Synthesen von Terpenen aus Isopren

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Synthesen von Terpenen aus Isopren ') ; von Theodor Tagner- Jaureyg.

[Aus dem Kaiser-Wilhelm-Institut fur Medizinische Forschung, Heidelberg, Institut fur Chemie.]

(Eingelaufen a m 11. Mai 1932.)

Die Konstitutionsformeln der Terpene, der Carotinoide und des Kautschuks lassen sich aussclilietSlich aus Isopren- resten auf bauen. Auch viele Sapogenine und Harzshren scheinen so gebaut zu sein. AuSerdem finden sich in der Natur Verbindungen , deren Kohlenstoffskelette teilweise Isoprengruppierungen aufweisen, wie die Sterine, die Gallen- siiuren, die Hopfenharasauren Humulon und Lupulon 2), das Rotenon 7, Deguelin, Tephrosin und Toxicaro14), Peucedan- nin5), Osthol, Ostruthin und Oxypeucedannin O) und vermutlich das Alkannin 7); fur solche Verbindungen wird als Sammelname die Bezeichnung Terpenoide vorgeschlagen. Es erhebt sich die Frage, ob die Beziehungen der Terpene und Terpenoide zum Kohlenwasserstoff Isopren bloD formelle sind, wie heute meistens angenommen wirds), oder ob auch biologisch-genetische Zusammenhange bestehen und welcher Art diese sein konnten. Zur Behandlung dieser Frage erscheint es notwendig, die Synthese von Terpenen aus Iso-

- Y Nach einem in der Heidelberger Chemischen Gesellschaft am

11. Dez. 1931 gehaltenen Vortrag. 8, H. Wie land , W. Schneider U. E. Mar tz , B. 68, 102 (1925);

H. Wieland , E. Martz U. H . H o c k , B. 68, 2012 (1925). A. Bu tenand t U. Mitarbeiter, A. 464, 253 (1928); 477, 245

(1930); 494, 17 (1932); L a Forge U. Mitarbeiter, Am. Soc. 64, 810 (1932).

4, A. B u t e n a n d t U. G. H i l g e t a g , A. 495, 172 (1932). 5, E. Spae th , B. 64, 2203 (1931). 6, A. Bu tenand t U. A. Mar tens , A. 496, 187 (1932). ') H. I taudni tz , L. Red l i ch U. F. F ied le r , B. 64, 1835 (1931);

H. Die t e r l e , A. Sa lomon U. E. Nosseck, B. 64, 2085 (1931). *) F. G. Fischer , L. E r t e l U. K. LGwenberg, B. 64, 30 (1931);

H. Emde, Helv. chim. Acta 14, 889 (1931).

W a g n e r - Jauregg, Synthesen vofi Terpenen aus Isopren. 53

pren in vitro zu versuchen. Die ersten Erfahrungen in dieser Richtung sind bereits mitgeteilt.')

Die Entstebung eines naturlichen, cyclischen Terpens, des Dipentens, aus Isopren ist seit langem bekannt. Vom Dipenten ausgehend kann man rnittels Isomerisierung, Hy- dratisierung usw. zu zahlreichen anderen Terpen-Verbin- dungen gelangen. Dadurch ist ein Ubergang vom Isopren in die Terpen-Reihe bereits gegeben. Es fehlte aber der Nachweis der Bildung ahphatischer Terpene aus Isopren. Aus dieser Korperklasse kiinnen hurch RingschluB zwar cyclische Terpene entstehen, aber der Weg in umgekehrter Richtung ist nicht gangbar.

Als einzige Vertreter aliphatischer Terpene, die aus Isopren entstehen sollten, waren in der Literatur 2 Kohlen- wasserstoffe C,,H,, beschrieben: das angebliche 2,6-l>imethyl- octatrien von H a r r i e s 2 ) und das a-Myrcen von O s t r o - m y ~ s l e n s k i . ~ ) Es konnte nachgewiesen werden4), daB der Kohlenwasserstoff von H a r r i e s mit dem cyclischen Dipren von 0. Aschan') identisch ist, und dal3 unter den von 0 s t r om y s s l en s k i angegebenen Versuchsbedingungen eben- falls Dipren und kein aliphatisches Terpen entstehLB)

Als Arbeitshypothese fur die Synthese natiirlicher, aliphatischer Terpenverbindungen diente folgende Vorstellung: Man kann die Formeln von Geraniol, Farnesol und Proto- phytol, der hypothetischen Vorstufe des Chlorophyll-Alko- hols konstruieren, indem man die bei 1,4-Additionen an- zunehmende Reaktionsform des Isoprens (I) an ihresgleichen reiht und die radikalartigen Enden der so entstehenden

I) Th. Wagner-Jauregg, Die Dimerisation des Isoprens, A. 488,

a) A. 383, 206 (1911). 9 C. 1916, I, 973; Ostromysslenski U. Kosche lew, C. 1916,

*) Th. Wagner-Jauregg, A. 488, 176 (1931). 5, A. 439, 221 (1924); B. 67, 1959 (1924). 6, 6ber vergebliche Bemuhungeu zur Darstellung des P-Myrcene

vgl. auch G. S. Whitby U. R. N. Crozier, Canadian Journ. ofResearch 6, 203 (1932).

176 (1931).

I, 1068.

54 Wag n e r - Ja u r egg,

Synthesen von Terpenen aus Isopren. 55

Kohlenstoffketten mit den Resten des Wassers absattigt, wie das beistehende Schema zeigt.

Das letzte Glied dieser Reihe ist der Kautschuk (V), so- fern man hier von der Besetzung der Kettenenden absieht. Da13 Radikale von der A r t der formulierten als Zwischen- produkte der Kautschukbildung auftreten, dafiir sprechen Versuche von Th. Midgley jr. und A. L. Henne'), die Iso- pren in alkoholischer Losung mittels Natrium polymeri- sierten und aus dem Reaktionsgemisch 2,6-Dimethyl-octa- dien (2,6), das Wasserstoff-Additionsprodukt des Radikals I1 isolieren konnten. In ahnlicher Weise stabilisierten K. Z ieg le r und H. Kleinera) aliphatische Zwischenprodukte der Buta- dien-Polymerisation durch Besetzung der Kettenenden mit den Resten des Phenylisopropyl-kaliums.

Urn die Synthese von Alkoholen aus Isopren nach der im Schema angedeuteten Brt zu versuchen, war es notig, die Polymerisation in Qegenwart eines wasseranlagernden Mittels vor sich gehen zu lassen. Es wurde fur diesen Zweck die bekannte Hydratisierungsmethode von B e r t r am- W alb aum 3, mit Eisessig-Schwefelsaure herangezogen, die aus ungesattigten Kohlenwasserstoffen durch Anlagerung von Eisessig auf dem Umweg iiber die Acetate Alkohole liefert. Die polymerisierende Wirkung starker Sauren auf Athylenverbindungen ist seit langem bekannt. Auf Isopren wirkt konz. Schwefelsaure sehr heftig ein, unter Verharzung4) und SO,-Entwicklung. Mit verdunnter Schwefel- oder Phos- phorsaure verlauft die Reaktion weit gemabigter, und der Geruch des Reaktionsgemisches verrat, dad dabei l'erpen- korper entstehen.

L)as Acetat eines Methylbutenols, des ersten Gliedes im Schema (S. 54), sol1 bei der Einwirkung von warmem, H,SO,-haltigem Eisessig auf Isopren entstehen?) Wenn

1) Am. Soc. 61, 1294 (1929). 3, J. pr. 49, 7 (1894). 3 Vgl. dazu das E. P. 338152 der I. G. Farbenindustrie A.-G.;

5 ) D.R.P. 252 160 der ohem. Fabrik auf Aktien (vorm. E. Schering);

9 A. 413, 57 (1929).

C. 1931,I, 1976.

Frieal. 10, 1010 (1910-1912).

56 ?Tug n e r - Ja u r eg g , man die Angaben dariiber nachpriift, so findet man, dab das Methylbutenol-acetat I keineswegs das einzige Reaktions- prodnkt ist, sondern daS in groSer Menge hohermoleknlare Substanzen entstehen. Aber auch die niedrigsiedende Frak- tion stellt ein so kompliziertes Gemisch verschiedener Stoffe dar, daS es sicher nicht gelingt, nach der Verseifung Methyl- butenol in reinem Zustande einfach durch fraktionierte Destillation abzntrennen, wie es in der erwahnten Vorschrift angegeben ist.

Es wurde eingehender das Reaktionsgemisch untersucht, welches bei Zimmertemperatur an8 Isopren in Eisessig, der 0,3 Proc. Schwefelsaure enthalt, entsteht. Ein Versuch mit 450 g Isopren lieferte nach erfolgter Verseifung bei der Fraktionierung i. V. folgende Anteile *): - - - -

I I1

I11

IV V

VI VII

VTII

Siedepunkt

45--72O, 12 mm 72-90°, 12 mm

90-120°, 12 m m

120°, 12-97O, 1,4 mm 97-139O, 12 mm

139-150°, 12 mm 150-160°, 12 mm

Uber 160°, 1 2 m m

hsbeute in g

13,5 4,5

33,5

18,5 29,O ;,5

20

Enthalt hauptsachlich ___. -

Monoterpene: Kohlenwasserstoffe Kohlenwaseerstoffe U. Alkohole Alkohole

Sesquiterpenc : Kohlenwasserstoffe Alkohole

usw.

AuSerdem entstanden noch 2 g Kautschuk. Die Gesamt- ausbeute betrng also 136,5 g. Demnach war ein grober Teil des Isoprens noch unverandert geblieben.

Die Aufarbeitung der Fraktionen I1 bis einschlieSlich V erfolgte nach dem bekannten Verfahren der fraktionierten Veresterung mit Phtalsaureanhydrid.a) Auf diesem Wege wurde das Gemisch der primaren Alkohole isoliert und gefunden, dal3 sekundare Alkohole in nennenswerter Menge

l) Die niedrigstsiedenden Fraktionen , welche vor allem Isopren und Methylbutenole enthalten , waren vorher schon durch Destillation bei gewiihnlichem Druck abgetrennt worden.

_ ~ _ _

Stephan, J. pr. (2) 60, 248 (1899).

Synthesen von I'erpenen atis Isopren. 57

nicht vorhanden waren. Aus dem nicht in Reaktion ge- tretenen Gemisch von Kohlenwasserstoffen und tertiaren Alko. ho2en lie5en sich letztere durch Verestern mit Borsic'ure') ab- trennen.

Die nahere Untersuchung der primaren Monoterpenalko- hole (etwa 16,5 g) ergab, da5 diese groltenteils aus aliphatischen Gliedern bestanden. Uber die Komplexverbindung mit Chlorcalcium konnten daraus 2,5 g Geraniol isoliert werden, dessen Identifizierung durch Darstellung von Di- phenylurethan (Schmelzp. 81,5-82 O ) und Dinitro-henzocsaure- ester (Schmelzp. 59,5-61,5 ') erfolgte. Ua die Abscheidung des Geraniols aus Gemischen nach dem Chlorcalcium-Ver- fahren nicht quantitativ verlauft, so stellt die isolierte Menge einen unteren Grenzwert fur das tatsachlich vorhandene Geraniol dar. Die Ausbeute ist verhaltnismafiig gro5, wenn man bedenkt, da5 Qeranylacetat, welches primar bei der Reaktion entsteht , unter den Versuchsbedingungen weit- gehende Veranderungen durch Cyclisierung, Polymerisation und Abspaltung von Essigsaure erleidet. Es lie5 sich auch eine kleine Menge CycZogeranioZ, dessen Acetat bei der Ein- wirknng von Schwefelsaure auf Geranylacetat entsteht 3, durch sein Brenztraubensiiure - lacton s, nachweisen. Ein Kon- trollversuch, bei dem Qeranylacetat in Eisessig-Schwefel- saure unter den fur die Polymerisation des Isoprens an- gewandten Versuchsbedingungen stehen gelassen wurde, zeigte, da5 dabei nur wenige Procente des Geranylacetates unvergndert bleiben.

Die Fraktion tertiurer Monoterpen- alkohole bildete ein 01, dessen Siedepunkt, Dichte und Brechungsindex zwischen den fur d, l-Ainalool und d,Z-a-Terpineol angegebenen Werten lagen. Das d,l-a-Terpineol lie5 sich durch sein Phenyl- urethan vom Schmelep. 111- 113 O identifizieren. Durch Hydratisierung mit 5-proc. Schwefelsaure entstand Terpin- hydrat (Schmelzp. 116-118 O).

l) A. Deppe Sijhne U. 0. Zeitschel, D.B.P. 448419; E.P. 252570; F.P. 601935; Friedl. 16, 410; C. 1926, 11, 1786.

*) Haarmann U. Reimer, D.R.P. 138141; C. 1903, I, 266. s, M. L. Bouveaul t , B1. (IV) 7, 357 (1910).

58 W a g ner - J a u r e g g ,

Die Sesquiterpen-Praktion enthielt primare, grBDtenteils aliphatische und tertiare, monocyclische Alkohole. Es gelang nicht, darin Farnesol oder Nerolidol nachzuweisen. Die Bestimmung der Molrefraktion der Kohlenwasserstoffe der Sesquiterpen-praktion zeigte, dalS ein monocyclischer Kohlen- wasserstoff mit 3 Doppelbindungen, also ein Isomeres des Bisabolens und Zingiberens entstanden war. Da kein krystallisiertes HC1-Anlagerungsprodukt erhalten werden konnte, diirfte dieses 01 nicht einheitlich gewesen sein. Bei aer Cyclisierung mit Ameisensaure entstand daraus ein bi- cyclischer Kohlenwasserstoff (a: = 0,8941) der Caryophyllen- gruppe (d = 0,90).l) Bisabolen oder Zingiberen hatten durch RingschluD Kohlenwasserstoffe der Cadinengruppe (d = 0,917) l) gegeben.

Die komplizierte Zusammensetzung des Reaktions- gemisches, das man bei der Einwirkung von Schwefel- saure-Eisessig auf Isopren erhalt, erklart sich daraus, daB gleichzeitig Polymerisation und Hydratation erfolgt, und dalS in dem stark sauren Reaktionsmedium die Bedingungen fur Isomerisierungen (Cyclisierung, Wanderung von Doppel- bindungen und Acetylresten) und fur die Abspaltnng von Essigsaure gegeben sind. Uabei kSnnen die Kohlenwasser- stoffe direkt durch Polymerisation des Isoprens 2, oder sekundar durch Abspaltung von Essigsaure aus primar gebildeten Acetaten entstehen. Uber den Bildungsmechanis- mus der Mono-terpenalkohole kann man sich auf Grund folgender Uberlegungen ein Bild machen: Es entstehen vorwiegend Geraniol, Linalool, a-Terpineol und die nicht ngher untersuchten primaren, aliphatischen Alkohole. Nun ist bekannt, dad in saurer LSsung Geraniol (bzw. Nerol) und a-Terpineol aus Linalool bzw. dessen Acetat en t~ tehen .~)

I) F. W. Semmler, B. 46, 1817 (1913); 47, 2557 (1914). a) F. W. Semmler U. I(. G. J o n e s erhielten aus Monoterpen-

Kohlenwasserstoffen und Isopren unter dem EinfluB von konz. H,SO, in Eisessig oder von Athyl-schwefelsaure Sesquiterpen-Kohlenwasaer- atoffe [B. 47, 2081 (1914)J

7 Bertram U. Gi ldemeis ter , J.pr. (2) 49, 193 (1894); Stephan, ebenda 68, 109 (1898); Heine & Co., D.R.P. 165894 U. 165895; Friedl. Fortschr. d. Teerf.-Fabrik. VIII, S. 1300 U. 1301.


CHS I

C H,C’%H

>H

8 €rsc’>*s

I I HaC CH2OH

Geraniol (Nerol)

CH3 I

C.OH

H , ~ > H

8 I II - f-

H,C CH, \

CH

/\ H3C CH,

Linalool

c H,C’>H

H,C CH, \/

CH

--f I i

I C.OH

H , C C 3 H 3 a-Terpineol

Es folgt daraus, daO Geraniol aus Isopren auch auf dem Umwege uber das Linalool entstehen konnte. Wahr- scheinlich sind die Vorstellungen, wie sie das Schema auf S. 54 andeutet, fur diesen Fall unzutregend. Nicht wie d o r t echte Addition in 1,4-Stellung, sondern unechte Addi- tion, unter Verschiebung von Wasserstoff, beherrscht offenbar vorwiegend den Reaktionsverlaaf. In gleicher Weise erfolgt ja auch unter dem EinfluB starker Sauren die Polymerisation einfach nngesattigter Verbindnngen.l) Das Linalool konnte aus Isopren auf folgendem Wege entstehen:

CH, 1

CH8 I

CHS CH,

7 7

CH~=C-CHsCH, + CH,- -CH=CH,

- f CH$-C=CH- CH2-CH3- -CH=CH, Myrcen

__ Ha0 CHs-C=CH-CH,-CH,-C. OH-CH=CH, Linalool

wobei dahingestellt sein mag, ob die Wasseranlagerung vor oder nach der Dimerisation erfolgt. In letzterem Falle

1) 2. B. die Polymerisation des Isobutylens: (HsC), : C + HaC=C : (CH& -+ (HSC), i C. CH=C : (CH& und

H,C/

H&/ (A&), : C + HsC. C(CH,)=CH, -+ (H,Q8 i CH. CH, in C(CH,)=CH,

Butlerow, A. 183,46 (1877)’; Pr i leschajew, X. 33, 769 (1907); R. J. McCubbin U. H. Adkins, Am. Soc. 62, 2547 (1930).

60 Wagner-Jauregg,

treten aliphatische Terpen-Kohlenwasserstoffe als Zwischen- produkte auf. Ton diesen wurde fur obige Formulierung absichtlich das Myrcen gewahlt, denn dieser Kohlenwasser- stoff liefert bei der Hydratisierung mit Schwefelsaure-Eis- essig Myrcenol l), einen Alkohol unbekannter Konstitution, aber auch &nnlool nnd a-Terpineol.')

In ahnlicher Weise wie mit Eisessig-konz. Schwefelsaure verlief die Polymerisation des Isoprens in Bisessig mit ser-

stoffen und Acetaten auch freie Alkohole auf, einwertigt -Jrld

mehrwertige. Dies erschwerte die Isolierung der einzelnen Glieder. Die mehrwertigen Alkohole waren unter dem Ein- fluS der Saure groatenteils unter Wasserabspaltung in innere k'ther ( O y d e ) ubergegangen, die nach Entfernung der Alko- hole durch Borsaure im Gemisch mit den Kohlenwasser- stoffen zuriickblieben.

diinnter Schwefelsaure. Nur traten hier neben K o h l e v -.

Die Ausbeute au Athern erhiihte sich wesentlich, als Isopren mit $lao seines Volumens 50-proc. Schwefelsaure 4-5 Tage lang geschiittelt wurde. s, Mehrere Ansiitze lieferten Mischungen der dlomoterpen-KoRbn- wasserstofe und -Ather, deren Elementaranalyse stets auf eine Summen- forme1 C,,H,,O paflte. Es wurde daraus geschlossen, da6 1,5Mole Kohlen- wasserstoffe und 1 Mol Ather (1,5 C,,H,, + lC,,H,,O = C,,H,,O) mit- einander vermengt waren. Die Molekulargewichtsbestimmung bestiitigte diesevermutung. Diese Mischungen von Kohlenwasserstoffen und .&them nahmen bei der katalytischen Hydrierung 3,4-4,5 Mole H, fiir 1,5 Mole C,,H,, + 1 Mol C,,H,,O auf. Der Verlauf der Hydrierung l5Bt mehrere. MGglichkeiten offen. Entweder waren nur gesiittigte, bicyclische h e r vorhanden, dann mu6 ein Teil der Kohleuwasserstoffe aliphatisch gewesen sein, weil beim Vorhandensein nur cyclischer Kohlenwasaerstoffe hochstens 3 Mole Ha aufgenommen hatten werden kiinnen. (2 Doppelbindungen fur j e 1 Mol monocycliseher Kohlenwasserstoff, daher 3 Doppelbindungen fur 1,5 Mole). Oder die Kohlenwasserstoffe waren ausschliefllich cyclische,

I) B a r b i e r , B1. (111) 26, 688 (1901); E n k l a a r , R. 26, 167 (1907). 2, P o w e r u . K l e b e r , Pharm.Rundsch.13,60(1895);F.W.Semm-

l e r , B. 34, 3128 (1901); P a o l i n i U. D i v i z i a , R. A. L. 23, 11, 176 (1914). Myrcen oder Dipenten lieBen sich bei mehrtagigem Schiitteln

mit 50-proc. Schwefelsaure weder hydratisieren noch polymerisieren. Dagegen reagierte Myrcen in Eisessig-Schwefelsaure in ahnlicher Weise wie Isopren, nur langsamer. ober die Einwirkung von Schwefel- siiure auf uugesattigte Kohlenwasserstoffe der ,,Amylenflussigkeit" vgl. M. B. M a r k o w i t s c h U. W . K . P i g u l e w s k i , C. 1931, XI, 660.

Synthesen von Te'erpenen uus Isopren. 61

dann miissen ungesgttigte h e r anwesend gewesen eein. Oder sber waren beide Miiglichkeiten erfiillt. Fur die Anwesenheit ungesiittigter Ather sprechen such Beobachtungen, die bei der Hydrierung der Ather nach Abtrennung der Kohlenwasserstoffe gemacht wurden. (Vgl. Frak- tion I, S. 75). Bicyclische Kohlenwasserstoffe waren offenbar nicht entstanden, denn rnit Ferrocyanwasserstoffsaure gab diese Fraktion keine schwer spaltbaren Additionsverbindungen, wie sie nach K. S t e p h an und Th. Hiimmerich') aus Camphen, a-Pinen und Nopinen entstehen. Das Mischungsverhiiltnis von Kohlenwasserstoffen und Athera in der Sesquiferpenfraktiort war 0,7: 1 (C,&Har: C,,H,,O; berechnet aus Elemen- taranalyse und Molekulargewicht). Die Monoterpen-Blkohole dieser An- siitze waren vorwiegend rnonocyolisch. Die niedrigst siedenden Frak- tionen rochen aldehyd- bzw. keton-iihnlich. Es ist dies erklirlich, wenn man bedenkt, daS aus primar gebildeten Methyl-butenolen unter dem EinfluB von Siiuren Aldehyde bzw. Ketone entstehen k6nnen z. B.:

CH,:C(CH,).CH(OH).CH, -+ (CH,),CHCO ,CHs.a)

Zur Isolierung der Monoterpen-ather wurden 800 ccm Isopren verarbeitet. Aus der Fraktion 55-90° (14 mm, 107 g) wurden die Alkohole mittels Borsaure entfernt. Das er- haltene Gemisch der Kohlenwasserstoffe und Ather (90 g) lie8 sich weder durch fraktionierte Destillation in seine Bestandteile trennen, noch konnte durch partielle Oxydation mit Kalium-permanganatlijsung eine der Komponenten entfernt werden. Beim Zusatz von Ferrocyanwasserstoffsaure fie1 eine Additionsverbindung aus, deren Zerlegung rnit Natronlauge aber ein 01 lieferte, das die gleiche Zusammen- setzung wie vor der Fallnng besaIL3) Erst nach der katalytischen Hydrierung des Kohlenwasserstoff-Athergemisches lie13 sich daraus durch mehrfach wiederholte FIllung mit Ferrocyanwasserstoffsliure ein eucalyptusartig riechender Ather isolieren, dessen Snmmenformel CloHl,O war. Seine physikalischen Konstanten stimmten mit denen des 1,4-CineoZs uberein und wie dieses lieferte er rnit Bromwasserstoff in Eisessig Terpinen-dihydrobromid (Schmelzp. 59-59,5O). Beim Behandeln mit Jodol lieS sich daraus in kleiner Menge ein Additionsprodukt C,,HI,O. C,HNJ, isolieren, das den-

l) J. pr. 129, 285 (1931) a) Im Kontrollversuch mit einem Gemisch von 1,5 Molen Dipenten

und 1 Mol Cineol konnte letzteres durch Fallen mit Ferrocyanwasser- stoffsiiure unschwer in reinem Zuatande isoliert werden.

K o n d a k o w , B. 21, Ref. 183.

62 Wagner- Jau regg ,

selben Zersetzungspunkt (112 O) wie die 1,8-Cineol-Jodol-Ver- bindung besaB. Da das 1,4-Cineol keine krystallisierte Jodol-Anlagerungsverbindung liefert l), scheint der SchIuD berechtigt, daB dem erhaltenen 1,4 Cineol eine geringe Menge 1,8-Cineol beigemengt war.

Das 1,8-Cineol (I) kommt weitverbreitet in Pflaneen vor und auch f u r das 1 ,Wineol hat man im 01 von Piper Cubeba Linn. ein natiir- liches Vorkommen gefunden.*) Im Laboratorium laBt sich das 1,4-Ci- neol(I1) durch Wasserabspaltung aus dem 1,d-Terpin (Terpinenterpin) mittels Oxalsaure darstellen. a) Uber die Stufe der Terpine verlliuft vermutlich auch die Bildung der Cineole bei der Behandlung von Isopren mit verdiinnter Schwefelsaure. Die Bildung von 1,8-Cineol ware formell auch durch Wasserabspaltung sus 2 Molekulen Isopren- Alkohol (der durch Wasseranlagerung an Isopren gebildet werden ktjnnte) vorstellbar:

CH, I C

/I OH -

I I+======-

HJ H,C.C.CH, CB,

CH

CH, C H~c'PH~

I /

H,C H,C.&CH, CH, \A<---'- I I1

Ein orientierender Versuch der Wasserabspaltung aus Isopren- alkohol mittels verdiinnter Schwefelsaure eeigte, daS dabei ein uber einen weiten Bereich siedendes Qemisch entsteht. Die Fraktiou vom Siedepunkt der Cineole besal3 aber nicht den fur diese Ktjrperklasse charakteristischen eucalyptusartigen Geruch.

Die vorliegende Untersuchung zeigt, daB Geraniol, a-Ter- pineol, 1,4- und i,8-Cineol aus Isopren synthetisch erhalten werden konnen.4) Durch eine Reihe von krystallisierten -.

l) G. A u s t e r w e i l , B1. 45, 869 (1929). ,) Rao, S h i n t r e U. J. L. S i m o n s e n , J. S. C. J. 47, 92 (1928).

3 Besonders bemerkenswert ist die Bildung des Geraniols. Dieser Alkohol scheint in der Pflanze in manchen Fallen geradezu die Schlussel- substanz fiir die Bildung wichtiger Terpene eu sein, wie R. E. K r e m e r s [J. biol. Chem. 60, 31 (1922)] und J. R e a d [Chem. Rew. 7, 41ff. (1930)] durch Betrachtung der Vergesellschaftung mit anderen Terpenen geeeigt haben.

0. W a l l a c h , A. 356, 204 (1907); 392, 62 (1912).


Derivaten ist die Identitat mit den Naturprodukten nachgewiesen. Fu r das naturlich vorkommende Linalool ist die synthetische Bildung aus Isopren sehr wahrscheinlich gemacht. Daraus erwachst der Pflanzenphysiologie die Aufgabe zu priifen, ob auch die Natur diesen Weg in der Regel, oder in gewissen Fallen beschreitet. Die Chemie der Kohle- hydrate, der Proteine und Fet te lehrt, daO die Rolle, welche Sauren als Katalysatoren im Laboratorium spielen, im Orga- nismus der Pflanzen und Tiere vielfach Enzymen zufgllt. So ware es denkbar, dafi auch die Synthese von Terpenen, die als Vorrecht der Pflanzen erscheint, enzymatisch verlauft.

P o l y t e r p e n e a u s I sop ren . Es sei noch eine Beobachtung mitgeteilt, die ein neues

Beispiel fur die Reziehungen liefert, die zwischen Isopren und den Terpenen bestehen. Bei der Einwirkung von Metall- und Metalloid-halogeniden (BCI,, BF,, SnCl,, SbC1, usw. l)

entstehen sus Isopren weiDe oder schwach gelblich gefgrbte, amorphe Substanzen, die erst bei hoherer Temperatur erweichen und unter Zersetzung schmelzen. Sie sind in Benzol und Chloroform, zum Teil auch in Ather und Pyridin los- lich und lassen sich aus diesen Losungen durch Alkohol ausftillen. Das durchschnittliche Molekulargewicht dieser Polymerisationsgemische ist von den Darstellungsbedingungen abhangig; fur ein mittels TiCl, hergestelltes Praparat fand ich einen Wert von 2800 (kryoskopisch, in Benzollosung).

Es lassen sich nun aus dem Dammarharz Kohlenwasser- stoffe (C,H,), isolieren, die den oben erwahnten Polymeri- sationsprodukten des Isoprens nicht nur aujerlich, sondern auch in ihren Loslichkeitseigenschaften sehr abnlich sind. Das mittlere Molekulargewicht eines Praparats aus Dammar- harz ergab sich zu 2800-3000. a) Nach weiteren Vertretern

l) Farbenfabriken vorm. E. Bayer & Co., D. R. P. 264, 925; F r i e d l , XI. 863; H. S t a u d i n g e r U. Bruson, A. 447, 113 (1926); H. S t a u - clinger U. S c h w a l b a c h , A. 488, 32 (1931); G. S. W h i t b y U. P. N. Crozier, Canadian Journ. of Research 6, 207 (1932).

a) Ieh verdanke die Angaben iiber diesen Kohlenwasserstoff Herim Privatdoz. Dr. A. W i n t e r s te in , der im hiesigen Laboratorium diese Harzbestandteile untersucht.

64 Wagner-Jauregg,

derartiger hochpolymerer Kohlenwasserstoffe l) wird man in den Resen-Fraktionen der Harze zu suchen haben, die nur sehr wenig untersucht sind. Vermutlich diirften diese Kohlen- wasserstoffe derselben Stoffklasse angehbren , wie die erwahnten synthetischen Isopren-Harze.

Bei der Selen-Dehydrierung von Triterpenen und Sapo- geninen erhielten L. R uzi c k a und Mitarbeiter z, aromatische Kohlenwasserstoffe, von denen bisher zwei konstitutionell aufgeklart werden konnten, namlich das Sapotalin (1,2,7-Tri- methyl - naphtalin) 3, und das Agathalin (1,2,5- Trimethyl- naphtalin). 4, Ebenso liefert der vorher erwahnte Bestand- teil des Dammarharzes bei der Dehydrierung Trimethyl- naphtaline, wie mir Herr A. W i n t e r s t e i n mitteilte. Ich erhielt auch bei der Selen-Dehydrierung eines der oben erwahnten synthetischen Isopren-Polymerisate ein Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe, aus dem sich durch Fallen mit Pikrinsaure und fraktionierte Krystallisation ein Pikrat gewinnen IieO, das nach Analyse, Schmelzpunkt und Farbe mit dem des 1,2,5-Trimethyl-naphtalins identisch sein diirfte. Es ist damit zum ersten Male die Synthese eines Trimethyl- naphtalins aus Isopren verwirklicht.

Beschreibung der Versuche. Fur die nberlassung gr6Serer Dlengen von Isopren bin ich

der I. G. Farbenindust.rie, Werk Ludwigshafen a. Rh. eu aufrichtigem Danke verpflichtet. Zur Reinigung wurde das Isopren uber Natrium mittels einer langen Widmerkolonne fraktioniert destilliert.

P o l y m e r i s a t i o n d e s Is o p r e n s i n S c h w e f e 1 s a u r e-E i s e s s i g.

Zur Mischung von 1500 ccm Eisessig und 5 g konz. H,YO, wurden 450 g Isopren zugesetzt, wobei leichte Trii-

l) Wahrscheinlich gehSrt auch das Kar i t en [E. H. Baue r U.

a) Letete Mitteilung: Helv. chim. Acta 15, 431 (1932). 3, L. Rueicka U. L. Ehmann , Helv. chim. Beta 15, 140 (1932);

E. Spiith U. 0. H r o m a t k a , Siteungsber. d. Akad. d. Wissensch. i. Wien 141, 117 (1932).

G. Auerbach , B. 66, 859 (1932)] hierher.

3 L. Ruzicka U. L. Ehmann , a. a. 0.


bung auftrat. Nach 3-tagigem Stehen bei Zimmertemperatnr hatte sich nur 2-3 g Kautschuk abgeschieden. Die davon befreite Losung wurde in Wasser gegossen und das ausgeschiedene, intensiv obstartig riechende 01 mit Wasser, Natriumbicarbonat und Natronlauge bis zur neutralen Reak- tion gewaschen; Emulsionsbildung wurae mit Natriumsulfat beseitigt. Von den 252 g des erhaltenen Roholes gingen 90 g i. V. bei 12 mm unterhalb 73O iiber.

Zur Perseifung kochte man das gesamte Rohprodukt 3 Stunden mit einer L6sung von 180 g Atzkali in 2000 ccm Methylalkohol auf dem Wasserbade unter RiickfluB. Nun wurden 1000 ccm uber eine W idmerspirale abdestilliert. Zuerst ging unverandertes Isopren uber, dann kam bei 66 O

vorwiegend Methylalkohol, dem noch andere niedrig siedende Alkohole (Methyl-butenole) beigemengt waren. Der alkalische Destillationsriickstand schied bei Zusatz von Wasser ein 01 aus, das mit Petrolather aufgenommen wurde. Nach dem Trocknen iiber Natriumsulfat und Abdestillieren des Losungs- mittels hinterblieben 154 g 61 von intensiv-terpenartigem angenehmem Geruch, das in die auf S. 56 angegebenen Fraktionen zerlegt wurde.

Die Fraktionen I1 bis einschl. VII wurden vereinigt (Siedep.,, = 72-160O; lOlg) und mit 100 ccm Benzol und 50 g Phtalsaureanhydrid 2l/, Stunden auf dem Wasserbade unter RiickfluB erwarmt. Nach dem Abdestillieren des Ben- zols i. V. erfolgte die weitere Aufarbeitung nach L. R u z i c k a und M. S t 011. l) Die rohcn Phtalester-sauren der primaren Alkohole wogen 73 g, das Gewicht der Mischung von sekun- daren nnd tertiaren Alkoholen und Kohlenwasserstoffen be- t rug nach dem Abaampfen des Athers 62 g.

Die Verseifung der so gewonnenen Phtalester-sauren lieferte die primaren AZkohole. Diese lieBen sich bei der Destillation im Wiirtzschen Kolbchen bei 11 mm in folgende Fraktionen trennen:

l) Helv. Chem. Acta 7, 266 (1924).

Annalen der Chemie 496. Band. 5

66 W a g n er - J a u r e g g ,

I a 70-95O 4 g

IIIa 108-116O 11 g I V a 116--127-130° 2,4 g V a 130-155O 1,7 g

VIa 155--159--175O*) 679 g VIIa Ruckstand 298 g

31,s g

IIa 95--100--105-108°1) 3 g

Aus der Fraktion I I I a wurden uber die Additions- verbindung m i t CaCI,3) ungefahr 2,5 g Geraniol abgetrennt, dessen Konstanten die folgenden waren:

Siedep.,, 111--112--123°, n;6 = 1,4800, dig = 0,8874.

3,944 mg Subst.: 11,32 mg CO,, 4,145 mg H,O. - 3,589 mg Subst.: C,,H,,OH 2 I= Bey. M, = 48,97 Gef. MD = 49,29.

10,31 mg CO,, 3,72 mg H,O. C,,H,,O Ber. C 77,85 W 11,77

Gef. ,, 78,28, 78,34 ,, 11,76, 11,60. Zereu;itino~-4rge8timmzcng 4, : 6,240 mg Subst.: 0,92 ccm CH, (0 O,

760 mm, Versuchstemp. 17O). - 0,96 ccm CH, (OO, 760 mm, Versuchs- temp. 95'). C,,H,,OH Ber. 0,65 Proc. akt. H Gef. 0,66, 0,69 Proc. akt. H

Im Geruch war das synthetische Geraniol von einem Vergleichspraparat von Schimmel & Co., Leipzig, das eben- falls uber die CaC1,-Verbindung gereinigt worden war, nicht zu unterscheiden.

Das Biphenylurethan 6, schmolz nach mehrmaligem Um- krystallisieren aus Petrolather 6, bei 80-82 O (korr.) und zeigte den gleichen Misch-Schmelzpunkt mit dem aus kauflichem Geraniol dargestellten Diphenylurethan.

I) Durch kursiven Druck sind stets die Temperaturen hervor-

*) Beginnende Zersetzung. *) B e r t r a m U. E. G i l d e m e i s t e r , J. pr. (11) 53, 233 (1896); 66,

4) Nach H. R o t h , Mikrochemie (1938); im Druck. 6, E r d m a n n U. Huth, J. pr. (XI) 63, 45 (1896). 8, Es zeigte sich, daS beim Umkiytallisieren des Diphenylurethans

des Geraniols aus Alkohol Praparate erhalten werden, die zwar fast richtig schmelzen, die aber einen um mehrere Zehntel-Prozent zu hohen N-Gehalt aufweisen. Es verdrangt offenbar der Alkohol teilweise daa Geraniol im Diphenylurethan.

gehoben, bei denen die Hauptmenge uberging.

507 (1897).

Synthesen von Ferpenen atis .&open. 67

Der Nachwcis des Geraniols gelang auch in der Weise, da6 aus einer Roh-Fraktion von Siedep.,, = 70-135O (die Alkohole und Kohlen- wasserstoffe enthaltend; den Fraktionen I1 bis einschlieElich I V von S. 56 entsprechend) die Kohlenwasserstoffe mittels der Borsauremethode abgetrennt wurden. Die Alkohol.Fraktion vom Siedep.,, 110-113-116 lieferte bei der Behandlung mit Diphenylcarbaminchlorid und Pyridin in guter Ausbeute das Diphelaylurethan des Geraniols vorn Schmelz- punkt und Misch-Schmelzp. 81,5-82 O (koi-r.).

4,164 mg Subst.: 12,05 mg CO,, 2,92 mg H,O. - 9,201 mg Subst.: 0,337 ccm N2 ( O " , 760 mm). - 7,885 mg Subst.: 0,281 ccm N, (Oo, 760 mm).

C,,H,,O,N Ber. C 79,15 H 7,75 N 4,O Gef. ,, 7%,02 ,, 1,85 ,, 4,11, 4,02.

Bus dem genannten Alkohol-Gemisch vom Siedep.,,= 110-123-116° konnte auch der 3,5 - Diriitro - beruoesaure - ester des QeTaniols vom Schmelzpunkt und Mischschmelzp. 59,5-61,5O (korr.) gemonnen merden. Das Vergleichspriiparat, aus kauflichem Geraniol dargestellt, schmolz bei 61-62O (korr.).

Von der Fraktion I l l a waren mit dem Chlorcalcium etwa 8 g nicht in Reaktion getreten. Diese wurden mit Fraktion IIa vereinigt und iiber eine Widmerspirale i. V. fraktioniert.

Nach wenigen Tropfen Vorlauf gingen etwa gleiche Mengen wie folgt iiber :

I b 97-102°/11 mm I I b 102-108°/11 mm

I I I b 108-110-111-113°/11 mm

C,,H,,OH 2 p Ber. MD s 48,97 Gef. MD = 48,29 FralctioN Ib: nA4 = 1,4807, d:: = 0,9068.

C,,H,,OH 1 7 ,, MO = 47,24.

Nach der Molekularrefraktion zu schliellen, war diese Fraktion eine Mischung aliphatischer und monocyclischer Terpenalkohole. Mit Brenztraubensaure nach M. L. B o u - v eau1 t z, behandelt, entstand eine sehr geringe Menge von Krystallen, die mit dem Brenztraubensaure-Lacton des C'clu- geruniols (Darstellung S. 71) keine Sclimelzpunktsdepression gaben.

Fraktion 1Ib: nL7 = 1,4820, d:; = 0,8994. C,oH,,OH 2 p Ber. MD = 48,97 Gef. MD = 48,9.

1) T . R e i c h s t e i n , Helv. Chim. Acta 9, 799 (1926). 3 B1. (IV) 7, 357 (1910).

5"

68 Wag n e - Ja U 1' egg,

Aus dieser Fraktion konnte in sehr schlechter Ausbeute eiu Diphenylurethan gewonnen werden, das mit dem Diphenylurethan des Geraniols gemischt keine Schmelzpunktsdepression gab. Die Haupt- menge war wohl ein mit Geraniol isomerer, pr i inter , aliphatischer Alkohol, oder ein Gemisch solcher Alkohole.

Fraktion IIIb: nhl = 1,4817, di! = 0,8890

Auch diese Fraktion enthielt, dem Geruch nach zu urteilen, offenbar noch etwas Geraniol. Zur Priifung auf Nerol wurde in Chloro- formlosung Brom addiert, doch konnte kein krystallisiertes Tetrabromid gewonnen werden.

Prinzare Ses~zliterpen-allcolzole. Die Fraktion Va und VIa (S. 6 6 ) vom Siedep.,, = 130-175O lieBen sich bei der Fraktionierung im Hoch- vakuum in einen Hauptanteil vom Siedep.,,, = 114--115--120-126' und eine kleinere Fraktion vom Siedep.,,, = 126-130° zerlegen. Die Hauptfraktion roch schwach nach Fichtennadeln.

C,,H,,OH 2 ]= Ber. MD = 48,97 Gef. MD = 49,35.

nA8 = 1,4935, di I = 0,9072.

3,550 m g Subst.: 11,38 m g CO,, 3,905 mg H,O. - 2,981 mg Subst.: C,,H,,OH 3 p Ber. M, = 71,59 Gef. MD = 71,2.

8,775 m g CO,, 3,09 mg H,O. C,,H,,O Ber. C 81,Ol H 11,74

Gef. ,, 80,61, 80,29 ,, 11,36, 11,3S1), Bei der Oxydation mit CrO, in Eisessiglosung entstand ein Iihn-

lich wie Elemol (schwach pfefferartig) riechender Aldehyd aus dem mit Semicarbazid-chlorhydrat in Natiiumacetat-haltigem, verdiinntem Methylalkohol kein krystallisiertes Semicarbazon gewonnen werden konnte.

Die 62 g Mischung von Alkoholen und Iiohlenwasser- stoffen, die nach Entfernung der primaren Alkohole iibrig geblieben waren (S. 65) erhitzte man rnit 28 g Phtalsaure- anhydrid in 62 ccm Toluol 4 Stunden lang auf 120O. Bei der Anfarbeitung zeigte sieh, daB sekundare Alkohole nicht vorhanden waren. Das Gemisch der tertiaren Alkohole und Kohlenwasserstoffe gab bei der Destillation bei 12 mm folgende Fraktionen:

I c 75-110' 14,7 g I1 c 110-1200 4,6 g

IV c 145-150' 3,5 g I11 c 120-145' 11,7 g

v c Ruckstand 13 g

*) Die zu niedrigen C- und H-Werte waren wahrscheinlich durch geringe Mengen von Autoxydationsprodukten bedingt.


Die Fraktionen I c bis einschlietlich IVc wurden zur Abtrennung der tertiaren Alkohole mit 4 g Borsaure behandelt ') und die Kohlenwasserstoffe von den Borsaure- estern im Hochvakuum bei einer Badtemperatur von maximal 160° ab destilliert. Die Verseifung der Borsaure-ester lieferte die tertiaren BZAohoZe.

Id Vorlauf wenige Tropfen IId 97-99--100-102°/13 mm 4,6 g

IIId 108-122°/0,43 mm 375 g Praktion IId: nA8 = 1,4772, d]! = 0,9060. C,,H,,OH 2 r Ber. MD = 48,97

5,838 mg Subst.: 10,86 mg CO,, 4,04 mg H,O. - 2,002 mg Subst.:

] Gef. MD = 4 8 , l . C,,EI,,OH I]= ,, MD = 47,24

5,67 mg CO,, 2,15 mg H,O. C,,H,,O Ber. C 77,85 H 11,77

Gef. ,, 77,17, 77,25 ,, 11,78, 12,Ol.

Nach Siedepunkt, Brechungsindex und Dichte wurde vermutet, dal3 diese Fraktion eine Mischung von d,l-Lina- loo1 und d,l-Terpineol sein konnte. Der Geruch war dem eines Gemisches von kiiuflichem d,l-Linalool und kauflichem u-Terpineol sehr ahnlich (beide Praparate von Schimmel & Co.).

Zur ZerstSrung etwa beigemengten Linalools wurde eine Probe m i t der gleichen Gewichtsmenge Ameisensaure kurze Zeit auf 60° erwiirmt.2) Die Hauptmenge des auf lie ubliche Weise isolierten Oles zeigte den Siedep.,, Ton 90-95-99 O. Durch Xinwirkung von Phenyl-iso-cyanat lieden sich Krystalle gewinnen, die nach zweimaligem Um- rrystallisieren aus Benzin bei 11 1-113 O schmolzen. Der Misch- Schmelzpunkt mi t dem Phenylurethan des d,Z,u-Ter- h e o l s lag bei der gleichen Temperatur.

Bei der Hydratisierung des Linalool-Terpineol-Gemisches iach T i e m a n n und Schmid t3 ) mit 5-proc. Schwefelsaure ?ntstand Tm-pinhydrat vom Schmelzpunkt nnd Misch-Schmelz- mnkt 116-118 O.

l) Vgl. FuSnote 1, S. 57. Bertram U. Walbaum, J. pr. 45, 601 (1892). B. 28, 1837 (1895).

70 Wag n e r - Ja u r egg,

Die Fraktion I I Id vom Siedep.,,,, = 108-122O enthielt die tertiaren Sesp.uiterpenaZ~ohole.

Bei langerem Aufbewahren wurde dieses 01 allmahlich zahflussiger. 2 Wochen nach der Darstellung zeigte es: nh8 = 1,4931; d: 8 = 0,9185.

C,,H,,OH 3 i= Ber. MD 71,59 Gef. MD 70,24. C,,H,,OH 2 p Ber. MD 69,86

3,776 mg Subst.: 11,115 mg CO,, 3,87 m g H,O. - 3,498 mg Subst.:

C,,H,,O Ber. C 81,Ol H 11,71

Bei der Oxydatiou mit CrO, in Eisessig trat auch hier ein dem

10,32 mg CO,, 3,52 mg H,O.

Gef. ,, 80,18, 80,46 ,, 11,46, 11,26l).

Elemol ahnlich iiechender Stoff auf.

01 enthielt die Das nach der Entfernung der Alkohole ubrigbleibende

Sesquiterpen-Koh len wasserstofe.

Eine von 118-133 "1 2 mm siedende Rohfraktion lieB sich dnrch fraktionierte Destillation uber Natrium in zwei annahernd gleich groBe Hauptanteile vom Siedep.,, = 120 bis 125O (Ie) und Siedep.,, = 125-127-130° (.He) und eine kleine Fraktion vom Siedep.,, = 130-131 O zerlegen.

Fraktioiz l e : ni3 = 1,4928; di; = 0,8745.

4,443 mg Subat.: 14,31 mg CO,, 4,705 mg H,O. - 3,239 mg C,,H,, 3 p Ber. MD 67,87 Gef. MD 67,82.

Subst.: 10,23 mg CO,, 3,465 mg H,O. C,,HZ4 Ber. C 88,15 H 11,85

Gef. ,, 87,84, 87,64 ,, 11,85, 11 ,97 .

Fralction IIe: Siedep.,,, = 250-255O; = 1,4959; d 2 2 ~ 5 = 0,8743.

2,519 mg Subst.: 8,12 mg CO,, 2,705 mg H,O. - 3,56 mg Subst.: C,,H,, 3 r Ber. MI, 67,87 Gef. MD 68,23.

11,475 mg CO,, 3,775 mg H,O. C,,H,, Ber. C 88,15 H 11,85

Gef. ,, 87,91, 87.87 ,, 12,01, 11,87.

Cyclisierung: 7,8 g eines Gemisches etwa gleich groBer Mengen der Fraktion l e und IIe wurden mit 16 ccm 98-proc. Ameisensaure 4l/, Stunden unter RuckfluB erhitzt. Die Aufarbeitung geschah in ublicher Weise und lieferte neben

l) Vgl. FuBnote I, S. 68.

Synthesen von Terpenen aus Isopwn. 71

wenigen Tropfen Vorlauf ein 01 vom Siedep.,, = 117-122- 124' (uber Na destilliert).

nd8 = 1,4922; d:; = 0,8941.

3,003 mg Subst.; 9,71 mg CO,, 3,29 mg H,O. - 3,432 mg Subst.: C,,H,, 2 r Ber. M, 66,15 Gef. MD 66,23.

11,055 mg CO,, 3,72 mg H,O. C,,H,, Ber. C 88,15 H 11,85

Gef. ,, 88,18, 87,84 ,, 12,25, 1242.

E i n w i r k u n g v o n E i s e s s i g - S c h w e f e l s a u r e auf G e r a n y l a c e t a t . 100 g Geranylncetat in einer Mischung von 300 g Eisessig und

1 g kona. H,SO, gelast, standen 72 Stunden bei Zimmertemperatur. Nach dem EingieBen in Wasser und Waschen mit Bicarbonat-Losung wurde i. V. bei 13,5 mm destilliert, und folgende Fraktionen aufgefangen :

I 60- 72' 17 g 11 72-104' 495 g

IV 114-130' 3 g V 130-138' 2 g

VI Riickstand 30 g

111 10.1-110-114' 21 g

Die Fruktion I vom Siedep.,,,5 = 60-72 ' roch angenehm zitronen- artig und bestand der Verbrennung nach vorwiegend aus Kohlelz- wassersto ffen.

4,032 mg Subst.: 12,64 mg CO,, 4,21 mg H,O. - 3,933 mg Subst.: 12,31 mg CO,, 4,11 mg H,O.

Gef. C 85,50, 85,37 H 11,67, 11,70. Die Fraktion 111 vom Siedep.,,,, = 104--110-114° lieferte nach

der Verseifung 11 g eines geraniolahnlich riechenden Oles vom Siede- punkt,, = 103-106°, das wohl hauptsachlich aus Cyclogerunid bestand.

C,,H,,OH 1 Ber. MD 47,24 Gef. MD 47,73. nh8 = 1,4816; di! = 0,9191; d:* = 0,9177.

3,276 mg Subst.: 9,30 mg CO,, 3,46 mg HaO. - 4,130 m g Subst.: 11,74 mg CO,, 4,41 mg H,O.

ClOH1,O Ber. C 77,85 H 11,77 Gef. ,, 77,42, 77,53 ,, 11,82, 11,95.

Diese Cyclogeraniol-Fraktion gab mit Brenztraubensaure in geringer Ausbeute das von M. L. Bouveaul t ' ) beschriebene Lacton vom Schmelz- punkt 110,5-112,5° (korr.).

Das Nuphtykrethan schmolz bei 90-91 O (korr.). 8,517 mg Subst.: 0,355 ccm N (24O, 755 mm).

C,,H,,O*N Ber. N 4,34 Gef. N 4,76,

B1. (IV) 7, 357 (1910).

72 Wugner-Jauregg,

Ein krystallisiertesDiphenylurethan konntenicht gewonnen werden. Die Ft-aktion IV vom Siedep.,,,, = 114-130° enthielt, dem Ge-

ruch nach zu schlielen, unverandertes Geranplacetat. Die hohersiedenden Anteile waren offenbar Polymerisationsprodukte.

P o l y m e r i s a t i o n des I s o p r e n s d u r c h v e r d i i n n t e Schwefe l sau re .

200 ccrn (136,4 g) Isopren wurden mit einer erkalteten Mischung von 10 ccm Wasser und 5 ccm konz. Schwefelsaure in einer Bierflasche, aus der die Luft durch CO, verdrangt worden war, 4l/, Tage lang auf der Maschine geschuttelt. Beim Versetzen mit Wasser entstanden drei Schichten. Die unterste, stark saure, zahfliissige und braungefarbte ver- schwand auf Zusatz von mehr Wasser; sie enthielt offenbar Alkyl-Schwefelsanren. Die oberste Schicht wnrde in Petrol- ather aufgenommen, mit Natriumcarbonat bis zur neutralen Reaktion gewaschen und uber Kaliumcarbonat getrockneb. Nach dem Vertreiben des LSsungsmittels auf dem Wasserbade destillierte man i.V. Es gingen iiber:

I bei 13 mm Druck bis 72O 16 g 11 ,, 13 m m ,, von 72- 82O 5 g

111 ,, 13 mm ,, ,, 82- 92O 3,6 g IV ,, 1,3 mm ,, ,, 80- 86O 3,4 g V ,, 1,l mm ,, ,, 90-120° 11,5 g

VI ,, 1 , l mm ,, ,, 120-145O 8 g VII ,, 1,3 mm ,, ,, 145-17501) 9,5 g

VIII Destillations-Ruckstand 10 g

Aus Fraktion I wurden durch Verestern mit 3,5 g Bor- saure die Alkohole entfernt, wonach ein Gemisch der Mono- terpen-Kohlenwasserstoffe und Ather iibrig blieb. Die Haupt- menge des Oles ging bei der Uestillation iiber Natrium bei Atmospharendruck zwischen 169-179 O iiber und roch intensiv eucalyptusartig.

15,51 mg CO,, 5,33 mg H,O. 4,152 mg Subst.: 12,77 rng CO,, 4,33 mg H,O. - 5,052 mg Subst.:

1,5 Mol CloHl, + 1 Mol CloHl,O (= C26H4sO) Ber. C 83,8 H 11,8 Gef. ,, 83,88, 83,73 ,, 11,69, 11,80.

l) Beginnende Zersetzuag.


0,1313 g Subst. in 18,283 g Benzol: Af = 0,2719 - 0,2575 g Subst. in 18,283 g Benzol: A, = 0,525O.

1,5 Mol C,,H,, + 1 Mol C,,H,,O Ber. Mo1.-Gew. 143 Gef. Mo1.-Gew. 135, 137.

Katalytisohe Eydrierulzg: 13 g der Kohlenwasserstoff - Ather- Mischung murden in 60 ccm Eisessig geliist und mit 0,3 g PtO, unter Wasserstoff geschiittelt. Die Hydrierung kam nach Aufnahme von 2760 ccm H, (OO, 760 mm) zum Stillstand, entspr. 3,4 Molen H, fur je 1,5 Mole C,,H,, + 1 Mol C,,H,,O (= C,,H,,O). Das Hydrierungsprodukt kochte zwischen 159-172 O und gab mit Tetranitromethan keine Gelb- farbung mehr.


1,5 Mole C,,H,, + 1 Mol C,,H,,O 3. 7 Atome H = C,,H,,O Ber. C 82,25 H 13,42 Gef. ,, 82,22, 82,12 ,, 13,72, 13,68.

Die Fraktionen 111 bis einschlieplich 71 wurden vereinigt und durch Verestern mit 4 g Borsaure die Alkohole entfernt. Das iibrigbleibende Gemisch der SesPuitetpen-Kohlenwasser- stofe und Jther besal3 nach mehrmaliger Fraktioniernng uber Natrium den Sp,, 121-131O.

An dem von 125-12a0/12 mm siedenden Anteil wurde gemessen: = 1,4869 d i ; = 0,8933.

2,192 mg Subst.: 6,73 mg CO,, 2,32 mg H,O. Mole C,,H,, + 1 Mol C,,H,,O (=C,,H,,O) Ber. C 83,s H 11,8

Gef. ,, 83,73 ,, 11,84. 0,430, 1,173 mg Subst. in 3,833, 4,923 mg Campher: At = 23,8O,

46,8O. a/3 Mole C,,HB, f 1 Mol C,,H,,O Ber. Mo1.-Gem. 214

Gef. ,, 189, 203. Die Zerewitinoff-Bestimmung erwies die Abwesenheit von akt.

Die Fraktion der Jlonoterpen - Alhohole eines Ansatzes bei dem Isopren nur 20 Stunden mi t 50-proc. Schwefelsaure geschuttelt worden war, besal3 die Konstanten:

Wasserstoff.

Sp, = 80-looo; nbl = 1,4780; di! = 0,9157. C,,R,,OH 2 Ber. MD = 47,24 Gef. MD = 47,6.

3,933 mg Subst.: 11,245 mg CO,; 4,12 mg H,O. - 3,654 mg Subst. : 10,50 mg CO,, 3,92 mg HpO.

C,,H,,O Ber. C 77,85 H 11,77 Gef. ,, 77,98, 78,37 ,, 11,73, 12,OO.

74 Wag n e 1' - Ja u r egg,

I s o l i e r u n g d e r Cineole. 116 ccm einer erkalteten Mischung von 2 Vol. Wasser

und 1 Vol. konz. Schwefelsaure wurden rnit 800 ccm Isopren in einer Bierflasche in CO,-Atmosphare 5 Tage lang geschiittelt. Das in Petrolather aufgenommene, mit Wasser und 2 n-Natronlauge bis zur neutralen Reaktion gewnschene 01 unterwarf man der Wasserdampfdestillation. Es ging dabei ein 01 uber, das sich nach Entfernung der niedrigst siedenden Anteile durch Erhitzen auf dem Wasserbade in folgende Fraktionen zerlegen lieS:

I 60-looo, 760mm 7 g I1 looo, 760 mm- 55O, 14 mrn 5 g

111 55-60- 80°, 14 mm 100 g Geruch intensiv eucalyptus-

IV 80- 9 0 4 14 mm 7 g v 90-looo, 14mm 6 g

VI 100-130°, 14mm 27 g

Sihnlich

VII iiber 130°, 14 mrn 10 g Geruch cedernholzartig.

Der ijlige Ruckstand der Wasserdampfdestillattion wog 275 g. AUB FraktioB I ulzd II wurde durch Destillation rnit Widmer-

aufsatz der Petrolather entfernt. Vom Ruckstand gingen 1 g von 90 bis 103O und 2 g von 103-125° uber; diese Fraktionen zeigtcn aldehyd- iihnlichen Geruch.

Fraktion III und I7 wurden vereinigt und durch Ver- estern rnit 3,5 g Borsaure die beigemengten Alkohole entfernt.l) Der nicht veresterte Anteil betrug 90 g.

Die Hydrieruny dieses Kohlenwasserstoff-Ather-Gemisches erfolgte durch mehrtagiges Schutteln der Eisessiglosung mi t Platinoxyd una Wasserstoff, bis die Lijsung rnit Tetra- nitromethan keine Gelbfarbung mehr gab. Sie war nach Anfnahme von etwa 18,9 Litern Wasserstoff (OO, 760 mm) beendigt.

Die 92 g des hydrierten Gemisches wurden mit einer Losung von 150 g Iialiumferrocyanid in 1250 ccm Wasser und 275 ccm konz. Salzsaure 4 Stunden lang geschuttelt, der ausgeschiedene Niederschlag filtriert und mi t wenig Petrolather gewaschen. Beim Zersetzen der im Exsiccator

I) a. a. 0. S. 57, FuSnote 1.


getrockneten Additionsverbindung mit verdunnter Natron- lauge schied sich ein 01 aus. Die Reinigung uber das An- lagerungsprodukt mit Ferrocyanwasserstoffsaure wurde noch 3 mal wiederholt. Die Destillation des Oles uber Natrium lieferte 2 Fraktionen, eine vom Siedep. 165 - 170° (6,3 g) und eine vom Siedep. 170-172O (4 g).

I. Fraktiolz: 3,512 mg Subst.: 9,97 mg CO,, 3,90 mg 8,O. - 3,428 mg Subst.: 9,715 m g CO,, 3,78 m g H,O.

C,,H,,O Ber. C 77,85 H 11,77 C,oH*oO ?, 7, 7679 2, 1278

Gef. ,, 77,42, 77,29 ,, 12,43, 12,34.

Es lag offenbar ein Gemisch eines bicyclischen, gesattigten Oxydes (C1,H,,O), eiues monocyclischen, gesattigten Oxydes tC,OH,OO) V0I-a

11. Fruktion: nA9 = 1,4430, d;: = 0,5983. C,,H,,O (Cineol) Ber. M, = 45,62 Gef. MD = 45,94. 3,323 mg Subst.: 9,525 mg CO,, 3,70 mg H20. - 3,445 mg Subst.:

9,905 mg CO,, 3,75 mg H,O. - 4,778 mg Subst.: 10,85 mg CO,, 4,lO mg H,O.

C,,H,,O Ber. C 77,85 H 11,77 Gef. ,, 78,17, 78,41, 78,33 ,, 12,46, 12,18, 12,15.

Die zu hohen C- und H-Werte waren offenbar die Folge geringer

Terpinen-dihydrobromid: Ein Teil der Cineol-Fraktion wurde mit Bromwasserstoff-Eisessig nach der Vorschrift von A. v. B a e y e r l) behandelt. Es fielen znerst aeiDe Krystalle aus, die bald unter Abscheidung eines Oles ver- schwanden. Die Aufarbeitung erfolgte in der gewohulichen Weise. Durch oftmaliges Umkrystallisieren liefien sich Kry- stalle vom Schmelzp. 59-59,5' gewinnen. Misch-Schmelz- punkt mit I'erpinen-dihydrobromid (59 O): 59 4

Jodol- Additionsprodukt: I n einer Probe der Cineol-Frak- tion vom Siedep. 170-172° wurde Jodol unter schwachem Erwarmen gelost. Beim Erkalten schied sich die Jodol- Cineol-Anlagerungsverbindung aus, die nach dem Umkrystalli- sieren aus Alkohol bei 112O sich zersetzte, ebenso wie ein Gemisch mit 1,8-CineoZ-JodoZ.

Beimenguug von Kohlenwasserstoff.

') B. 26, 2863 (1893).

76 P a g n e r - J a u r e g g , Synthesen von Terpetzen a m Isupren.

3,891 mg Subst.: 5,083 mg AgJ. C,,H,,O.C,HNJ, Ber. J 70, l Gef. J 70,7.

P o l y m e r i s a t i o n des I s o p r e n s d u r c h T i t a n - t e t r a c h l o r i d .

In einer mit RuckfluEkuhler, Chlorcalciumrohr und Tropftrichter versehenen und mit CO, gefullten Apparatur lie6 man zu einer Mischung YOU 10 ccrn Isopren und 10 ccm iiber P,O, getrocknetem Chloroform 2 ccm einer Mischung gleicher Volurriina von TiCl, und Chloroform unter Umechmenken eutropfen. Der Reaktionskolben wurde mit Eis- Koehsalz gekuhlt. Zur Darstellung analysenreiner Produkte mu6 man mehrmals iiber Natrium destilliertesIsopren verwenden, da sich sauerstoff- haltige Vernnreinigungen aus dem Polymerisat durch Umfiillen nicht mehr entfernen lassen. Man lie6 3 Tage stehen und go6 dann die dunkelbraune Losung in Alkohol. Die zuerst schmierig ausfallende Masse wurde bei kurzem Schutteln unter Alkohol auf der Maschine bald flockig. Die weitere Reinigung erfolgte durch LGsen i n Benzol, Chloroform, Ather oder in Mischungen dieser Losuogsmittel und Fallen rnit Alkohol oder Aceton. Das Umfallen geschah in GefiiBen, aus denen die Luft durch CO, verdrangt morden war. Die hellgelblich gefiirhte Masse begann beim Erhitzen im Schmelzpunktsrohrchen bei 130° zu erweichen und zersetzte sich bei 190O. Zur Analyse wurde im Hochvakuum uber P,O, bei erhohter Temperatur getrocknet.


(C,H,), Ber. C 88,15 H 11,85 Gef. ,, 87,04, 87,07 ,, 11,96, 11,97.

J!foZ.-ffew.: 0,1954 g Subst. in 23,479 g Benzol: At = 0,015O. Gef. M 2830.

Behydrierung rnit Selen: 10 g eines mit SnCI, dargestellten Polymerisates wurden mit 11 g Selen in einem Destillier- kolbchen im Metallbad 72 Stunden lang auf 280-340° erhitzt. Das uberdestillierte 01 nahm man mit Ather auf unit destillierte es nacli dem Uurchschiitteln der atherischen Losung mit Natronlauge unter 15 mm Druck. Es ging die Hauptmenge unter looo, 0,4 g zwischen 100-125O, 0,65 g zwischen 125-145O und 0,75 g zwischen 145-170° iiber. Der Destillationsruckstand betrug 2 g. Die Fraktionen vom Siedep. 125-145', 15 mm und 145-170°, 15 mm lieferten in guter Ausbeute Pikrate. Dasjenige der hohersiedenden Fraktion waren rotorange gefarbte Nadeln, die nach zwei-

MicheeZ , Ubergang von der Hexosereihe in die CycZiti*eihe. 77

maligem Umkrystallisieren aus Methylalkohol bei 135,5 bis 136,5O schmolzen. Nach L. Ruz icka und L. Ehniannl ) schmilzt das rotorange gefarbte Pikrat des 1,2,5-TrimethyZ- naphtalins bei 137,5 O.

4,513 mg Subst.: 9,465 mg CO,, 1,715 mg H,O. - 4,113 mg Sub&.: 8,67 mg CO,, 1,555 mg H,O. - 4,331 mg Subst.: 0,400 ccm N (19O, 763 mm). - 5,385 mg Suhst.: 0,496 ccm N (20°, 763 mm). C,,H,,. C,H,O,N, Ber. C 57,12 H 4,28 N 10,52

Gef. ,, 57,19, 57,39 ,, 4,37, 4,23 ,, 10,84, 10,77.

In einem analogen Versnch mit synthetischem Isopren- Kautschuk konnten keine Pikrate erhalteu werden.

ubergang von der Hexosereihe in die Cyclitreihe;

[AUK dern Allgern.

von I? MicheeZ.

Chemisehen Universitiits-Laboratorium Gottingen.]

(Eingelaufen am 10. Mai 1932.)

Die weite Verbreitung der Cyclite 2, im Pflanzen- und Tierreich und ihr gemehsames Auftreten mit Kohlen- hydraten und Zuckeralkoholen lassen eine genetische Be- ziehung zwischen beiden Substanzgruppen, den carbocycli- schen Polyoxyverbindungen einerseits, den aliphatischen andererseits vermuten. Auch das Auftreten des Phloro- glucinrestes in zahlreichen Qlykosiden und Pflanzenfarb- stoffen, der durch Abspaltung von 3 Mol. Wasser aus einem Mol. Cyclit (oder Hexose) entstanden gedacht werden kann,

l) Helv. chim. acta 15, 141 (1932). *) Die Bezeichnung ,,Cyclit" gegeniiber ,,Cyclose" verdient mit

Bucksicht auf das chemisehe Verhalten der Polyoxy-cyclohexane den Vorzug. Sie entsprechen grundsatzlich den Zuckeralkoholen (Hexiten U. a.). Der Name Cyclose, der wohl auf ihre Isomerie mit den Hexosen zuriiekzufiihren iet, bleibt besser ihren Keto-derivaten vorbehalten.

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Synthesen von Terpenen aus Isopren