Research Collection

Doctoral Thesis

Oxydativer Abbau reduzierender Zucker und Diels'scherAnhydro-hexosazone

Author(s): Kreis, Konrad

Publication Date: 1953

Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000090330

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ETH Library

Prom. Nr. 2256

OxydativerAbbau reduzierender Zucker und

Z)/e/s scher Anhydro-hexosazone

VON DER

EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE IN ZÜRICH

ZUR ERLANGUNG DER WÜRDE EINES

DOKTORS DER TECHNISCHEN WISSENSCHAFTEN

GENEHMIGTE -

PROMOTIONSARBEIT

VORGELEGT VON

Konrad Kreis

dipl. Ing.-Chem. ETH

von Ermatingen (TG)

Referent : Herr Prof. Dr. L. Ruzicka

Korreferent: Herr P.-D. Dr. E. Hardegger

v J

Zürich 1953

Dissertationsdruckerei Leemann AG

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MEINEN LIEBEN ELTERN

IN DANKBARKEIT GEWIDMET

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Meinen verehrten Lehrern

Herrn Prof. Dr. L. Ruzicka

und

Herrn P.-D. Dr. E. Hardegger

möchte ich für das fördernde Interesse, das sie dieser

Arbeit stets entgegenbrachten, und die vielen wert¬

vollen Ratschläge und Anregungen, die sie mir erteilten,

aufrichtig danken.

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Inhaltsverzeichnis

Theoretischer Teil 9

Einleitung 9

Oxydativer Abbau reduzierender Zucker in alkalischer Lösung mit

molekularem Sauerstoff 13

Reaktionsmechanismus der Oxydation reduzierender Zucker in alka¬

lischer Lösung mit molekularem Sauerstoff 14

Abbau von Hexosen, Hexose-Derivaten und Disacchariden 19

Abbau von Pentosen und Vitamin C 21

Abbau von Hexuronsäuren und von 3,6-Anhydro-D-glucose 23

Die Konstitution des Diels'aohen „Anhydro-D-glucose-phenylosazons" 25

Versuche zur Herstellung von Anhydro-hexosazonen einseitig zweifach

substituierter Hydrazine 27

Abbau von Diels'aohen Anhydro-hexose-phenylosazonen 32

Anhydro-benzimidazole 35

Experimenteller Teil 37

Zusammenfassung 63

7

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Theoretischer Teil

Einleitung

Die Konstitutionsermittlung organischer Verbindungen stützt

sich auf die Kenntnis zuverlässiger Abbaumethoden.

Auf dem Gebiete der Zucker bestehen zum Zwecke der Konsti-

tutions- und Konfigurationsbestimmung heute drei prinzipiell ver¬

schiedene Arten (a, b, c) des Abbaus, die sich gegenseitig aufs beste

ergänzen.Den älteren, klassischen Abbaumethoden (a) der Zuckerchemie

(Wohl, Weermann, Ruff) ist gemeinsam, dass sie von der Aldehyd¬bzw. Lactol-Gruppe der Aldosen, bzw. von der Carboxyl-Gruppeder Aldonsäuren aus, die schrittweise Verkürzung der Kohlenstoff-

ket'te des Zuckermoleküls, jeweils um ein C-Atom, erlauben. Die

analytische wie präparative Durchführung dieser Methoden ist

umständlich, die Isolierung der Abbauprodukte, deren Ausbeuten

meist zwischen 15 und 30 % der Theorie hegen, gestaltet sich schwie¬

rig.Der Abbau (b) nach Haworth ist ausschliesslich analytisch von

Bedeutung und in der praktischen Durchführung ebenfalls lang¬

wierig. Er erlaubt — neben beschränkten Aussagen über die Konfi¬

guration von Monosacchariden — die Bestimmung der Grösse der

Lactol-Ringe und in höheren Sacchariden auch der Verknüpfungs¬stellen der Monosaccharid-Bausteine. Die Kohlenhydrat-Molekülewerden beim Abbau nach Haworth an den äther- und acetalartigen

Verknüpfungsstellen gespalten und die C-Ketten dort aufgesprengt.Der oxydative Abbau (c) der Kohlenhydrate mit Perjodsäure

und mit Bleitetraacetat ist neueren Datums. Er vermittelt sowohl

die Grösse der Lactol-Ringe und die Lage der Monosaccharid-

9

Verknüpfungsstellen wie auch die nach Haworth (b) nicht erfass¬

baren Konfigurationen der äther- und acetalartig gebundenen C-

Atome der Kohlenhydrat-Molekeln. Bei der Oxydation mit Perjod-säure und mit Bleitetraacetat bleiben gerade jene Atomverbände

im Kohlenhydrat-Gerüst erhalten, welche nach Haworth (b) abgebautwerden. Die Ausbeute an Spaltprodukten ist nahezu quantitativ.Die Methoden sind ebensogut analytisch wie präparativ geeignetund einfach in der Durchführung.

In neuerer Zeit sind weitere Methoden (a) zum stufenweisen

Abbau reduzierender Zucker veröffentlicht worden.

Nach F. Weygand und A. Bergmann1) werden die abzubauenden

Aldosen in N-Glykoside umgewandelt. Aus den N-Glykosiden wer¬

den mittels der Amadori-Umlagerung Aryl-isoglykosamine gewon¬

nen und letztere durch eine katalytische Oxydation mit Platin und

Sauerstoff in ammoniakalischer Lösung zu den um ein C-Atom

niedrigeren Aldonsäuren abgebaut. Auf diese Weise wird zum Bei¬

spiel aus Glucose Arabonsäure in einer Ausbeute von ca. 50 % der

Theorie erhalten.

HO—OH

IHC—OH

HO¬

CH. -4 V-NH-CH

0

HC—OH

HC O

CH„ -N=CH

IHC—OH

CH,OH.

COOH

CH.OH

CH _^~~X—NH—CH,Ic=o

CH„OH

Ein weiterer Abbau führt nach F. Weygand und R. Löwenfeld*)von den Aldose-oximen, mittels Fluor-2,4-dinitro-benzol, in einer

1) B. 80, 261 (1947).

2) B. 83, 559 (1950).

*) Konfiguration unbestimmt.

10

Stufe zu den um ein C-Atom verkürzten Aldosen. Die Ausbeuten

beim Abbau von Hexosen liegen bei ca. 50 % und beim Abbau von

Pentosen bei ca. 10% der Theorie.

HC=NOH HC=N—O—/ >—N02

NO,

HCN

+

CHO

OH

NO,

CH2OH

Der zurzeit bezüglich Ausbeute — Aldohexosen werden durch¬

schnittlich mit einer Ausbeute von 60 % zu den Aldopentosen abge¬baut — wohl beste Abbau wurde im Jahre 1952 von D. L. Mac-

Donald und H. 0. L. Fischer3) veröffentlicht. Nach dieser Methode

werden aus den leicht zugänglichen, acetylierten Aldosemercaptalendurch Oxydation mit Perphthalsäure, unter Abspaltung von Essig¬

säure, die ungesättigten 1,1-Disulfone hergestellt. Letztere werden

mittels Hydrazin gespalten und das entstandene Hydrazon der um

ein C-Atom verkürzten Aldose in den freien Zucker übergeführt.

8—C,

IHC—S

HC—OAc

IAcO—CH

IR

+I

CHO

IHC—OH

IHO—CH

IR

C2H6

S02-C2H5IO—fc>02 • O2H5

- CH

IAcO—CH

IR

CH2-(S02-C2H5)2+

HC=NNH2

HO—CH

IR

4-

CHO

IHO—CH

IR

Nach diesen zum Teil recht komplizierten Methoden zeichnet

sich der von 0. Spengler und A. Pfannenstiel*) entwickelte oxyda-

3) Am. Soc. 74, 2087 (1952).

4) Z. Wirtschaftsgruppe Zuckerind. 85, 546 (1935); DRP. 618164, 620248.

11

tive Abbau reduzierender Zucker in alkalisch-wässrigen Lösungenmit molekularem Sauerstoff durch grosse Einfachheit aus. In Aus¬

beuten von 30—80% der Theorie werden aus Aldosen die nächst

niedrigeren Aldonsäuren erhalten.

In Fortsetzung der Untersuchungen von H. El Khadem5) ver¬

suchte ich den noch wenig bekannten oxydativen Abbau nach

Spengler und Pfannenstiel durch Anwendung auf verschiedene

Zucker und Zucker-Derivate weiter auszubauen. In der vorliegendenArbeit werden, nach einem kurzen Hinweis auf die Literatur und

einem Überblick auf die bisher entwickelten Anschauungen vom

Mechanismus des Spengler 'sehen Abbaus, die eigenen Versuche zum

Abbau verschiedener Monosaccharide, Monosaccharid-Derivate,

Disaccharide und Uronsäuren, sowie die Isolierung und Charakteri¬

sierung der Oxydationsprodukte besprochen.Im Zusammenhang mit eigenen Arbeiten über den oxydativen

Zuckerabbau nach Spengler und Pfannenstiel stehen Versuche über

die Konstitutionsermittlung der Diels'schen Anhydro-hexosazone,die mit salpetriger Säure zu 2,5-Anhydro-pentonsäuren abgebautwerden konnten.

Die zu Vergleichszwecken benötigte 2,5-Anhydro-D-arabon-säure lässt sich erwartungsgemäss aus 3,6-Anhydro-glucose durch

Oxydation mit Sauerstoff in alkalischer Lösung bereiten.

Weitere Versuche zur Umwandlung des Diels'schen „Anhydro-

glucose-phenylosazons" in ein Anhydro-osazon des Methylphenyl-bzw. Benzylphenylhydrazins führte zu einem gemischt substituier¬

ten Anhydro-osazon des Phenyl- und Benzylphenyl-hydrazins, des¬

sen Konstitution nicht vollständig aufgeklärt werden konnte.

Es wurde versucht, die durch Oxydation von ZH'efe-Anhydro-osazonen erhaltenen Anhydro-pentonsäuren in die Benzimidazole

überzuführen, um deren Konstitution imVergleich mit den analogen,von Link und Moore6) erstmals beschriebenen und auf anderem

Wege hergestellten Anhydro-benzimidazolen zu bestimmen.

Die Isolierung der Anhydro-pentonsäuren aus den Oxydations¬produkten der Diels'schen Anhydro-osazone bildet einen weiteren

5) Vgl. Diss. ETH (1950).

6) C. F. Huebner, R. Lohmar, R. J. Dimler, S. Moore und K. P. Link,J. Biol. Chem. 159, 503 (1945).

12

Beweis für die Richtigkeit der von E. Hardegger und Mitarbeitern7)entwickelten Anschauungen über die Konstitution der Diels 'sehen

Anhydro-hexosazone.

Oxydativer Abbau reduzierender Zucker in alkalischer Lösung mit

molekularem Sauerstoff

Da schon in der Dissertation von H. El Khadem5) ein Überblick

über die Literatur gegeben wurde, erübrigt sich hier deren ausführ¬

liche Besprechung.Die Vorgeschichte zum oxydativen Abbau nach Spengler und

Pfannenstieli) verzeichnet eine Anzahl wenig erfolgreicher Oxyda¬tionsversuche: Framm8) beobachtete, dass durch längeres Einleiten

von Luft in wässrig-alkalische Zuckerlösung ein Abbau der Zucker¬

moleküle zu Carbonsäuren mit verschiedener Kettenlänge statt¬

findet. E. Bucher und J. Meisenheimer9) isolierten bei der analog

durchgeführten Oxydation von Fructose in schlechter Ausbeute

Ameisensäure, Glykolsäure und Erythronsäure; in den nicht kristal¬

lisierten Oxydationsprodukten wurden mehrere Pentonsäuren ver¬

mutet. Nach Spoehr10), der neben 65% Ameisensäure nur ganz

wenig Arabonsäure aus der Oxydation von Glucose gewinnen konnte,

isolierte auch Glattfeld11) Arabonsäure als Phenylhydrazid in nur

10-proz. Ausbeute. J. U. Nef12) fand im Verlauf seiner weitschweifi¬

gen Arbeiten über die Oxydation reduzierender Zucker in alkalischer

Lösung eine noch bedeutend grössere Anzahl von sauren Oxy¬

dationsprodukten.Alle diese älteren Abbauversuche sind weder präparativ noch

analytisch von Bedeutung. Erst als im Jahre 1935 0. Spengler und

A. Pfannenstiel*) zur Oxydation von verdünnten Zuckerlösungen

7) Vgl. E. Hardegger und E.Schreier, Helv. 35, 232, 623 (1952); H.EI

Khadem, E. Schreier, O. Stöhr und E. Hardegger, Helv. 35, 993 (1952).

8) F. Framm, Arch. Physiol. 46, 587 (1896).

9) B. 39, 4217 (1906).

10) Am. 50, 135 (1913).

u) J. U. Nef, 0. F. Hedenburg und J. W. E. Glattfeld, Am. Soc. 39, 1638

(1917).

12) A. 403, 204 (1914).

13

unter milden Bedingungen molekularen Sauerstoff verwendeten und

durch Messung der Sauerstoff-Aufnahme eine zu weitgehende Oxy¬dation verhinderten, gelang es, die gegenüber dem zur Oxydationverwendeten Zucker um ein C-Atom verkürzten Aldonsäuren in

Ausbeuten bis zu 75% zu isolieren. Später fand Isbell13), dass die

Geschwindigkeit des Abbaus und die Höhe der Ausbeute an Aldon¬

säuren stark von der Art des verwendeten Zuckers abhängt. Nach

Isbell konnten aus D-Galactose nur 40 % der Theorie D-Lyxonsäure— in Form des Phenylhydrazids — gewonnen werden, während aus

D-Glucose über 85 % D-Arabonsäure — als Kaliumsalz isoliert —

erhalten wurden.

Reaktionsmechanismus der Oxydation reduzierender Zucker

in alkalischer Lösung mit molekularem Sauerstoff

Die Einwirkung von Alkalien in verdünnten wässrigen Lösungenauf reduzierende Zucker wurde von Lobry de Bruyn und Alberda van

Ekensteinu) schon im Jahre 1895 näher untersucht. Sie fanden, dass

z. B. Glucose teilweise in Fructose und die epimere Mannose umge¬

lagert wird. Neben dieser Isomerisierung treten in geringerem MasseNebenreaktionen auf, wie z. B. die Bildung von verschiedenen

Saccharinsäuren15) und Fructosanen16). Weiter beeinflussen zum

Teil auch die Kationen den Gang der Umlagerungen. Bleihydro¬xyd14) und Calciumhydroxyd17) verhindern bei Zimmertemperaturdie Bildung von Fructose neben Mannose aus Glucose, während mit

Natriumhydroxyd17) aus Glucose nur Fructose gebildet wird.

Konzentrierteres Alkali bewirkt neben dieser Isomerisierung auch

Spaltungen der Zuckermoleküle in Teilstücke mit verschiedener

Kohlenstoffzahl. Je nachdem die Spaltung beim Kohlenstoff-Atom

1, 2 oder 3 eintritt, werden Formaldehyd und Aldopentosen, Glykol-aldehyd und Aldotetrosen oder Dioxyaceton und Glycerinaldehyd

13) H. S. Isbell, J. Res. Natl. Bur. Stand. 29, 227 (1942).

14) C. A. Lobry de Bruyn und W. Alberda van Ekenstein, R. 14, 203 (1895) ;

15, 92 (1896); 16, 257, 262, 272, 282 (1897); 18, 147 (1899).

15) Vgl. H. Kiliani, B. 15, 701, 2953 (1882); B. 18, 631, 2517 (1885).

16) Vgl. L. Sattler und F. W. Zerban, Ind. Eng. Chem. 37, 1133 (1945).

17) A. Kusin, B. 69, 1041 (1936).

14

gebildet18). Durch Isomerisierung und teilweise Rekombination der

Spaltstücke wird die Vielzahl der entstehenden Produkte noch weiter

erhöht. Neben Milchsäure, in einer Ausbeute bis zu 60 %19), konnten

Ameisensäure, Essigsäure, Dioxybuttersäure, Glycerinaldehyd,

Dioxyaceton, Methylglyoxal etc. isoliert werden. Weiter entstehen

durch Polymerisation in kleinen Mengen Harze und „Polysaccha¬ride" unbekannter Konstitution12).

CHO

IHC—OH ^

-*•

IR

R

Zur Erklärung der nach ihnen benannten Umlagerungen nahmen

Lobry de Bruyn und Alberda van Ekensteinu) die intermediäre Bil¬

dung eines 1,2-Endiols an, das durch die zeitweilige Aufhebung der

Asymmetrie am C-Atom 2 die Entstehung der epimeren Aldosen

und die Umwandlung von Aldosen in Ketosen erklärt.

Beweise für die Anwesenheit einer Doppelbindung im Zucker¬

molekül erbückte man18) in der Tatsache, dass reduzierende Zucker

in alkalischer Lösung grosse Mengen Jod verbrauchen und weiter

leicht durch Sauerstoff zwischen Ct und C2 gespalten werden.

Die Endiol-Theorie wird durch Untersuchungen von Tropperund De Witt Stetten20), wie auch von Sowden und Schaffer21),

gestützt. Die beiden Forschergruppen fanden, dass durchEinwirkungvon Alkali auf reduzierende Zucker in schwerem Wasser bei 25°

18) Vgl. Zusammenfassungen der Einwirkung von Alkali auf red. Zucker:

W. L. Evans, Chem. Rev. 31, 537 (1942); W. W. PigmanunAR. M.Goepp jr.,

Chemistry of the Carbohydrates, 71 (1948).

19) Vgl. W. L. Evans, Chem. Rev. 6, 281 (1929).

20) Y. J. TropperundJ. R. De Witt Stetten, J. Biol. Chem. 189, 191 (1951).

21) J. G. Sowden und R. Schaffer, Am. Soc. 74, 499, 505 (1952).

15

HC—OH

IIC—OH

IR

CH.OH

Ic=o

CHO

IHO—CH

IR

eine Einlagerung von ca. 1 Mol Deuterium pro Mol Zucker statt¬

findet. Ferner fanden Sowden und Schaffer eine geringe Einlagerungvon Deuterium an C3 der Zuckermolekel, was leicht durch eine

Wanderung der Endiol-Gruppe erklärt werden kann.

Neben Lobry de Bruyn und Alberda van Ekenstein wurde die

Wanderung der Endiol-Doppelbindung vor allem von Nef12) zur

Erklärung der Vielzahl der gebildeten Spaltprodukte bei der Ein¬

wirkung von Alkali auf reduzierende Zucker herangezogen.Da ein 2,3-Endiol von einem 1,2-Endiol energetisch kaum sehr

verschieden sein wird, ist es nicht recht erklärlich, warum die beiden

Endiole nicht stets in ähnlichen Mengen nebeneinander vorkommen

sollen. Das 2,3-Endiol lässt sich jedoch, wie die Einlagerungsversuchemit Deuterium und der beinahe quantitative Spengler'sehe Abbau

von Glucose zeigen, nur in kleinen Mengen nachweisen. Weiter

lassen sich mit der Endiol-Theorie weder die irreversiblen Neben¬

reaktionen der Lobry de Bruyn'sehen Umlagerung noch der Einfluss

der Kationen22) richtig erklären. Gerade die Einwirkung von Katio¬

nen auf den Gang der Lobry de Bruyn''sehen Umlagerung lässt ver¬

muten, dass letztere in Wirklichkeit viel komplizierter — möglicher¬weise über intermediäre Metall-Komplexe — verläuft.

Fredenhagen und Bonhoeffer23) wie auch Goto 2i) fanden im Gegen¬satz zu den Arbeitsgruppen um Tropper und Sowden, dass bei alkali¬

katalysierten Umlagerungen reduzierender Zucker in schwerem

Wasser eine Einlagerung von Deuterium in die Zuckermolekel erst

bei 45° eintritt. Auf Grund dieser Ergebnisse können die schon bei

tieferer Temperatur vor sich gehenden alkalischen Umlagerungenreduzierender Zucker nicht mehr nach der alten Endiol-Theorie

erklärt werden. Fredenhagen schlug deshalb folgenden Mechanismus

vor:

HC= 0 HO—CH

I + IHC—OH 0=CH

O

H/ \|HO—C CH

I IHC ß—OH

|\0/H_

CH.OH

2 Ic=o

22) Vgl. Seite 14.

23) H. Fredenhagen und K. F. Bonhoeffer, Z. physikal. Chem. A181, 392

(1938).

24) K. Goto, Chem. Soc. Japan, 63, 217 (1942).

16

Die alkalische Umlagerung von Aldosen in Ketosen kann auch

ohne dieses dimere Zwischenprodukt von Fredenhagen erklärt wer¬

den, wenn man in Analogie zur Benzilsäure-Umlagerung eine intra¬

molekulare Wanderung eines Wasserstoff-Anions annimmt26).

CHO

IHC—OH

IR

C=0C | ^(H)C—Ö :

I (")R

H

HC—Ö : (-)

C=0

IR

C=0

IR

Weder mit dieser noch mit der Formulierung von Fredenhagenlässt sich der grosse Jodverbrauch reduzierender Zucker in alkali¬

schen Lösungen erklären.

Nachdem der Mechanismus der alkalischen Umlagerungen redu¬

zierender Zucker noch kaum aufgeklärt werden konnte, ist es nicht

weiter verwunderlich, dass auch der Mechanismus der Oxydationreduzierender Zucker in alkalischer Lösung mit molekularem Sauer¬

stoff ebenfalls nicht genau bekannt ist.

Spengler und Pfannenstiel*) formulierten wie Nef12) den oxyda-tiven Abbau reduzierender Zucker als Aufspaltung des 1,2-Endiolsin Aldonsäure und Ameisensäure, was nach modernen Anschauun¬

gen sehr unwahrscheinlich ist. Für die Formulierung von Evans26),wonach die oxydative Aufspaltung in a-Stellung zur Endiol-Doppel-

bindung erfolgen soll, fehlt jeder Beweis.

Bei der alkalischen Oxydation von L-Sorbose mit Sauerstoff

wurde sowohl die erwartete L-Xylonsäure wie auch die 2-Keto-L-

gulonsäure isoliert27). Die alkalische Oxydation lässt sich demnach

über folgende Zwischenstufen formulieren:

CHO

IHC—OH

HC—OH

IIC—OH

CHO

ICO

COOH

ICO

HCOOH

+

-> COOH

Ein ähnlicher Mechanismus kann auch bei der alkalischen Oxy¬dation von Vitamin C, resp. Dehydro-L-ascorbinsäure, mittels Sauer¬

stoff zu L-Threonsäure und Oxalsäure angenommen werden.

25) G. R. Noller, Chemistry of Organic Compounds, 354 (1951).

2«) Vgl. W. L. Evans, Chem. Rev. 31, 537 (1942).

2') Vgl. O. Dalmer und K. Heyns, USP. 2190377 (1939).

17

Bei den bisherigen Untersuchungen über den alkalischen Oxy¬dationsverlauf basieren die theoretischen Folgerungen immer auf

den isolierten Endprodukten, da Zwischenstufen nie gefasst werden

konnten. Exakte Messungen der Reaktionsgeschwindigkeiten wur¬

den bis zu den Untersuchungen von Bamford und Collins28) im Jahre

1950 nie durchgeführt. Diese Autoren versuchten am Beispiel der

D-Glucose die Reaktionsgeschwindigkeit der Oxydation bei einer

bestimmten Temperatur in Abhängigkeit von Alkali- und Zucker-

Konzentration sowie vom Sauerstoffdruck zu messen. Sie fanden,

dass in sehr verdünnten Glucose-Lösungen (ca. 0,05 Mol/1) und bei

Sauerstoffdruck über 400 mm Hg — in Bestätigung der Resultate

von Spengler und Pfannenstiel — fast in quantitativer Ausbeute

Arabonsäure und Ameisensäure gebildet wird; dass dabei ferner die

Reaktionsgeschwindigkeit nur von der Konzentration des Zuckers

und dem Sauerstoffdruck abhängt, dessen Einfluss sich mit stei¬

gendem Druck bis ca. 1000 mm Hg langsam einem Maximum nähert.

Durch Zugabe von Peroxyd und oberflächenvergrössernden Stoffen,

wie pulverisiertem Glas oder Bariumsulfat, konnte die Reaktionsge¬

schwindigkeit des oxydativen Abbaus von Glucose zu Arabonsäure

nicht geändert werden. Die Autoren schlössen daraus auf das Vorlie¬

gen einer Ionenreaktion. AufGrund der reaktionskinetischen Berech¬

nungen wurden zwei voneinander verschiedene ionenartige Zwischen¬

stufen als geschwindigkeitsbestimmende Faktoren postuliert. Der

Oxydationsverlauf wird von Bamford u. Collins wie folgt formuliert:

CHOr /°) iHC (-)

/OHHC )

-

1! ' 4~V II —)C—OH C=-0 ]

1 L 1 J

CH2OH

HCOOH

+

COOH <-

CH„OH

CHO

(-)Oa—C—OHI

B

\

c=o

CH,OH

Glucose (=) —A'

Saocharinsäuren

8) C. H. Bamford und J. R. Collins, Proc. R. Soc. A 204, 62, 85 (1950).

18

Im vorstehenden Reaktionsschema bewirkt ein Hydroxylion amaktivierten C-Atom 2 der Aldohexose eine Protonenabspaltung, was

zur Ausbildung eines durch Mesomerie stabilisierten Anions A führt.

Durch die Einwirkung von Sauerstoff wird daraus das Peroxyd-ion B

gebildet, das weiter in Ameisensäure und eine Pentonsäure zerfällt.

Die Bildung des Peroxyd-ions B verhindert den Übergang des Ions A

in ein doppelt negativ geladenes Anion A', das den Ausgangspunktfür die Umlagerungen zu den Saccharinsäuren bildet. Das Reak¬

tionsschema erklärt, warum bei hohem Sauerstoffdruck, resp. gros¬

sem Peroxydgehalt, die Oxydation fast quantitativ zu den Penton¬

säuren führt.

Die Interpretationen von Bamford und Collins sind nur bei klei¬

nen Zucker- und Alkali-Konzentrationen gültig, was ihren Wert

für eine präparative Auswertung beeinträchtigt. Ferner lässt sich

damit das unterschiedliche Verhalten der einzelnen Zucker und der

Einfluss der Kationen ebenso wenig wie nach den alten Theorien

erklären.

Abbau von Hexosen, Hexose-Derivaten und Disacchariden29)

Aus früheren Arbeiten ist bekannt30), dass die besten Ausbeuten

an Aldonsäuren in stark verdünnten wässrigen Lösungen von ca.

0,01 bis 0,05 Mol Zucker pro Liter und ca. 0,5 Mol Alkali pro Liter

erzielt werden können. Für das präparative Arbeiten sind die grossen

Flüssigkeitsmengen unpraktisch. Ich versuchte daher bei der Oxy¬dation von D-Glucose (I), unter besonders intensiver Durchmischungder alkalischen Zuckerlösung mit Sauerstoff mittels eines Vibrators,

die Konzentration von Alkali und Zucker zu steigern. Im Verlauf

einer grösseren Anzahl von Versuchen, die im experimentellen Teil

nicht beschrieben sind, gelang es schliesslich, bei einer Konzentra¬

tion von 0,6 Mol Glucose pro Liter und einem 30-proz. Alkali-

Überschuss, in weniger als der Hälfte der üblichen Oxydationszeitnoch eine Ausbeute von 73 % an D-Arabonsäure (IV) — als Kalium¬

salz isoliert — zu erzielen. Mit ß-Pentaacetyl-D-glucose (II) und

D-Glucosamin-hydrochlorid (III) erfolgte der Abbau zu D-Arabon¬

säure (IV) fast ebenso gut wie bei D-Glucose.

29) Vgl. E. Hardegger, K. Kreis und H. El Khadem, Helv. 35, 618 (1952).

30) Vgl. C. H. BamfordimdB. J. Collins, Proc. R. Soc. A204, 62, 85 (1950).

19

Zur Charakterisierung von D-Arabonsäure (IV) wurden das

.Kaliumsalz V13), das Brucinsalz VI31), das Phenylhydrazid VII32)und das noch unbekannte S-Benzylthiuroniumsalz VIII hergestellt.

Im Gegensatz zum gut gehenden Abbau der D-Glucose konnte

aus D-Galactose (IX) nur in 43-proz. Ausbeute D-Lyxonsäure (X)als Phenylhydrazid XI isoliert werden13).

Der einzige Hinweis, dass auch Disaccharide mit Alkali und Sauer¬

stoff abgebaut werden können, findet sich in der Patentschrift von

Spengler und Pfannenstiel*), doch scheint die Isolierung von kristal¬

lisierten Abbauprodukten aus Maltose (XII) nicht gelungen zu sein.

Ich habe ausser Maltose (XII) auch Cellobiose (XV) und Lactose

(XIX) abgebaut und erwartungsgemäss drei Hexosido-pentonsäu-ren in Form ihrer kristallisierten Brucinsalze isoliert, nämlich die

3-[a-D-Glucosido]-D-arabonsäure (XIII), die 3-[/3-D-Glucosido] -D-

arabonsäure (XVI) und die 3-[/?-D-Galactosido]-D-arabonsäure

(XX). Die Kristallisation des Brucinsalzes XIV aus den Oxydations¬

produkten der Maltose (XII) war schwierig durchzuführen; sie

erfolgte langsam, auch wenn das Präparat bereits in reiner Form

vorlag und angeimpft wurde.

c)HOAcO—(

AcO—

}H

—OAcCHO

|—NH3C1c}HO

__

—OAc

—

HC 61

—

CH2OH CH2OAc CH2OH CH2OH

I /-" II _^—"" III 1 IX

+ ir-"" k +

H(

H

(

DOOH

h

?OOH

K-Salz : V

1

H

(

ICOOH

h

300H

Brucinsalz VI

2H2OH

PhenylhydrazidS-Benzylthiuronium-Salz

VII

VIII

(3H2OH

Phenyl¬

hydrazid

IV -X XI

x) Vgl. J. W. E. Glattfeld, Am. 50, 135 (1910).

2) Vgl. H. Ohle und O. Behrend, B. 60, 1166 (1927).

20

Aus den gereinigten Brucinsalzen der Disaccharidsäuren XVI

und XX Hessen sich die bereits bekannten, kristallisierten Calcium-

salze XVIII und XXII gewinnen33)34).

CH2OH CH2OH CH2OH

/l-0\ l/Uo\! _ J-% t/kH-CH2°HOH OH OH

XII XIII

Brueinsalz: XIV

CHaOH CH2OH CH2OH

/'—°\ /~°\ /'~°\ /oh"CH2°H

H0l\(^|/K°XI\^|/0H~*

HO^PY^'^COOHOH OH OH

XV XVI

Brueinsalz: XVII

Calciumsalz : XVIII

CH2OH CH2OH CH2OH.

HOJ—Ox /\—Ox HO ,1—0\ /UrCH2OH'<- >IX0XI<?i,>U - <?i>°XsiCOOH1H OH OH

XIX XX

Brueinsalz: XXI

Calciumsalz: XXII

Abbau von Pentosen und Vitamin C35)

Durch Oxydation mit Alkali und Sauerstoff wurden D-Ribose

(XXIII) und L-Arabinose (XXVI) zu D-Erythronsäure36)37), bzw.

L-Erythronsäure38) abgebaut. Aus D-Xylose (XXIX) gewann man

33) Vgl. P. A. Levene und M. L. Wolfrom, J. Biol. Chem. 77, 671 (1928).

34) Vgl. P. A. Levene und O. Wintersteiner, J. Biol. Chem. 75, 315 (1927).

35) Vgl. E. Hardegger, K. Kreis und H. El Khadem, Helv. 34, 2343 (1951).

36) Vgl. R. C. Hockett und B. S. Millmann, Am. Soe. 63, 2587 (1941).

37) Vgl. E. L. Jackson und C. S. Hudson, Am. Soe. 60, 989 (1938).

38) Vgl. N. K. Bichtmyer und C. S. Hudson, Am. Soe. 64, 1609 (1942).

21

auf die gleiche Art D-Threonsäure39), während L-Threonsäure40)neben Oxalsäure durch alkalische Oxydation von L-Ascorbinsäure

(XXXII) erhalten wurde41). Zur Charakterisierung der vier Tetron¬

säuren wurden die Phenylhydrazide XXV, XXVIII, XXXI, XXXV

und aus der L-Threonsäure das Brucinsalz XXXVI hergestellt.Weiter wurden aus den Alkalisalzen der vier Tetronsäuren mit

Hilfe des Kationen-Austauschers Wofatit KS die freien Säuren her¬

gestellt. Durch Destillation der letzteren im Hochvakuum gelanges mir, in ca. 35-proz. Ausbeute die kristallisierten Tetronsäure-

lactone XXIV, XXVII, XXXIV42) und das bisher noch unbe¬

kannte D-Threonsäure-lacton (XXX) vom Smp. 75—77° und der

spez. Drehung von —29° (in Wasser) zu gewinnen43). Aus den

CO—. CO—.

CHO

XXIII

4-

co—

XXIV

Phenyl -

hydrazid

XXV

CHO

CH2OH

XXVI

CO-

CH2-0

XXVII

Phenyl-

hydrazid

XXVIII

CHO

CH2OH

XXIX

4-

co—-.

CH2-0

XXX

Phenyl -

hydrazid

XXXI

HO—C

IIHO-C

IHC- -O

0 = C

Io=c

IHC O

CH2OH

XXXII

+

co-

XXXIV

CH2OH

XXXIII

Phenylhydrazid

XXXV

Brucinsalz

XXXVI

39) Vgl. F. Weygand und A. Bergmann, B. 80, 261 (1947).40) Vgl. R. Weidenhagen und H. Wegner, B. 72, 2010 (1939).41) Die L-Threonsäure wurde auch in zwei Stufen über die Dehydro-L-

ascorbinsäure (XXXIII) hergestellt.42) Vgl. K. Gätzi und T. Reichstein, Helv. 20, 1298 (1937).43) Aus Arabonsäure und Lyxonsäure konnten durch Hochvakuumdestil¬

lation keine kristallisierenden Lactone erhalten werden.-

22

erheblichen Destillationsrückständen, die aus Estoliden zu be¬

stehen scheinen, lassen sich durch erneute Behandlung mit Lauge,Wofatit KS und Destillation im Hochvakuum weitere Mengen der

Lactone gewinnen.Die Herstellung des D,L-Erythronsäure-lactons vom Smp. 92°

erfolgte durch Umkristallisieren gleicher Mengen D- und L-Lacton

XXIV und XXVII. Das Erythronsäure-lacton ist ein Racemat, da

die Mischprobe mit D-Lacton XXIV eine Schmelzpunktserniedri¬

gung von 6° gab.Ob das noch unbekannte D,L-Threonsäure-lacton vom Smp.

48—50° ebenfalls ein Racemat darstellt, konnte auf Grund von

Mischproben mit D-Lacton XXX nicht sicher entschieden werden.

Die Threonsäure-lactone sind im Gegensatz zu den Erythron-säure-lactonen sehr hygroskopisch; sie zerfhessen an der Luft. In

kristallisierter Form sind sie nur bei strengstem Feuchtigkeits-Aus-schluss, also z. B. im Hochvakuum eingeschmolzen, unbeschränkt

haltbar.

Abbau von Hexuronsäuren und von 3,6-Anhydro-D-glucose44)

Überraschenderweise gelingt es, die gegen Alkali recht empfind¬lichen Hexuronsäuren, nämlich die D-Mannuronsäure (XXXVII),die D-Galacturonsäure (XXXVIII) und D-Glucuron (XXXIX) zur

D-Arabo-trioxyglutarsäure (XL) abzubauen. Die TrioxyglutarsäureXL wurde in einer Ausbeute bis zu 40 % der Theorie als Brucinsalz

XLI, bzw. Dikaliumsalz XLII, als Dibenzimidazol XLIII und

Pikrat XLIX isoliert.

Zu Vergleichszwecken wurden aus den Diamiden45) der Ribo-

trioxy-glutarsäure (XLV) und der Xylo-trioxyglutarsäure (XLVIII)ebenfalls die Dibenzimidazole, XLVI und XLIX, sowie deren

Pikrate XLVII und L hergestellt.Die nach Linie und ilioore46) bereiteten Dibenzimidazole wie

**) Vgl. E. Hardegger, K. Kreis und D. Spitz, Helv. 35, 958 (1952).

45) Hergestellt von D. Spitz; vgl. Diss. ETH (1952).

46) B. Lohmar, B. J. Dimler, S. Moore und K. P. Link, J. Biol. Chem. 143,

551 (1942).

23

auch deren Pikrate sind zur Charakterisierung der verschiedenen

Trioxyglutarsäuren hervorragend geeignet47).Anhand der gut charakterisierten Trioxyglutarsäuren ist es

leicht möglich, im Vergleich mit den entsprechenden, Zucker- bzw.

Schleimsäuren48), die Konfiguration der abgebauten Hexuronsäuren

CHO CHOCHO

COOH

XXXVII

COOH

XXXVIII

O—CH

CO

XXXIX

COOH

COOH

XL

Brucinsalz : XLI

Kaliumsalz: XLII

C17H1603N4: XLIII

D-Arabo-trioxyglutar-säure-dibenzimidazol

CONH,

CONH2

XLV

CONH,

CONH2

XLVIII

4-

XLVI XLIX

Ribo- Xylo-

trioxyglutarsäure-dibenzimidazol

4-

Pikrat

XLVII

Pikrat

L

Pikrat: XLIV

CHO

CH

O—CH2

LI

COOH

I-CH

O—CH2

LH

Brucinsalz: LUI

47) Vgl. Zusammenfassung über Benzimidazolert/. B. Wright, Chem. Rev.

48, 397 (19S1); N. K. Richtmyer, Advances in Carbohydrate Chemistry, Vol.

6, 175 (1951).

48) Die Zucker- bzw. Schleimsäuren werden aus Hexuronsäuren durch

Oxydation mit Salpetersäure hergestellt.

24

zu bestimmen. So sind von den 16 stereoisomeren Aldohexuron-

säuren 14 auf diese Weise identifizierbar. Nur zwischen D- und L-

Alluronsäure kann nicht unterschieden werden.

Als Vergleichspräparat für die als Abbauprodukte der Diels'-

schen Anhydro-hexosazone bedeutungsvollen Anhydro-penton-säuren wurde 3,6-Anhydro-D-glucose (LI) mit Alkali und Sauerstoff

zur 2,5-Anhydro-D-arabonsäure (LH) abgebaut und letztere als

Brucinsalz LUI vom Smp. 126—127° und der spez. Drehung von

— 34,1° (in Wasser) isoliert. Im Gegensatz zu den Penton-, Hexon-,

Zucker-, Schleim- und Trioxyglutarsäuren gelang es nach der von

Link und Moore*®) beschriebenen Methode nicht, aus der 2,5-Anhy¬dro-D-arabonsäure ein kristallisiertes Benzimidazol herzustellen.

DieKonstitution des Di«îs'schen„Anhydro-D-glucose-phenylosazons"

Wie Diels und Mitarbeiter49) fanden, lassen sich die Phenylosa-

zone der Hexosen, Pentosen und Disaccharide leicht durch Behan¬

deln mit Ameisensäure in der Kälte oder durch Kochen in Metha¬

nol mit einer Spur Schwefelsäure unter Abspaltung von 1 Mol

Wasser in gut kristallisierende Monoanhydro-Derivate50) über¬

führen, die sich im Aussehen kaum von den Phenylosazonenunterscheiden.

Da die Konstitution der Phenylosazone51) bis heute nicht ein¬

deutig abgeklärt werden konnte — es sind theoretisch über 100

tautomere Formen möglich —, ist es nicht weiter verwunderlich,

dass bis in die neueste Zeit Unklarheiten über den Bau der Diels-

schen Anhydro-osazone bestanden. Neben den vielen möglichenIsomeren und Tautomeren ist der Umstand, dass die Anhydro-

osazone zum Teil sehr stabile Hydrate52) bilden, für die Auswertung

der experimentellen Ergebnisse sehr erschwerend.

49) O. Diels und R.Meyer, A. 519, 157 (1935); 0. Diels, B.Meyer und

0. Onnen, A. 525, 94 (1938).50 ) Nur Maltose bildet ein Dianhydro-phenylosazon.

51) Vgl. Zusammenfassung von E. O. V. Percival, Advances in Carbo¬

hydrate Chemistry, Vol. 3, 23 (1948).

62) Vgl. E. Hardegger und E. Schreier, Helv. 35, 623 (1952).

25

Diels (1. c.) glaubte, nach Verwerfung einer carbocyclischen

Desoxy-inosose-osazon-Struktur, auf Grund experimenteller Ergeb¬nisse das aus D-Fructose-phenylosazon gewonnene Anhydro-osazonals 3,6-Anhydro-D-fructose-phenylosazon (LIV) formulieren zu kön¬

nen. Später „bewies" Diels aber, nach missglückten Versuchen zur

Wasserabspaltung aus N-alkylierten Hexose-phenylosazonen und

neuer Interpretation früherer Ergebnisse, eine Pyrazolstruktur LVfür das aus D-Fructose-phenylosazon gewonnene Anhydro-osazon.

Etwas später schrieben Percival und Mitarbeiter53), hauptsäch¬lich auf Grund negativer Versuchsergebnisse, im Gegensatz zu Diels,

dem „Mono-anhydro-fructose-phenylosazon" die bicyclische Form

LVI zu.

In unserem Laboratorium wurden von E. Hardegger, H. El Kha-

dem, E. Schreier und G. Stöhr Untersuchungen über die Diels 'sehen

Anhydro-hexosazone durchgeführt54). Als Ergebnis dieser Arbeiten,

HC=NNH-C6H6 N=CH

C=N-NH-C6H5 C6H5—N C-NHNH• C6H5 f—C—NH

-CH

O—CH2

LIV

//

LV

HC N—C6H5I

O—CH2

LVI

HC=NNH C6H5 N CH1 1

(

H(-1

H C6H5 C6H5--N C=NNHC6H5

()H2—C) CH2—0

LVII LVIII

HO

HO

0 NH

CH2.

53) Vgl. Literaturzusammenstellung bei E. Hardegger und E. Schreier,Helv. 35, 232 (1952).

") E. Hardegger und E. Schreier, Helv. 35, 232, 623 (1952) ; H. El Khadem,E. Schreier, G. Stöhr und E. Hardegger, Helv. 35, 993 (1952).

26

die bereits andernorts55) ausführlich diskutiert wurden, folgt, dass

dem Diels 'sehen „Anhydro-glucose-phenylosazon" die Konstitution

LVII des 3,6-Anhydro-D-psicose-penylosazons zukommen dürfte.

Für die aus andern Hexose- und Disaccharid-phenylosazonen56)nach Diels hergestellten Mono-anhydro-osazone wurden analogeStrukturen postuliert.

Die experimentellen Befunde von E. Hardegger und Mitarbeitern

widerlegen eindeutig die von Percival für das Diels'sehe „Anhy¬

dro-glucose-phenylosazon" aufgestellte Konstitutionsformel LVI.

Gegen die Pyrazolformel LV von Diels und die von Hardegger und

Mitarbeitern zeitweilig in Betracht gezogene spirocyclische Formel

LVIII sprechen viele, aber vorläufig nur indirekte Beweise.

Um in direkter Beweisführung die Konstitution des 3,6-Anhydro-

D-psicose-phenylosazons (LVII) für das Diels'sche „Anhydro-glu¬

cose-phenylosazon" festzulegen, wurden die folgenden Umsetzungen

vorgesehen:

a) Herstellung eines Mono-anhydro-hexose-osazons des einseitigzweifach substituierten Methylphenyl- bzw. Benzylphenylhydra-zins nach zwei Methoden, nämlich:

1. durch Abspaltung von Wasser nach Diels aus diesen Osazonen

und

2. durch Einführung zweier Benzylgruppen in ein nach Diels her¬

gestelltes Anhydro-isopropyliden-phenylosazon.

b) Abbau der Diels'schen Anhydro-hexosazone durch Abspaltungder Osazonreste zu Spaltstücken, wie z. B. 3,6-Anhydro-D-psicoson,

3,6-Anhydro-2-keto-D-allonsäure oder 2,5-Anhydro-D-ribonsäureaus Diefe-Anhydro-glucose-osazon.

Versuche zur Herstellung von Anhydro-hexoseosazonen

einseitig zweifach substituierter Hydrazine

Nach Angaben von Diels57) ist es nicht möglich, aus Alkylphenyl-hexosazonen Anhydro-alkyl-phenylosazone herzustellen. Diels und

Meyer (1. c.) konnten beim Behandeln von Fructose-methylphenyl-

55) Vgl. E. Schreier, Diss. ETH (1953) ; Dissertation von G. Stöhr erscheint

demnächst.

56) Vgl. S. Bayne, Soc. 1952, 4998.

") O. Diels und R. Meyer, A. 519, 157 (1935).

27

und Äthylphenyl-osazon, mit Wenig Schwefelsäure in Methanol,

immer nur kristallisiertes unverändertes Ausgangsmaterial isolieren.

Diels folgerte aus dem Nichteintreten der Wasserabspaltung bei den

Hexosazonen mit zweifach substituierten Hydrazonresten, dass an

der Wasserabspaltung aus Fructose-phenylosazon eines der beiden

am Stickstoff haftenden Wasserstoff-Atome beteiligt sei. Die Formu¬

lierung des aus Fructose-phenylosazon hergestellten Anhydro-osa-zons als Pyrazolon-Derivat ist als Ausdruck dieser Interpretationzu deuten.

Meine eigenen Wasserabspaltungsversuche mit Fructose-methyl-

phenylosazon bestätigten die Diels 'sehen Ergebnisse nicht. Ich fand,dass bei längerdauerndem Einwirken von Schwefelsäure in Methanol

das Methylphenylosazon verändert wird und kein kristallisiertes

Ausgangsmaterialmehr isoliert werden kann. Die Reaktionsproduktekonnten nicht identifiziert werden, da sie auch nach mehrmaligem

Chromatographieren nicht kristallisierten. Die Deutung der Was¬

serabspaltungsversuche von Diels und Meyer erscheint demnach

fragwürdig.Versuche zur Wasserabspaltung nach Diels aus dem Fructose-

osazon des Benzylphenylhydrazins stiessen auf unerwartete Schwie¬

rigkeiten in der Bereitung des Ausgangsmaterials.BenzylphenylosazonevonHexosenwiez.B. LXI sind unbekannt.

Ein von Neuberg58) aus D-Fructose und Benzylphenylhydrazin her¬

gestelltes Osazon vom Smp. 190° konnte später von 0frier59) als

ein gemischtes Osazon, nämlich D-Fructose-benzylphenyl-phenyl-osazon (LXII) identifiziert werden, das der Autor ebenfalls aus Glu-

cose-phenylosazon durch Behandeln mit Benzylphenylhydrazingewinnen konnte.

Aus einer grösseren Anzahl von Versuchen, die ich mit D-Glucose

(I), D-Fructose (LIX) und D-Glucoson (LX) durchführte, konnte

nach Behandeln mit frisch gereinigtem Benzylphenylhydrazin in

wässrig-alkoholischer Essigsäure ein Osazon LXII vom Smp. 194

bis 195° in einer Ausbeute von ca. 16% isoliert werden. Das vom

hartnäckig anhaftenden Kristallwasser befreite Präparat erwies

58) O. Neuberg, B. 35, 959 (1902).

59) R. Ofner, M. 25, 615, 1153 (1904); B. 37, 2624 (1904).

28

sich als identisch mit dem von Neuberg und Ofner hergestellten

Benzylphenyl-phenylosazon.Über die Haftstelle der Benzylphenyl- bzw. Phenylhydrazon-

Gruppe im Ofner 'sehen Präparat ist nichts Sicheres bekannt. Ofner60konnte das gemischte Osazon auch aus D-Glucose-benzylphenyl-hydrazon durch Behandeln mit Phenylhydrazin herstellen. In Ana¬

logie zu den sich widersprechenden Resultaten der Untersuchungenvon Votocek61) an Methylphenyl-phenylosazonen zur Bestimmungder Haftstellen der Methylphenyl- bzw. Phenylhydrazon-Gruppenist es nicht möglich, aus der Lage des Benzylphenylrestes im Glucose-

hydrazon sichere Schlüsse auf dessen Lage im Osazon zu ziehen.

Da für die vorstehend beschriebenen Versuche reines Benzyl-

phenylhydrazin verwendet wurde, erschien zunächst die Herkunft

des gemischten Glucose-osazons des Phenyl- und Benzylphenyl-

hydrazins rätselhaft. Eine Erklärung fand sich dann in der Beobach¬

tung von Ofner62), wonach infolge der leichten Zersetzlichkeit des

Benzylphenylhydrazins stets Phenylhydrazin in der Reaktions¬

lösung vorhanden ist. Die Zersetzung von Benzylphenylhydrazinführt nach Ofner, neben Phenylhydrazin, zum Benzylphenylhydra-zon des Benzaldehyds vom Smp. 111°, das nach längerem Stehen

auch aus den Mutterlaugen des Benzylphenyl-phenylosazons LXII

isoliert werden konnte.

Durch Abspaltung von Wasser nach Diels gelang es leicht, das

D-Pructose-benzylphenyl-phenylosazon (LXII) in ein Anhydro-osa-zon LXIII vom Smp. 205° überzuführen, das in Analogie zu früheren

Arbeiten von E. Hardegger und Mitarbeitern57) über das Diels'sche

,,Anhydro-glucose-phenylosazon" als 3,6-Anhydro-D-psicose-benzyl-

phenyl-phenylosazon (LXIII) bezeichnet wurde.

Das Anhydro-osazon LXIII konnte durch Behandeln mit Aceton

und wenig Schwefelsäure in ein Isopropyliden-Derivat LXIV vom

Smp. 132—133° übergeführt werden. Über die Lage des Isopro-

pyliden-Restes, der willkürlich zwischen C4 und C5 angenommen

wurde, können keine Aussagen gemacht werden.

oo) R. Ofner, M. 25, 1153 (1904).

61) E. Votocek und R. Vondràcek, B. 37, 3848 (1904).

62) R. Ofner, M. 25, 593 (1904).

29

Bei der Behandlung von 3,6-Anhydro-D-glucose (LI) mit Benzyl-

phenylhydrazin konnte nur das Benzylphenylhydrazon LXV vom

Smp. 156—157° isoliert werden.

CHO

ÇeH5

C=NN-CH2-C6H5

CbHs

CH2OH

I \

CH2OH

LXI

CHO

ICO

LX

CHO HC=NN-CH2-C6H5

CßHs

CH r CH

CH2OH O—CH2

LI

O—CH2

LXV

CH2OH / HC=NN • CH2 • C6H5

CO

CH2OH

LIX LXII

ÇsH5

C=NNH-CJL

HC-

HC=NN-CH2-C6H5

C=NNH-C6H5

HC N

CH2—O

LXIII

HC-OxI

HC-O--

ÎCH2-

LXIV

>Ipd

O

Ein zweiter Weg zur Herstellung von Anhydro-hexosazonen ein¬

seitig zweifach substituierter Hydrazine ergibt sich durch die Ein¬

führung von Methyl- oder Benzyl-Gruppen in den Osazon-Rest der

Diels 'sehen Anhydro-hexose-phenylosazone.

Percival63) konnte aus D-Glucose-phenylosazon durch Behandeln

mit Dimethylsulfat und Alkali ein öliges Tetramethyl-Derivat her¬

stellen, das er als 3,4,5-Trimethyl-D-glucose-methylphenyl-phenyl-osazon identifizierte. Die Herstellung eines total methylierten Tetra-

methyl-glucose-methylphenylosazons gelang ihm nicht. Analoge

Methylierungsversuehe mit Anhydro-osazonen sind nicht bekannt

geworden.

6S) Vgl. L. L. Engel, Am. Soc. 57, 2419 (1935) ; E. E. Percival und E. O. V.

Percival, Soc. 1935, 1398; 1937, 1320.

30

Das „stabile" Isopropyliden-Derivat des Diels 'sehen „Anhydro-glucose-phenylosazons" weist in der Formulierung nach E. Hard-

egger und E. Schreier nur zwei aktive Wasserstoffatome im Osazon-

Rest auf. Die Substitution dieser beiden beweglichen Wasserstoff¬

atome durch Benzyl-Gruppen wurde auf folgenden Wegen versucht,die nur zum Teil im experimentellen Teil beschrieben sind:

a) Kochen des Isopropyliden-Derivates mit Benzylchlorid, zum

Teil unter Zusatz von wenig Pyridin, bzw. Natriumjodid.b) Umsetzen des Isopropyliden-Derivates mit überschüssigem

Methyl-magnesiumbromid und nachfolgende Behandlung mit Ben¬

zylchlorid.

c) Behandeln des Isopropyliden-Derivates mit Benzyljodid, bzw.

Benzylbromid unter Zusatz von Silberoxyd.In den Versuchen a) und b) wurde das Isopropyliden-Derivat

LXVI nicht verändert; es konnte aus den Reaktionslösungen wieder

kristallisiert zurückgewonnen werden.

Bei der Behandlung c) mit Benzyljodid, bzw. Benzylbromid und

Silberoxyd wurde kein Ausgangsmaterial mehr isoliert. Die Reak¬

tionsprodukte, welche als rote Öle vorlagen, wurden mehrmals an

Aluminiumoxyd chromatographiert. Trotz scheinbarer Einheitlich¬

keit kristallisierten die Öle auch nach längerem Stehen nicht64).Die Verbrennungswerte von C, H und N einiger Chromatogramm-Fraktionen konnten nicht interpretiert werden.

Analoge Versuche mit Benzylbromid und Silberoxyd bei Glyoxal-phenylosazon blieben erfolgslos, da Glyoxal-osazon durch Silberoxydsofort zu 1, 2-Bis-phenylazo-äthylen65) oxydiert wird.

Die Resultate der Versuche c) lassen nicht entscheiden, ob Ben¬

zyl-Gruppen in das Isopropyliden-Derivat eingeführt werden konn¬

ten oder ob das Anhydro-osazon ähnlich wie Glyoxal-osazon oxydiertwurde.

Alle vorstehend beschriebenen Versuche wurden auch mit dem

von Diels66) erstmals hergestellten „labilen" Isopropyliden-Derivatdes „Anhydro-glucose-phenylosazons" vorgenommen.

64) Destillationsversuche im Hochvakuum lassen auf hartnäckig anhaf¬

tende Verunreinigungen schließen.

65) Vgl. H. v. Pechmann, B. 21, 2751 (1888); A. 262, 265 (1891); R. Stollé,B. 59, 1742 (1926).

66) 0. Diels und R. Meyer, A. 519, 157 (1935).

31

Die Konstitution der beiden Isopropyliden-Derivate des „Diels-

Anhydro-glucose-phenylosazons" ist nicht bekannt. Nach Betrach¬

tungen am Modell wären folgende vier Formeln sterisch möglich:

xIpd,

»I H2

LXVI

/°\OH HO,

H,

C=N-N—C6H5

f )>C(CH3)2HC=N-N—C6H5

H

HC—C

°\\

HO.IH,

NH XN

C (CH3)2

C«H5CeH5

LXVIII

/CK

H

/\O^ HO

C6H5—HNN=C N!~—I

IH,

HCC(CH3)2

\.

N—N

LXVII LXIX

Abbau von Diels'schen Anhydro-hexose-phenylosazonen

Über den Abbau von Diels'schen Anhydro-hexose-phenylosazo-nen ist wenig bekannt:

Nach Diels66) lassen sich die Anhydro-osazone im Gegensatz zu

den Osazonen weder mit Salzsäure noch mit Benzaldehyd spalten.Reduktive Spaltung67)68) der Anhydro-osazone erscheint nach

Versuchen an Glucose-phenylosazon wegen der grossen Empfindlich¬keit der Hydrierungsprodukte wenig versprechend.

Die Oxydation mit Luft und Alkali69) führt nicht zur Auf- oder

Abspaltung der Osazon-Gruppe, sondern zu Dehydro-osazonen, bzw.

6') E. Fischer, B. 19, 1920 (1886).

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

69) 0. Diels, E. Cluss, H. J. Stephan und R. König, B. 71, 1189 (1938).

32

Anhydro-dehydro-osazonen, deren Konstitution nicht sicher bekannt

ist und die zur Konstitutionsermittlung der Diels 'sehen Anhydro-osazone kaum geeignet erscheinen.

Auch die Spaltung mit Alkali erscheint wenig erfolgversprechend.Nach Diels und Mitarbeitern70) führt die Einwirkung von Alkali bei

Osazonen zu einer Aldolspaltung zwischen C2 und C3 und gibt, neben

Glyoxal-osazon, bzw. 1,2-Bis-phenyl-azo-äthylen, ein nicht identifi-

zieïbares Gemisch von vermutlich mehreren Zuckern, bzw. Saccha¬

rinsäuren.

Die Einwirkung von Hydroxylamin-hydrochlorid in heissem Al¬

kohol führt nach Diels unter Zerstörung des C-Gerüstes zu Deri¬

vaten der Pyrazols71).Da bekannt ist, dass Hydrazone von salpetriger Säure oxydativ

gespalten werden72), schien es aussichtsreich, eine analoge Spaltungder Osazone, bzw. Anhydro-osazone zu versuchen. Gemäss der von

E. Hardegger und Mitarbeitern54) angenommenen Konstitution-

formel LVII der Diels 'sehen Anhydro-hexosazone waren als Spalt¬

produkte nach Einwirkung von salpetriger Säure das 3,6-Anhydro-oson, die 3,6-Anhydro-2-keto-säure, bzw. unter Verlust des C-Atoms

1 die 2,5-Anhydro-pentose, bzw. 2,5-Anhydro-pentonsäure, zu er¬

warten.

Die Behandlung von 3,6-Anhydro-D-psicose-phenylosazon (LVII)mit Natriumnitrit in Eisessig führte nach Aufarbeitung der dunkel¬

roten Oxydationsprodukte zu einer hellbraunen wässrigen Lösung,die sauer reagierte und gegenüber I'ehling'scher Lösung starkes

Reduktionsvermögen zeigte. Die sauren Anteile konnten in Form

eines gut kristallisierenden, unscharf bei 260—265° schmelzenden

Brucinsalzes LXXV mit der spezifischen Drehung von —41° (in

Wasser) in einer Ausbeute von 9,5 % der Theorie gewonnen werden.

Aus dem 3,6-Anhydro-D-galactose-phenylosazon (LXX) wurde

in gleicher Weise in einer Ausbeute von 39 % der Theorie ein gutkristallisierendes Brucinsalz LXXII mit dem unscharfen Zerset-

70) 0. Diels, B. Meyer und 0. Onnen, A. 525, 94 (1936).

71) 0. Diels, B.Meyer und O. Onnen, A. 525, 94 (1936); vgl. O. Stöhr,

Diss. ETH (1953).

72) E. Bamberger und W. Bemsel, B. 36, 57, 347, 359 (1903); M. Busatvnd

H. Kunder, B. 49, 317 (1916).

33

zungsschmelzpunkt 250—253° und der spez. Drehung von —15,6°

in Wasser isoliert. Die freie Säure LXXI wurde mit Diazomethan

verestert und der Methylester LXXIII im Hochvakuum destilliert,

worauf der Ester LXXIII nach einiger Zeit im Analysenröhrchenkristallisierte.

Auf Grund der Analysenwerte des Methylesters LXXIII und des

Brucinsalzes LXXII wurde die Säure LXXI, in Übereinstimmungmit den Ergebnissen von E. Hardegger und Mitarbeitern54), als

2,5-Anhydro-D-lyxonsäure formuliert. In Analogie dazu wurde für

die Säure LXXIV die 2,5-Anhydro-D-ribonsäure-Struktur ange¬

nommen.

C=N-NH-C6H5

CH

O—CH2

LXX

HO¬

CH,,—O

LVII LXXVI

4-

COOH

ICH

4-

COOH

IHO n

4-

HC=NN

C=N/

COOK

CH2OHO CH2

CH2OH

LXXI LXXIV LXXVII V

Brueinsalz: LXXII Bruoinsalz: LXXV

Methylester: LXXIII

Die Einwirkung von Isoamylnitrit auf D-Fructose-phenylosazon

(LXXVI) in Eisessig führte überraschenderweise in 13-proz. Aus¬

beute zu D-Fructose-phenylosotriazol (LXXVII). Aus dem Alkohol¬

unlöslichen Anteil der mit Kalilauge neutralisierten Mutterlaugenkonnten nur geringe Mengen Kalium-D-arabonat (V) isoliert werden.

34

Anhydro-benzimidazole

Zur Konstitutionsaufklärung der vorstehend beschriebenen 2,5-

Anhydro-pentonsäuren sind die von Link und Moore'73) aufgefun¬denen Anhydro-benzimidazole wichtig geworden.

Wie Hashins und Hudson1*) im Jahre 1939 fanden, lassen sich die

Aldonsäuren durch Kondensation mit o-Phenylendiamin in die

Benzimidazole überführen. Nach der von Link und Moore11") ausge¬

arbeiteten Vorschrift wurde es möglich, die Benzimidazole der ver¬

schiedenen Aldonsäuren in guter Ausbeute zu gewinnen.Die Benzimidazole sind amphoter. Sie bilden mit Säuren Salze, von

denen sich die Pikrate für die Charakterisierung der Benzimidazole

als wichtig erwiesen. In starken Laugen sind die Benzimidazole

löslich. Mit Kupfer- und Silberionen geben sie schwer lösliche Salze.

Zur Charakterisierung der Aldon-, Zucker-, Schleim- und Trioxy-

glutarsäuren sind die Benzimidazole und deren Pikrate dank ihrer

guten Kristallisationsfähigkeit und des scharfen Schmelzpunktessehr geeignet47).

Nach Link und Moore15) wird aus den Pentonsäure-benzimi-

dazolen beim Erwärmen auf 180° in Gegenwart von Salzsäure und

Zinkchlorid 1 Mol Wasser abgespalten. Die Anhydro-benzimidazolewurden in der Folge als Derivate der 2,5-Anhydro-pentonsäurenformuliert. Die Oxydation der Anhydro-pentonsäure-benzimidazolemit Perjodsäure führte nicht zu den erwarteten Dialdehyden, son¬

dern unter Bildung von 2 Mol Ameisensäure und 1 Mol Formaldehydzur 2-Benzimidazol-carbonsäure. Ein analoger abnormaler Verlauf

der Oxydation mit Perjodsäure wurde auch an andern Verbindun¬

gen, die aktivierte Wasserstoff-Atome enthalten, beobachtet76). Den

Beweis der Lage des Anhydroringes bei Anhydro-benzimidazolenerbrachten Link und Huebner11) durch Synthese des 2,5-Anhydro-

73) 8. Moore und K. P. Link, J. Org. Chem. 5, 637 (1940); G. F. Huebner,

R. Lohmar, R. J. Dirnler, S. Moore und K. P. Link, J. Biol. Chem. 159, 503

(1945).

74) W. F. Hashins und C. S. Hudson, Am. Soc. 61, 1266 (1939).

75) S. Moore und K. P. Link, J. Biol. Chem. 133, 293 (1940).

76) Vgl. -R. C. Hockett, M. H. Nickerson und W. H. Reeder, Am. Soc. 66,

472 (1944).

77) C. F. Huebner und K. P. Link, J. Biol. Chem. 186, 387 (1950).

35

L-xylonsäure-benzimidazols (LXXXI) aus 1,4-Anhydro-D-sorbit

(LXXVIII), der durch selektive Oxydation mit Perjodsäure in die

2,5-Anhydro-L-xylose (LXXIX) und weiter in die 2,5-Anhydro-L-

xylonsäure (LXXX) übergeführt wurde. Das Benzimidazol LXXXI

der Anhydro-L-xylonsäure erwies sich nach Schmelzpunkt und spez.

Drehung als Antipode des aus D-Xylonsäure-benzimidazol herge¬stellten Anhydro-Derivates.

CH2OH

_

CHO

r—CH r~CH

O—CH2 O—CH2

LXXVIII LXXIX

Ich habe versucht, die von mir aus 3,6-Anhydro-D-galactose-

phenylosazon (LXX) hergestellte 2,5 - Anhydro - D - lyxonsäure

(LXXI)78), deren Konstitution noch unbewiesen ist, sowie die aus

3,6-Anhydro-D-glucose (LI) gewonnene 2,5-Anhydro-D-arabon-säure (LH)79) in die Anhydro-benzimidazole umzuwandeln. Die

Aufarbeitung der schlecht kristallisierenden Anhydro-benzimidazolewar schwierig. Die geringen Substanzmengen erlaubten keine sichere

Identifizierung der Derivate.

Nach den in unserm Laboratorium durchgeführten Untersu¬

chungen54) über Diels'sche Anhydro-osazone und Anhydro-osotria-zole liegt die Voraussage nahe, dass aus den Benzimidazolen der

Bibon- und Arabonsäure ein 2,5-Anhydro-ribonsäure-benzimidazolund aus Lyxonsäure-benzimidazol das 2.5-Anhydro-lyxonsäure-ben-zimidazol entstehen sollte.

Das von mir hergestellte, vielleicht nicht ganz reine Benzimidazol

der 2,5-Anhydro-lyxonsäure (LXXII) schmolz bei 216—217°; im

Gegensatz zu dem von Link und Moore75) aus D-Lyxonsäure her¬

gestellten, bei 200—204° schmelzenden Anhydro-benzimidazol. Der

Vergleich ihrer Pikrate konnte aus Mangel an Substanz nicht durch¬

geführt werden.

'8) Vgl. Seite 33 und 34.

"») Vgl. Seite 25.

NH

COOH

ICH

C

-CH

O—CH2

LXXX

O—CH2

LXXXI

36

Experimenteller Teil1)

Abbau reduzierender Monosaccharide, Disaccharide und

Uronsäuren mit Sauerstoff in alkalischer Lösung

D-Arabonsäure (IV) aus D-Glucose (I)

Eine Lösung von 1,8 g ( = 10 Millimol) D-Glucose (I) in 150 ccm

Wasser wurde mit 3,5 g (= 11,1 Millimol) kristallisiertem Barium-

hydroxyd versetzt und unter Sauerstoff vier Tage bei Zimmer¬

temperatur geschüttelt, wobei 260 ccm Sauerstoff (ber. 250 ccm 02)verbraucht wurden. Das überschüssige Bariumhydroxyd wurde als

Karbonat gefällt, durch Celit abfiltriert und das gelbliche Filtrat

anschliessend durch eine Säule mit 30 ccm Wofatit KS laufen gelas¬sen. Die freien Säuren wurden zusammen mit 100 ccm Waschwasser

zur Entfernung der Ameisensäure vorsichtig auf dem Wasserbad

im Wasserstrahlvakuum vollständig eingedampft. Der gelbe, zäh¬

flüssige Rückstand wurde in wenig warmem Wasser aufgenommenund mit verdünnter Kalilauge neutralisiert. Nach mehrmaligemUmfallen aus Wasser-Äthanol konnten 1,42 g Kalium-D-arabonat

(V) erhalten werden, was einer Ausbeute von 69 % der Theorie

entspricht.36 g ( = 200 Millimol) D-Glucose (I) wurden in 100 ccm Wasser

gelöst und 30 g ( = 534 Millimol) Kaliumhydroxyd, gelöst in 250 ccm

Wasser, im Verlauf von 5 Stunden zugetropft, wobei die alkalische

Zuckerlösung mittels eines Vibromischers intensiv mit Sauerstoff

durchwirbelt wurde. Die Lösung erwärmte sich nur leicht und ver-

) Alle Schmelzpunkte sind korrigiert.

37

färbte sich gegen das Ende der Sauerstoffaufnahme hellbräunlich2).Die Oxydation wurde nach 48 Stunden abgebrochen, da der genaue

Endpunkt der Sauerstoffaufnahme nicht beobachtet werden konnte.

Aus der Hälfte der Oxydationslösung wurden, wie oben beschrieben,

15,8 g rohes Kalium-D-arabonat (V) isoliert, was einer Ausbeute von

73 % der Theorie entspricht.

D-Arabonsäure (IV) aus jß-Pentaacetyl-D-glucose (II)

3,9 g ( = 10 Millimol) ß-Pentaacetyl-D-glucose (II) wurden zu

einer eiskalten Lösung von 7 g (= 125 Millimol) Kaliumhydroxydin 150 ccm Wasser gegeben und die Mischung fünf Tage bei Zimmer¬

temperatur unter Sauerstoff geschüttelt, wobei 300 ccm Sauerstoff

(ber. 250 ccm 02) aufgenommen wurden. Die gelbliche Lösung wurde

durch 140 ccm Wofatit KS filtriert und aus Filtrat und Wasch-

wasser die Essigsäure durch mehrmaliges Eindampfen im Wasser¬

strahlvakuum abgetrieben. Der gelbliche Rückstand wurde in 10

ccm Wasser gelöst und nach Zugabe von 0,7 g Kaliumcarbonat die

heiße Lösung mit 40 ccm Methanol versetzt, worauf beim Erkalten

der Lösung 1,4 g (=37% der Theorie) Kalium-D-arabonat (V)auskristallisierten.

D-Arabonsäure (IV) aus D-Glucosamin-hydrochlorid (III)

1,5 g (= 7 Millimol) D-Glucosamin-hydrochlorid (III) und 3 g

( = 9 Millimol) krist. Bariumhydroxyd wurden acht Tage bei Zimmer¬

temperatur unter Sauerstoff geschüttelt. Der Verbrauch an Sauer¬

stoff betrug 260 ccm (ber. 175 ccm 02). Die Lösung wurde auf

bekannte Weise, unter Verwendung von 40 ccm Wofatit KS, auf¬

gearbeitet. Die Ausbeute an Kalium-D-arabonat (V) betrug 1,0 g

( = 70,5 % der Theorie).Kalium-D-arabonat (V). Das Kaliumarabonat wurde dreimal aus

Wasser-Methanol umkristallisiert und das Analysen-Präparat 24

Stunden bei 60° im Hochvakuum getrocknet.

2) Konzentrierte Zuckerlösungen verfärben sich bei der Oxydation mit

Alkali und Sauerstoff unter Wärmeentwicklung schnell dunkelbraun. Die

Oxydationsprodukte sind schwierig aufzuarbeiten und die Ausbeute an

Aldonsäuren ist gering.

38

4,046 mg Subst. gaben 4,385 mg C02 und 1,679 mg H20

C5H906K Ber. C 29,40 H 4,44%Gef. C 29,57 H 4,64%

[«Id = - 4,8° (c = 0,5 in Wasser)

Brucinsalz VI der D-Arabonsäure. 1 g D-Arabonsäure (IY) wurde

in 5 com Wasser gelöst und 2,7 g Brucin in 10 com heissem Methanol

zugegeben, worauf nach einiger Zeit das Brucinsalz kristallisierte.

Das überschüssige Brucin wurde durch mehrmaliges Ausschütteln

der wässrigen Lösung mit Chloroform entfernt. Das aus Wasser-

Methanol umkristallisierte Präparat vom Smp. 158° wurde zur

Analyse 48 Stunden bei 20° im Hochvakuum getrocknet.

3,654 mg Subst. gaben 7,709 mg C02 und 2,020 mg H20

C28H36O10N2,l,5H2O Ber. C 57,23 H 6,34%Gef. C 57,57 H 6,19%

[a]D = - 23° (c = 1,1 in Wasser)

D-Arabonsäure-phenylhydrazid (VII). 1 g Arabonsäure wurde in

5 ccm Wasser gelöst, 0,7 ccm Phenylhydrazin zugegeben und die

Mischung einige Minuten auf dem Wasserbad erwärmt. Das Phenyl-

hydrazid VII fiel beim Erkalten aus. Das aus Methanol-Essigesterumkristallisierte Präparat vom Smp. 208—209° (u. Zers.) wurde zur

Analyse 24 Stunden bei 50° im Hochvakuum getrocknet.

3,638 mg Subst. gaben 6,862 mg C02 und 2,074 mg H20

CnH1605N2 Ber. C 51,55 H 6,29%Gef. C 51,49 H 6,38%

[a]D = _13° (e = 0,5 in Methanol)

S-Benzyl-thiuronium-T>-arabonat (VIII). 0,6 g Barium-D-ara-

bonat wurden in 5 ccm Methanol suspendiert und 0,52 g Benzyl-thiuronium-sulfat, gelöst in 10 ccm heissem Methanol, zugegeben.

Ausgefallenes Bariumsulfat wurde abfiltriert und das Benzylthiu-ronium-arabonat (VIII) mit Aceton gefällt. Das aus Methanol-

Aceton umkristallisierte Analysenpräparat vom Smp. 144—145°

wurde 24 Stunden bei 40° im Hochvakuum getrocknet.

3,632 mg Subst. gaben 6,249 mg C02 und 1,977 mg H20

C13H20O6N2S Ber. C 46,98 H 6,07%Gef. C 46,95 H 6,10%

[<x]D = + 3,6° (c = 0,5 in Methanol)

39

D-Lyxonsäure (X) aus D-Galactose (IX)

9 g ( = 50 Millimol) D-Galactose (IX) wurden in 200 ccm Wasser

und 18 g ( = 57 Millimol) krist. Bariumhydroxyd in 300 ccm Wasser

gelöst. Die vereinigten Lösungen wurden vier Tage bei Zimmer¬

temperatur unter Sauerstoff geschüttelt, wobei 1370 ccm Sauerstoff

(ber. 1250 ccm 02) verbraucht wurden. Nach Sättigung mit C02wurde die Mischung durch Celit und anschliessend durch 120 ccm

Wofatit KS filtriert. Das mit 250 ccm Waschwasser verdünnte Fil¬

trat wurde im Wasserstrahlvakuum zur Trockene eingedampft.D-Lyxonsäure-phenylhydrazid (XI). Der Eindampfrückstand

wurde in 10 ccm Wasser gelöst, nach Zugabe von 5 ccm Phenyl¬

hydrazin zwanzig Minuten auf dem Wasserbad erwärmt und erneut

im Vakuum zur Trockene verdampft. Das aus Methanol-Essigesterumkristallisierte Lyxonsäure-phenylhydrazid (XI) (5,5 g = 43 %der Theorie) vom Smp. 164° (u. Zers.) wurde zur Analyse 48 Stun¬

den bei 20° im Hochvakuum getrocknet.

3,859 mg Subst. gaben 7,278 mg C02 und 2,198 mg H20

CuH1605N2 Ber. C 51,55 H 6,29%Gef. C 51,47 H 6,37%

[a]D = - 10° (c = 1,3 in Wasser)

3-[a-D-Glucosido]-D-arabonsäure (XIII) aus Maltose (XII)

Eine Suspension von 20 g ( = 63 Millimol) krist. Bariumhydroxydin 150 ccm Wasser wurden unter Sauerstoff von einem Vibrator mit

Gasbläschen durchwirbelt. Im Verlauf von 2—3 Stunden wurde

eine Lösung von 18 g (= 50 Millimol) Maltose (XII) in 200 ccm

Wasser zur alkalischen Suspension des Bariumhydroxyds zugetropft.Die Oxydation der Maltose (XII) erfolgte in der stets von Sauerstoff¬

bläschen durchsetzten Mischung unter leichter Erwärmung. Nach

22 Stunden waren 1250 ccm Sauerstoff (ber. 1250 ccm 02) ver¬

braucht. Die weitere Oxydation wurde abgebrochen, die Mischungmit C02 gesättigt und nacheinander durch Celit und 120 ccm Wofa¬

tit KS filtriert. Das Filtrat wurde mit 240 ccm Waschwasser verei¬

nigt und unter fortwährend mittels einer Kapillare zugesetztemMethanol auf dem Wasserbad im Wasserstrahlvakuum vorsichtig

40

zur Trockne eingedampft3). Die rohe 3-[a-D-Glucosido]-D-arabon-säure (XIII) von ca. 17g Gewicht wurde als gelbliche, sehr zäh¬

flüssige Masse erhalten.

Brucinsalz XIV. Die rohe Säure XIII von ca. 17 g wurde in

30 ccm heissem Wasser gelöst und mit einer heissen Lösung von

24 g Brucin in 50 ccm Methanol versetzt. Im Verlauf von 20 Minuten

wurde das Methanol auf dem Wasserbad abgedampft, die Mischungauf 20° gekühlt und zur Entfernung des überschüssigen Brucins

mehrmals mit Chloroform ausgeschüttelt. Die im Vakuum zu einem

Sirup eingeengte Lösung wurde vorsichtig mit Methanol bis zur

beginnenden Trübung versetzt und angeimpft4). Das Brucinsalz

XIV kristallisierte sehr langsam im Verlauf mehrerer Tage in Warzen

aus. Das mit Alkohol-Methanol (1:1) gewaschene Derivat wog 7,2 g.Aus den Mutterlaugen liessen sich nochmals 3,2 g Brucinsalz XIV

gewinnen, was zusammen einer Ausbeute von 28 % der Theorie

entspricht. Das wiederholt aus Wasser, bzw. Wasser-Äthanol umkri¬

stallisierte Präparat vom Smp. 152—154° (u. Zers.) wurde zur Ana¬

lyse 48 Stunden im Hochvakuum bei Zimmertemperatur getrocknet.

3,810 mg Subst. gaben 7,717 mg C02 und 2,181 mg H20C34H46015N2,1H20 Ber. C 55,13 H 6,53%

Gef. C 55,27 H 6,41%[a]D = + 50° (c = 0,5 in Wasser)

3-[/?-D-Glucosido]-D-arabonsaure (XVI) aus Cellobiose (XV)

9,4 g (= 26 Millimol) Cellobiose (XV) wurden in 100 ccm Wasser

gelöst und zu 11g (=32 Millimol) krist. Bariumhydroxyd in 150

ccm Wasser zugetropft, wobei nach der oben beschriebenen Weise

mit Sauerstoff oxydiert wurde. Nach 20 Stunden waren 800 ccm

Sauerstoff (ber. 670 ccm 02) aufgenommen worden. Die Aufarbei¬

tung der 3-[jS-D-Glucosido]-D-arabonsäure (XVI) erfolgte ebenfalls

auf die bekannte Weise. Die in Form einer gelblich, zähflüssigenMasse anfallende Säure XVI wog 8,3 g.

3) Bei unvorsichtigem Arbeiten wird die a-Glucosidbindung schnell durch

die bei der Oxydation gebildete Ameisensäure hydrolysiert.4) Durch längeres Zerreiben unter Äther wurden aus gefälltem Brucinsalz

XIV Impfkristalle erhalten.

41

Brucinsalz XVII. Aus 8,3 g roher Säure XVI wurden 7,6 gBrucinsalz XVII erhalten, was einer Ausbeute von 37 % der Theorie

entspricht. Das aus Wasser-Methanol mehrmals umkristallisierte

Präparat vom Snap. 149—150° (u. Zers.) wurde zur Analyse 48

Stunden bei Zimmertemperatur im Hochvakuum getrocknet.

3,796 mg Subst. gaben 6,987 mg C02 und 2,365 mg H20

C34H46015N2,4H20 Ber. C 50,14 H 6,85%Gef. C 50,23 H 6,97%

[a]D = - 6,2° (c = 1,1 in Wasser)

Calciumsalz XVIII. 2,4 g Brucinsalz XVII vom Smp. 149—150°

wurden in 300 ccm Wasser gelöst und nach Zugabe von 0,2 g Cal-

ciumhydroxyd unter Umschütteln leicht erwärmt. Das ausgefalleneBrucin wurde durch mehrmaliges Ausschütteln der wässrigen Lösungmit Chloroform entfernt. Aus der im Wasserstrahlvakuum eingeeng¬ten Lösung kristallisierte das Calcium-3-[j8-D-glucosido]-D-arabonat(XVIII), nach Zugabe von Äthanol, im Verlauf einiger Stunden.

Das aus Wasser-Äthanol mehrmals umkristallisierte Analysenprä¬parat wurde 48 Stunden bei Zimmertemperatur im Hochvakuum

getrocknet.

3,894 mg Subst. gaben 5,286 mg C02 und 1,946 mg H20

C22H40O28Ca . Ber. C 37,08 H 5,66%Gef. C 36,92 H 5,60%

[*1d = + 15>5° (c = 0,9 in Wasser)

3-[/?-D-GaIactosido]-D-arabonsäure (XX) aus Lactose (XIX)

Die Oxydation von 18 g (= 50 Millimol) Lactose (XIX), gelöstin 350 ccm Wasser, erfolgte nach Zugabe von 20 g ( = 63 Millimol)krist. Bariumhydroxyd, unter Aufnahme von ca. 1600 ccm Sauer¬

stoff (ber. 1250 ccm 02), im Verlaufe von 20 Stunden. Die Aufarbei¬

tung der Oxydationsprodukte erfolgte wie bei der Oxydation der

Maltose (XII). Die rohe, gelbliche Säure XX wog 16,5 g.

Brucinsalz XXI. Aus 8,2 g roher Säure XX wurden 10,1g

Brucin-3-[j8-D-galactosido]-D-arabonat (XXI) vom Smp. 144 bis

145° (u. Zers.) erhalten, was einer Ausbeute von 26% der Theorie

entspricht. Das mehrmals aus Wasser-Äthanol umkristalHsierte

Präparat wurde zur Analyse 48 Stunden bei Zimmertemperatur imHochvakuum getrocknet.

42

3,702 mg Subst. gaben 7,184 mg C02 und 2,199 mg H20

C34H46015N2,3H20 Ber. C 52,61 H 6,72%Gef. C 52,96 H 6,63%

[a]D=-3,4° (c = 1,2 in Wasser)

Calciumsalz XXII. 2,7 g Brucinsalz XXI vom Smp. 144—145°

(u. Zers.) führten auf die bekannte Weise zu 0,71 g Calcium-3-[,8-D-

galactosido]-D-arabonat (XXII). Das aus Wasser-Methanol mehr¬

mals umkristallisierte Derivat wurde zur Analyse 48 Stunden bei

Zimmertemperatur im Hochvakuum getrocknet.

3,760 mg Subst. gaben 4,604 mg C02 und 2,027 mg H20

C22H40O23Ca,4H2O Ber. C 33,67 H 6,16%Gef. C 33,42 H 6,03%

[a]D = + 32° (c = 0,4 in Wasser)

D-Erythronsäure-lacton (XXIV) ans D-Ribose (XXIII) 5)

4,5 g ( = 30 Millimol) D-Ribose (XXIII) und 4,5 g ( = 80 Millimol)

Kaliumhydroxyd wurden in je 100 ccm Wasser gelöst und die bei

0° vereinigten Lösungen in einem Hydrierkolben unter Sauerstoff

geschüttelt. Nach ötägigem Schütteln bei Zimmertemperatur waren

735 ccm Sauerstoff (ber. 720 ccm 02) aufgenommen worden. Die

leicht gelbliche Lösung wurde durch 100 ccm Wofatit KS filtriert

und zusammen mit 200 ccm Waschwasser im Vakuum auf dem

Wasserbad zur Trockene eingedampft. Der in Methanol aufge¬nommene hellgelbe, zähflüssige Rückstand wurde in Kugelröhrchenin Portionen von ca. je 1 g vorsichtig bei 140—160° im Hochvakuum

destilliert. Die Destillate wogen je 0,6—0,7 g und kristallisierten im

Verlauf einiger Stunden. Nach dem Umkristallisieren aus Essigesterund Sublimation im Hochvakuum bei 90° schmolz das analysen¬reine Präparat bei 101—102°.

3,794 mg Subst. gaben 5,638 mg C02 und 1,762 mg H20

C4H604 Ber. C 40,68 H 5,12%Gef. C 40,55 H 5,20%

[«Id = ~ 71° (c = °'8 in Wasser)

5) Mitbearbeitet von N. Nikoloff.

43

Phenylhydrazid XXV. 0,3 g D-Erythronsäure-lacton (XXIV)wurden in 5 ccm Methanol mit 0,3 ccm Phenylhydrazin 10 Minuten

am Rückfluss gekocht. Das Methanol wurde im Wasserstrahl¬

vakuum entfernt und der Rückstand aus Methanol-Äther umkri¬

stallisiert. Zur Analyse wurde das bei 129—130° schmelzende

Phenylhydrazid XXV 48 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrock¬net.

3,659 mg Subst. gaben 7,098 mg C02 und 2,068 mg H20

C10H14O4H2 Ber. C 53,09 H 6,24%Gef. C 52,93 H 6,24%

[a]D = + 19° (o = 0,3 in Wasser)

L-Erythronsäure-lacton (XXVII) aus L-Arabinose (XXXVI)6)

3,6 g ( = 24 Millimol) L-Arabinose (XXXVI) und 4 g (= 71 Milli-

mol) Kaliumhydroxyd wurden in je 120 ccm Wasser gelöst. Die

gekühlten Lösungen wurden zusammengegeben und bei Zimmer¬

temperatur unter Sauerstoff geschüttelt. Die Oxydation erfolgtesehr langsam7), sie wurde abgebrochen, als nach 14 Tagen 280 ccm

Sauerstoff (ber. 580 ccm 02) aufgenommen worden waren. Die durch

100 ccm Wofatit KS filtrierte Lösung wurde zusammen mit ca.

250 ccm Waschwasser im Vakuum bei 80° zur Trockene eingedampftund der gelbliche, glasige Rückstand dreimal mit je 10 ccm heissem

Methanol extrahiert. Die filtrierten, vom Methanol befreiten Aus¬

züge wurden im Kugelrohr bei 140—150° im Hochvakuum destilliert.

Das kristallisierende Lacton XXVII wog 0,9 g (= 33 % der Theorie)und schmolz bei 100—102°. Durch Umkristallisieren des Lactons

XXVII aus Essigester stieg der Smp. auf 103—104°. Das Analysen¬

präparat wurde im Hochvakuum bei 90° sublimiert.

3,820 mg Subst. gaben 5,687 mg C02 und 1,761 mg H20

C4H604 Ber. 0 40,68 H 5,12%Gef. C 40,63 H 5,16%

[a]D = + 72° (c = 0,5 in Wasser)

6) Mitbearbeitet von P. Geistlich.

') Die Gründe für den langsamen Verlauf der Oxydation sind unbekannt;andere Ansätze mit L-Arabinose zeigten normale Sauerstoffaufnähme.

44

Phenylhydrazid XXVIII. Das analog wie oben hergestellte Prä¬

parat hatte einen Smp. von 130—131° und wurde zur Analyse48 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet.

3,692 mg Subst. gaben 7,203 mg C02 und 2,036 mg H20

C10H14O4N2 Ber. C 53,09 H 6,24%Gef. C 53,25 H 6,17%

Wd = - 17° (c = 1 in Wasser)

D,L-Ery'thronsäure-lacton. Je 10 mg D-Lacton XXIV und L-

Lacton XXVII wurden in wenig heissem Essigester gelöst. Das

D,L-Erythronsäure-lacton kristallisierte beim Abkühlen der Lösung.Nach Umkristallisieren aus Essigester schmolz das Laeton bei 91 bis

92°. Das Analysenpräparat wurde 48 Stunden bei Zimmertempera¬tur im Hochvakuum getrocknet.

3,770 mg Subst. gaben 5,593 mg C02 und 1,717 mg H20

C4H604 Ber. C 40,68 H 5,12%Gef. C 40,49 H 5,13%

[a]D = 0° (o = 1 in Wasser)

Die Mischung von D,L-Lacton mit wenig D-Erythronsäure-lacton schmolz bei 86°.

D-Threonsäure-lacton (XXX) aus D-Xylose (XXIX)

Eine wie bei der Erythronsäure-Herstellung bereitete und

gekühlte Lösung von 4,5 g ( = 30 Millimol) D-Xylose (XXIX) und

4 g ( = 71 Millimol) Kaliumhydroxyd in 260 com Wasser hatte nach

9tägigem Schütteln 740 cem Sauerstoff (ber. 720 cem 02) aufgenom¬men. Die Aufarbeitung zu D-Threonsäure-lacton (XXX) erfolgtein gleicher Weise wie bei den Erythronsäure-lactonen. Das destil¬

lierte Laeton XXX (1,2 g = 34% der Theorie) kristallisierte nach

einigem Stehen und schmolz bei 70—73°. Das aus Essigester-Ätherumkristallisierte Präparat vom Smp. 75—77° wurde zur Analyse24 Stunden bei Zimmertemperatur im Hochvakuum getrocknet.

3,765 mg Subst. gaben 5,590 mg C02 und 1,732 mg H20

C4H604 Ber. C 40,68 H 5,12%Gef. C 40,54 H 5,14%

[a]D = - 29° (c = 0,8 in Wasser)

45

Das Lacton XXX ist hygroskopisch und mußte in Präparaten-röhrchen, die im Hochvakuum zugeschmolzen wurden, aufbewahrt

werden.

PMnylhydrazid XXXI. Das Phenylhydrazid XXXI der D-

Threonsäure wurde wie die analogen Präparate der Erythronsäure

hergestellt und aufgearbeitet. Das aus Methanol-Äther umkristalli¬

sierte Derivat wurde zur Analyse 24 Stunden bei 60° im Hoch¬

vakuum getrocknet.

3,778 mg Subst. gaben 7,337 rag C02 und 2,100 mg H20

C10HuO4N2 Ber. C 53,09 H 6,24%Gef. C 52,99 H 6,22%

Md —

— 30° (c = 0,5 in Wasser)

L-Threonsäure-lacton (XXXIV) aus L-Ascorbinsäure (XXXII)

Zu einer Lösung von 8,8 g (= 50 Millimol) Ascorbinsäure XXXII

in 100 ccm Wasser wurde unter Sauerstoff eine Lösung von 14 g

( = 250 Millimol) Kaliumhydroxyd in 100 ccm Wasser im Verlauf

von 4 Stunden zugetropft. Vom Beginn des Zutropfens der Kali¬

lauge an wurde die Mischung mit Hilfe eines Vibrators intensiv

mit Sauerstoff durchwirbelt. Die Oxydation erfolgte unter leichter

Erwärmung der Mischung und kam nach 15 Stunden, unter Auf¬

nahme von 1250 ccm Sauerstoff (ber. 1200 ccm 02), zu Ende. Nach

Filtration durch 300 ccm Wofatit KS wurde die saure Lösung mit

ca. 10 g in wenig Wasser gelöstem Calciumacetat versetzt, vom aus¬

geschiedenen Calciumoxalat (ca. 6,3 g) abfiltriert, nochmals durch

100 ccm Wofatit KS laufen gelassen und zusammen mit dem Wasch¬

wasser bei ca. 80° im Wasserstrahlvakuum zur Trockene einge¬dampft. Das im Kugelrohr bei 140—150° im Hochvakuum destil¬

lierte Lacton XXXIV kristallisierte nach einigen Stunden. Nach

mehrmaligem Umkristallisieren aus trockenem Essigester-Ätherstieg der Smp. von 72—74° auf 74—76°. Das Analysenpräparatwurde 24 Stunden bei 20° im Hochvakuum getrocknet.

3,530 mg Subst. gaben 5,272 mg C02 und 1,588 mg H20C4H604 Ber. C 40,68 H 5,12%

Gef. C 40,76 H 5,03%Md = + 30° (c = 0,9 in Wasser)

Das Lacton XXXIV erwies sich ebenfalls als sehr hygroskopisch.

46

L-Threonsäure-lacton (XXXIV) aus Dehydro-L-ascorbinsäure

(XXXIII)

1,76 g ( = 10 Millimol) L-Ascorbinsäure (XXXII) wurden in

30 ccm Wasser 4 Tage unter Sauerstoff geschüttelt. Der Sauerstoff¬

verbrauch betrug 115 ccm. Die wässrige Lösung der Dehydro-ascorbinsäure XXXIII wurde eingefroren, mit 2 g ( = 35 Millimol)

Kaliumhydroxyd, gelöst in 10 ccm kaltem Wasser, versetzt und

erneut unter Sauerstoff bei Zimmertemperatur geschüttelt. Nach

24 Stunden waren abermals 165 ccm Sauerstoff verbraucht worden.

Die Aufarbeitung erfolgte, wie vorstehend beschrieben, unter Zugabevon 2 g Calciumacetat, Behandln ng mit Wofatit KS und Destilla¬

tion im Hochvakuum. Das kristallisierte Destillat erwies sich nach

Schmelzpunkt, Mischprobe und spez. Drehung als L-Threonsäure-

lacton (XXXIV).

Phenylhydrazid XXXV. Das aus Methanol-Äther umkristalli¬

sierte und 48 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknete Ana¬

lysenpräparat schmolz bei 160—]61°.

3,700 mg Subst. gaben 7,210 mg C02 und 2,052 mg H20

Ci0H14O4N2 Ber. C 53,09 H 6,24%Gef. C 53,18 H 6,21%

Md = + 29° (c = 0,3 in Wasser)

Brucinsalz XXXVI. 1,5 g rohe, nicht destillierte L-Threonsäure

wurden in 20 ccm heissem Methanol gelöst, 4,7 g Brucin zugegebenund die Lösung 15 Minuten auf dem Wasserbad erwärmt. Nach dem

Abkühlen kristallisierte das Brucinsalz XXXVI der L-Threonsäure

im Verlauf einiger Stunden aus. Es wurde in Wasser gelöst, mit

Chloroform mehrmals ausgeschüttelt und aus der eingeengten wäss-

rigen Lösung durch Zugabe von Aceton kristallisiert. Das Analysen¬

präparat vom Smp. 211—212° (u. Zers.) wurde 12 Stunden bei

70° im Hochvakuum getrocknet.

3,784 mg Subst. gaben 8,452 mg C02 und 2,160 mg H20

C27H3409N2 Ber. C 61,12 H 6,46%Gef. C 60,95 H 6,39%

[<x]d = ~ 27° (° = !>3 in Wasser)

47

D, L-Threonsäure-lacton

Je 1 g analysenreines D- und L-Threonsäure-lacton (XXX und

XXXIV) wurden im Hochvakuum zusammengeschmolzen und hier¬

auf in wenig heissem Essigester gelöst. Beim Erkalten kristallisierte

das bei 48—50° schmelzende D,L-Lacton aus. (Falls die übersättigte

Lösung nicht kristallisiert, kann mit einer Spur D-Lacton angeimpft

werden.) Das sehr hygroskopische Präparat wurde zur Analyse über

Phosphorpentoxyd getrocknet und im Schweinchen eingewogen.

4,250 mg Subst. gaben 6,213 mg COa und 1,979 mg H20

C4H604 Ber. C 40,68 H 5,12%

Gef. C 39,89 H 5,21%

C4H604,1/8H20 Ber. C 39,90 H 5,21%

[a]D = 0° (c = 1 in Wasser)

D-Arabo-trioxyglutarsäure (XL) aus D-Mannuronsäure (XXXVII)8)

Die auf 0° gekühlte Lösung von 5,9 g ( = 11 Millimol) mannuron-

saurem Barium in 60 ccm Wasser wurde zu einer Lösung von 10 g

(=31 Millimol) krist. Bariumhydroxyd in 120 ccm eiskaltem Was¬

ser gegeben. Die Oxydation erfolgte bei Zimmertemperatur durch

reinen Sauerstoff unter intensiver Durchwirbelung mittels eines

Vibrators. Nach 20 Stunden waren 350 ccm Sauerstoff (ber. 273 ccm

02) verbraucht worden; das überschüssige Barium wurde durch

Einleiten von Kohlendioxyd gefällt. Die Lösung wurde durch Celit

und anschliessend durch 80 ccm Wofatit KS nitriert. Das fast farb¬

lose Filtrat wurde zusammen mit dem Waschwasser im Vakuum

auf dem Wasserbad zur Trockene eingedampft. Der bräunliche

Rückstand wog 2,5 g.

Dibrwinsalz XLI. Der Rückstand von 2,5 g wurde in 40 ccm

Wasser aufgenommen, mit einer Lösung von 12 g Brucin in 20 ccm

heissem Methanol versetzt und anschliessend das Methanol auf dem

Wasserbad abgetrieben. Nach Erkalten wurde das überschüssige

8) Die durch Hydrolyse von Alginsäure nach H. A. Spoehr, Arch. Biochem.

14, 153 (1947) hergestellte Mannuronsäure lag als rohes Brucinsalz vor. Das

aus dem Brucinsalz bereitete mannuronsäure Barium wurde in ungereinigtemZustand für die Oxydation verwendet.

48

Brucin mehrmals mit Chloroform ausgeschüttelt und die wässrige

Lösung im Vakuum eingedampft. Das Brucinsalz XLI der Arabo-

trioxyglutarsäure kristallisierte aus wenig Wasser im Verlaufe eini¬

ger Tage in Warzen (3,8 g = 39% der Theorie). Das aus Wasser

umkristallisierte Analysenpräparat vom Smp. 152—154° (u. Zers.)wurde 24 Stunden bei 75° im Hochvakuum getrocknet und im

Schweinchen eingewogen.

3,744 mg Subst. gaben 8,656 mg C02 und 2,064 mg H20

C51H60O15N4 Ber. C 63,22 H 6,24%Gef. C 63,09 H 6,17%

[<x]D = - 17,5° (c = 0,8 in Wasser)

Die nicht kristallisierenden Anteile aus der Herstellung des

Brucinsalzes XLI wurden auf freie Säure (0,8 g) verarbeitet, die

nach der unten gegebenen Vorschrift 130 mg D-Arabo-trioxyglutar-säure-dibenzimidazol (XLIII) vom Smp. 227—229° (u. Zers.) lie¬

ferte.

D-Arabo-trioxyglutarsäure (XL) aus D-Galacturonsäure (XXXVIII)

Dibenzimidazol XLIII. Es wurde nach der bekannten Methode

1,13 g (= 5,8Millimol) D-Galacturonsäure (XXXVIII) in 40 ccm

Wasser gelöst und mittels Sauerstoff in Gegenwart von 3 g ( = 29

Millimol) krist. Bariumhydroxyd oxydiert. Nach 48 Stunden waren

180 ccm Sauerstoff (ber. 145 ccm 02) verbraucht worden. Nach der

Behandlung mit C02 und 20 ccm Wofatit KS wurde die rohe, freie

Säure von ca. 1 g Gewicht in das Dibenzimidazol XLIII übergeführt.Das einmal aus Methanol-Wasser umkristallisierte Derivat wog

0,54 g und schmolz bei 226—228° (u. Zers.).

D-Arabo-trioxyglutarsäure (XL) aus D-Glucuron (XXXIX)

Dikaliumsalz XLII. Nach der üblichen Vorschrift wurden 1 g

(=6,6 Millimol) Glucuron (XXXIX) und 1,1g (= 20 Millimol)

Kaliumhydroxyd in 40 ccm Wasser gelöst und mit Sauerstoff oxy¬

diert. Nach 28 Stunden waren 150 ccm Sauerstoff verbraucht wor¬

den (ber. 140 ccm 02). Nach der Filtration durch 40 ccm Wofatit

49

KS und Abtreiben der Ameisensäure wurde die freie Arabo-trioxy-

glutarsäure XL in 10 com Wasser gelöst und mit 0,8 g Kaliumcar-

bonat versetzt. Der im Vakuum auf die Hälfte eingeengten Lösungwurde bis zur beginnenden Trübung Alkohol zugesetzt, worauf das

Dikaliumsalz XLII in Nadeln (0,17 g = 12% der Theorie) auskri¬

stallisierte. Das mehrmals aus Wasser-Äthanol umkristallisierte

Analysenpräparat wurde 24 Stunden bei 50° im Hochvakuum

getrocknet.

3,930 mg Subst. gaben 3,335 mg C02 und 0,843 mg H20

C5H607K Ber. C 23,43 H 2,36%Gef. C 23,15 H 2,40%

[a]D = - 5,5° (c = 1,2 in Wasser)

Aus den nichtkristallisierenden Mutterlaugen des Dikalium-

salzes XLII konnten noch 0,17 g Dibenzimidazol XLIII vom Smp.227—229° (u. Zers.) gewonnen werden.

D-Arabo-trioxyglutarsäure-dibenzimidazol (XLIII)

0,5 g ( = 2,8 Millimol) D-Arabo-trioxyglutarsäure-diamid9), 0,8 g

( = 7,4 MiUimol) o-Phenylendiamin, 1,1 ccm konz. Salzsäure, 0,6 ccm

konz. Phosphorsäure und 2,5 ccm Diäthylenglykol wurden unter

Umschütteln zusammengegeben und bei 100° gehalten, bis eine

homogene Lösung entstand. Die Lösung wurde zwei Stunden auf

135° ±5° im Ölbad erwärmt, wobei Wasser abgespalten wurde und

die Reaktionsmischung sich dunkel färbte. Noch heiss wurde mit

ca. 5 ccm Wasser verdünnt und nach Zugabe von wenig Aktivkohle

durch Celit filtriert. Dem noch warmen Filtrat wurde bis zur alkali¬

schen Reaktion tropfenweise konz. Ammoniak zugegeben, worauf

das Dibenzimidazol XLIII als brauner Niederschlag ausfiel. Das

abfiltrierte, mit Wasser, Aceton und Äther gewaschene Benzimida-

zol XLIII wurde in 50 ccm Wasser suspendiert, in der Wärme durch

Zugabe von verdünnter Salzsäure gelöst und nach dem Entfärben

mit Norit wieder mit Ammoniak gefällt. Das getrocknete Di¬

benzimidazol wog 0,75 g. Das mehrmals aus Wasser-Methanol

umkristallisierte, bei 232—234° (u. Zers.) schmelzende Analysen¬

präparat wurde 24 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet.

9) Hergestellt von D. Spitz; vgl. Diss. ETH (1951).

50

3,648 mg Subst. gaben 8,394 mg C02 und 1,641 mg H20

C17H1603N4 Ber. C 62,95 H 4,97%Gef. C 62,79 H 5,03%

[«Id = - 47° (c = °'3 in Methanol)

Pikrat XLIV. Die aus einer erkalteten Lösung von 60 mg D-

Arabo-trioxyglutarsäure-dibenzimidazol (XLIII) und 75 mg Pikrin¬

säure in 5 ccm Alkohol-Wasser (1/1) ausgeschiedenen feinen, gelbenNädelchen vom Smp. 228—230° (u. Zers.) wurden einige Male aus

Methanol umkristallisiert und zur Analyse 48 Stunden bei 60° im

Hochvakuum getrocknet.

3,762 mg Subst. gaben 6,164 mg C03 und 0,910 mg H20

C29H22O17N10 Ber. C 44,51 H 2,83%Gef. C 44,71 H 2,71%

[«Id = - 14° (° = °>2 in Methanol)

Ribo-trioxyglutarsäure-dibenzimidazol (XLVI)

Nach der oben gegebenen Vorschrift wurden aus 0,55 g Ribo-

trioxyglutarsäure-diamid (XLV)9) 0,74 g Dibenzimidazol XLVI vom

Smp. 258—260° (u. Zers.) gewonnen. Das Analysenpräparat wurde

48 Stunden bei 60° im Hochvakuum getrocknet.

3,630 mg Subst. gaben 8,402 mg C02 und 1,579 mg H20

C17H1603N4 Ber. C 62,95 H 4,97%Gef. C 63,17 H 4,88%

[a]D = 0°")

Pikrat XLVII. Das 48 Stunden bei 60° im Hochvakuum getrock¬nete Analysenpräparat schmolz bei 225—227° (u. Zers.).

3,690 mg Subst. gaben 8,402 mg C02 und 0,943 mg H30

C29H22O17NI0 Ber. C 44,51 H 2,83%Gef. C 44,55 H 2,86%

[a]D = 0o")

Xylo-trioxyglutarsäure-dibenzimidazol (XLIX)

Nach bekannter Vorschrift wurden aus 0,16 g Xylo-trioxyglutar-

säure-diamid9) (XLVIII) 0,165 g Dibenzimidazol XLIX vom Smp.230—231° (u. Zers.) gewonnen. Das Präparat wurde zur Analyse48 Stunden bei 60° im Hochvakuum getrocknet.

10) Optisch inaktiv.

51

4,230 mg Subst. gaben 9,772 mg C02 und 1,865 mg H20

C17H1603N4 Ber. C 62,95 H 4,97%Gef. C 63,04 H 4,93%

[*]d = 0°10)

Pikrat L. Das in feinen gelben Nädelchen vom Smp. 220—222°

(u. Zers.) kristallisierende Präparat wurde zur Analyse 24 Stunden

bei 70° im Hochvakuum getrocknet.

3,750 mg Subst. gaben 6,150 mg C02 und 0,985 mg H20

CmHjjO17N10 Ber. 0 44,51 H 2,83%Gef. 0 44,76 H 2,94%

[a]D = 0°10)

2,5-Anhydro-D-arabonsäure (LH) aus 3,6-Anhydro-D-gIucose (LI)11)

Brucinsalz LUI. lg ( = 6,2 Millimol) Anhydro-D-glucose LI

wurde in 40 com Wasser gelöst und zu 1,2 g (= 20 Millimol) Kalium¬

hydroxyd in 50 ccm Wasser gegeben, um bei Zimmertemperatur in

Sauerstoffatmosphäre und unter Verwendung eines Vibromischers

oxydiert zu werden. Nach 2 Tagen wurde die Oxydation abgebro¬

chen, nachdem ca. 170 ccm Sauerstoff (ber. 150 ccm 02) verbraucht

worden waren. Die Lösung wurde durch 30 ccm Wofatit KS filtriert

und das Filtrat zusammen mit 70 ccm Waschwasser aufdem Wasser¬

bad im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der gelbliche Rück¬

stand (0,8 g) wurde in 10 ccm Wasser gelöst und mit 2,8 g Brucin

in 10 ccm heissem Methanol versetzt; das Methanol auf dem Wasser¬

bad abgetrieben und die erkaltete Lösung zur Entfernung des über¬

schüssigen Brucins mehrmals mit Chloroform ausgeschüttelt. Aus

der stark eingeengten wässrigen Lösung kristallisierte das Brucin¬

salz LUI im Verlauf mehrerer Tage in Warzen aus (1,2 g = 34%der Theorie).

Das Analysenpräparat vom Smp. 126—127° wurde mehrmals aus

Wasser und zuletzt aus Alkohol und Wasser (5/1) umkristallisiert

und 48 Stunden bei 60° im Hochvakuum getrocknet.

3,820 mg Subst. gaben 8,100 mg C02 und 2,193 mg H20

C28H3109N2,2H20 Ber. C 58,11 H 6,61%Gef. C 57,87 H 6,43%

[«]D = - 34,1° (c = 0,4 in Wasser)

n) Die 3,6-Anhydro-D-glucose wurde nach H. Ohle, L. von Vargha und

H. Erlbach, B. 61, 1211 (1928) hergestellt.

52

Herstellung und Abbau von Hexcisazonen und Diels'schen Anhydro-hexose- osazonen

D-Fructose-benzylphenyl-phenylosazon (LXII) aus D-Fructose

(LIX)12)

Zu einer Lösung von 6,2 g ( == 34 Millimol) D-Fructose (LIX) in

40 com 50-proz. Essigsäure wurde eine Lösung von 21 g ( = 120 Milli¬

mol) a-Benzylphenylhydrazin13) in 55 ccm 80-proz. Essigsäure gege¬

ben. Die klare gelbe Lösung wurde wenige Minuten auf dem Wasser¬

bad erwärmt, wobei sie sich unter Rotfärbung trübte. Unter häufi¬

gem Umschütteln wurde 20 Minuten bei Zimmertemperatur stehen

gelassen und dann mit 200 ccm Wasser versetzt. Nach 24 Stunden

wurde die wässrige Schicht vom ausgeschiedenen schwarzen, zäh¬

flüssigen Ol abgegossen, aus demi — nach einmaligem Umfallen aus

Methanol-Wasser und Lösen in wenig Methanol — im Verlauf eini¬

ger Tage feine gelbe Nädelchen kristallisierten. Die Isolierung der

geringen Mengen Osazon LXII war schwierig, da sich die sehr zäh¬

flüssigen Nebenprodukte nur schwer abfiltrieren und mit Alkohol,

bzw. Äther auswaschen liessen. Nach einmaligem Umkristallisieren

aus Aceton wog das Osazon LXII 1,8 g (= 16% der Theorie). Zur

Analyse wurde das Präparat vom Smp. 194—195° (u. Zers.) mehr¬

mals aus Aceton umkristallisiert und 24 Stunden bei 70° im Hoch¬

vakuum getrocknet.

3,797 mg Subst. gaben 9,222 mg C02 und 2,225 mg H202,776 mg Subst. gaben 0,315 ccm N2 (24°, 730 mm)

C26H2804:N4,1/4H20 Ber. C 66,28 H 6,34 N 12,37%Gef. C 66,28 H 6,56 N 12,53%

Md = - 30° (c = 0,2 in Methanol)

Nach mehrwöchigem Stehen konnten aus den Mutterlaugenweitere gelbliche, grob nadeiförmige Kristalle — vermutlich Benzal-

12) Entsprechende Ansätze wurden auch mit D-Glucose (I) durchgeführt,wobei das gleiche Osazon LXII in schlechterer Ausbeute isoliert werden

konnte.

13) Das verwendete Benzylphenylhydrazin wurde nach der Vorschrift

von R. Ofner, M. 25, 593 (1904) frisch hergestellt und im Hochvakuum bei

170—172° destilliert.

53

benzylphenylhydrazon14) — (ca. 1 g) isoliert werden, die nach Um¬

kristallisieren aus Aceton bei 107—108° schmolzen. Zur Analysewurde das Präparat 24 Stunden bei Zimmertemperatur im Hoch¬

vakuum getrocknet.

3,746 mg Subst. gaben 11,427 mg C02 und 2,247 mg H20

C20H18N2 Ber. C 83,75 H 6,35%Gef. C 83,25 H 6,71%

Versuch zur Herstellung von D-Fructose-benzylphenylosazon (LXI)aus D-Glucoson (LX)15)

1,2 g (= 6,7 Millimol) D-Glucoson (LX), gelöst in 30 com 50-proz.

Essigsäure, wurde mit 3 g ( = 17 Millimol) frisch bereitetem Benzyl-

phenylhydrazin in 50 ccm Alkohol versetzt. Nach kurzem Erwär¬

men auf dem Wasserbad und Zugabe von 200 ccm Wasser bildete

sich ein dunkler, zähflüssiger Niederschlag, von dem nach 2tägigemStehen die überstehende wässrige Schicht abgegossen wurde. Das

zähflüssige Öl wurde in 20 ccm Methanol aufgenommen, konnte

aber auch nach längerem Stehen weder aus Methanol noch Aceton

zum Kristallisieren gebracht werden.

3,6-Anhydro-D-fructose-benzylphenyIhydrazon (LXV) aus

3,6-Anhydro-D-glucose (LI) n)

0,7 g ( = 4,2 Millimol) 3,6-Anhydro-D-glucose (LI), gelöst in 10

ccm 50-proz. Essigsäure, wurden mit 3,0 g ( = 17 Millimol) Benzyl-

phenylhydrazin, gelöst in 20 ccm 50-proz. Essigsäure, versetzt und

unter zeitweiligem Umschütteln 1 Stunde stehen gelassen. Die

Lösung färbte sich schnell rot, und bald bildete sich ein dunkler,

öliger Niederschlag. Nach Zugabe von 50 ccm Wasser erfolgte die

weitere Aufarbeitung wie im vorstehend beschriebenen Ansatz zur

Herstellung von Fructose-benzylphenyl-phenylosazon. Es konnten

14) Nach R. Ojner, M. 25, 593 (1904), konnte aus älterem Benzylphenyl-

hydrazin neben Phenylhydrazin das bei 111D schmelzende Benzal-benzyl-

phenylhydrazon isoliert werden.

15) Das verwendete D-Glucoson wurde nach der Vorschrift von R. Weiden¬

hagen, Z. Wirtschaftsgruppe Zuckerind. 87, 711 (1937), aus D-Glucose her¬

gestellt.

54

aber nur geringe Mengen farbloses Benzylphenylhydrazon LXV

vom Smp. 156—157° isoliert werden. Zur Analyse wurde das mehr¬

mals aus Methanol, bzw. Alkohol umkristallisierte Präparat 24 Stun¬

den bei 60° im Hochvakuum getrocknet.

3,666 mg Subst. gaben 8,961 mg C02 und 2,155 mg H20

C19H2204N2 Ber. C 66,65 H 6,48%Gef. C 66,71 H 6,58%

[«Id = - 18>4° (c = °>25 in Methanol)

Auch aus zwei weiteren Ansätzen mit gleichen Mengen Anhydro-

L>-glucose LI und Benzylphenylhydrazin konnte trotz längeremErwärmen (1/2, resp. l1/2 Stunden) auf dem Wasserbad kein Osazon

isoliert werden.

3,6-Anhydro-D-psicose-benzylphenyl-phenylosazon (LXIII)16) aus

D-Fructose-benzylphenyl-phenylosazon (LXII)

0,54 g ( = 1 Millimol) Benzylphenyl-phenylosazon LXII aus D-

Fructose wurden in 15 ccm heissem Methanol suspendiert, mit 0,04

ccm 20-proz. Schwefelsäure versetzt und 9 Stunden am Rückfluss

gekocht, worauf die gegen das Ende rotbraun gewordene Reaktions-

lösung mit ca. 1 g fein pulverisiertem Bariumcarbonat kurz auf¬

gekocht wurde. Nach Filtration durch wenig Celit wurde das neu¬

trale Filtrat auf dem Wasserbad im Wasserstrahlvakuum zur Trok-

kene eingedampft. Der braune Rückstand wurde in 10 ccm heissem

Alkohol aufgenommen, woraus nach dem Abkühlen das Anhydro-osazon LXIII (0,11 g) in hellgelben Nädelchen kristallisierte. Das

Analysenpräparat schmolz nach mehrfachem Umkristallisieren aus

Alkohol, bzw. Aceton bei 205—206° (u. Zers.). Die Mischprobe mit

reinem Ausgangsmaterial ergab eine deutliche Depression. Zur Ana¬

lyse wurde 48 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet.

gaben 9,437 mg C02 und 2,046 mg H20

gaben 0,405 ccm N2 (24°, 721 mm)

Ber. C 69,75 H 6,09 N 13,02%Gef. C 69,45 H 6,17 N 12,97%

(c = 0,15 in Methanol)

16) InAnalogie zum 3,6-Anhydro-I)-psieose-phenylosazonals 3,6-Anhydro-D-psicose-benzylphenyl-phenylosazon formuliert.

3,708 mg Subst.

3,404 mg Subst.

c25H26o3isr4

[a]D =-210°

55

3,6-Anhydro-4,5-isopropyliden-D-psicose-benzylphenyl-

phenylosazon (LXIV)17)

150 mg Anhydro-benzylphenyl-phenylosazon LXIII, gelöst in

10 ccm wasserfreiem Aceton, wurden mit einem Tropfen konz.

Schwefelsäure versetzt und über Nacht stehen gelassen. Zur Ent¬

fernung der Schwefelsäure wurde die rotgefärbte Lösung mit ca.

2 g pulverisiertem Bariumcarbonat 2 Stunden geschüttelt und an¬

schliessend durch Celit filtriert. Nach dem Einengen der neutralen

Lösung kristallisierte das Aceton-Derivat LXIV in gelben Nadeln

(35 mg) aus. Das Präparat, das nach dreimaligem Umkristallisieren

aus Aceton bei 132—133° schmolz, wurde zur Analyse 48 Stunden

bei Zimmertemperatur im Hochvakuum getrocknet.

3,689 mg Subst. gaben 9,616 mg C()2 und 2,202 mg H203,456 mg Subst. gaben 0,577 ccm N2 (22°, 719 mm)

C28H30O3N4 Ber. C 71,47 H 6,43 N 11,91%Gef. C 71,14 H 6,68 N 11,94%

[a]D = - 70,6° (c = 0,2 in Methanol)

Isopropyliden-Derivate18) aus 3,6-Anhydro-D-psicose-phenylosazon

(LVII)

Labile Modifikation: 24,5 g ( = 72 Millimol) des nach Diels (1. c.)

hergestellten 3,6-Anhydro-D-psicose-phenylosazons (LVII) wurden

in 700 ccm wasserfreiem Aceton gelöst, mit 3,9 ccm konz. Schwefel¬

säure versetzt und über Nacht stehen gelassen. Zur Entfernung der

Schwefelsäure wurde die dunkelrot verfärbte Lösung 24 Stunden

mit 140 g fein pulverisiertem Bariumcarbonat geschüttelt und der

Niederschlag durch Celit abfiltriert. Aus dem neutralen Filtrat, das

am Wasserstrahlvakuum auf ca. 100 ccm eingeengt worden war, kri¬

stallisierte nach Animpfen das unreine labile Aceton-Derivat in

roten Warzen (8,1 g = 29,5 % der Theorie) im Verlauf einiger Stun¬

den aus. Zur Reinigung wurde das Isopropyliden-Derivat in 250

ccm heissem Benzol gelöst und durch eine Säule mit 100 g Alumi¬

niumoxyd der Aktivität III filtriert. Nach dem Abkühlen der

benzolischen Lösung kristallisierte das 3,6-Anhydro-isopropyliden-D-psicose-phenylosazon in feinen gelben Nadeln, deren Schmelz-

17) Unbewiesene Konstitution, vgl. dazu Seite 29.

18) Konstitution unbekannt, vgl. dazu Seite 32.

56

punkt nach mehrmaligem Umkristallisieren aus Methanol-Benzol,bzw. Methanol von 159—161° auf 167—168° (u. Zers.) stieg. Das

Analysenpräparat wurde 24 Stunden bei 70° im Hochvakuum

getrocknet.

3,754 mg Subst. gaben 9,120 mg C02 und 2,152 mg H203,339 mg Subst. gaben 0,443 mg com N2 (24°, 728 mm)

C21H2403N4 Ber. C 66,30 H 6,36 N 14,72%Gef. C 66,30 H 6,42 N 14,61%

Md = - 80° (c = 0,12 in Methanol)

Stabile Modifikation. 6,0 g ( = 15,9 Millimol) labiles 3,6-Anhydro-

isopropyliden-D-psicose-phenylosazon18) aus obigem Ansatz wurde

in 250 com Acetonitril 12 Stunden am Rückfluss gekocht, wobei

sich die anfänglich gelbe Lösung nach hellrot verfärbte. Das Aceto¬

nitril wurde auf dem Wasserbad im Vakuum vollständig abgedampftund der Rückstand in ca. 100 ccm heissem Methanol aufgenommen,woraus nach dem Abkühlen, im Verlauf einiger Stunden, das stabile

Isopropyliden-Derivat18) in orangen Nadeln kristallisierte. Nach

Umkristallisieren aus Methanol, bzw. Aceton wurde das 3,6-Anhydro-

4,5-isopropyliden-D-psicose-phenylosazon vom Smp. 219—220° (u.

Zers.) zur Analyse 24 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet.

3,730 mg Subst. gaben 9,049 mg C02 und 2,123 mg H20

2,948 mg Subst. gaben 0,389 com N2 (23° 731 mm)

C21H2403N4 Ber. C 66,30 H 6,36 N 14,73%Gef. C 66,21 H 6,37 N 14,63%

[<x]D = - 175° (c = 0,1 in Methanol)

Versuch zur N-Benzylierung vom 3,6-Anhydro-4,5-isopropyliden-

D-psicose-phenylosazon

2,5 g ( = 6,6 Millimol) stabiles Anhydro-isopropyliden-D-psicose-

phenylosazon19) wurden in 10 ccm wasserfreiem Benzol gelöst und

25 g (= 115 Millimol) Benzyljodid zugegeben. Im Verlauf von 3

Stunden wurden 14 g ( = 60,5 Millimol) frisch bereitetes und getrock¬netes Silberoxyd in Portionen von ca. ] g zugesetzt und mit Hilfe

eines Vibromischers in der Lösung fein verteilt. Die gegen das Ende

der Silberoxyd-Zugabe leicht erwärmte Reaktionsmischung wurde

19) Gleiche Ansätze wurden mit labilem Isopropyliden-Derivat durch¬

geführt und dabei die gleichen Ergebnisse erzielt.

57

nach 14 Stunden durch Celit filtriert und das dunkelrote Filtrat bis

zur beginnenden Trübung mit Petroläther (ca. 50 ccm) versetzt und

auf eine Säule von 100 g Aluminiumoxyd (Aktivität III) in Petrol-

äther-Benzol (2:1) gegeben. Nach einer anfänglich farblosen Frak¬

tion von Nebenprodukten, die verworfen wurde, konnte weiter mit

Benzol eine rotgefärbte Fraktion (1,4 g) eluiert werden, die erneut in

Benzol-Petroläther (1:2) aufgenommen und an 50 g Aluminium¬

oxyd (Aktivität III) chromatographiert wurde. Mit Benzol wurden

420 mg einer rötlichgelben, zähflüssigen Masse eluiert, die auch nach

längerem Stehen nicht kristallisierte. Zur weiteren Reinigung wurde

diese Fraktion nochmals an 10 g Aluminiumoxyd III chromato¬

graphiert und eine Mittelfraktion des nicht kristallisierenden Petrol-

äther-Benzol-Eluates zur Analyse 24 Stunden bei 80° im Hoch¬

vakuum getrocknet.

3,388 mg Subst. gaben 9,250 mg C02 und 1,985 mg H203,628 mg Subst. gaben 0,219 ocm N2 (22°, 732 mm)

Gef. C 74,51 H 6,56 N 6,73%

C35H3603N4 Ber. C 74,97 H 6,47 N 9,99%

C28H30O3N4 Ber. C 71,47 H 6,43 N 11.91%

Eine Mittelfraktion des Benzol-Äther-Eluates wurde zur Analyse24 Stunden bei 80° im Hochvakuum getrocknet.

3,556 mg Subst. gaben 9,613 mg CC)2 und 2,115 mg H203,688 mg Subst. gaben 0,219 ccm N2 (22°, 732 mm)

Gef. C 73,77 H 6,66 N 6,62%

Aus keiner Fraktion des Chromatogramms konnte ein kristalli¬

siertes Derivat isoliert werden. Eine weitere Reinigung mit Hilfe

der Kugelrohrdestillation im Hochvakuum misslang infolge der

Zersetzlichkeit der Reaktionsprodukte.

2,5-Anhydro-D-lyxonsäure (LXXI) aus 3,6-Anhydro-D-galactose-phenylosazon (LXX)

Zu einer Suspension von 4,0 g ( = 11 Mülimol) Anhydro-D-galac-

tose-phenylosazon (LXX) in 100 ccm Eisessig wurden unter häufi¬

gem Umschütteln bei Zimmertemperatur 6,0 g ( = 89 Mülimol)Natriumnitrit im Verlauf von 4 Stunden in kleinen Portionen zuge¬

geben, während das Anhydro-osazon unter steter Gasentwicklung

langsam in Lösung ging. Das anfänglich tief dunkelrote Reaktions-

58

gemisch hellte sich dabei bis gegen das Ende der Nitrit-Zugabeimmer mehr auf. Nach weiterem 3 stündigem Stehen wurde die

klare Lösung im Wasserstrahlvakuum, unter vorsichtigem Erwär¬

men, auf Sirupdicke eingeengt, 150 ccm Wasser zugegeben und das

ausgeschiedene, rötliche Öl mehrmals mit Äther ausgeschüttelt.Die wässrige Lösung wurde durch 120 ccm Wofatit KS nitriert und

das noch hellrote Mitrat zusammen mit ca. 250 ccm Waschwasser

im Vakuum bei Wasserbadtemperatur vollständig zur Trockene

eingedampft. Der bräunliche Rückstand von 880 mg reagiertesauer und reduzierte Fehling'sehe Lösung in der Wärme.

Brucinsalz LXXII. Der saure Oxydationsrückstand (880 mg)wurde in 10 ccm warmem Wasser aufgenommen und mit 2,8 g

Brucin in 20 ccm heissem Methanol versetzt, das Methanol nach

kurzem Erwärmen auf dem Wasserbad im Vakuum abgetriebenund überschüssiges Brucin nach dem Erkalten der wässrigen Lösungdurch mehrmaliges Ausschütteln mit Chloroform entfernt. Die wäss¬

rige Lösung wurde im Vakuum auf Sirupdicke eingeengt, worauf

das Brucinsalz LXXII nach einigen Stunden langsam auszukristalli-

sieren begann. Zusammen mit einer zweiten Kristallfraktion aus

den Mutterlaugen wog das rohe Brucinsalz LXXII 2,3 g (= 39%der Theorie). Das Brucinsalz, das unter Zersetzung unscharf bei

250—253° schmolz, wurde zur Analyse mehrmals aus Wasser umkri¬

stallisiert und 12 Stunden bei 90° im Hochvakuum getrocknet.

3,682 mg Subst. gaben 8,357 mg C02 und 2,141 mg H20

C28H3409N2 Ber. C 61,98 H 6,32%Gef. C 61,94 H 6,51%

[a]D = _ 15,6° (c = 0,4 in Wasser)

2,5-Anhydro-T>-lyxonsäure-meihylester (LXXIII). 120 mg aus

rohem Brucinsalz LXXII zurückgewonnene Säure LXXI wurden

in 10 ccm absolutem Methanol gelöst und mit Diazomethan-Lösungversetzt, bis keine nennenswerte Gasentwicklung mehr auftrat.

Nach 2 Stunden wurde das Methanol im Wasserstrahlvakuum abge¬trieben und das braune, zähflüssige Öl im Kugelrohr bei 120—170°

im Hochvakuum während einer Dauer von ca. 2 Stunden destilliert.

Die 70mgwiegendeMittelfraktion vomKp.140-170° wurde erneut im

Kugelrohr bei 130-170° im Hochvakuum destilliert und hievon die

farblose Mittelfraktion vom Kp. 150-160° in die Analyse gegeben.

59

3,740 mg Subst. gaben 6,036 mg 0O2 und 2,183 mg H20

C6H10O5 Ber. C 44,44 H 6,22%Gef. C 44,04 H 6,53%

Der im Analysenröhrchen eingeschmolzene, zähflüssige Ester

kristallisierte nach einigen Tagen.

2,5-Anhydro-T>-lyxonsäure-benzimidazol. Analog den früher be¬

schriebenen Methoden20) wurden 390 mg (= 2,6 Millimol) rohe

Anhydro-D-lyxonsäure LXXII — durch Zersetzung ihres Brucin-

salzes gewonnen — mit 310 mg ( = 2,9 Millimol) o-Phenylendiaminbei 135° umgesetzt. Aus dem schwarzen Reaktionsgemisch konnte

nach den üblichen Aufarbeitungsmethoden kein kristallisiertes

Benzimidazol erhalten werden. Das in Wasser gelöste Reaktions¬

produkt wurde im Vakuum zur Trockene eingedampft und der

dunkle Rückstand mehrmals mit heissem Alkohol extrahiert, wobei

durch stufenweises Einengen mitgelöstes Ammonchlorid von den

geringen Mengen (ca. 30 mg) unreinem Benzimidazol abgetrenntwerden konnten. Infolge Substanzmangels konnte das rohe Derivat

vom Smp. 216—217° nicht analysenrein erhalten werden.

2,5-Anhydro-D-ribonsäure (LXXIV) aus 3,6-Anhydro-D-psicose-

phenylosazon (LVII)

Analog der vorstehend beschriebenen Herstellung von Anhydro-

D-lyxonsäure (LXXI) wurden 2,1 g (=- 6 Millimol) 3,6-Anhydro-D-

psicose-phenylosazon (LVII) mit 3 g ( = 43 Millimol) Natriumnitrit

bei Zimmertemperatur im Verlaufe von 3 Stunden oxydiert. Die

Aufarbeitung erfolgte unter Verwendung von 70 ccm Wofatit KS

und führte zu 200 mg bräunlichem Rückstand, der ebenfalls sauer

reagierte und Fehling'sche Lösung in der Wärme reduzierte.

Brucinsalz LXXV. Der saure Rückstand von 200 mg Gewicht

wurde in wässriger Lösung mit 650 mg Brucin versetzt, kurz auf

dem Wasserbad erwärmt und nach dem Erkalten mehrmals mit

Chloroform ausgeschüttelt. Der Rückstand der im Vakuum einge¬

dampften wässrigen Lösung wog ca. 400 mg, woraus nach Aufneh¬

men in ganz wenig heissem Wasser das Brucinsalz LXXV im Ver¬

lauf einiger Stunden auskristallisierte. Zusammen mit weiteren

20) Vgl. Seite 50.

60

Kristallen aus der Mutterlauge wog das Derivat (LXXV) 310 mg

( = 9,5 % der Theorie). Nach mehrmaligem Umkristallisieren aus

Wasser-Alkohol schmolz das Brucinsalz LXXV unscharf unter Zer¬

setzung bei 260—265°. Das Analysenpräparat wurde 14 Stunden

bei 90° im Hochvakuum getrocknet.

3,598 mg Subst. gaben 8,090 mg C02 und 2,133 mg H20

C28H3409N2,1/4H20 Ber. C 61,46 H 6,36

Gef. C 61,36 H 6,63

[œ]D = - 41° (o = 0,2 in Wasser)

D-Fructose-phenylosotriazol (I^XXVII) aus D-Fructose-

phenylosazora (LXXVI)

Zu einer Suspension von 3,0 g ( = 8,3 Millimol) D-Fructose-

phenylosazon (LXXVI) in 40 ccm Eisessig wurden bei Zimmer¬

temperatur 5 ccm Isoamylnitrit21) gegeben, wobei sich die Reak¬

tionsmischung unter leichtem Erwärmen und Gasentwicklung rasch

dunkelrot verfärbte. Unter Eiskühlung wurden allmählich weitere

20 ccm Isoamylnitrit in Portionen von ca. 5 ccm zugegeben. Nach

8 Stunden wurde die klare, rote Lösung im Wasserstrahlvakuum

auf Sirupdicke eingeengt, mit 100 ccm Wasser versetzt und das

dabei ausgefallene dunkle, harzige Öl mit Äther dreimal ausge¬

schüttelt. Der braune Rückstand der im Wasserstrahlvakuum

sorgfältig zur Trockene eingedampften wässrigen Lösung wog 1,1g.Nachdem er in wenig heissem Wasser aufgenommen worden war,

kristallisierte sofort ein Teil des Oxydationsrückstandes aus. Im

ganzen konnten 0,29 g ( = 13 % der Theorie) kristallisiertes PräparatLXXVII isoliert werden, das nach fünfmaligem Umkristallisieren

aus Alkohol bei 195—196° schmolz. Zur Analyse wurde das Präparat24 Stunden bei 80° im Hochvakuum getrocknet.

gaben 7,770 mg C02 und 1,961 mg H20

gaben 0,495 ccm N2 (23°, 728 mm)Ber. C 54,32 H 5,69 N 15,84%Gef. C 54,09 H 5,59 N 15,95%

(e = 1,1 in Pyridin)

21) Aus einem früheren Oxydationsansatz von 3,0 g D-Fructosephenyl-osazon und 5 g Natriumnitrit in Eisessig bei Zimmertemperatur konnten

keine kristallisierenden Verbindungen isoliert werden.

3,920 mg Subst.

3,430 mg Subst.

C12H1504N3

'

[a]D =-82,6°

61

Kalïum-D-arabonat (V) aus D-Fructose-phenylosazon (LXXVI)

Die nicht kristallisierenden sauren Mutterlaugen aus dem vor¬

stehend beschriebenen Oxydationsansatz von D-Fructose-osazon

LXXVI wurden mit verdünnter Kalilauge vorsichtig neutralisiert,

im Wasserstrahlvakuum zur Trockene eingedampft und der braune

Rückstand mehrmals mit heissem Alkohol extrahiert. Aus dem in

Alkohol unlöslichen Rückstand (38 mg) kristallisierten — nach

Lösen in wenig Wasser und Versetzen mit Alkohol bis zur begin¬nenden Trübung — im Verlauf einiger Tage feine Nädelchen (ca.15 mg). Die Kristalle, vermutlich Kalium-D-arabonat (V), wurden

aus Wasser-Alkohol viermal umkristallisiert und zur Analyse 48

Stunden bei Zimmertemperatur im Hochvakuum getrocknet.

3,838 mg Subst. gaben 4,104 mg C02 und 1,527 mg H20

C5H906K Ber. C 29,40 H 4,44%Gef. C 29,18 H 4,45%

Die spez. Drehung konnte infolge Substanzmangels nicht be¬

stimmt werden.

62

Zusammenfassung

Unter den verschiedenen Methoden, nach welchen die Kohlen¬

stoffkette von Aldosen um ein C-Atom abgebaut werden kann, ist

die alkalische Oxydation mit molekularem Sauerstoffnach 0. Speng¬ler und A. Pfannenstiel nach Ausbeute und Einfachheit in der Aus¬

führung eine der besten. Der Abbau ist auch für Ketosen geeignet.Der Mechanismus dieses Abbaus ist infolge der komplizierten Umla-

gerungen, welche reduzierende Zucker in alkalischem Milieu erleiden,

bis heute nicht restlos abgeklärt.Meine eigenen Untersuchungen befassen sich mit dem Spengler-

schen Abbau von Hexosen, Hexose-Derivaten, Pentosen, Disaccha-

riden und Vitamin C. Die als Abbauprodukte anfallenden Aldon-

säuren konnten in Ausbeuten von 30—75% isoliert werden. Die

Säuren wurden in Form verschiedener, zum Teil erstmals beschrie¬

bener Derivate charakterisiert.

Für die durch oxydativen Abbau gewonnenen Tetronsäuren

wurde eine gute und einfache Methode zur Herstellung ihrer kristal¬

lisierten und bis anhin zum Teil noch unbekannten Lactone gefun¬den.

Im oxydativen Abbau von Hexuronsäuren zu Trioxyglutarsäu-ren wurde ein Weg gefunden, der die sichere Identifizierung von

14 der insgesamt 16 stereoisomeren Hexuronsäuren erlaubt. Die

erstmals hergestellten Dibenzimidazole und Dibenzimidazolpikrateder Trioxyglutarsäuren erwiesen sich als die zur Charakterisierung

geeignetsten Derivate.

Die Ergebnisse meiner Untersuchungen über den alkalischen

Abbau mit molekularem Sauerstoff sind in drei Publikationen

(Helv. 34, 2343 (1951); 35, 618, 958 (1952)) zusammengefasst.Im Zusammenhang mit der Konstitutionsaufklärung der Diels-

schen Anhydro-osazone wurde, ebenfalls nach der Spengler 'sehen

63

Methode, durch Abbau der 3,6-Anhydro-glucose die noch unbe¬

kannte 2,5-Anhydro-D-arabonsäure hergestellt.

2,5-Anhydro-D-ribonsäure und 2,5-Anhydro-D-lyxonsäure konn¬

ten aus den beiden Diels'sehen Anhydro-osazonen, dem 3,6-Anhydro

D-psicose-phenylosazon, bzw. 3,6-Anhydro-D-galactose-phenylosa-zon, durch oxydativen Abbau mittels salpetriger Säure hergestelltwerden. Die Brucinsalze der beiden Anhydro-pentonsäuren und der

Methylester der Anhydro-D-lyxonsäure sind kristallisiert.

Infolge Substanzmangels war es nicht möglich, die Benzimidazole

der Anhydro-säuren mit den von Link und Moore beschriebenen

Anhydro-pentonsäure-benzimidazolen zu vergleichen.In weiteren Versuchen, die ebenfalls im Zusammenhang mit der

Konstitutionsaufklärung der Diels 'sehen Anhydro-hexosazone ange¬

stellt wurden, sind Alkylierungen der Isopropyliden-Derivate des

Diels 'sehen „Anhydro-glucosazons" beschrieben. Die Herstellungvon Benzylphenyl-glucosazon, welche in Ergänzung dieser Arbeiten

versucht wurde, führte zum Ofner'sehen Benzylphenyl-phenyl-D-

glucosazon, aus dem ein bisher unbekanntes kristallisiertes An-

hydro-osazon und dessen Isopropyliden-Derivat gewonnen werden

konnten.

64

Lebenslauf

Am 18. Juni 1926 wurde ich als Sohn des Konrad Kreis von

Ermatingen, Kanton Thurgau, und der Maria, geborene Sauter,

in Ermatingen geboren. Nach Beendigung der dortigen Primär- und

Sekundärschulen besuchte ich die Kantonsschule in Frauenfeld, wo

ich im Sommer 1945 die Maturitätsprüfung des Typus C bestand.

Im Herbst des gleichen Jahres begann ich mit dem Studium der

Chemie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich

und erhielt im Winter 1949/50 das Diplom als Ingenieur-Chemiker.Seit April 1950 war ich im Laboratorium für organische Chemie

(Leitung Prof. Dr. L. Ruzicka) mit der Durchführung vorliegenderPromotionsarbeit beschäftigt.

April 1953

Konrad Kreis