

osazon aus Maltose erhielt 0. Diels90) aber ein Di-anhydro-osazon I.

NH

CH--C N—C6H5II II l/HN 0

\ /\ / \CH2OHN c

| / \H5Ce H OC6Hn05

Mono-saccharid-phenyl-osazone geben bei der alkalischen Ver¬

seifung ihrer Acetate Di-anhydro-Derivate91). Glucose, Galactose

und Gulose liefern bei dieser Raktion das gleiche Di-anhydro-osazon.Da diese 3 Zucker sich in der Konfiguration der C-Atome drei und

vier unterscheiden, nimmt E. 0. V. Percival92) an, dass während

der Bildung des Di-anhydro-osazones eine Waldensche Umkehrungan C-3 oder C-4 stattfindet. Es wäre jedoch denkbar, dass die Asym¬metrie der C-Atome 3 und 4 durch andere Vorgänge wie z. B. das

Entstehen einer von C3 — C4-Doppelbindung aufgehoben würde.

Das Di-anhydro-osazon reagiert nicht mit Tritylchlorid, was die

Beteiligung des C-6 an einem Ring annehmen lässt. Das An-

hydro-osazon aus Glucose, dessen Konstitution jedoch unsicher ist,

wurde von E. 0. V. Percival folgendermassen formuliert:

H—C-

I»H-C

IH—C—OH

ICH,

89) Soc. 1320 (1937).

90) A. 519, 157 (1935).

91) E. G. V. Percival, Soc. 1770 (1936).

92) Soc. 1384 (1938).

37

Ein Anhydro-osotriazol aus D-Arabo-hexose-anhydro-phenyl-osazon

Nachdem sich die allgemeine Anwendbarkeit der Osotriazol-

Reaktion erwiesen hatte, habe ich die Wirkung von Kupfersulfatan dem nach 0. Diels gewonnenen Anhydro-osazon aus Glucose er¬

probt. Arabo-hexose-phenyl-osazon wurde in Methylalkohol ge¬löst und mit wenig Schwefelsäure 5 Stunden gekocht. Während

0. Diels die Reaktionsmischung hierauf eindampfte und das An¬

hydro-osazon aus Pyridin kristallisierte, fügte ich nach der für die

Krisallisation von Osazonen gebräuchlichen Methode dem Reak¬

tionsgemisch heisses Wasser zu. Das Anhydro-osazon wurde in

schönen gelben Kristallen in einer Ausbeute von mehr als 90%erhalten, während die von 0. Diels angegebene Ausbeute nur 40

bis 50% betrug. Bei der Behandlung des Anhydro-osazons mit

Kupfersulfat erhält man ein ätherlösliches, sublimierbares, farb¬

loses, kristallines Produkt, dessen CH und N-Analysenwerte auf

die Bruttoformel C12H13N303 stimmten.

Über seine Konstitution ist folgendes bekannt:

1. Bei der Acetyüerung bildet sich ein Diacetat, das durch alka¬

lische Verseifung das Ausgangsprodukt liefert.

2. Durch Oxydation mit Salpetersäure erhält man die 2-Phenyl-l,2,3-osotriazol-4-carbonsäure und beweist damit die Anwesen¬

heit eines Phenyl-osotriazol-Systems.3. Die U. V. Spektren zeigen ein Maximum von log e 4,2 bei 270 m /u.;

dies sind die charakteristischen Werte für Phenyl-osotriazole(siehe Abb. 1).

Die experimentellen Tatsachen lassen auffolgende Formel schlies-

sen, in der die Lage des Anhydro-Ringes jedoch noch nicht be¬

stimmt ist:

H—C=N.

I ;n-c6h5

IC—H

IH—C—OHO |H—C—OH

,CH,

38

3600 34 00 3200 3000 - 2500 26 00 2400 2200 2000 A

À

Abb. 2

Monosaccharid-hydrazone

Einwirkung von Kupfersulfat auf Hydrazone und andere

stickstoffhaltige Derivate der Zucker

Zucker-hydrazone entstehen durch Kondensation aromatischer

Hydrazine mit Zuckern. Die Reaktion geht in der Kälte vor sich. Sie

wird im allgemeinen in alkoholischer oder schwach essigsaurer Lö¬

sung durchgeführt, da das optimale pH für diese Kondensationen,

wie auch für die Herstellung der Osazone, zwischen 4 und 5 hegt1).

Als Katalysatoren kommen, ebenfalls in Analogie zur Osazon-

Kondensation, Acetate und Phosphate2) zur Anwendung.

*) A. W. van der Haar, „Anleitung zum Nachweis, zur Trennung und

Bestimmung der Monosaccharide und Aldehydsäuren", Gebr. Bomtraeger,

Berlin (1920).

2) E. O. R. Ardagh und F. C. Rutherford, Am. Soc. 57, 1085 (1935).

39

Die Hydrazone werden, sofern sie schwer löslich sind, wie die

Osazone zur Identifizierung von Zuckern verwendet. Unter den

Monosaccharid-phenyl-hydrazonen sind jedoch nur die von Mannose

und Fucose in Wasser schwer löslich. Diese Tatsache bietet einen

einfachen Weg zur Isolierung und Reinigung von Mannose und

Fucose aus Mischungen oder natürlichen Extrakten. E. Fischer3)isolierte z. B. Mannose als Hydrazon aus den Oxydationsproduktenvon Mannit.

Obwohl das Gebiet der Zucker-hydrazone weniger erforscht

wurde als das der Zucker-osazone, ist die Konstitution z. B. der

Galactose-hydrazone4), mit Sicherheit festgestellt worden. Das

Glucose-phenyl- und das Fructose-methyl-phenyl-hydrazon treten

in zwei isomeren Formen auf und zeigen in Lösung Mutarotation.

Wie die Zucker-osazone zersetzen sich auch die Zucker-hydrazonebeim Schmelzen.

Die folgenden Seiten geben einen Überblick über die Versuche

zur Ermittlung der Konstitution der Glucose-phenyl-hydrazone.

Konstitution der Glucose-phenyl-hydrazone

Die Bildung der zwei Modifikationen des Glucose-phenyl-hydra-zons wird durch die Reaktionsbedingungen beeinflusst.

Emil Fischer5) erhielt aus zwei Teilen D-Glucose, einem Teil Was¬

ser und zwei Teilen Phenyl-hydrazin ein Hydrazon, das nach „zwei¬

maligem Umfallen" aus Alkohol/Äther den Smp. 144—145° auf¬

wies. Unter den gleichen Versuchsbedingungen gewannen B. Beh-

rend und F. Lohr6) ein Phenyl-hydrazon in Form von Blättchen mit

dem Smp. 159—160° und [a]D = —87 -> —50°. Bei Verwendungeines Überschusses an Phenyl-hydrazin in alkoholischer Lösung er¬

hielten sie Nadeln vom Smp. 140—142° und [a] D = —2° -> —50°.

Sie bezeichneten die beiden Hydrazone als „a"- und ,,j3"-Formen.

3) E. Fischer und J. Hirschberger, B. 21, 1806 (1888) und B. 22, 366,3219 (1889).

4) J. Compton und M. L. Wolfrom, Am. Soc. 56, 1157 (1934).

6) B. 20, 821 (1887).

6) A. 272, 170 (1892).

40

H. Jacobi1) stellte aus gleichen Teilen d-Glucose und Phenyl¬

hydrazin in 3/4 Teilen Wasser ein Hydrazon vom Smp. 113—116°,

[a]D = —46,9° dar. Hier dürfte ein Gemisch gleicher Teile der ,,«"-

und ,,/3"-Form vorliegen. R. Behrend und W. Heinsberg8) nahmen

an, dass die ,,<x"-Modifikation, gemäss Formel II, ein cyclisches

Derivat darstellt, während die ,,/3"-Form (I) als Derivat der Al¬

dehydform der Glucose das eigentliche Hydrazon darstellt. Durch

Acetylierung der „^"-Modifikation erhielten sie ein amorphes

Pentaacetat. Das „a"-Glucose-phenyl-hydrazon ergab bei der

Acetylierung ein kristallines Pentaacetat von Smp. 152°. Es wurde

als III formuliert, weil es nach Behandlung mit Benzaldehyd und

Kaliumhydroxyd Benzaldehyd-acetyl-phenyl-hydrazon lieferte.

Durch Verseifen mit Salzsäure bildete sich daraus das a-Acetyl-

phenyl-hydrazin. Die Anwesenheit einer N-Acetylgruppe im Penta¬

acetat der ,,a"-Form bestätigten sie durch die Acetylierung von

Glucose-a-acetyl-phenyl-hydrazon, wobei das gleiche Acetat III

mit dem Smp. 152° gewonnen wurde. Aus der Tatsache, dass die

„<x"-Form des Glucose-phenyl-hydrazon-pentaacetates eine N-Ace-

tylgruppe enthält, wurde geschlossen, dass eine Oxygruppe im

Hydrazon an einem Ring beteiligt ist. R. Behrend schlug eine For¬

mel III vor, in der jedoch der 1,4-Ring, sowie die Konfiguration

der Hydrazidgruppe am C-l nicht weiter bewiesen wurden.

H—C=NNHC6H5 H—C—NHNHC6H5

CH2OH

I „ß"-Modifikation

O

AcO-

(Ac)20->

Pyridin

-OAc

CH2OH CH2OAc

II „«"-Modifikation III Pentaacetat F = 152°

Durch die oben beschriebenen Versuche konnte in dem amorphen

Pentaacetat der ,,jS"-Form keine N-Acetylgruppe nachgewiesen

') A. 353, 106 (1907) und A. 362, 78 (1908).

8) A. 3?7, 189 (1910).

41

werden, was B. Behrend veranlasste, eine offene Form anzunehmen,in der alle 5 Acetylgruppen an die Oxygruppen gebunden sind.M. Frèrejaque9) fällte aus „«"- und ,,/?"-Glucose-phenyl-hydrazonmit Oxal- bzw. Pikrinsäure Phenyl-hydrazin als unlösliches Salz

aus und schloss aus der Beobachtung, dass die Lösung einen Dre¬

hungsabfall zeigte, wie er bei der a-D-Gluco-pyranose festgestelltworden war, dass sowohl ,,<%"- wie „j8"-Glucose-phenyl-hydrazonDerivate der a-D-Gluco-pyranose sind. Eine in der vorhegendenArbeit neu beschriebene Methode zur Isolierung von Zuckern aus

Hydrazonen mit Hilfe von Kupfersulfat erwies ebenfalls, auf Grundvon Drehungsmessungen, dass die aus ,,a "-Phenyl-, p-Mtro-phenyl-und asymmetrischen Diphenyl-hydrazonen gewonnene Glucosesich stets in der a-Form vorfand.

Rückgewinnung von Zuckern aus Hydrazonen

Zur Gewinnung der freien Zucker aus den Hydrazonen wurdenbisher zwei Methoden angewandt, deren eine auf einer Hydrolyseder Hydrazone mittels konzentrierter Salzsäure beruht, währenddie andere eine Zerlegung mit Hilfe von einfach gebauten Aldehydendarstellt.

Emil Fischer10)11) und J. Hirschberger führten im Jahre 1888

die Hydrolyse des Mannose-phenyl-hydrazons mit konzentrierterSalzsäure aus. Sie filtrierten vom ausfallenden Phenyl-hydrazin-hydrochlorid ab, neutralisierten die zurückbleibende Lösung mit

Bariumhydroxyd und Bleicarbonat und gewannen daraus Mannoseals Sirup. Die Isolierung der Zucker stiess infolge der in der Lösungenthaltenen Kationen auf grosse Schwierigkeiten und die Verwen¬

dung von Salzsäure machte die Methode nicht allgemein anwendbar,da z. B. Di-saccharide in saurer Lösung leicht hydrolisiert werden.Sie hat daher nur mehr historisches Interesse.

Einfache Aldehyde zerlegen Zucker-hydrazone in wässeriger Lö¬

sung unter Bildung von Aldehyd-hydrazonen. Aus dem Reaktions-

9) Cr. 180, 1210 (1925).10) B. 21, 1806 (1888).") B. 22, 366, 3219 (1889).

42

gemisch wird der Zucker frei zurückgewonnen. Diese Methode be¬

währte sich mit folgenden Aldehyden:

Benzaldehyd wurde von A. Herzfeld12) vorgeschlagen und von

Emil Fischer13) ebenfalls verwendet. Das Zucker-hydrazon in wäss-

riger Lösung wird mit Benzaldehyd geschüttelt und das entstandene

Benzaldehyd-hydrazon mit Äther ausgewaschen.

Formaldehyd wurde von 0. Ruff und G. Ollendorf1*) empfohlen,

weist jedoch gegenüber Benzaldehyd keine Vorteile auf. Dagegen

macht sich der Umstand störend bemerkbar, dass der käufliche

Formaldehyd Verunreinigungen enthält, und dass er beim Ab¬

dampfen aus der wässerigen Zuckerlösung zu schwer entfernbaren

Polymeren kondensiert.

Acetaldehyd wurde von H. Collatz und J. St. Neuberg15)16) für die

Isolierung von Tetrosen und Pentosen mit Erfolg verwendet.

Wie E. Votocek und F. Valentin17) zeigten, eignet sich p-Nitro-

benzaldehyd am besten für die Rückgewinnung von Zuckern aus

ihren Hydrazonen, da die entstehenden p-Nitro-benzaldehyd-

hydrazone schwer löslich und daher leichter zu isolieren sind, als

die oben genannten Aldehyd-hydrazone. Ferner sind sie rot gefärbt

und ermöglichen es daher, ihre vollständige Entfernung aus der

Zuckerlösung beim Auswaschen mit Äther bequem festzustellen.

Eine neue Reaktion zur Gewinnung reduzierender Zucker

aus ihren Hydrazonen

Die Ergebnisse, die ich bei der Einwirkung von Kupfersulfat

auf Zucker-osazone und Anhydro-osazone erhielt18), veranlassten

mich, die Einwirkung von Kupfersulfat auf Zucker-hydrazone zu

erproben.Hier traten bei der Zugabe einer heissen Kupfersulfatlösung zu

12) B. 28, 242 (1895).

13) A. 288, 145 (1895).

14) B. 32, 3234 (1899).

15) Bioch. Z. 255, 27 (1932).

") DRP Nr. 557, 564.

") E. Votocek und F. Valentin, Collec. Tch. 3, 436 (1931).

") Siehe S. 38.

43

einer wässerigen, siedend heissen Zucker-hydrazon-Lösung eine

starke Stickstoffentwicklung und ein rotbrauner, kupferhaltigerNiederschlag auf. Nach einer Viertelstunde war die Reaktion be¬endet.

Der freie Zucker Hess sich aus der Reaktionsmischung auf fol¬

gende Weise isolieren: Der Kupferniederschlag wurde durch Ab¬filtrieren entfernt und die Lösung von Kupfer(II)-ionen befreit,indem man sie eine mit Kationenaustauschharz gefüllte Säule

durchlaufen Hess. Hierauf wurde das Filtrat zur Entfernung der

Sulfationen, mit Bariumcarbonat gekocht und dann filtriert. Derfreie Zucker wurde nach dem Eindampfen des Filtrats als farb¬loser Sirup erhalten. Nach Zusatz einiger Tropfen Methanol und

Animpfen erstarrte er zu einer kristallinen Masse.Über den Mechanismus der Reaktion lässt sich vorläufig nichts

Bestimmtes aussagen. Die Entwicklung von Stickstoff während der

Reaktion, sowie das Entstehen von Anilin in der Reaktions¬

mischung, das durch Ausschütteln mit Äther isoliert und als Neben¬

produkt der Reaktion von Kupfersulfat mit Zucker-hydrazonen als

Acetanilid identifiziert wurde, und das Auftreten der gleichenNebenprodukte bei der Behandlung von Phenyl-hydrazin mit

Kupfersulfat lassen vermuten, dass die Zucker-hydrazone in Lö¬

sung zu freien Zuckern und aromatischen Hydrazinen hydrolysiertwerden. Die letzteren werden mit Kupfersulfat zu Amin, Stick¬

stoff und Wasser oxydiert. Dadurch verschiebt sich das Gleich¬

gewicht in Richtung der freien Zucker. Nach dem Umsatz wurde

eine saure Reaktion der Lösung festgestellt, die auf eine Zersetzungdes Kupfersulfates unter Bildung eines Kupferniederschlages und

von Schwefelsäure zurückzuführen ist.

Zucker-phenyl-hydrazon >• Zucker + C6H5NHNH2Iy

C6H6NH2 + N2 + H20

Die Wirkung von Kupfersulfat auf verschiedene Zucker-hydra-zone,wieD-Glucose-„a"-phenyl-hydrazon,D-Mannose-phenyl-hydra-zon, D-Glucose-p-nitro-phenyl-hydrazon und D-Glucose-di-phenyl-hydrazon wurde untersucht. Aus allen oben genanntenHydrazonenwurde der freie Zucker in theoretischer Ausbeute zurückgewonnen.

44

Die Identität der aus den Hydrazonen regenerierten, reduzieren¬

den Zucker wurde durch Schmelzpunkt, spezifische Drehung und

Verfolgung der Mutarotation, sowie durch die Herstellung charak¬

teristischer Derivate, wie Phenyl-hydrazone, p-Nitro-phenyl-hydra-

zone und Phenyl-osazone nachgeprüft. Schliesslich wurde mittels

der Papierchromatographie19) festgestellt, dass das Reaktionspro¬

dukt nur den isolierten Zucker enthält, d. h. dass z. B. neben Glu¬

cose keine Mannose oder Fructose entstanden sind.

Die hier beschriebene, von mir ausgearbeitete Methode, besitzt

gegenüber den früheren Verfahren den grossen Vorteil, dass bei

der Wiedergewinnung der Zucker aus ihren Hydrazonen mit Hilfe

von Kupfersulfat letzteres sich spurlos aus dem Reaktionsgemisch

entfernen lässt.

Ob sich die neue Methode zur Spaltung anderer Hydrazone als

derjenigen von Zuckern bewähren wird, kann noch nicht gesagt

werden.

Semicarbazone und Thiosemicarbazone

Die Zucker-semicarbazone und Zucker-thiosemicarbazone sind

in Wasser löslich und müssen aus diesem Grunde in alkoholischer

Lösung hergestellt werden. Infolge ihrer Wasserlöslichkeit werden

Zucker selten in diese Derivate übergeführt. Ein weiterer Nachteil

der Zucker-semicarbazone bzw. -thiosemicarbazone besteht darin,

dass sie unter Zersetzung schmelzen und ihre Schmelzpunkte von

der Erhitzungsgeschwindigkeit abhängig sind.

Zur Rückgewinnung der Carbonylverbindungen aus Semicarba-

zonen und Thiosemicarbazonen bedient man sich der Hydrolyse

mit Säure, wobei neben Mineralsäuren auch organische Säuren, wie

z. B. Oxalsäure, zur Anwendung gelängen können. Auch Phtal-

säure-anhydrid20)21) wurde für diese Operation vorgeschlagen.

Handelt es sich um eine ätherlösliche Carbonylverbindung, so

wird mit Vorteil Oxalsäure zum Semicarbazon hinzugefügt und der

Aldehyd, bzw. das Keton mit Äther extrahiert. Eine andereMethode,

19) Die Besprechung dieser Methode folgt im nächsten Kapitel.

20) B. Tiemann und Schmid, B. 33, 3720 (1900).

21) C. Neuberg und U. Neumann, B. 35, 2051 (1902).

45

die Tiemann und Schmid22) z. B. zur Gewinnung von Cyclo-citralaus dem Semicarbazon anwendeten, besteht darin, dass zu dem

Cyclo-citral-semicarbazon Phtalsäure-anhydrid zugefügt und der

Aldehyd durch Wasserdampfdestillation aus der Reaktionsmischungisoliert wird.

\/CH=NNHCONH2 "V /CH=0

Im vorhergehenden Abschnitt wurde die Spaltung von Zucker¬

hydrazonen zur Gewinnung der freien Zucker mittels Kupfersulfatbesprochen. Es lag nahe, diese Methode ebenfalls zur Spaltung von

Semicarbazonen und Thiosemicarbazonen anzuwenden.Eine Lösung von Glucose-semicarbazon bzw. -thiosemicarbazon

wurde mit Kupfersulfat eine Viertelstunde lang gekocht, wobei sich,analog der Behandlung von Zucker-hydrazonen mit Kupfersulfat,ein kupferhaltiger Niederschlag bildete. Von diesem wurde abfiltriert.

Nach 24-stündigem Stehen bei Zimmertemperatur kristallisiertein der mit Kupfersulfat umgesetzten Semicarbazonlösung eine un¬

lösliche, blaue Kupfer-Komplexverbindung in langen Nadeln aus, dienicht weiter untersucht wurde. Die Lösung wurde davon befreit, mitWofatit KS und Barium-carbonat zur Entfernung des überschüssi¬

gen Kupfersulfates behandelt und zur Trockene eingedampft. Daszurückbleibende Öl, a-D-Glucose23), kristallisiert nach dem Anim¬

pfen; die Ausbeute war fast quantitativ. Die mit Kupfersulfatbehandelte Thiosemicarbazon-Lösung ergab nach 24-stündigemStehen bei Zimmertemperatur einen braunen, amorphen, kupfer-haltigen Niederschlag, der ebenfalls nicht weiter untersucht wurde.Die Aufarbeitung der Reaktionsmischung erfolgte nach der für dasSemicarbazon beschriebenen Methode und ergab a-D-Glucose23) infast theoretischer Ausbeute.

22) B. 33, 3720 (1900).

23) Identifizierung vgl. S. 45.

X

46

Chromatographie von Mono- und Disacchariden

an Filterpapier

Die Methode, durch selektive Adsorption an Filterpapier Ge¬

mische zu analysieren, wurde von Gh. Fr. Schönbein1) 1861 be¬

gründet und später durch Gh. Fr. Schönbein und F. Goppelsröder1)

als sogenannte Kapillaranalyse weiterentwickelt. A. J. P. Martin

und Mitarbeiter2) bauten das Verfahren zu ausserordentlicher

Leistungsfähigkeit, als Mikromethode zur Trennung von Amino¬

säuren, bzw. quantitativer Bestimmung von Eiweiss, aus. Sie

führten die Trennung der Aminosäuren mittels Cellulose in Form

eines Filterpapierstreifens durch. Das Papier wurde am obersten

Ende mit der Mischung betropft3) und in eine mit Lösungsmittel

gefüllte Schale gehängt4). Die Wanderung der Aminosäuren im

Verhältnis zur Flüssigkeitsfront ist für jede derselben eine charak¬

teristische Konstante, die als RF-Wert5) bezeichnet wird.

Das Verfahren wurde von F. J. Williams und H. Kirby6) insofern

abgeändert, als diese das Lösungsmittel den Papierstreifen hinauf¬

wandern Hessen. Bei meinen Versuchen, Glucose in Collidin zu chro-

matographieren, zeigte sich jedoch, dass die nach der Methode von

F. J. Williams und H. Kirby gewonnenen RF-Werte nicht konstant

sind. Anfangs werden niedrige RF-Werte erhalten, die, sobald das

Lösungsmittel sich dem Punkt nähert wo seine Fähigkeit zu steigen

*) Von H. Rheinboldt, J. Houben, Methoden der Org. Chemie, S. 281,

Leipzig (1921) zusammengefasst.

2) R. Consden, A. H. Gordon, A. J. P. Martin, Biochem. J. 38, 224 (1944).

3) 3 mm3 einer 1-proz. Lösung.

4) Um konstante Bedingungen zu gewinnen, wird die Apparatur in einen

mit Wasser- und Lösungsmitteldampf gesättigten, geschlossenen Trog

gestellt.

5\ t>t? _Wanderungsstrecke der Substanz

—

Wanderungsstrecke des Lösungsmittels

6) Science, 107, 481 (1948).

47

aufhört, dadurch, dass die Substanz verhältnismässig schneller

wandert, dann höher werden7). Im Gegensatz dazu wurden mit der

A. J. P. Martinachen Versuchsanordnung unabhängig von der Zeit

für reduzierende Zucker konstante RF-Werte erzielt. Die Tatsache,dass die RF-Werte charakteristische Konstanten einer Substanz

darstellen, ermöglichte ihre Verwertung zu analytischen Zwecken

auf dem Gebiete der Aminosäuren, Polypeptide, Proteine8) und

Zucker.

Anwendung und Modifikation der Papierchromatographiezur Bestimmung von Zuckern

S. Partridge9) wandte das Verfahren von B. Consden, A. J. P.

Martin und A. H. Gordon2) auf Zucker an. Er konnte mit Hilfe

von mit Wasser gesättigtem Phenol, S-Collidin, Butanol und

Wasser-gesättigter Iso-buttersäure verschiedene Mono- und Di-

saccharide und Uronsäuren trennen. Eine chromatographischeUntersuchung der spezifischen Substanz der Blutgruppe A aus der

Magenhaut des Schweins zeigte die Anwesenheit von Galactose,Glucosamin und Fucose. Im spezifischen Polysaccharid des Bact.

dysenteriae (Shiga) wies S. Partridge9) Galactose, Rhamnose und

Glucosamin nach.

In meiner Arbeit über Hydrazone habe ich, wie bereits erwähnt,mich der Papierchromatographie bedient, um festzustellen, ob die

regenerierten Zucker vollständig einheitlich sind, oder ob beispiels¬weise bei der Zersetzung von Glucose-phenyl-hydrazon neben Glu¬

cose in geringen Mengen Mannose, Fructose oder andere Verbin¬

dungen der Zuckerreihe entstanden wären.

Bei den von S. Partridge9) verwendeten Lösungsmitteln: Colli-

7) Nach der R. Consdenschen Methode beträgt der RF-Wert für Glucose,unabhängig von der Zeit, 0,56. Nach F. J. Williams und H. Kirby war RF,nach 48 Stunden 0,46, nach 64 Stunden 0,48, nach 88 Stunden 0,52.

8) R. Consden, Nature, 162, 359 (1948): Zusammenfassung der bisher

auf verschiedenen Gebieten der Org. Chemie durchgeführten chromato¬

graphischen Untersuchungen mit Papier.9) Biochem. J. 42, 251 (1948).

48

din, Phenol, n-Butanol und Iso-Buttersäure liegen die für Glucose

und Mannose gewonnenen RF-Werte nahe beieinander. Aus diesem

Grunde stellte ich eine Reihe von Versuchen mit in Wasser be¬

schränkt löslichen Flüssigkeiten, wie Essigester, Acetessigester,

Cyanessigester, Cyclohexanon, Paraldehyd und Chloroform an,

die jedoch keine Wanderung der Zucker veranlassten. Mit Chinolin

wurde eine Trennung der Zucker erreicht, die bei Zusatz von Niko¬

tin, s. Tabelle, durch höhere RF-Werte und grössere Verschieden¬

heit derselben verbessert wurde. Gute Trennungen der Zucker er¬

hielt ich mit Pyridin, Nikotin, Aethanol, Methanol, Eisessig und

Wasser. Die folgende Tabelle11) zeigt die für Glucose und Mannose

in verschiedenen Lösungsmitteln gefundenen RF-Werte.

Lösungsmittel RF-Wert der Glucose RF-Wert der Mannose

Chinolin 0,34 0,4

Chinolin + Nikotin 0,49 0,54

75% Aceton-Wasser 0,74 0,66

50% Essigsäure-Wasser 0,83 0,71

50% Alkohol-Wasser 0,7 0,51

Wasser 0,98 0,90

Wasser Collidin 0,9 0,78

R. Consden und Mitarbeiter erklären die RF-Werte als Funktion

des Verteilungskoeffizienten zwischen „cellulosehaltigem" Wasser

und dem Lösungsmittel. Sie begründeten diese Annahme mit der

Beobachtung, dass die Verteilungskoeffizienten der Aminosäuren

zwischen Wasser und Lösungsmitteln eine starke Annäherung an

die RF-Werte aufweisen. Sie stellen ferner eine Formel12) auf, nach

der aus den RF-Werten der Verteilungskoeffizient berechnet werden

kann.

Die Tatsache, dass eine Trennung der Zucker mit Wasser und

mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln erfolgte, lässt jedoch an¬

nehmen, dass es sich hier möglicherweise um eine Adsorption der

Zucker an die Cellulose und nicht eine Verteilung der Substanz in

die wässerige und die mit Wasser unmischbare Phase handelt, in

11 ) Die RF-Werte der Fructose liegen stets beträchtlich höher als die

der Glucose und Mannose.

12) B. Consden, A. H. Gordon und A.J.P. Martin, Biochem. J. 38, 225

(1944).

49

der das Papier keinen Einfluss hätte. Versuche mit dem optischstark aktiven Nikotin ([<x]D = —168) d- und L-Xylose zu trennen,blieben erfolglos, trotzdem zu erwarten gewesen wäre, dass bereits

die Verwendung von Filterpapier, welches als Cellulose optischaktiv ist, einen Trennungseffekt bei der Adsorption der d- und

L-Form selbst in inaktiven Lösungsmitteln verursachen würde.

Die Anwendung von Wasser und mit Wasser mischbaren Lö¬

sungsmitteln bei der Chromatographie an Papier hat den Vorteil,dass man durch Veränderung des Wassergehaltes die RF-Werte

von 0 bis 98 Prozent nach Beheben ändern kann. Z. B. beträgt der

RF-Wert von Glucose in Aceton 0,0, in 75-proz. Aceton-Wasser-

Lösung 0,74 und in 50-proz. Aceton-Wasser-Mischung 0,81.

S. Partridge benutzte zur Entwicklung der Chromatogrammereduzierender Zucker ammoniakalische Silbernitratlösung. Diese

liefert jedoch nachdunkelnde, fleckige Bilder, die das Vorhanden-

M F a

o o o

Chinolin-Nicotin-

Wasser

F = Fructose

G = Glucose

Gs = Galacturonsäure

M = Mannose

Ma = Maltose

Masstab 1: 5

Abb. 3

V

F

V V

M G Ma QGs

0 0°O

Chinolin/W.

G M

Wasser.

Collidin

0 0

50-

sein anderer Zucker vortäuschen. Ich wandte deshalb nach Ver¬

suchen mit ammoniakalischer Silbernitratlösung die Ost'sehe

Lösung13), einen Kupferkomplex, an1*). Bei dem solchermassen

behandelten Chromatogramm treten die reduzierenden Zucker als

gelbe Flecken aus blauem Grund hervor; diese verschwinden jedochnach einigen Tagen.

Abbildungen III und IV zeigen Chromatogramme an Papier von

einigen Mono- und Disacchariden in verschiedenen Lösungsmitteln.

Abbildung V zeigt den bei meinen Versuchen verwendeten Appa¬rat, der von jedem Glasbläser leicht hergestellt werden kann. Er

hat den Vorteil, dass man darin bis zu 1 m lange Papierchromato-

gramme durchführen kann.

7- V V

G F H

50%Essigsre.

û0

Q

....

..„.

v..

v

fi F M

50%Äthanol

û

Û G

F = Fructose

G = Glucose

M = Mannose

Masstab 1: 5

Abb. 4

-e c ?-

G F M

75'/.Aceton/w.

0

0

13) 23 g Kupfersulfat, 250 g Kaliumcarbonat, 100 g Kaliumbicarbonat,in einem Liter Wasser gelöst.

14) Man bespritzt das getrocknete Papier mit der Ostschen Lösung und

lässt es bei 90— 100° während 10 Minuten trocknen.

51

lQ

;U-i

V8c,n-.

_.1icm_

<Z>

-focm-*! I4 n,eii -

Abb. 5

52

Oxydation reduzierender Mono- und Disaccharide

mit molekularem Sauerstoff in alkalischer Lösung

Die Oxydation von Zuckern ist sowohl für präparative Zwecke

als auch zu deren Konstitutionsbestimmung von Bedeutung.

Oxydationsprodukte reduzierender Zucker, die therapeutische

Anwendung finden, sind z. B. L-Ascorbinsäure, Calcium-gluconatund die Additionsverbindung von Calciumbromid mit Calcium-

lactobionat. Osone und 2-Dehydro-onsäuren wurden für die Syn¬

these der Ascorbinsäure als Zwischenprodukte hergestellt.In der Natur finden sich Galacturon- und Mannuronsäure als

Bausteine pflanzlicher Polysaccharide, der Pectine und der Algin-

säure. Die Glucuronsäure ist in Form von Glucuroniden im Harn in

reichlicher Menge enthalten.

Mit den üblichen Oxydationsmitteln : Kaliumbichromat, Cer(4)-

sulfat1), Kaliumpermanganat in saurer Lösung und Wasserstoff¬

peroxyd in der Hitze entstehen aus reduzierenden Zuckern oder

Glykosiden keine einheitlichen Oxydationsprodukte, oder es erfolgt

eine vollständige Verbrennung zu Kohlendioxyd und Wasser.

Die Oxydation von Aldosen mit Halogenen, bzw. Hypohalogen-

säuren2) führt ohne Abbau der C-Kette zu Aldonsäuren3). Durch

Puffern mit Bariumcarbonat oder -benzoatwerden beider Oxydation

der Glucose und Xylose mit Brom Ausbeuten von 96, bzw. 90 Pro¬

zent an Glucon- bzw. Xylonsäure erreicht4)5)6). Die Oxydation

1) Cer(4)-sulfat wird zur quantitativen Bestimmung von Kohlenhydraten

angewandt.

2) Hlasiwetz, A. 119, 281 (1861).

3) Durch Oxydation mit Wasserstoffperoxyd in der Kälte können die

Aldonsäuren, unter Verlust eines C-Atoms, mit Ausbeuten bis zu 50 Prozent

in Aldosen umgewandelt werden.

4) H. A. Clowes und B. Tollens, A. 310, 164 (1899).

5) C. S. Hudson und H. S. Isbell, Am. Soc. 51, 2225 (1929).

6) C. S. Hudson und H. S. Isbell, J. Research, Natl. Bur. Standards 3,

57 (1929).

53

mit Brom wird auch auf elektrolytischem Wege ausgeführt7)8)9).Sie dient ferner der Konstitutionsaufklärung reduzierender Di-

saccharide und höherer Saccharide. Lactose z. B. liefert bei der

Oxydation mit Brom Lacto-bionsäure, aus der sich bei der Hydro¬lyse Galactose und Gluconsäure bilden, wodurch bewiesen wird,dass die Glucose im Lactose-Molekül Träger der reduzierenden

Gruppe ist. Auch die Trennung von Aldosen und Ketosenkann durch

die Oxydation mit Brom bewirkt werden, da die Ketosen erst bei

längerer Reaktionsdauer, vorwiegend an der primären Oxygruppe,am C-6 angegriffen werden10)11)12). Die Herstellung von 5-Keto-

L-gulonsäure aus D-Fructose bzw. 5-Keto-L-gluconsäure aus l-

Sorbose gelingt auf diese Weise in präparativem Ausmass. Die

Oxydation von Aldosen durch Hypojodit13)14), d. h. Jod in alka¬

lischer Lösung, zu Aldonsäuren dient, durch Bestimmung des

Jodverbrauchs, zu deren quantitativem Nachweis.

Durch Einwirkung von Salpetersäure und Stickoxyden werden,ebenfalls ohne Abbau des C-Gerüsts, Dicarbonsäuren gewonnen.

Mit 20-proz. Salpetersäure werden primäre alkoholische- und

Aldehyd-Gruppen reduzierender Monosaccharide zu Carboxylenoxydiert, während an den sekundären Oxydgruppen offenbar kein

Eingriff erfolgt. Galactose wird in Ausbeuten über 75 Prozent15)in Schleimsäure umgewandelt. Bei Anwendung von Stickstoff¬

dioxyd und Natriumnitrit anstelle von Salpetersäure wurde eine

90-proz.16) Ausbeute an Schleimsäure erzielt. Mit anderen Aldosen

') H. S. Isbell und H. L. Frush, J. Research Natl. Bur. Standards 6,1145 (1931).

8) H. S. Isbell, U.S. Patent 1, 976, 731 (1934).

") E. L. Heltvig, U.S. Patent 1, 895, 414 (1933).

10) H. Küiani und C. Scheibler, B. 21, 3276 (1888).11 ) M. R. Everett und F. Scheppard, „Oxydation of Carbohydrates ; Ketu-

ronic Acids; Salt Catalysis", Univ. of Oklahoma Medical School (1944).la) G. Romijn, Z. anal. Chem. 36, 349 (1897).

13) K. Bailey und R. H. Hopkins, Biochem. J. 27, 1965 (1933).") E. L. Jackson und C. S. Hudson, Am. Soc. 59, 994 (1937).15) A. W. van der Haar, „Anleitung zum Nachweis, zur Trennung und

Bestimmung der Monosaccharide und Aldehydsäuren", Gebr. Bornträger,Berlin (1920).

") B. L. Browning, G. R. Calkins, R. L. Leaf, W. H. Pherson und W. W.

Pigman, Abstracts, Am. Chem. Soc. Meeting, New York, September (1947).

54

wurden meist schlechtere Ausbeuten an Dicarbonsäuren erhalten.

Gluconsäure, sowie deren Lactone und Salze werden auch durch

Oxydation von Glucose mit Aspergillus niger oder Pénicillium in

Ausbeuten von 90—99 Prozent hergestellt17); Gluconsäure kann

durch die Einwirkung vieler Arten Bakterien und Pilze aus Glucose

gewonnen werden18).

Durch die Oxydation von Zuckeralkoholen mittels Bakterien

werden ferner Ketosen gewonnen. 0. Bertrand) untersuchte die

Oxydation von D-Sorbit zu L-Sorbose durch Acetobacter xylinum ;

die besten Ausbeuten wurden mit Acetobacter suboxydans20), der

ursprünglich in Bier entdeckt wurde, erhalten.

In jüngster Zeit konnte K. Heyns21) reduzierende Zucker in

- alkalischer Lösung in Gegenwart von Platinkatalysatoren, mit Luft

zur On-säure mit der gleichen Anzahl C-Atomen oxydieren. Beim

Schütteln einer mit 10 g Natriumhydrogencarbonat gepufferten

Sorboselösung (18 g in 900 cm3 Wasser) mit Luft in Gegenwart von

20 g 5-proz. Platin-Norit-Katalysator erhielt er das Natriumsalz

der 2-Keto-L-gulonsäuren in 60-proz. Ausbeute. Aus Fructose wurde

2-Keto-D-gluconsäure, ebenfalls in 60-proz. Ausbeute, als Natrium¬

salz gewonnen.

Bei der Oxydation von D-Glucose, D-Galactose, L-Arabinose

und D-Xylose zur On-säure mit gleicher Anzahl C-Atomen, war

die Anwendung von Natriumhydroxyd vorteilhafter als die von

Natriumhydrogencarbonat. Aus D-Glucose isolierte K. Heyns d-

Gluconsäure als Calciumsalz in 80-proz Ausbeute. Die Oxydation

von D-Galactose, L-Arabinose und D-Xylose führte zu den ent¬

sprechenden On-säuren, die als Calcium-galactonat, Calcium-

arabonat, bzw. als Additionsverbindung von Cadmium-xylonat

mit Cadmium-bromid hergestellt wurden. Die Ausbeuten sind je¬

doch nicht angegeben.

") L. Bontroux, Cr. 91, 236 (1880).

18) A. J. Meyer, P. A. Wells, J. J. Stubbs, H. T. Herrick und O. E. May,

Ind. Eng. Chem. 29, 777 (1937); N. Porges, T. F. Clark und S. J. Aronovsky,

Ind. Eng. Chem. 33, 1065 (1941).

19) G. Bertrand, Ann. chim. (8) 3, 181 (1904).

20) E. I. Pulmer, J. W. Dunning, J. F. Quymon und W. A. Underkofler,

Am. Soc. 58, 1012 (1936).

21) A. 558, 177, 187, 192 (1948).

55

Die Verwendung von Luft an Stelle von Sauerstoff erhöhte die

Ausbeuten an On-säure mit gleicher C-Atomzahl, während, wie

später gezeigt wird, bei der Oxydation reduzierender Zucker in

alkalischer Lösung zu On-säuren, unter Verlust eines C-Atoms,mit Sauerstoff die besseren Ausbeuten erzielt werden.

Im Gegensatz zu den bisher angeführten Oxydationen gewinntman bei der Oxydation reduzierender Zucker mit molekularem

Sauerstoff in alkalischer Lösung ohne Katalysatoren unter Auf¬

spaltung der Kohlenstoffkette zwischen C-l und C-2, On-säuren

unter Verlust eines C-Atoms.

Diese Reaktion stellt die beste Abbaumethode für reduzierende

Zucker dar und bildet den Gegenstand eigener Untersuchungen,die auf S. 61 ausführlich behandelt werden.

Tetron- und Pentonsäuren, die sonst durch die Oxydation von

Pentosen und schwer zugänglichen Tetrosen mit Halogenen her¬

gestellt werden müssen, werden auf diese Weise bequem gewonnen.Ferner lassen sich aus den leicht zugänglichen Disacchariden Mal¬

tose, Cellobiose und Lactose Glykosido-pentonsäuren darstellen,deren Gewinnung auf anderen Wegen Schwierigkeiten bereitet.

In saurer oder neutraler Lösung werden reduzierende Zucker,auch bei Zusatz von Katalysatoren, durch Sauerstoff nicht oxy¬diert, während sie in alkalischer Lösung, im Gegensatz zu den nicht

reduzierenden Zuckern, bereits unter sehr milden Reaktions¬

bedingungen und ohne Zusatz von Katalysatoren angegriffen wer¬

den. Sie liefern hierbei unter Verlust des C-Atoms-1 On-säuren

in Ausbeuten bis zu 80 Prozent.

Verhalten der Zucker in alkalischer Lösung

M. L. Wolfrom und W. Lewis*2) behandelten Glucose mit einer

bei 35° C gesättigten Calciumhydroxydlösung und untersuchten

nach fünftägigem Stehen die Zusammensetzung der Mischung. Sie

fanden: 63,5 Prozent Glucose, 31,0 Prozent Fructose, 2,5 Prozent

Mannose, 3,0 Prozent andere Substanzen (wahrscheinlich Saccha¬

rinsäuren).

22) Am. Soc. 50, 837 (1928).

56

Wird Glucose mit verdünnter alkalischer Lösung bei Zimmer¬

temperatur behandelt, so tritt eine von C. A. Lobry de Bruyn und

W. Alberda van Ekenstein23) erstmals beobachtete Umwandlung

ein, durch die neben der Glucose, Mannose und Fructose entstehen.

4-j8-D-Galactosido-D-fructose (Lactulose)24) wurde aus Lactose

gewonnen, und aus Gluconsäure mit Bariumhydroxyd durch

115-stündiges Kochen bei 100° Mannonsäure25) in 20-proz. Aus¬

beute isoliert.

Es scheint, dass neben der Stärke der Base auch die Kationen

einen Einfluss auf die Umlagerung von Zuckern in alkalischer Lö¬

sung ausüben. So beobachtete A. Kusin26), dass bei Zimmertempera¬

tur nach 24-stündigem Einwirken aus einer mit Calciumhydroxydbehandelten Glucoselösung Mannose aus dem Reaktionsgemisch iso¬

liert werden konnte, während Glucose, die unter gleichen Bedingun¬

gen mit Natrium-hydroxyd behandelt worden war, Fructose lieferte.

Zur Erklärung des Umlagerungsmechanismus haben C. A. Lobry

de Bruyn und W. Alberda van Ekenstein21) die Bildung eines inter¬

mediären Enediols angenommen. Durch die Bildung der Doppel¬

bindung zwischen C-1 und C-2 wird die Asymmetrie am C-Atom 2

aufgehoben. Das Enediol wird in der alkalischen Lösung der Zucker

durch Entfärben von Jod in grossen Mengen, sowie durch die Spal¬

tung des Zuckermoleküls zwischen C-1 und C-2 bei der Oxydation

mit Sauerstoff nachgewiesen.CH,OH

IC=0

H—C=0

IHO—C—H

I

Aldose

23) Rec. trav. chim. 14, 203 (1895).

u) E. Montgomery und C. S. Hudson, Am. Soc. 52, 2101 (1930).

25) H. T. Monnet und F. W. Upson, Am. Soc. 55, 1245 (1933).

26) B. 69, 1041 (1936).

2') Rec. trav. ehim. 14, 203 (1895).

Ketose

H—C—OH H—C=0

II _.I

C—OH ^ H—C—OH

I I

1,2-Enediol Aldose

57

Durch die Einwirkung einer gesättigten Calciumhydroxydlösungauf Zucker bei Zimmertemperatur, während dreissig Tagen, oder

beim achtstündigen Kochen einer 8-n. alkalischen Zuckerlösung,werden ausserdem Saccharinsäuren28)29)30) gebildet. Bisher sind

folgende vier Saccharinsäuren bekannt:

CH3 COOH

\/C—OH

|

HOH,C COOH

\/C—OH

1

COOH

1CH(OH)

CH2OH1CH(OH)

1 TT

CH(OH) CH2|

CH2|

l/H

^NCOOHCH(OH) CH(OH) CH(OH) CH(OH)

CH2OH CH2OH CH(OH) CH2OH

Saccharinsäure Isosaccharinsäure

CH2OH

Metasaccharinsäure

Para-

saccharin-

säure

Für die Bildung der Saccharinsäuren aus den Zuckern sind die

folgenden Mechanismen vorgeschlagen worden, bei denen jedochdie erwähnten Zwischenprodukte nicht isoliert worden sind:

1. Da bei der Einwirkung von Alkalien auf Zucker, wie später er¬

örtert wird, als hauptsächlichste Spaltprodukte Glycerin-aldehydund Milchsäure gewonnen werden, nahm H. Kiliani31) an, dass

diese durch Aldolkondensation Saccharinsäuren ergaben.

CH3 COOH

\/C—OH

i

CH=0 COOH CH(OH)1CH(OH) + CH(OH)

Aldol kond. 1CH(OH)

Alkali

CH2OH CH3 CHaOH

Saccharinsäure

28) C. Scheibler, B. 13, 2212 (1880).2») H. Kiliani, B. 15, 701, 2953 (1882).30) U. V. Nef, A. 376, 1 (1910).

31) B. 35, 3539 (1902).

Nach J. V. Nef32} wird von der aus Glucose durch G. A. Lobry

de Bruyn'sche Umlagerung entstandenen Fructose an den C-

Atomen 3 und 4 ein Mol Wasser abgespalten und ein Diketon

gebildet, das durch Benzilsäure-Umlagerung in die Iso-saccha-

rinsäure umgesetzt wird.

CHoOH

u1

CH,OH

1C=0

1

CH2OH1 /COOHC(

|\OHCH(OH) _HjO C=0

1 > 1CH(OH) CH2

Benzils&ure-

>

umlagerung

CH21CH(OH)

CH(OH) CH(OH) CH2OH

CH2OH CH2OH Isosaccharinsäure

3. H. Ohless) nahm eine Pinakolin-Umlagerung am Fructosemolekül

und danach eine Wasserabspaltung an den C-Atomen 1 und 2

bzw. 2 und 3 an. Durch darauffolgende Wasseraufnahme an den

gleichen Stellen wird die Entstehung von Saccharin- bzw.

Iso-saccharinsäure erklärt.

CH2OHIc=o

HO—C—H

H—C—OH

H—C—OH

CH„OH

C

IH—C—OH —

IH—C—OH

ICHjOH

I

CH2OH HOH2C COOH

I \/,C—OH CH

O

H-

H-

\C—H

I-C—OH

I-C—OH

ICH,OH

H—C—OH+ IH—C—OH

CH,OH

C-

H-C-

IH—C-

-OH

-OH

-OH

CH2OH

Saccharinsäure

82) A. 376, 11 (1910).

33) Ergeb. Physiol. 33, 694 (1931).

59

HOH,C COOH

\/C

IICH

j

HOHoC COOH

C—OH

|—*-

ÇHaH—C—OH

IH—C—OH

1

CH2OH CH2OH

Isosaccharinsäure

4. IsbellZi) erklärt die Bildung von Metasaccharinsäure aus dem

nach C. A. Lobry de Bruyn entstandenen 1,2-Enediol durch

eine innere Cannizzaro-Umlagerung.

CH=0

ICH(OH)

CH(OH)

Aldose

H—C—OH H—C=0

Il -Ha0 IC—OH-> C—OH >

CH(OH)

1,2-Enediol

CH

H—C=0 COOH

I Cannlzzaro |-y c=0 >- CH(OH)

CH« CH«

i I

Metasaccharinsäure

Durch dreimonatige Einwirkung von Alkali-Lösung auf redu¬

zierende Zucker bei Zimmertemperatur findet neben der oben er¬

wähnten C. A. Lobry de Bruyn'schen- und einer Saccharinsäure-

Umlagerung auch eine Spaltung der Zuckermoleküle in Verbin¬

dungen mit kleinerer C-Zahl statt. Zum Teil werden auch diese

Verbindungen umgelagert, so dass schliesslich eine grosse Zahl

Umlagerungs- und Spaltprodukte im Reaktionsgemisch enthaltensind. Aus einer alkalischen Glucose-Lösung konnte J. U. W. Nef35)93 Zersetzungsprodukte isolieren. Darunter wurden Milchsäure,Glycerinaldehyd, Di-oxyaceton, Di-oxybuttersäure und Formalde¬

hyd in grösseren Mengen aufgefunden.

-34) J. Research, Natl. Bur. Standards 32, 45 (1944).35) A. 257, 294 (1907); 376, 1 (1910); 403, 204 (1913).

60

Einwirkung von molekularem Sauerstoff auf alkalische Lösungenreduzierender Zucker

Die ersten Versuche, Zucker in alkalischer Lösung mit Luft zu

oxydieren, wurden 1896 von F. Frammm) und H. Schade31) durch¬

geführt. Die Annahme dieser Forscher, dass die von ihnen als

Hauptprodukt der Oxydation durch Titration festgestellte Säure

Ameisensäure wäre, wurde durch eine spätere Arbeit von E. Buch¬

ner und I. Miesenheiner38) widerlegt. Diese leiteten 6 Tage lang

Luft durch eine Lösung von 10 g Fructose in 200 cm3 0,5-n Natrium¬

hydroxyd. Nach Zusatz der äquivalenten Menge Salzsäure erhielten

sie beim Abdampfen der Lösung 2,6 g Ameisensäure und isolierten

durch Ausäthern weitere 8 g Sirup, aus dem sie 3 g Calcium-ery-

thronat und 0,1 g glycolsaures Zink gewannen, während die rest¬

lichen 5 g Sirup nicht identifiziert werden konnten. J. W. E. Glatt-

field39) gewann nach der gleichen Methode neben Ameisensäure

in einer Ausbeute von 14 Prozent, durch Behandeln des Sirups mit

Phenyl-hydrazin das Phenyl-hydrazid der D-Arabonsäure in

10-proz. Ausbeute. Daneben wurden kleine Mengen D-Erythron-

säure und L-Threonsäure in Form ihrer Lactone und D,L-Gly-

cerinsäure als Brucinsalz nachgewiesen. Die schlechte Ausbeute

an D-Arabonsäure-phenyl-hydrazid ist wohl der nicht vollständig

durchführbaren Hydrazid-Bildung, sowie beträchtlichen Verlusten

bei der Reinigung zuzuschreiben.

J. U. JVe/40)41) gewann aus 50 g Galactose in 5 Litern 1,4-proz.

Natronlauge nach 48-stündigem Durchleiten von Luft, Zusatz der

äquivalenten Menge Säure, Eindampfen und Extraktion mit ab¬

solutem Alkohol, 18,4 g D-Lyxonsäure-lacton und Ameisensäure

als Nebenprodukt. Auf dem gleichen Weg konnte er aus 50 g Ara-

binose bzw. 50 g Xylose, 14 g bzw. 18 g Erythronsäure-lacton,

36) Arch. Physiol. 46, 587 (1896).

3') B. 39, 4217 (1906).

38) B. 39, 4217 (1906).

39) Am. Chem. J. 50, 135 (1913).

40) A. 403, 204 (1914).

41) J. U. W. Nef, O. F. Hedenburg u. J. W. Glattfeld, Am. Soc. 39, 1638

(1917).

61

bzw. Threonsäure-phenyl-hydrazid gewinnen. Nebenprodukte die¬

ser Reaktion waren neben Ameisensäure Glycolsäure und Glycerin-säure, sowie D-Threonsäure, bzw. D-Erythronsäure in kleinen

Mengen, die in Form von Salzen isoliert wurden.

C. S. Hudson und L. H. Chernoff4*2) stellten aus L-Rhamnose

durch Oxydation mit Luft in alkalischer Lösung, nach der Methode

von J. U. Nef, L-Rhamnotetronsäure her, die sie als Lacton aus

dem Reaktionsgemisch isolierten. E. P. Clark*3) oxydierte Fucose

in alkalischer Lösung mit Luft und isolierte aus dem Reaktions¬

gemisch, nach dem oben beschriebenen Verfahren, das Lacton der

Fucotetronsäure, das eine stark negative Drehung aufwies. Gestützt

auf die Lacton-Regel von C. 8. Hudson**) folgerte E. P. Clark,dass die OH-Gruppe am C-4 der Säure bzw. am C-5 der Fucose nach

links gerichtet ist.

H 0

C (1)HCOOH

+

HO—C—HCOOH

(2) II H—C—OH

H—C—OH (3)H—C—OH

H—C—OH

1(4)

HO—C—HHO—C—H

1(5) 1

CH3CH3

42) Am. Soc. 40, 1005 (1918).43) J. Biol. Chem. 54, 65 (1922).44) Die Hudsonsche Lacton-Regel besagt, daß bei positiver Drehung der

Ring eines Lactons rechts, bei negativer Drehung links der in E. Fischersohen

Projektionsweise geschriebenen Formel steht. "

O O

c—

o o

-c

_c—

I—c—

I—c—

(+)

62

0. Spengler und A. PfannenstieliS)i&) gelang es, durch Anwendung

von Sauerstoff an Stelle der Luft die Methode bedeutend zu ver¬

bessern. Die Lösungen von D-Glucose, D-Fructose und D-Mannose

in 2-n. Kalilauge ergaben nach 4-stündigem Schütteln mit Sauerstoff

bei 40° D-Arabonsäure in Ausbeuten von 75, 66 bzw. 67 Prozent.

Beim Versuch, Maltose auf diesem Wege zu oxydieren, wurde 3-

a-D-Glucosido-D-arabonsäure als Sirup erhalten.

Bei der Oxydation von Fructose-6-phosphorsäure mit Sauerstoff

in alkalischer Lösung erhielten C. Neuberg und H. Collatz") nach

dem Verfahren von 0. Spengler und A. Pfannenstiel, Arabonsäure-

5-phosphorsäure als Bariumsalz in einer Ausbeute von 89 Prozent

d. Th. C. S. Hudson und Mitarbeiter48) klärten die Konstitution

von Sedoheptulose (D-Altroheptulose) und Perseulose (L-Galacto-

heptulose) durch deren Oxydation mit Sauerstoff in alkalischer

Lösung zu D-Altronsäure bzw. L-Galactonsäure auf. D-Altronsäure

wurde in 20-proz. Ausbeute als Calciumsalz, L-Galactonsäure in

45-proz. Ausbeute als Kaliumsalz isoliert. H. S. Isbelli9) führte die

Oxydation mit Sauerstoff in alkalischer Lösung bei D-Xylose, L-

Arabinose, L-Sorbose, D-Galactose und D-Glucose durch; er gewann

hierbei D-Threonsäure als Brucinsalz in 45-proz. Ausbeute aus d-

Xylose, L-Erythronsäure als Brucinsalz in 43-proz. Ausbeute aus

L-Arabinose, L-Xylonsäure in 43-proz. Ausbeute als Additions¬

verbindung von Cadmium-xylonat und Cadmiumbromid aus L-Sor¬

bose, D-Lyxonsäure als Lacton in 28-proz. Ausbeute aus D-Galactose

und D-Arabonsäure als Calciumsalz in 67-proz. Ausbeute aus d-

Glucose.

Mechanismus der Oxydation von Zuckern in alkalischer Lösung

K. Spengler xmàA. Pfannenstiel weisen daraufhin, dass die Zucker

nicht in der offenen Carbonylform oxydiert werden können, da da¬

bei eine Säure mit der gleichen Anzahl C-Atome entstehen müsste.

«) Z. Ver. deut. Zucker-Ind. 85, 546 (1933).

") D.R.P. Nr. 618164/12/Gruppe 11.

«') Cellulosechemie 17, 125 (1934).

") G. S. Hudson, N. K. Richmyer, R. M. Hann, Am. Soc. 61, 340, 343

(1939).

49) J. Research Natl. Bur. Standards 29, 227 (1942).

63

J. U. Nef erklärt die Bildung von On-säuren unter Verlust eines

C-Atoms und diejenige von Ameisensäure und geringen Mengenniedriger On-Säuren aus den Enediolformen. Glucose z. B. würde

in der 1,2-Enediolform oxydiert, wobei D-Arabonsäure und Amei¬

sensäure entstehen. Durch Verschiebung der Doppelbindung wer¬

den andere Enediole und dementsprechend niedrigere Oxydations-

Produkte gewonnen.

Ausführung der Oxydation mit Sauerstoff

J. U. Nef oxydierte die reduzierenden Zucker bei Zimmer¬

temperatur, indem er durch die Lösung eines Äquivalents des

Zuckers in zwei Äquivalenten 1-n. Alkali-Lösung^ 48 Stunden langLuft durchblies. 0. Spengler und A. Pfannenstiel führten die Oxy¬dation bei 40° durch und Hessen unter Schütteln Sauerstoff 5 Stun¬

den lang auf die Lösung einwirken.

Wird die Reaktion durch Schütteln in Sauerstoff-Atmosphäredurchgeführt, so ist es möglich, den Verbrauch an Sauerstoff zu

verfolgen.Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt durch Zu¬

gabe der dem Alkah äquivalenten Menge Salzsäure und Eindampfenzur Trockene. Hierdurch wird die Ameisensäure entfernt. Die On-

säure wird darauf mit absolutem Methanol extrahiert und in Form

charakteristischer Derivate oder Salze kristallin isoliert.

In meiner,Arbeit war ich bemüht, die optimalen Reaktions¬

bedingungen bei der Oxydation mit Sauerstoff in alkalischer Lö¬

sung festzustellen. Ich konnte durch tropfenweise Zugabe des

Alkah zu einer unter Sauerstoff geschüttelten wässerigen Lösungvon Galactose eine Ausbeute an D-Lyxonsäure von 40 Prozent ge¬

winnen, während H. 8. Isbell, wie früher erwähnt50), bei der Durch¬

führung der Oxydation in einem anfangs zu stark alkalischen Me¬

dium, eine 28-proz. Ausbeute erhalten hatte.

Auch eine Verbesserung der Methode der Aufarbeitung wurde

erzielt. Das alkalische Reaktionsgemisch wird danach zur Entfer¬

nung der Kationen durch eine Säule mit Kationaustauschharz

50) S. 63.

64

fliessen gelassen. Die in der Lösung neben der On-säure gebildetebeträchtliche Menge Ameisensäure wird durch Eindampfen ent¬

fernt. Aus dem Rückstand gewinnt man die On-säure, wie oben

beschrieben, in Form ihrer kristallisierten Derivate.

Bisher wurde die Oxydation der reduzierenden Zucker mit

Sauerstoff in Lösungen von Natrium-, Kalium- und Bariumhydro¬

xyd durchgeführt.Ich wandte ausserdem Calciumhydroxyd an, das aber die Aus¬

beute an On-säure gegenüber Bariumhydroxyd nicht zu erhöhen

vermochte.

Versuche, die Oxydation reduzierender Zucker in schwach alka¬

lischen Lösungen, z. B. von Magnesiumhydroxyd, Ammonium¬

hydroxyd, Trimethylamin, Kaliumcarbonat, Kaliumacetat mit

Sauerstoff bei Zimmertemperatur oder bei 100 Atm. Druck und

100° durchzuführen, ergaben keine Umsetzungen.Weitere Versuche, die Oxydation in Ammoniak unter Zusatz von

Katalysatoren, wie Kupfersulfat, Silbernitrat und Goldchlorid aus¬

zuführen, gaben ebenfalls keine Umwandlungen.In wässeriger Lösung und durch Zusatz von Katalysatoren wie

Vanadiumpentoxyd oder Vanadiumpentoxyd in einer Mischung

gleicher Mengen von Wasserstoffsuperoxyd und Eisessig, Kobalt-

acetat, Kaliumcyanid, Mangansulfat wurde gleichfalls mit Sauer¬

stoff keine Oxydation bewirkt.

In meiner Arbeit stellte ich durch Oxydation mit Sauerstoff aus

den reduzierenden Disacchariden Cellobiose und Lactose, nach der

Methode von 0. Spengler und A. Pfannenstiel, die entsprechenden

CHOHIC—H

O

O

CH2OH

Cellobiose

O

CH.OH

HCOOH

+COOH

CH

O O

CHaOH

3-D-Glucosido-D-arabonsäure

65

CHOH

CH2OH

Lactose

C—H

O

O — O

CH2OH

HCOOH

+COOH

-CH

O O

CH2OH

3-D-Galactosido-D-arabonsäure

Hexosidopentonsäuren her, die in guter Ausbeute als kristalline

Brucinsalze isoliert werden konnten.

Diese Säuren wurden bis anhin aus 3-D-Glucosido-r>-arabinose-

bzw. 3-D-Galactosido-D-arabinose durch Oxydation mit Brom her¬

gestellt51) 52) und in Form amorpher bzw. schlecht kristallisierender

Calcium-Salze gewonnen.

Zur Bestätigung der Zusammensetzung des Brucinsalzes, das

aus der Oxydation von Cellobiose gewonnen wurde, habe ich dieses

mit Natriumhydroxyd behandelt, vom ausfallenden Brucin ab¬

filtriert und die Lösung mit Wofatit KS von Natriumionen be¬

freit. Hierauf wurde die Lösung mit Salzsäure hydrolysiert, mit

Kaliumhydroxyd versetzt und die D-Arabonsäure als Kaliumsalz

nachgewiesen. Die Mutterlauge wurde nochmals mit Wofatit KS

behandelt und die Glucosemit Phenyl-hydrazin als D-Arabo-hexose-

phenyl-osazon isoliert.

Nach der Methode von 0. Spengler und A. Pfannenstiel konnte

ich Galacturonsäure zur D-Arabo-trioxy-glutarsäure oxydieren,die als Kaliumsalz kristallisiert erhalten wurde.

Die Oxydation von Ascorbinsäure mit Sauerstoff in alkalischer

Lösung führte zu einer Spaltung der Doppelbindung. Aus dem

Reaktionsgemisch wurden L-Threonsäure, als Brucinsalz, und

Oxalsäure gewonnen. Diese beiden Säuren entstehen ebenfalls bei

der Oxydation mit Sauerstoff in alkalischer Lösung aus der Dehydro-ascorbinsäure.

51) P. A. Levene und M. L. Wolfrom, J. Biol. Chem. 77, 671 (1928).52) P. A. Levene und Wintersteinet, J. Biol. Chem. 75, 315 (1927).

66

Glucosamin und Penta-acetyl-glucose konnte ich in einer Aus¬

beute von 80 Prozent zu Arabonsäure abbauen, die als Kaliumsalz

isoliert wurde.

COOH

COOH

+COOH

IH—C—OH

HO—C—H

CH2OH

L-Threonsäure

CO

OH

O

AlkaliC—OH

IH—C

HO—C—H

CH2OH

Ascorbinsäure

02>

Neutral

CO—

IC=0

'

, Ic=o

IH—C

O o,

Alkali

HO—C—H

ICH2OH

Dehydroasoorbmsäure

COOH

ICOOH

+COOH

IH—C—OH

HO—C—H

ICH2OH

L-Threonsäure

67

Experimenteller Teil1)

Herstellung neuer und schwer zugänglicher Osazone

L-Xylo-hexose-p-tolyl-osazon

1 g L-Sorbose wurde in 5 cm3 Wasser gelöst, nach Zugabe von

5 cm3 Eisessig mit 2,25 g p-Tolyl-hydrazin versetzt und 15 Minuten

auf dem Wasserbad erwärmt. Beim Erkalten der Lösung kristalli¬

sierte das Osazon aus; es wurde nach dem Abfiltrieren mit wenigWasser gewaschen, aus Alkohol-Wasser zweimal umkristallisiert

und zur Analyse 24 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet.Das analysenreine Präparat schmolz bei 166° (u. Zers.).

3,728 mg Substanz gaben 8,470 mg C02 und 2,219 mg HaO2,412 mg Substanz gaben 0,310 cm3 N2 (22°, 726 mm)

C2oH2604N4 Ber. C 62,16 H 6,78 N 14,50%Gef. C 62,00 H 6,66 N 14,20%.

6-Desoxy-L-arabo-hexose-p-tolyl-osazon

1 g L-Rhamnose wurde in 5 cm3 Wasser gelöst und mit einer Lö¬

sung von 2,25 g p-Tolyl-hydrazin in 5 cm3 Eisessig versetzt. Nach

10-minütigem Erhitzen auf dem Wasserbad kristallisierte das Osa¬

zon. Das Präparat wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen, zwei¬

mal aus Alkohol-Wasser umkristallisiert und zur Analyse 24 Stun¬

den bei 70° im Hochvakuum getrocknet. Das analysenreine Osazon

schmolz bei 205° (u. Zers.).


C20H26O3N4 Ber. C 64,84 H 7,07 N 15,12%Gef. C 64,84 H 7,08 N 15,27%.

x) Alle Schmelzpunkte sind korrigiert.

68

D-Lyxo-hexose-p-brom-phenyl-osazon2)

1 g D-Galactose wurde in 7 cm3 H20 gelöst, mit 3,2 g p-Brom-

phenyl-hydrazin in 5 cm3 Eisessig versetzt und 5 Minuten auf dem

Wasserbad erhitzt. Das Osazon kristallisierte beim Erkalten der

Lösung; es wurde zur Analyse zweimal aus Alkohol-Wasser um¬

kristallisiert und bei 70° 48 Stunden im Hochvakuum getrocknet.Das Analysenpräparat schmolz bei 190° (u. Zers.).

3,575 mg Substanz gaben 5,491 mg C02 und 1,275 mg H203,335 mg Substanz gaben 0,320 cm3 N2 (20°, 738 mm)

Ci8H20O4N4Br2 Ber. C 41,88 H 3,91 N 10,85%Gef. C 41,92 H 3,99 N 10,85%.

D-Arabo-hexose-ß-naphthyl-osazon

2 g d-Glucose wurden in 10 cm3 Wasser gelöst. Nach Zugabevon 4,5 g j8-Naphthyl-hydrazin-hydrochlorid und 4,6 g kristallisier¬

tem Natriumacetat wurde die Lösung eine halbe Stunde auf dem

Wasserbad erhitzt. Das Osazon kristallisierte aus der heissen

Lösung. Das zweimal aus Alkohol umkristallisierte Präparatschmolz bei 205° (u. Zers.). Zur Analyse wurde es bei 70° 48 Stun¬

den im Hochvakuum getrocknet.


C26H2604N4 Ber- C 68,10 H 5,72 N 12,22%Gef. C 67,85 H 5,51 N 12,05%.

Aus einer alkoholischen Lösung des Osazons konnte mit Pikrin¬

säure kein Pikrat erhalten werden.

Herstellung verschiedener Zucker-Osotriazole

I. NACH DER METHODE VON HUDSON

a) Phenyl-osotriazole

L- Threopentose-phenyl-osotriazol (I)

5 g L-Threopentose-phenyl-osazon aus L-Xylose wurden mit

einer Lösung von 4 g Kupfer(II)-sulfat-pentahydrat in 300 cm3

2) A.W. van der Haar, Vgl. S. 39.

69

Wasser 30 Minuten unter Rückfluss gekocht. Die auf 20° gekühlteLösung wurde von geringen Mengen eines roten Niederschlagesabfiltriert, vom Kupferion mit Schwefelwasserstoff bei 20° und

von der Schwefelsäure mit überschüssigem Bariumcarbonat durch

kurzes Aufkochen befreit. Die über wenig Kohle filtrierte Lösungwurde im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand

wurde mehrmals aus der 100-fachen Menge Äther kristallisiert.

Das in farblosen Blättchen kristallisierende reine Triazol (I)schmolz scharf bei 88°. Es ist in Methyl- und Aethyl-alkohol und

in viel warmem Äther löslich. Fast unlöslich ist es in kaltem Äther.

Das Analysenpräparat wurde bei 130° im Hochvakuum sublimiert.


CuH1303N3 Ber. C 56,16 H 5,57 N 17,86%Gef. C 55,98 H 5,77 N 17,89%

[a]D = + 32,5° (c = 0,4 in Wasser).

Triacetat (I). 100 mg L-Threopentose-phenyl-osotriazol (I)wurden mit 0,5 cm3 Pyridin und 0,5 cm3 Acetanhydrid 24 Stunden

bei 20° gehalten, in Äther aufgenommen und mit 1-n. Salzsäure,1-n. Soda und Wasser gewaschen. Das Acetat wurde zur Analysebei 150° im Hochvakuum destilliert.

3,746 mg Substanz gaben 7,729 mg C02 und 1,714 mg H20

C17H1906N3 Ber. C 56,50 H 5,30%Gef. C 56,30 H 5,12%.

Tribenzoat (Ib). Die Lösung von 100 mg Triazol I in 1 cm3

Pyridin wurde bei 0° mit 0,25 cm3 Benzoylchlorid versetzt und

24 Stunden bei 20° stehen gelassen. Nun wurden 3 cm3 abs. Alko¬

hol zugegeben und die Mischung nach 10 Minuten in verdünnter

Salzsäure und Chloroform aufgenommen. Nach mehrmaligem Wa¬

schen mit 1-n. Salzsäure, 1-n. Soda und Wasser wurde das Chloro¬

form im Vakuum entfernt. Aus dem öligen Rückstand destillierte

das Aethyl-benzoat beim Erhitzen im Hochvakuum bis 100° rest¬

los ab; das analysenreine Tribenzoat destillierte bei 240°.

3,697 mg Substanz gaben 9,491 mg C02 und 1,542 mg H2QC32H2506N3 Ber. C 70,19 H 4,60%

Gef. C 70,06 H 4,67%.

70

Das analysenreine Präparat konnte beim Anreiben mit wenig ab¬

solutem Alkohol nicht kristallisiert werden.

6-Desoxy-L-arabo-hexose-phenyl-osotriazol (II)

5 g 6-Desoxy-L-arabo-hexose-phenyl-osazon aus L-Rhamnose

wurden nach der Vorschrift zur Herstellung von D-Threopentose-phenyl-osotriazol (I) in das 6-Desoxy-L-arabo-hexose-phenyl-oso-triazol (II) umgewandelt. Das Triazol (II) kristallisierte aus 25 cm3

Wasser in langen Nadeln vom Smp. 140°. Zur Analyse wurde das

Triazol (II) noch dreimal aus Wasser umkristallisiert, wobei sich

der Schmelzpunkt nicht änderte. Das Analysenpräparat (1,2 g)wurde bei 130° im Hochvakuum sublimiert.


Ci2H1503N3 Ber. C 57,82 H 6,07 N 16,86%Gef. C 57,76 H 5,96 N 16,78%

[a]D = +67,5° ±2° (c = 1,0 im Feinsprit).

Triazol (II) ist löslich in Methanol, Aethanol und Chloroform.

Triacetat (IIa). Das mit Acetanhydrid und Pyridin bei

Zimmertemperatur hergestellte Triacetat wurde zur Analyse bei

150° im Hochvakuum destilliert.


C18H2106N3 Ber. C 57,59 H 5,64%Gef. C 57,26 H 5,51%.

Tribenzoat (IIb). Das wie Ib hergestellte Tribenzoat (IIb)destillierte im Hochvakuum bei 240°. Das glasige Destillat kri¬

stallisierte beim Anreiben mit absolutem Alkohol. Das bei 110°

schmelzende Analysenpräparat wurde aus der 15-fachen Mengeabsolutem Alkohol umkristallisiert und 24 Stunden bei 100° im

Hochvakuum getrocknet.

3,581 mg Substanz gaben 9,258 mg C02 und 1,553 mg H20C33Ha706N3 Ber. C 70,58 H 4,85%

Gef. C 70,55 H 4,85%

[a]D = +33° ± 1° (c = 1,0 in Chloroform).

71

6-Desoxy-L-arabo-hexose-phenyl-osotriazol (III)

Das aus 5 g 6-Desoxy-L-arabo-hexose-phenyl-osazon (aus d-

Chinovose) wie (I) hergestellte Triazol (III), kristallisierte aus

25 cm3 Wasser in langen Nadeln. Das dreimal aus Wasser um¬

kristallisierte Präparat (1,0 g) schmolz bei 140°. Zur Analyse wurde

das Triazol (III) im Hochvakuum bei 150° sublimiert.


2,278 mg Substanz gaben 0,344 cm3 N2 (19°, 721 mm)

C12H1603N3 Ber. C 57,82 H 6,07 N 16,86%Gef. C 57,7S H 6,14 N 16,75%

[«]D = - 67,5° ±2° (c = 1,0 in Feinsprit).

Triacetat (lila). Das wie Ia hergestellte Triacetat (lila)wurde zur Analyse bei 150° im Hochvakuum destilliert.


C18H2106N3 Ber. C 57,59 H 5,64%Gef. C 57,49 H 5,72%.

Tribenzoat (Illb). Das wie Ib hergestellte Tribenzoat (Ulb)wurde zur Analyse bei 240° im Hochvakuum destilliert.

Das Präparat kristalüsierte beim Anreiben mit absolutem Alkohol.

Nach dem Kristallisieren aus 15 Teilen absolutem Alkohol schmolz

das Tribenzoat (Illb) bei 100°.

3,577 mg Subszanz gaben 9,250 mg C02 und 1,537 mg H20

C33H2,06N3 Ber. C 70,58 H 4,85%Gef. C 70,58 H 4,81%

[a]D = -33° ± 1° (c = 1,0 in Chloroform)

6-Desoxy-D,L-arabo-hexose-phenyl-osotriazol (IV)

Eine Mischung von 20 mg 6-Desoxy-D-arabohexose-phenyl-oso-triazol (III) und 20 mg 6-Desoxy-L-arabo-hexose-phenyl-osotriazol(II) wurden in 1 cm3 heissem Wasser gelöst. Beim Abkühlen kri¬

stallisierte das Präparat in Nadeln. Die Kristalle wurden zur Ana¬

lyse bei 150° im Hochvakuum sublimiert. Das Analysenpräparatschmolz bei 110°.

3,748 mg Substanz gaben 7,941 mg COa und 2,058 mg HaO2,206 mg Substanz gaben 0,333 cm3 N2 (17°, 720 mm)

72

C12H1503N3 Ber. C 57,82 H 6,07 N 16,86%Gef. C 57,82 H 6,14 N 16,83%

[a]D = 0,0° (c = 0,5 in Feinsprit)

Tribenzoat (IVb). Eine Mischung von 25 mg IIb und 25 mgIII b wurde in 1 cm3 heissem absolutem Alkohol gelöst. Nach dem

Erkalten wurde, da die Kristallisation nicht spontan einsetzte,nacheinander mit IIb und Illb angeimpft. Das bei 106° schmel¬

zende Analysenpräparat wurde 48 Stunden bei 100° im Hoch¬

vakuum getrocknet.

3,688 mg Substanz gaben 9,513 mg C02 und 1,575 mg H20C33H2,06N3 Ber. C 70,58 H 4,85%

Gef. C 70,39 H 4,78%[a]D = 0,0° (e = 1,0 in Chloroform)

b) p-Tolyl-osotriazole

D-Arabo-hexose-p-tolyl-osotriazol (V)

6 g D-Arabo-hexose-p-tolyl-osazon aus D-Glucose wurden mit

einer Lösung von 5 g Kupfersulfat in 400 cm3 Wasser 2 Stunden

unter Rückfluss gekocht und die Lösung vom roten Kupfernieder¬schlag abfiltriert. Nach einigen Stunden fiel das Osotriazol (3 g)in langen Nadeln aus. Das Präparat schmolz bei 208°; es ist löslich

in Pyridin und heissem Alkohol, dagegen fast unlöslich in Wasser,kaltem Alkohol, Methanol, Äther, Chloroform, Aceton. Zur Ana¬

lyse wurde das Triazol aus heissem Alkohol umkristallisiert und

zweimal bei 150° im Hochvakuum sublimiert.

3,565 mg Substanz gaben 7,271 mg 0O2 und 1,938 mg H202,995 mg Substanz gaben 0,413 cm3 N2 (22°, 726 mm)


[a]D = -42° (c = 0,6 in Dioxan-Wasser 3 : 1).

Tetraacetat (Va). Das mit Acetanhydrid und Pyridin her¬

gestellte Tetraacetat wurde aus Alkohol umkristallisiert und zur

Analyse zweimal bei 150° im Hochvakuum destilliert. Das Präparatschmolz bei 112°.

73

3,755 mg Substanz gaben 7,757 mg C02 und 1,905 mg HaOC21H2508N3 Ber. C 56,37 H 5,63%

Gef. C 56,38 H 5,68%[o]D = -25° (o = 0,6 in Chloroform)

Tetrabenzoat (Vb). Das Benzoylierungsprodukt wurde zur

Analyse zweimal bei 170° destilliert; es konnte nicht in kristallinerForm erhalten werden.

3,702 mg Substanz gaben 9,580 mg C02 und 1,594 mg H20C41H3308N3 Ber. C 70,78 H 4,78%

Gef. C 70,62 H 4,82%.

D-Lyxo-hexose-p-tolyl-osotriazol (VI)

Das aus 1 g D-Galactose und p-Tolyl-hydrazin hergestellte d-

Lyxo-hexose-p-tolyl-osazon wurde mit 0,8 g Kupfersulfat in

100 cm3 Wasser 1 Stunde gekocht und dann heiss filtriert. Das Fil¬

trat wurde vom Kupferion mit Schwefelwasserstoff und von der

Schwefelsäure mit Bariumcarbonat befreit und zur Trockene ein¬

gedampft. Das aus Äther umkristallisierte Osotriazol (0,2 g)schmolz bei 133°. Zur Analyse wurde das Präparat zweimal im

Hochvakuum bei 150° sublimiert.

1,642 mg Substanz gaben 3,361 mg C02 und 0,918 mg H203,509 mg Substanz gaben 0,479 cm3 N2 (20°, 725 mm)C13H1704N3 Ber. C 55,90 H 6,14 N 15,05%

Gef. C 55,86 H 6,26 N 15,16%[«1d = - 17° (c = 0,6 in Feinsprit).

Tetraacetat (Via). Das wie Ia hergestellte Tetraacetat wurdezur Analyse bei 150° zweimal im Hochvakuum destilliert.

3,793 mg Substanz gaben 7,831 mg COa und 1,883 mg HaOC21H2508N3 Ber. C 56,37 H 5,63%

Gef. C 56,34 H 5,56%.

Tetrabenzoat (VIb). Das wie Ib hergestellte Tetrabenzoatwurde im Hochvakuum bei 170° zweimal destilliert.

3,ß62 mg Substanz gaben 9,464 mg C02 und 1,628 mg H20C41H3308N3 Ber. C 70,78 H 4,78%

•Gef. C 70,52 H 4,98%.

74

D-Erythro-pentose-p-tolyl-osotriazol (VII)

Das aus 1 g D-Ribose hergestellte D-Erythro-pentose-p-tolyl-osazon wurde nach der Vorschrift zur Herstellung des Triazols VI

in D-Ribose-p-tolyl-osotriazol umgewandelt. Das dreimal aus

Äther umkristallisierte un'd bei 130° im Hochvakuum sublimierte

Präparat schmolz bei 100°.




[a]D = + 33° (c = 0,6 in Feinsprit).

Triacetat (Vllb). Das mit Acetanhydrid und Pyridin bei

Zimmertemperatur hergestellte Triacetat kristallisierte aus abso¬

lutem Alkohol in Nadeln vom Schmelzpunkt 104°. Zur Analysewurde das Präparat zweimal bei 150° im Hochvakuum sublimiert.


C18H21OeN3 Ber. C 57,59 H 5,64%Gef. C 57,57 H 5,62%

[a]D = +62° (c = 0,6 in Chloroform).

Tribenzoat (VIIc). Das wie Ib hergestellte Benzoat wurde

aus absolutem Alkohol umkristallisiert. Das im Hochvakuum bei

170° destillierte Analysenpräparat schmolz bei 111°.


C33H2,06N3 Ber. C 70,58 H 4,85%Gef. C 70,47 H 4,91%

[a]D = + 8,3° (c = 0,6 in Chloroform).

D-Threo-pentose-p-tolyl-osotriazol (VIII)

Das aus 1 g D-Xylose erhaltene p-Tolyl-osazon wurde wie VI

in das p-Tolyl-osotriazol umgewandelt. Das dreimal aus Wasser

umkristallisierte Präparat schmolz bei 103° und wurde zur Analyseim Hochvakuum bei 130° sublimiert.




[a]D =" - 52° (c = 0,6 in Feinsprit).

75

Triacetat (Villa). Das mit Acetanhydrid und Pyridin bei

Zimmertemperatur hergestellte Triacetat wurde zur Analyse zwei¬

mal bei 150° im Hochvakuum destilliert.


Gef. C 57,64 H 5,68%.

Tribenzoat (Vlllb). Das wie Ib hergestellte Benzoat wurde

im Hochvakuum bei 170° destilliert.


Gef. C 70,56 H 4,95%.

II. NACH DER METHODE MIT DIOXAN

L-Xylo-hexose-p-tolyl-osotriazol (IX )

Eine Lösung von 1 g Kupfersulfat in 10 cm3 heissem Wasserwurde zu 1 g in 10 cm3 Dioxan gelöstem L-Xylo-hexose-p-tolyl-osazon gegeben. Die Mischung wurde 15 Minuten gekocht und dann

filtriert. Das Filtrat wurde wie beim Triazol I von Kupferion und

Schwefelsäure befreit. Das zur Trockene eingedampfte Reaktions¬

gemisch wurde aus Äther umkristallisiert und zur Analyse zwei¬

mal bei 150° im Hochvakuum sublimiert. Smp. 110°.


Gef. C 56,05 H 6,12 N 15,15%[o]D = - 34° (e - 0,8 in Feinsprit).

Tetraacetat (IXa). Das mit Acetanhydrid und Pyridin bei

Zimmertemperatur hergestellte Tetraacetat wurde zur Analysezweimal bei 150° im Hochvakuum destilliert.

3,892 mg Substanz gaben 8,057 mg C02 und 1,956 mg H20C2iH2508N3 Ber. C 56,37 H 5,63%

Gef. C 56,49 H 5,62%.

76

6-Desoxy-L-arabo-hexose-p-tolyl-osotriazol (X)

200 mg 6-Desoxy-L-arabo-hexose-p-tolyl-osazon aus L-Rham-

nose wurden in 3 cm3 heissem Dioxan gelöst und mit einer Lösungvon 200 mg Kupfersulfat in 2 cm3 heissem Wasser versetzt. Nach

viertelstündigem Kochen wurde die Lösung heiss filtriert. Das Tria-

zol wurde aus der auf 20° gekühlten Lösung in Nadeln vom Schmelz¬

punkt 142° erhalten. Zur Analyse wurde das Triazol (150 mg) noch¬

mals aus Wasser umkristallisiert und im Hochvakuum bei 130°

sublimiert.

3,720 mg Substanz gaben 8,080 mg COa und 2,166 mg H20


C13H1703N3 Ber. C 59,30 H 6,51 N 15,96%

Gef. C 59,28 H 6,52 N 15,89%

[«1d = +58° (c = 0,6 in Feinsprit).

Triacetat (Xa). Das mit Acetanhydrid und Pyridin bei

Zimmertemperatur hergestellte Triacetat wurde zur Analyse zwei¬

mal bei 150° im Hochvakuum destilliert.


C19H2306N3 Ber. C 58,60 H 5,95%Gef. C 58,42 H 6,15%.

Tribenzoat (Xb). Das wie Ib hergestellte Benzoat wurde im

Hochvakuum bei 170° destilliert.


CMH2906N3 Ber. C 70,94 H 5,08%Gef. C 70,63 H 5,15%.

c) p-Brom-phenyl-osotriazole

D-Arabo-hexose-p-brom-phenyl-osotriazol (XI)

Zu einer Lösung von 1 g p-Brom-phenyl-osazon (hergestellt aus d-

Glucose) in 25 cm3 heissem Dioxan wurden 25 cm3 siedende Kupfer¬

sulfatlösung (1 g CuS04 in 25 cm3 H20) zugegeben. Die eine Viertel¬

stunde gekochte Mischung wurde heiss nitriert. Das aus der erkal-

77

tenden Lösung kristallisierende Osotriazol wurde abfiltiert und die

Mutterlauge von CuS04 wie bei I, mittels H2S und BaC03 befreitund zur Trockene eingedampft. Das aus Alkohol kristallisierendeTriazol schmolz bei 227°. Das Analysenpräparat wurde zweimalim Hochvakuum bei 130° sublimiert.

3,772 mg Substanz gaben 5,764 mg C02 und 1,356 mg H202,096 mg Substanz gaben 0,226 cm3 N"2 (22°, 724 mm)C12H14N3Br Ber. C 41,87 H 4,10 N 12,21%

Gef. C 41,70 H 4,02 N 11,88%[o]D = - 56,5° (c = 1 in Pyridin)

Tetraacetat (XIa). Das mit Acetanhydrid und Pyridin wiela hergestellte Acetat wurde mehrmals aus Alkohol umkristaUi¬siert. Das bei 80° im Hochvakuum getrocknete Analysenpräparatschmolz bei 120°.

3,728 mg Substanz gaben 6,409 mg C02 und 1,437 mg H20C20H22O8N3Br Ber. C 46,89 H 4,33%

Gef. C 46,92 H 4,31%[a]D = - 6,25° (c = 2 in Chloroform).

D-Lyxo-hexose-p-brom-phenyl-osotriazol (XII)

Eine Lösung von 1 g p-Brom-phenyl-osazon ausd-Galactose wurdein 25 cm3 heissem Dioxan mit der gleichen Menge siedender Kupfer¬sulfat-Lösung (1 g in 25 cm3 Wasser) versetzt und eine Viertel¬stunde unter Rückfmss gekocht. Die von dem abgeschiedenenKupferniederschlag filtrierte Lösung wurde zur Trockene einge¬dampft. Das dreimal aus Äther umkristallisierte und zur Analyseim Hochvakuum bei 130° sublimierte Osotriazol schmolz bei 139°.

3,948 mg Substanz gaben 6,080 mg C02 und 1,428 mg H202,946 mg Substanu gaben 0,323 cm3 N2 (22°, 727 mm)C12H14N3Br Ber. C 41,87 H 4,10 N 12,21%

Gef. C 42,03 H 4,05 N 12,14%[o]D = - 17,5° (c = 1 in Feinsprit).

Tetraacetat (XHa). Das auf die gleiche Weise wie Ia her¬

gestellte Acetat wurde aus Alkohol zweimal umkristallisiert. Zur

Analyse wurde das bei 102° schmelzende Präparat bei 80° im

Hochvakuum getrocknet.

78


Ca0O8N3Br Ber. C 46,89 H 4,33%Gef. 0 46,79 H 4,25%

[«]D = -23,5° (c = 0,92 in Chloroform).

D-Erythro-pentose-p-brom-phenyl-osotriazol (XIII)

Das aus D-Erythro-pentose-p-brom-phenyl-osazon nach dem glei¬chen Verfahren wie XII hergestellte Osotriazol wurde mehrmals

aus Äther umkristallisiert. Der Schmelzpunkt des bei 130° im Hoch¬

vakuum sublimierten Analysenpräparates lag bei 115°.

3,865 mg Substanz gaben 5,956 mg S02 und 1,344 mg H20


CuH1203N3Br Ber. C 42,05 H 3,85 N 13,38%Gef. C 42,05 H 3,89 N 13,21%

[«3d = +33,4° (o = 0,5 in Feinsprit).

Triacetat. Das wie Ia hergestellte Acetat schmolz nach zwei¬

maligem Umkristallisieren aus Alkohol bei 105°. Das Analysenprä¬

parat wurde 48 Stunden bei 80° im Hochvakuum getrocknet.


C17H1806N3Br Ber. C 46,38 H 4,12%Gef. C 46,34 H 3,96%

[o]D = + 50° (c = 0,8 in Chloroform).

Tribenzoat. 100 mg Erythro-pentose-p-brom-phenyl-osotria-zol in 1 cm3 Pyridin wurden mit 0,25 cm3 Benzoylchlorid bei 0°

versetzt und 24 Stunden bei 20° gehalten; dann wurden 3 cm3 ab¬

soluter Alkohol zugegeben. Die Mischung wurde nach 15 Minuten

in Äther aufgenommen und mit 1-n. HCl, 1-n. Soda und Wasser

gewaschen. Nach dem AbdestiUieren des Äthylbenzoates wurde das

Tribenzoat im Hochvakuum bei 170° destilliert und mehrmals aus

Alkohol umkristallisiert. Das bei 139° schmelzende Analysenpräpa¬

rat wurde 48 Stunden bei 80° im Hochvakuum getrocknet.


C32H2406N3Br Ber. C 61,35 H 3,86%Gef. C 61,22 H 3,97%.

79

d) ß-Naphthyl-osotriazol

D-Arabo-hexose-ß-naphthyl-osotriazol (XIV)

Zur Herstellung des Triazols wurde eine heisse Lösung von 1 gKupfer(II)-sulfat-pentahydrat in 20 cm3 Wasser zu dem in 30 cm3heissem Dioxan gelösten /3-Naphthyl-osazon (1 g) zugegeben. Die

Mischung wurde eine halbe Stunde unter Rückfluss gekocht undheiss filtriert. Aus der mit Äther gesättigten Lösung schieden sich,wohl infolge der Löslichkeitserniedrigung, weisse Flocken des Tria¬zols ab. Zur Analyse wurde das Präparat dreimal aus Alkohol um¬

kristallisiert und 48 Stunden bei 90° im Hochvakuum getrocknet.


Gef. C 61,05 H 5,42 N 13,36%[a]D = -40,6° (c = 0,16 in Pyridin).

Eine alkoholische Triazol-Lösung gab mit Pikrinsäure keinPikrat.

Oxydation von D-Arabo-hexose-phenyl-osotriazol mit Salpetersäure

1 g D-Arabo-hexose-phenyl-osotriazol wurde mit 100 cm3 20-proz.HN03 5 Stunden unter Rückfluss gekocht. Das Reaktionsproduktwurde mit Äther extrahiert und dieser zur Trockene eingedampft.Der aus Äther kristallisierte Rückstand von 2-Phenyl-l,2,3-triazol-4-carbonsäure3) wurde zur Analyse zweimal bei 80° sublimiert. Das



Gef. C 57,06 H 3,74%.

Methylester von 2-Phenyl-l,2,3-triazol-4:-carbonsäure3)50 mg Carbonsäure wurden in 5 cm3 Äther gelöst und 1 cm3

ätherische 1-proz. Diazomethan-Lösung zugegeben. Nach einigen

3) H. von Pechmann, A. 262, 283 (1891).

80

Minuten hörte die Entwicklung von Stickstoff auf. Die Mischungwurde im Wasserstrahl-Vakuum zur Trockene eingedampft. Der

ölige Rückstand wurde im Hochvakuum destilliert. Der spontankristallisierende Methylester schmolz bei 90°.

Kaliumsalz von 2-Phenyl-l,2,3-triazol-4:-carbonsäurei)

20 mg Säure wurden mit 0,1-n. Kalilauge neutralisiert. Das mit

Alkohol ausgeschiedene Kaliumsalz kristallisierte in langen Nadeln.

Versuche zur Herstellung von Triazolen aus Osazonen mit anderen

Schwermetallsalzen anstelle von Kupfersulfat

Je 1 g der nachstehend erwähnten Metallsalze wurden in heissem

Wasser gelöst, zu einer heissen Lösung von 1 g D-Arabo-hexose-

phenyl-osazon in 10 cm3 Dioxan gegeben und die Mischung eine

Viertelstunde gekocht. Umwandlung von Osazon in Osotriazol

konnte in keinem Ansatz beobachtet werden. Mit Ag N03, Mn S04,HgCl2, Fe2 (S04)3 fand offensichtlich keine Einwirkung auf das

Osazon statt. Mit FeCl3 färbte sich die Mischung beim Kochen

dunkel; ein kristallisiertes Reaktionsprodukt konnte nicht isoliert

werden. Aus einem Ansatz mit Hg(ac)2 schied sich eine kristalline

Hg-haltige Verbindung aus, die beim Erhitzen ein Sublimat von

Hg gab und die nicht weiter untersucht wurde.

Herstellung von D-Arabo-hexose-mono-anhydro-phenyl-osazon

28 g D-Arabo-hexose-phenyl-osazon wurden mit einer Lösungvon 1,5 cm3 20-proz. H2S04 in 750 cm3 Methanol 5 Stunden auf dem

Wasserbad gekocht und dann mit heissem Wasser versetzt. Aus

der erkalteten Lösung kristallisierten 23 g des Anhydro-osazons(Ausbeute 92 Prozent d. Th.). Das aus Aceton-Wasser umkristalli-

sierte Präparat schmolz bei 176°; es wurde zur Analyse 24 Stunden

bei 70° im Hochvakuum getrocknet.

3,800 mg Substanz gaben 8,832 mg C02 und 2,009 mg H20C18H20O3N4 Ber. C 63,51 H 5,92%

Gef. C 63,43 H 5,92%.

4) H. von Pechmann, A. 262, 283 (1891).

81

Herstellung von D-Arabo-hexose-mono-anhydro-phenyl-osotriazol

20 g D-Arabo-hexose-mono-anhydro-osazon wurden in 20 cm3

heissem Methanol gelöst und mit einer Lösung von 20 g Kupfersulfatin 1 Liter Wasser versetzt. Die Mischung wurde eine halbe Stunde

unter Rückfluss gekocht und vom roten Niederschlag heiss ab-

filtriert. Das Filtrat wurde mit 200 cm3 Äther ausgeschüttelt und

der Äther-Extrakt mit 1-n. HCl gewaschen, wobei das Anilin ent¬

fernt wurde. Nach Eindampfen des Äthers erhielt man 6 g farblose

Kristalle, die zur Analyse zweimal aus Äther umkristallisiert und

24 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet wurden. Das reine





[a]D = -45° (c = 1 in Feinsprit).

Acetyl-Derivat

Das mit Acetanhydrid und Pyridin bei Zimmertemperatur aus

D-Arabo-hexose-mono-anhydro-phenyl-osotriazol hergestellte Di-

acetat wurde zur Analyse zweimal bei 170° im Hochvakuum destil-


C16H17N305 Ber. C 58,00 H 5,17 N 12,70%Gef. C 58,06 H 5,18 N 12,70%.

Verseifung des Diacetats

Das Diacetat wurde mit der äquivalenten Menge 0,1-n. Natron¬

lauge 15 Minuten lang gekocht. Das ausfallende Anhydro-osotriazolwies nach dem Umkristallisieren aus Äther den Smp. 89° auf. Die

Mischprobe zeigte keine Depression.

Oxydation mit Salpetersäure

500 mg Anhydro-osotriazol wurden mit 50 cm3 20-proz. Salpeter¬säure 5 Stunden unter Rückfluss gekocht. Das Reaktionsgemisch

82

wurde mit Äther ausgezogen und nach dem Abdampfen des Äthers

durch Sublimation gereinigt. Das kristalline Produkt schmolz bei

190° und gab keine Schmelzpunktserniedrigung mit 2-Phenyl-l,2,3-triazol-4-carbonsäure.

Gewinnung von a-D-Glucose aus D-Glucose-phenyl-hydrazon

3 g D-Glucose-phenyl-hydrazon wurden in 150 cm3 heissem Was¬

ser gelöst und mit einer heissen Lösung von 2 g Kupfersulfat-

pentahydrat in 150 cm3 Wasser versetzt. Die Mischung wurde unter

Rückfluss eine Viertelstunde gekocht, filtriert, dann durch 10 cm3

Wofatit KS laufen gelassen und mit überschüssigem Barium-

carbonat versetzt. Das Filtrat wurde zur Entfernung des Anilins

mit Äther geschüttelt und mit Tierkohle entfärbt. Die zur Trockene

eingedampfte wässerige Lösung wurde mit wenig Methanol versetzt.

Nach dem Animpfen konnte in theoretischer Ausbeute Glucose

(1,9 g) vom Schmelzpunkt 146° undderDrehung [a]D = + 100°->52°

erhalten werden.

Zur Identifizierung wurde die aus dem Hydrazon regenerierteGlucose in das Phenyl-hydrazon, das p-Mtro-phenyl-hydrazon und

das Phenyl-osazon umgewandelt, die mit den aus Dextropur her¬

gestellten Derivaten in der Mischprobe keine Schmelzpunkts¬

erniedrigungen zeigten.Die Abwesenheit von andern Zuckern in der aus D-Glucose-phe¬

nyl-hydrazon regenerierten D-Glucose wurde mit Hilfe der Papier¬

chromatographie eindeutig festgestellt5).

Gewinnung von D-Mannose aus D-Mannose-phenyl-hydrazon

Die Regenerierung der D-Mannose aus dem Phenyl-hydrazonund die Aufarbeitung des Reaktionsprodukts wurden in genau der¬

selben Weise durchgeführt, wie oben für die Gewinnung von d-

Glucose aus D-Glucose-phenyl-hydrazon beschrieben ist. D-Man¬

nose wurde durch die Herstellung von Phenyl-hydrazon, p-Nitro-

phenyl-hydrazon und Phenyl-osazon nachgewiesen.

5) Vgl. Abb. 6, S. 85.

83

Gewinnung von a-D-Glucose aus D-Glucose-p-nitro-phenyl-hydrazon

Das Hydrazon (1 g) wurde in 20 cm3 heissem Dioxan gelöst, mit

1 g Kupfersulfat-pentahydrat in 20 cm3 heissem Wasser versetzt

und im übrigen gleich wie bei der Gewinnung von a-D-Glucose aus

D-Glucose-phenyl-hydrazon verfahren.

Gewinnung von a-D-Glucose aus D-Glucose-N, N-diphenyl-hydrazon

Wegen der Schwerlöslichkeit des Hydrazons in Wasser wurde die

Reaktion wie beim D-Glucose-p-nitro-phenyl-hydrazon in Dioxan-

Wasser durchgeführt.

Gewinnung von a-D-Glucose aus D-Glucose-semicarbazon

Eine Lösung von 4,5 g D-Glucose-semicarbazon und 5 g CuS04-5H20 in 100 cm* wurde 15 Minuten unter Rückfluss gekocht und

heiss von dem abgeschiedenen Kupfer-Niederschlag abflltriert.

Nach 24-stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde von einem

kristallinen, tiefblauen Kupferkomplex abfiltriert. Die noch kupfer-haltige Lösung wurde durch eine Säule von Wofatit KS filtriert

und das mit überschüssigem Bariumcarbonat kurz aufgekochteFiltrat nochmals filtriert. Nach dem Behandeln mit Norit wurde

die nun farblose Lösung zur Trockene eingedampft und der Rück¬

stand mit 1 cm3 Methanol versetzt. Das gut kristallisierende Prä¬

parat (2 g) konnte in der oben beschriebenen Weise als a-D-Glucose

identifiziert werden5).

Gewinnung von a-D-Glucose aus D-Glucose-tbiosemicarbazon

2,5 g D-Glucose-thiosemicarbazon und 3 g CuS04-5H20 wurden

in 50 cm3 Wasser 15 Minuten gekocht. Die Farbe der Reaktions¬

mischung änderte sich dabei von violett über grün nach braun.

Die heisse Lösung wurde filtriert und 24 Stunden bei 20° stehen

gelassen, wobei sich ein gelb-brauner, pulvriger Niederschlag aus¬

schied. Die erneut filtrierte Lösung wurde, wie oben beschrieben,mit Wolfatit KS und Bariumcarbonat vom überschüssigen Kupfer¬sulfat befreit. Das aus Methanol kristallisierende Präparat (0,75 g)konnte wie oben beschrieben, als a-D-Glucose identifiziert werden6).

84

G F 'M 6C G4 5

e--e

PI*nol/H

^&?&-Q-

»1 *2G G3 M

Wasser.

Q-0 0 Q

0

Abb. 6

F = d-Fructose

G = d-Glucose

G1 = D-Glucose aus D-Glucose-

phenyl-hydrazon


p-nitro-phenyl-hydrazon


diphenyl-hydrazon


semicarbazon


thiosemicarbazon

M = D-Mannose

Mx = D-Mannose aus D-Mannose-

phenyl-hydrazon

Oxydation reduzierender Zucker mit molekularem Sauerstoff

\ in alkalischer Lösung

Brucinsalz von S-ß-D-Glucosido-D-arabonsäure aus Cellobiose

8,5 g Cellobiose wurden mit 10 g Bariumhydroxyd in 1 Liter

C02-freiem Wassers 48 Stunden unter Sauerstoffatmosphäre ge¬

schüttelt. Der Verbrauch betrug 620 cm3 Sauerstoff (theor. 520 cm3).Durch Einleiten von C02 in die heisse Lösung wurde der Uberschuss

an Ba(OH)2 als Carbonat ausgefällt. Die filtrierte Lösung wurde

durch 40 cm3 Wofatit KS laufen gelassen und dann im Vakuum

85

zur Trockene eingedampft, um die flüchtigen Säuren zu entfernen.

Der Eindampf-Rückstand wurde in Wasser aufgenommen, 12 g

Brucin in alkoholischer Lösung zugefügt, einige Minuten gekocht unddann stehen gelassen. Nach einigen Tagen kristallisierte das 2 Mol

Wasser enthaltende Brucinsalz der 3-j8-D-Glucosido-D-arabonsäure.Das Brucinsalz wurde in Wasser gelöst, die Lösung mit Chloro¬

form geschüttelt, der wässerige Anteil im Vakuum eingedampft und

der Rückstand aus 60-proz. Alkohol umkristallisiert. Die Ausbeute

an reinem Brucinsalz betrug 16 g (81 Prozent d. Th.). Das aus

60-proz. Alkohol umkristallisierte Präparat schmolz bei 153°. Zur

Analyse wurde es im Hochvakuum 48 Stunden bei 50° getrocknet.


C34H50O16Na Ber. C 53,82 H 6,61 N 3,71%Gef. C 53,57 H 6,64 N 3,72%

[a]D = - 8,5° <c = 1 in Wasser).

Hydrolyse von 3-ß-D-Olucosido-D-arabonsäure zu D-Glucose und

D-Arabonsäure

0,75 g Brucinsalz wurde mit der theoretischen Menge 0,1-n.

NaOH bei Zimmertemperatur versetzt. Das ausfallende Brucin

wurde mit Chloroform ausgeschüttelt und die wässerige Lösungdurch 2 cm3 Wofatit KS laufen gelassen, um die Na-Ionen zu ent¬

fernen. Die Lösung wurde eingedampft, der Rückstand mit 1 cm3

2-n. HCl auf dem Wasserbad eine halbe Stunde gekocht, mit 0,1-n.

KOH neutralisiert und bis zur Trübung Methanol zugefügt, wobei

das Kaliumsalz der Arabonsäure auskristallisierte. Die Mutterlaugewurde nochmals mit Wofatit KS behandelt und dann mit Phenyl¬hydrazin und Eisessig versetzt und 10 Minuten auf dem Wasserbad

erwärmt, wobei Glucose-phenyl-osazon bereits in der Wärme aus¬

kristallisierte.

Brucinsalz von 3-ß-D-Galactosido-D-arabonsäure aus Lactose

8,5 g Lactose und eine Lösung von 10 g Ba(OH)a in 1 Liter C02-freiem Wasser wurden unter Sauerstoffatmosphäre geschüttelt. Der

Sauerstoffverbrauch betrug 680 cm3 (theor. 560 cm3). Die Aufarbei¬

tung des Oxydationsproduktes wurde in derselben Weise durchge-

86

führt wie bei der Isolierung des aus Cellobiose hergestellten Brucin-

salzes von 3-0-D-Glucosido-D-arabonsäure. Das Brucinsalz der

3-/?-D-Glactosido-D-arabonsäure wog 6 g und enthielt 3 Mol Kri¬

stallwasser. Zur Analyse wurde das bei 144° schmelzende Präparat

zweimal aus verdünntem Alkohol umkristallisiert und 48 Stunden

bei 50° im Hochvakuum getrocknet.



C34H52018N2 Ber. C 52,61 H 6,72 N 3,61%

Gef. C 52,93 H 6,87 N 3,49%

[«]D = — 1° (c = 1 in Wasser).

Brucinsalz der L-Threonsäure und Ca-Oxalat aus L-Ascorbinsäure

Zu 1,76 g L-Ascorbinsäure wurden 2 g KOH in 50 cm3 eiskaltem

Wasser gegeben und die alkalische Lösung 24 Stunden unter Sauer¬

stoffatmosphäre geschüttelt. Der Verbrauch an Sauerstoff betrug

250 cm3 (theor. 240 cm3). Die Lösung wurde durch 40 cm3 Wofatit

KS laufen gelassen, dann mit 2 g Ca-Acetat versetzt und vom aus¬

gefallenen Ca-Oxalat (1,25 g) abfiltriert. Das Filtrat wurde zur Ent¬

fernung der Ca-Ionen wieder durch 20 cm3 Wofatit KS laufen ge¬

lassen, eingedampft, in heissem Alkohol aufgenommen und die

theoretische Menge Brucin (4,7 g) in Alkohol zugegeben. Das Bru¬

cinsalz der L-Threonsäure kristallisierte nach einigen Stunden. Die

Kristalle wurden mit Chloroform gewaschen und aus Alkohol um¬

kristallisiert. Der Schmelzpunkt des reinen Brucinsalzes der l-

Threonsäure betrug 210°. Das Analysenpräparat 1,4 g (41 Prozent

d. Th.) wurde im Hochvakuum 48 Stunden bei 50° getrocknet.


C27H3409N2 Ber. C 61,12 H 6,46%Gef. C 61,15 H 6,57%

[a]D = -22,7 (c = 1,54 in Wasser).

Brucinsalz der L-Threonsäure und Ca-Oxalat aus Dehydro-ascorbin-säure

1,76 g L-Ascorbinsäure wurden in 30 cm3 Wasser 4 Tage mit

Sauerstoff geschüttelt. Der Sauerstoff-Verbrauch betrug 115 cm3

87

Die Lösung der entstandenen Dehydro-ascorbinsäure wurde mitTrockeneis tiefgekühlt, mit einer Lösung von 2 g KOH in 10 cm3Wasser versetzt und wieder mit Sauerstoff geschüttelt. Nach 24

Stunden waren 265 cm3 Sauerstoff verbraucht (theor. 240 cm3). Die

Lösung wurde durch Wofatit KS filtriert und das Filtrat mit 2 gCalciumacetat versetzt. Das ausgeschiedene Calciumoxalat wurde

abgenutscht, das neue Filtrat nochmals durch Wolfatit KS laufen

gelassen und eingedampft. Nach Zusatz der theoretischen MengeBrucin (4,7 g) kristallisierte das Brucinsalz der L-Threonsäure;es erwies sich mit dem aus Ascorbinsäure, Alkali und Sauerstoff

hergestellten Präparat als identisch.

Kaliumsalz der D-Arabo-trioxy-glutarsäure aus D-Oalacturonsäure

0,97 g Galacturonsäure in 10 cm3 H20 wurde mit 1 g KOH in10 cm3 Wasser unter Kühlung versetzt und 6 Tage unter Sauerstoff¬

atmosphäre geschüttelt. Der Verbrauch an Sauerstoff betrug 130 cm3

(theor. 120 cm3). Die Lösung wurde dann durch 20 cm3 Wofatit KS

gegossen. Das wasserklare Filtrat wurde zur Entfernung der ge¬bildeten Ameisensäure zur Trockene eingedampft; der Rückstandin 10 cm3 Wasser aufgenommen, 0,7 g K2C03 zugefügt und einigeMinuten gekocht. Beim Zusatz von Methanol kristallisierte dasK-Salz der D-Arabo-trioxy-glutarsäure (300 mg). Zur Analysewurde das Präparat aus Wasser-Methanol umkristallisiert und im

Hochvakuum 48 Stunden bei 50° getrocknet.

3,660 mg Substanz gaben 3,132 mg C02 und 0,810 mg H20C5HeO,K2 Ber. C 23,43 H 2,36%

Gef. C 23,35 H 2,48%.

K-Salz der D-Arabonsäure aus Pentaacetyl-glucose

Zu 3,9 g Pentaacetyl-glucose wurden 7 g KOH in 150 cm3 eis¬kaltem Wasser gegeben und 4 Tage unter Sauerstoff geschüttelt.Der Verbrauch an Sauerstoff betrug 340 cm3. Die Lösung wurdenach dem Neutralisieren mit C02 auf 10 cm3 eingedampft. Nach

Zugabe von Methanol bis zur Trübung kristallisierte das K-Salz derD-Arabonsäure aus (1,6 g oder 81 Prozent d. Th.).

88

K-Salz der D-Arabonsäure aus Glucosamin

1,5 g Glucosamin und 3 g Ba OH2 in 100 cm3 Wasser wurden 6

Tage unter Sauerstoff geschüttelt. Der Verbrauch an Sauerstoff be¬

trug 275 cm3 (theor. 205 cm3). Nach dem Einleiten von C02 wurde

die Lösung filtriert, 1,5 g K2C03 zugeführt, wieder filtriert und auf

20 cm3 eingedampft. Nach Zugabe von Methanol bis zur Trübungkristallisierte dasK-Salz der Arabonsäure (1,3g, 76,5Prozent d.Th.).

D-Lyxonsäure-phenyl-hydrazid aus Galactose

Zu 9 g Galactose in 300 cm3 Wasser wurden unter Schütteln mit

Sauerstoff 18 g Ba(OH)2 in 200 cm3 Wasser während 8 Tagen zu¬

getropft. Der Sauerstoffverbrauch betrug 1320 cm3 (theor. 1120 cm3).Das überschüssige Ba(OH)2 wurde mit C02 ausgefällt, die Lösung

filtriert, durch Wofatit KS laufen gelassen und zur Entfernung der

Ameisensäure zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde in

10 cm3 Wasser aufgenommen und mit 10 cm3 Phenyl-hydrazin 15

Minuten auf dem Wasserbad erwärmt. Aus der Reaktionsmischungwurden 5 g (39 Prozent d. Th.) D-Lyxonsäure-phenyl-hydrazidvom Smp. 180° isoliert.

Brucinsalz der D-Erythronsäure aus D-Ribose

1,5 g Ribose und 2 g KOH in 100 cm3 Wasser wurden 4 Tageunter Sauerstoff geschüttelt. Der Sauerstoffverbrauch betrug250 cm3 (theor. 240 cm3). Die Lösung wurde über 40 cm3 Wofatit KS

filtriert und eingedampft. Der Rückstand wurde in 60-proz. heissem

Alkohol aufgenommen und 4 g Brucin, in Alkohol gelöst, zugefügt.Das Brucinsalz der D-Erythronsäure kristallisierte sofort aus.

Nach mehrmaligem Waschen mit Chloroform und anschliessendem

Umkristallisieren aus Alkohol hatte es den Schmelzpunkt 97°.

Die Ausbeute betrug 2 g (43 Prozent d. Th.).

Versuche zur Oxydation von Glucose mit Hilfe schwacher Alkalien

1,8 g Glucose in 20 cm3 Wasser wurden mit den äquivalenten

Mengen folgender Substanzen mit Sauerstoff in einem Hydrier¬kolben geschüttelt.

89

Substanzen Zeit

Mg(OH)2* 36 Stunden

Cd(OH)2 24

K2C03* 24

K(Ac) 24

(CH3)3N 48

NH4OH 12

NH4OH + CuS04* 24

NH4OH + AgN03 24

NH4OH + AuClj 36

Aufnahme von 02 in cm3

10

0

0

0

10

6

14

14

10

Versuche zur Oxydation von Glucose in neutraler Lösung in Gegen¬wart von Katalysatoren

1,8 g Glucose in 20 cm3 Wasser wurden mit folgenden Kataly¬satoren mit Sauerstoff in einem Hydrierkolben geschüttelt.

Substanzen Zeit Aufnahme voi

V205* 24 Stunden 0

V205 + H202 + Eisessig 72>>

-8

KCN 48»»

7

MnS04 24,,

15

Co(ac)2 15»>

5

Die mit * bezeichneten Ansätze wurden in weiteren Versuchen während

24 Stunden im Autoklaven unter 100 Atm. Sauerstoff-Druck geschüttelt.Eine Oxydation der eingesetzten Glucose konnte in keinem Versuch fest¬

gestellt werden.

90

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit werden anhand der Literatur Her¬

stellung und Konstitution der Zucker-osazone besprochen. Durch

Einhalten günstiger Reaktionsbedingungen gelang in eigenen Ver¬

suchen die Herstellung einiger noch unbekannter oder schwer zu¬

gänglicher Zucker-osazone, von denen das D-Arabo-hexose-jS-

naphthyl-osazon als das einzige Osazon des ß-Naphthylhydrazinserwähnt sei.

Von den Umsetzungen der Osazone wird die analytisch bedeut¬

same Umwandlung in Osotriazole unter der Einwirkung von Kupfer¬

sulfat und die Herstellung der Anhydro-osazone ausführlich dis¬

kutiert. In einer Tabelle sind alle bis heute hergestellten Osotria¬

zole der Zucker-Reihe samt ihren Derivaten zusammengestellt.

Der eigene Beitrag zu dieser Tabelle umfasst 14 Osotriazole, die

zum Teil nach einer verbesserten Vorschrift hergestellt wurden,

sowie deren Acetate und Benzoate. Teilergebnisse dieser Unter¬

suchung wurden in zwei Publikationen veröffentlicht.

Nachdem ich feststellte, dass dem Kupfersulfat in der Um¬

wandlung von Osazon zu Osotriazol eine spezifische Wirksamkeit

zukommt — Salze anderer Schwermetalle führten nicht zu Oso-

triazolen — untersuchte ich die Einwirkung von Kupfersulfat auf

D-Arabo-hexose-mono-anhydro-phenyl-osazon und verschiedene

Hydrazone der Glucose und Mannose sowie auf Semicarbazone und

Thiosemicarbazone der Glucose. Die Konstitution dieser stickstoff¬

haltigen Zucker-Derivate ist noch nicht weit aufgeklärt; sie wird

deshalb in dieser Arbeit nur am Beispiel des D-Arabo-hexose-mono-

anhydro-phenyl-osazons und der Glucose-phenyl-hydrazone anhand

der Literatur besprochen.Die Einwirkung von Kupfersulfat auf das D-Arabo-hexose-

91

mono-anhydro-phenyl-osazon führte zu einer Verbindung C12H13N3O3, für welche durch Abbau zu Phenyl-osotriazol-carbonsäuredie Struktur eines 3,6-Anhydro-D-arabo-hexose-phenyl-osotriazolswahrscheinlich gemacht werden konnte.

Einen überraschenden Verlauf nahm die Umsetzung der Zucker¬

hydrazone, -semicarbazone, -thiosemicarbazone mit Kupfersulfat.In heftiger Reaktion wurden aus diesen Derivaten in quantitativerAusbeute die zugrunde hegenden Aldosen in der a-Halbacetal-Form

regeneriert. Die Einheitlichkeit der regenerierten Aldosen wurde

mittels Chromatographie an Filterpapier eindeutig festgestellt.Zur Entwicklung und Methodik der Papierchromatographie,

soweit sie für die Zuckerchemie von Bedeutung ist, wird eine kurze

Einführung gegeben. Auf Grund eigener Versuche wird eine zu

falschen Ergebnissen führende, in der Literatur beschriebene Ver¬

suchsanordnung kritisiert. Erfolgreiche eigene Versuche, die Papier¬chromatographie mit reinen und mit wasser-mischbaren Lösungs¬mitteln durchzuführen, lassen an der Interpretation der Papier¬chromatographie als „Verteilungs-Chromatographie" zweifeln.

Als letzte, sowohl analytisch wie präparativ interessante Reak¬

tion wurde die Oxydation reduzierender Mono- und Disaccharidein alkalischer Lösung mittels molekularem Sauerstoff untersucht.

Bekanntlich führt die Einwirkung von Oxydationsmitteln oder von

Alkali auf reduzierende Zucker in verwickelten Umsetzungen zu

einer grossen Anzahl von Reaktionsprodukten, wie anhand der

Literatur dargelegt wird. Es war deshalb überraschend, als 1933

Spengler und Pfannenstiel in der oben erwähnten Weise zu ein¬

heitlichen Oxydationsprodukten gelangten. Diese wenig bekannte,aber einfachste und wohl auch ausgiebigste Abbau-Reaktion redu¬

zierender Zucker, führt bei Aldosen wie Ketosen unter Abspaltungvon C-Atom-1 in Form von Ameisensäure zu Aldonsäuren in Aus¬

beuten von 40—80 Prozent. Aus Cellobiose und Lactose wurden

auf diese Weise erstmals die Hexosido-pentonsäuren in guter Aus¬beute hergestellt und als kristalline Brucinsalze isoliert. Von Inter¬

esse ist ferner die Oxydation von D-Galacturonsäure zu D-Arabo-

trioxy-glutarsäure, von Glucosamin zur Arabonsäure und von

Vitamin C, bzw. Dehydro-L-ascorbinsäure zu L-Threonsäure und

Oxalsäure.

92

Hydrolyse der aus Cellobiose erhaltenen 3-j8-D-Glucosido-D-arabonsäure führte erwartungsgemäss zu d-Glucose und d-Arabon¬

säure.

Die Ergebnisse meiner Arbeit über die Einwirkung von Kupfer¬sulfat auf Zucker-hydrazone usw. und die Oxydation reduzierender

Zucker mit Alkali und Sauerstoff sind noch nicht veröffentlicht.

93

Curriculum vitae

Ich wurde am 24. März 1923 in Kairo (Ägypten) geboren und

besuchte dort die Primarschule Nasria und die Mittelschule Saidia,an der ich im Juli 1943 die Maturitätsprüfung bestand. Im Oktober

1942 begann ich mein Studium an der „Faculté des Sciences" der

Universität Fuad I in Kairo, das ich im JuH 1946 mit der Erlangungdes B. Sc. (hons.)-Diploms abschloss. Im November 1946 kam ich

in die Schweiz. An der Eidgenössischen Technischen Hochschule in

Zürich begann ich im Januar 1947 im Organisch-Chemischen Labo¬

ratorium unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. L. Ruzicka mit

meiner Promotionsarbeit, die ich im Januar 1949 mit der Doktor¬

prüfung erfolgreich beendigte.

H. El Khadem.

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