1 - Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

Contribución al estudio del bishidropulegol
y otros reductodímeros de la pulegona
por el
Dr. José Bartual Sánchez
Licenciado en Ciencias Químicas
PRESENTADO POR EL ACADÉMICO NUMERARIO D. JOSÉ PASCUAL VILA.
INTRODUCCIÓN
Cuando la pulegona se reduce con sodio y éter húmedo se obtienen, además de una mezcla de mentóles procedentes de la reducción^
sencilla, productos resultantes de la polimerización, con reducción, de
su molécula. De éstos se aisla con un 10 % respecto de la pulegona
inicial., un dímero. C2!)H3bO2, f. 135", [a] D ]9,3°, al cual se ha llamado hishidropulegol.
Esta sustancia viene siendo desde hace algún tiempo objeto de
investigación en nuestro laboratorio, lo que ha dado origen a siete
tesis, aprobadas en la Universidad de Barcelona en 1053 (1), 1957 (2),
19
-^ (3), 1960 (4), 1962 (5) (6) y 1963 (7), y dos publicaciones (8) y (9).
Con todo, la fórmula de estructura, y menos la configuración, del
bishidropulegol no quedaron establecidas de un modo indudable,
aunque sí se reunieron una serie de datos acerca de la misma que
Asumimos a continuación.
El bishidropulegol es un glicol secundario-terciario, con puente
de
hidrógeno intramolecular. Por oxidación con Cr6+ produce un
P-cetol, C w H M O a , f. 102°, [«•]„ +85,0°, llamado bishidropulegona,
^ e presenta igualmente puente de hidrógeno intramolecular y que
P°r reducción con LiAlH 4 regenera el diol de partida, sin que seOr
nie además ningún epímero.
La bishidropulegona en medio ácido-base (piridina-sal de piridinio) se convierte parcialmente en un cetol isómero, isobishidropulegona, f. 137°, [a] D +61°, estableciéndose un equilibrio entre ambos.
La isobishidropulegona carece de puente de hidrógeno intramolecular y por reducción con LiAlH4 origina un glicol isómero del bishi•dropulegol, f. S2°, [a] D —7,6°, que no presenta tampoco el citado
puente de hidrógeno y que por oxidación suave regenera el cetol de
partida.
Otra sustancia isómera de los cetoles descritos, con f. 118°, [a]D
+ 57,9°, se obtiene junto con uno de ellos, la bishidropulegona, al
efectuar la reducción de la pulegona en disolución etérea con amalgama de aluminio. Esta sustancia, obtenida ya por Harries y Roeder (10) del modo citado y por Law (11.) reduciendo electrolíticamente en medio alcalino, quedó sin caracterizar, y se ha comprobado
en nuestro laboratorio (12), (0), que se trata análogamente de un
(5-cetol con puente de hidrógeno intramolecular, que por oxidación
suave regenera el cetol de partida. Este cetol tratado con potasa
alcohólica se transforma cuantitativamente en bishidropulegona, sin
que se produzca la transformación inversa.
La isomería de los tres cetoles descritos responde a una profunda semejanza estructural como se pone de manifiesto por su comportamiento paralelo en los tratamientos químicos efectuados.
La deshidratacion de la bishidropulegona y del cetol de HarriesRoeder produce una misma cetona etilénica, C20H32O, liq., [*]n
+ 04,7°, que no presenta conjugación de C = C — C = O, y también
la aromatización de dichos cetoles origina tina única cetona aromática, C 20 H 28 O, f. .120", [<*]„ -fifi,4; en cambio, la isobishidropulegona da lugar en tratamientos análogos a productos isómeros de los
anteriores : una cetona etilénica, f. 44°, [<x]D —9,16°, y una cetona
aromática, f. !)2°, [a] n +4,3°. La isomería entre estas cetonas responde a una semejanza estructural aún más profunda que entre los
cetoles, abarcando a todos sus derivados, entre los que se ha llegado a obtener antípodas ópticos.
El estudio espectroscópico IR de las cetonas aromáticas demuestra la presencia en ellas de dos hidrógenos aromáticos contiguos.
Por otra parte no parece probable que haya ninguna alteración estructural secundaria en el proceso de aromatización de los cetoles.
•dados los distintos métodos empleados, todos con idéntico resultado.
— 727
-
Las relaciones consignadas entre estos compuestos se indican
esquemáticamente en el cuadro 1.
A todas estas sustancias se había asignado, como hipótesis de
trabajo, estructuras a base de una fórmula para ios cetoles de 8-hidrox-i-triciclo[7,3,l,03-8]tridecan-13-ona, pero después de las últimas
tesis parece.evidente (IR y comportamiento químico) la presencia de
un metileno contiguo al carbonita, y por ello activo, en todos los
cetoles y cetonas, lo que está en contradicción con las estructuras
que se habían creído, y por tanto obliga a su revisión.
1.
OBJETO PEÍ.'TRABAJO
Proseguimos en este trabajo el estudio del bishidropulegol y de
los otros reductodímeros (cetoles) mencionados, teniendo como objeto la determinación de sus estructuras y el establecimiento del mecanismo del proceso de dimerización que los origina.
La difícil química de los terpenoides y la posibilidad de varias estructuras muy semejantes, sobre todo en el comportamiento químico, dificultan el lograr un conjunto de reacciones cuyos resultados
Permitan diferenciar e identificar la estructura verdadera. El uso de
h Espectroscopia es por estos motivos indispensable para la resolución de este problema, come lo prueba el avance conseguido desde
1"e se pudieron emplear en nuestro laboratorio las técnicas de IR
y UV de un modo sistemático. En el presente trabajo proseguimos
empleando estas técnicas, ya indispensables, e iniciamos además;la
aplicación de la espectroscopia de RMN, de extraordinaria importánCl
«i para la resolución de problemas del tipo que nos ocupa.
;
I-a exposición de la labor efectuada se ha organizado del siguiente modo: se discuten primero los espectros RMN del bishidropuleS°' y de otras sustancias del grupo obtenidas con anterioridad a
CUADRO
Glicoles
C
Cetoles
1
Cetonas etilénicas
Cetonas aromáticas
1TH,,
( H O - C—C— CHOH)
Isobishidropulegol
(HO—C—C—C = O)
H
P. f. 138°
O
t a ] D +61°
Isobishidropulegona
(C = C—C— C = O)
Br2, —HBr
X(I2;
TsOH)
\
H©
OH0
P. f. 135°
[«]„ —19,3°
—H 3 O (TsOH)
Bra>
—HBr
Bishidropulegol
P. f. 120°
[a] D +16,4°
P. f. 146°
La]D —2,3°
— 729 —
esta tesis; se propone una nueva estructura fundamental para todos
estos compuestos; se interpretan fórmulas desarrolladas para algunos productos de trabajos anteriores que sólo la tenían empírica, y
aun ésta se modifica en una de ellas; y finalmente, y ésta es la parte
más importante, se hacen secuencias de transformaciones que relacionan unos con otros los compuestos de distinta secuencia, y son
una aportación valiosa a sus fórmulas estructurales y a su estereoquímica.
2.
ESPECTROS DE RMN
DE SUSTAXCIAS ANTERIORES A ESTA TESIS.
CONCLUSIONES
Los hemos logrado y se comentan en atención a que no se habían
hecho y son importantes para la discusión de las nuevas estructuras
que se proponen.
2.1
Bishidropulcgol
Presenta una absorción compleja en forma de cuadruplete a T 6.04,
con amplitud media de 18 cps e intensidad equivalente a 1 hidrógeno, que se puede asignar al hidrógeno del carbono hidroxílico secundario, en anillo ciclohexánico, acoplado con dos hidrógenos contiguos pero con constantes de acoplamiento diferentes, como sería el
caso de un hidrógeno axial acoplado con un metileno contiguo, siendo entonces el hidroxilo ecuatorial. Otro conjunto complejo a T 8.0-8.6
con intensidad de 15 hidrógenos indica la presencia de metilenos y
metinos de ciclohexano correspondientes, al menos, a dos de estos
anillos parcialmente sustituidos. Dos singletes iguales a t 8.67 y 8.89,
con intensidad equivalente a 3 hidrógenos cada uno, tienen como origen indudable a 2 metilos terciarios pero bien diferenciados, ya sea
en su orientación o en su posición en la molécula. Por último, un
conjunto intenso (~ 12 hidrógenos) pero bastante sencillo, entre
T!).O3 y 9.15, con un fuerte pico a 9.11. sugiere 2 metilos terciarios
muy semejantes, más 2 metilos secundarios, responsables del pico
intenso y del resto de la absorción, respectivamente.
Los hidrógenos hidroxílicos quedan englobados en el conjunto,
no diferenciándose el espectro normal del de la sustancia deuterada.
— 73° —
2.2 Acetato de bishidropttlegol, C 2Í H 3 ,O 3 , /. 8(P, [«]„ —30°
El hidrógeno unido al carbono acetilado se manifiesta en un conjunto complejo semejante al que aparece en el glicol, pero centrado
ahora a T 5.03. El desplazamiento de —1.01 ppm debido al grupo
acetilo está perfectamente de acuerdo con lo que cabía esperar, confirmándose, dada la forma y amplitud de la absorción, la orientación
axial del hidrógeno y, en consecuencia, ecuatorial del grupo acetilo.
El espectro no aporta, por lo demás, ninguna otra novedad respecto
al del glicol.
2.3
Bisliidropulcgmia
Presenta mi doblete a T 5.,'52, con J = 2 cps e intensidad equivalente a 1 hidrógeno, que al añadir F 3 CCOOH pasa a singlóte, disminuyendo de altura y ensanchándose, al mismo tiempo que se desplaza a valores del campo inferiores. Se puede atribuir sin duda al
hidrógeno del hidroxüo.
Una absorción compleja en la zona -r 7.."í a S.7 con intensidad equivalente a 1~
.> hidrógenos sugiere, como en el glicol precursor, la presencia, al menos, de dos anillos ciclohexánicos parcialmente sustituidos. Pos último, en la zona T S.7C> a í).15 aparecen 4 singletes intensos, un doblete con J = •*>*,> cps y un pico correspondiente a otro
<loblete oculto en parte por el singlete más intenso. El conjunto,
equivalente a 1S hidrógenos, lo asignamos a 4 metilos terciarios (o
sea que los carbonos a que están unidos son cuaternarios) y dos secundarios (o sea unidos a carbonos terciarios).
2.4
Isobishidropitlcgona
Es semejante al del cetol isómero pero menos definido, por presentar mucha superposición en la zona de los metilos. No se observa
el hidrógeno del liidroxilo.
2.~> Cetol de Harrics-Rocdcr
. Es muy semejante al de la bishidropulegona, incluido el doblete
«lebido al hidrógeno liidroxílico.
— 73'
2.Ü
—
Cetona etilcmca, C,. 0 H 32 O, /. J¡Jf
Responde a lo que cabía esperar de una simple deshidratación del
cetol precursor. Es importante la ausencia de hidrógenos etilénicos,
lo que indica que el doble enlace formado es tetrasustituido.
2.7 Dibromodeshidrob'tspulegona
Presenta un singlete ligeramente perturbado a T 3.10, equivalente
a 2 hidrógenos, y otro, ya claramente perturbado, a T 3.57, equivalente a 1 hidrógeno; pueden asignarse a tres hidrógenos aromáticos
en posición 1,2,4, teniendo los dos primeros el mismo desplazamiento
químico.
Dos zonas de absorción compleja a -z 7.3-7.7 y a T 7.9-8.4 equivalentes a 2 y 3 hidrógenos respectivamente, pueden atribuirse a los
hidrógenos ecuatoriales y axiales de los metilenos y metino de un
anillo ciclohexánico parcialmente sustituido.
Un singlete intenso a c 7.70, equivalente a 3 hidrógenos, corresponde a un metilo sobre núcleo aromático.
Finalmente, un doblete con picos a - 8.51 y 8.G0 (J = 5,4 cps),
equivalente a 3 hidrógenos ; y cuatro singletes iguales a T 8.G, 8.70,
8.82 y 9.06, equivalentes a 12 hidrógenos, son debidos indudablemente a un metilo secundario y a cuatro metilos terciarios, respectivamente.
2.8 Mouobroinodcslñdrobispttlcgona,
C2flH27Br0, /. Hl'f
Presenta un espectro que tiene las mismas bandas, con ligeras variaciones de posición, que el del dibromoderivado, más un doblete
a T 5,51 con T = 11,5 cps, equivalente a 1 hidrógeno, el unido al carbono bromado, con orientación axial y acoplado con un único hidrógeno vicinal de orientación asimismo axial (13).
2.Í) Desh'idrobisptüe gana
El espectro es formalmente semejante al del dibromoderivado,
corno cabe esperar de la sustitución de dos bromos por hidrógenos.
Se observa una menor diferenciación de los metilos y de los hidrógenos de los metilenos, asi como un desplazamiento a T S.Í12 del do-
— 732 —
blete del metilo secundario, de acuerdo con la desaparición del efecto
de los átomos de bromo.
2.10 Isodeshidrobispulegona e Isodibromodeshidrobispulegona
Los espectros de estas sustancias son, con ligeras variaciones en
la posición de las bandas, semejantes a los de sus respectivos isómeros.
2.11 Conclusiones
El estudio conjunto de los anteriores espectros nos lleva a establecer las siguientes conclusiones:
1.a Todas las sustancias estudiadas poseen 6 metilos, de los que
4 son terciarios.
2.a Las sustancias no aromáticas poseen 2 metilos secundarios
bien diferenciados, por lo que se excluye el grupo isopropilo.
3.a Las sustancias aromáticas tienen entre sus metilos uno en
el anillo aromático y otro secundario.
4.a El núcleo aromático de las sustancias que lo poseen está trisustituido en las posiciones 1, 2 y 4.
5.a Las cetonas aromáticas poseen entre el carbonilo y el carbono que soporta el único metilo secundario, un metileno, que es el
que está total o parcialmente bromado en las bromocetonas.
3.
PROPOSICIÓN DE UNA NUEVA ESTRUCTURA Y CONFIGURACIONES
PARA LOS REDUCTODÍMEROS DE LA PULEGONA
Las conclusiones alcanzadas en el apartado anterior, juntamente
con las que consideramos al principio de este trabajo, algunas de
ellas coincidentes, derivadas de las anteriores tesis sobre el mismo
tema, nos llevaron a abandonar definitivamente las fórmulas provisionales asignadas antes al bishidropulegol y sus derivados. EfectiA'amente, estas fórmulas, como ya hemos dicho a base de una estructura para los cetoles de 8-hidroxi-triciclo[7,3,l,03>8']tridecan-13-ona,
son incompatibles con la mayoría de las conclusiones expuestas.
Proponemos ahora una estructura que ya fue considerada como
— 733
-
una posible alternativa en una de las primeras tesis realizadas sobre
este tema (2). Se trata de una estructura espiránica, que en el caso
concreto de los cetoles corresponde a 6-hidroxi-4,8,8,9,9,5'-hexametilbiciclo[3,4]nonano-7-espiro-2'-ciclohexan-l'-ona, I, con un conjunto de
características que hace que responda a las exigencias estructurales
derivadas de las citadas conclusiones.
Nos planteamos, por tanto, de nuevo el proceso por el cual se realiza la dimerización. En la tesis anteriormente indicada (2) se citaban
algunos antecedentes bibliográficos sobre un mecanismo de reductodimerización de cetonas a-etilénicas bajo condiciones que podrían darse en nuestro caso. Este mecanismo, que sirvió allí para, sin entrar
en detalles, plantear la estructura que comentamos, ha sido posteriormente confirmado en varios trabajos que sobre el mismo tema
se han venido realizando (14).
Aplicado a nuestro caso resultaría que si la acción del sodio —una
fuente de electrones— sobre la pulegona, II, produce un radical, lia,
éste puede condensarse dando un dímero, III, cuya cetolización tal
vez simultánea (nunca se ha obtenido la dicetona correspondiente)
daría Illa, adsorbido como los radicales anteriores en la superficie
metálica. La hidrólisis de Illa originaría un cetol, IV, pero el medio
fuertemente reductor en que se verifican estas reacciones puede reducir Illa y entonces la hidrólisis daría el glicol V.
La estructura V del diol tiene seis carbonos asimétricos, y la IV,
del cetol precursor, cinco. A dos de estos carbonos, á y 5' de I, les
debemos asignar la misma configuración R que tienen en la molécula
de (+ )-pulegona de que proceden, quedando sólo tres de nueva formación, 1, 2' y 6 de I, lo que supone la posibilidad de ocho cetoles
isómeros. Están escritos en el cuadro 2.
— 734 "—
Aunque en la dimerización con sodio sólo se ha aislado un diolr
con amalgama de aluminio se obtiene una mezcla, de dos cetoles isómeros (12), uno de ellos correspondiente al anterior diol; además se
conoce un tercer cetol, que se obtiene "a partir de uno de los otros
dos, de los que es igualmente isómero; todo ello tal como se dijo
en la introducción. Estos tres cetoles, con poder rotatorio bien definido, son sólo una parte de los ocho posibles de la estructura indicada.
IV
Pero su asignación a las fórmulas del cuadro 2 no es totalmente
arbitraria, pues deben tenerse en cuenta las relaciones ya consignadas : que la bishidropulegona y el cetoí H. R. tienen puente de hidrogeno > C = O...H—O—C~, en tanto que la isobishidropulegona
no lo posee; que aquellos dos cetoles dan el mismo producto de anhidrización > C a ! = C 6 < , y también de aromatización, que sólo cabe
en el anillo A; el paso irreversible en medio alcalino del cetol H. Ka bishidropulegona; y la íntima relación existente entre esta última
y la isobishidropulegona, por establecerse equilibrio entre las dos en
Oj
CJ
O
TÍ1
O
a; a; fel
TJ «
H
Ü
-
736
-
-medio ácido-base. Así, hemos de limitar nuestra elección para el cetol
H. R. a una de las cuatro fórmulas C, D, G y H (primera línea del
cuadro 3), las únicas con puente de hidrógeno; a cada una de ellas
le corresponde una columna de fórmulas relacionadas; para la bishidropulegona las de línea 2, también con puente de hidrógeno, pues
son las mismas en otro orden de la línea 1; las de la misma columna
•de las líneas 1 y 2 dan el mismo producto de anhidrización y aromatización. Suponiendo que la mayor estabilidad de la soldadura de los
anillos A y C en trans (15) se conserve en medio alcalino y en un
-anillo tan sustituido como el C, serían más probables en la línea 1
las fórmulas C y G, y en la línea 2 sus correspondientes, las D y H.
En cuanto a la isobishidropulegona las fórmulas de la línea 3 las
relacionamos con las de sus isómeros de igual columna ; no tienen
puente de hidrógeno; dan distinta aromatización que sus correspondientes de las líneas 1 y 2 ; y por su equilibrio con las de la línea 2
en medio ácido-base les suponemos de igual configuración en el carbono 1. Este equilibrio puede ser del tipo retrocetolización-cetolización, con ruptura del enlace los carbonos G y 7 primero, nueva orientación de los anillos y nueva formación de enlace 0-7 (9).
CUADRO
3
FORMULAS
POSIBLES
Celóles
C M HM 0 ,
Serie 1
Serle í
Serle 3
Serle 4
Harries-Roeder
P. f. 118°
IV-C
IV-D
IV-G
IV-H
Bishidropulegona
P. f. 102°
IV-D
IV-C
IV-H
IV-G
Isobisliidropuiegona
P. f. 138"
IV-E
IV-F
IV-A
IV-B
-
737 —
La dibromodeshidrobispulegona, derivada de la bishidropulegona
por aromatización del anillo A, fue entregada al Dr. Severino García-Blanco (l(í) para que hiciese el estudio cristalográfico. Este puso
de manifiesto que los dos bromos estaban sentados sobre el mismo
carbono, y que el'anillo B tenía la orientación de las fórmulas Üel
cuadro 3, G y H. Así pues en lo sucesivo consideraremos como más
probables las fórmulas de la serie 3 del cuadro 3.
Con esto tenemos ya las fórmulas que creemos más probables
para los tres cetoles y una base para sus derivados.
El producto que se obtiene en la reductodimerización realizada con
sodio y éter húmedo es el glicol bishidropulegol, resultante también
en la reducción del carbonilo del cetol bishidropulegona. Su fórmula,
pues, corresponderá a la de este último con el carbonilo transformado en un hidroxilo secundario, Vía, siendo la orientación de dicho
a)
R - H
•>) R = C O C H .
hidroxilo probablemente ecuatorial (RMN). El acetato de bishidropulegol corresponderá simplemente a la acetilación del hidroxilo secundario, conservando el resto de la molécula la misma conformación
del diol: VIb. La deshidratación de la isobishidropulegona es lógico
suponer que transcurra por el lado del carbono terciario 1, cuyo hidrógeno hemos supuesto precisamente en trans respecto del hidroxilo (posición antiparalela); este hecho es, pues, «consistente)) con
la suposición de soldadura trans de los anillos A y C. Así la cetona
etilénica resultante, de f. 44°, tendrá la fórmula VII.
La aromatización de la bishidropulegona y la isobishidropulegona, realizada por la acción del bromo, afectará al único anillo en que
cabe, el A. Simultáneamente el metileno en a respecto al carbonilo
•<lel anillo B se bromará, y podrá desbromarse fácilmente, como en
realidad pasa. Las fórmulas correspondientes serán así las indicadas
e
n el cuadro 4.
^v.
DE LA REAL ACADEMIA DE CIENCIAS.—19GS.
*'
-
738
-
CUADRO
Sustancias
4
Derivados de la
Isobishidropulegona
Derivados de la
Bisliidropulegona
Dibromocetonas
XI
VIII
M onobromocetona
IX
Cetonas
XII
— 739 —
En la monobromodeshidrobispulegona, IX, se ha podido precisar
la conformación del añilo B, pues los dos hidrógenos contiguos en
a y § respecto al carbonilo son diaxiales (RMN),.o sea que el bromo
es ecuatorial.
4.
APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL EPÍGRAFE 3 Y DE LA
RMN
A OTROS COMPUESTOS OBTENIDOS ANTERIORMENTE
4.1
Cetoácido de degradación, C 14 H 16 O 3 , /. 202°
Su obtención se describe en (5). Teniendo en cuenta la nueva fórmula que asignamos a su producto de origen, el nitrilo C20H^7N, liq.,
XXXIa, b, que comentamos más adelante, resulta evidente que tras un
H,
r
i
rSr^
r
i
i
i
i
rS
-i
.3.37
r
tratamiento oxidntivo intenso con KMnCK se obtenga un cetoácido de fórmula XIII. Modificamos la anterior fórmula empírica de
C
i4H 18 O s por otra con dos hidrógeno menos, perfectamente de
acuerdo con las combustiones. El espectro de RMN confirma plenamente la fórmula dada. En efecto, presenta en la zona T 1.4-2.4
«n conjunto complejo debido a los tres hidrógenos aromáticos, qué
— 74° —
con posiciones iniciales de ra 2.37 (normal), Tb 1.59 (más baja debido a.
la influencia del carboxilo) y TC 1.47 (aún más baja, por la acción conjunta del carboxilo y el carbonilo) (17), se acoplan entre sí con unas
constantes de Ja,b = J b ,a l = 7,8 cps y Jb.o'^ Jo.b = 1.7 cps, correctas
para acoplamientos «orto» y «meta» respectivamente, que junto con
la ausencia práctica de acoplamiento entre los hidrógenos en «para»
hace que se pueda explicar dicho conjunto y la intensidad de las diferentes bandas que lo forman mediante el esquema contiguo. Una
absorción amplia a T 2.70 equivalente a 1 H, que desaparece al añadir
F3CCOOH o saturar con D 2 O, evidencia al hidrógeno del carboxilo.
Finalmente, dos bandas agudas a T S.72 y 8.89 con intensidad cada
una de 6 H pueden asignarse al par de metilos inmediatos al carbonilo, y al otro par, respectivamente.
4.2 Tribromocetona, C20H25Br3O, /. 205"
Su obtención se describe en (4). El espectro de RMN presenta
dos singletes a T 2.82 y 3.48 equivalentes cada uno a 1 H ; el restodel espectro es idéntico al de la dibromocetona C20H26Br2O, f. 189°,
[x] D —92,9°. Le asignamos la fórmula XIV igual a la VIII, pero con
un átomo más de bromo, en el anillo aromático y en la posición indicada, pues el espectro de RMN da dos hidrógenos aromáticos muy
diferentes (el contiguo al bromo es el de T más baja por influencia
suya) y no acoplados, por lo que su posición respectiva ha de ser
«para».
4.3 Dibromocetona, C20H24Br2O, /. 202°
Su obtención se describe en (4). El espectro de RMN presenta,
dos singletes a T 2.78 y 3.22, equivalentes cada uno a 1 H ; el resto
del espectro es idéntico al de la bromocetona C 20 H 25 BrO, f. 184°,
[a] D +184°. Le asignamos la misma fórmula que a esta última sustancia, que comentamos más adelante, pero con un átomo de bromo
en el anillo aromático, XV, en idéntica posición y por los mismos
motivos que los dados en la sustancia anteriormente estudiada.
4.4 Cetoácido, C20H26O3, /. 218"
Su obtención se describe en (3). El espectro de RMN presenta,
tres singletes a T 1.90, 2.04 y 2.18 que sugieren tres hidrógenos aro-
— 74' —
máticos influenciados, aunque en grado diferente, por el carboxilo^
dada su baja posición y diferenciación. Una absorción amplia a T 5.35(1 H) asignable al hidrógeno del carboxilo, y el resto del espectro,,
nos llevan a dar a esta sustancia la fórmula XVI.
-1.5 Hidro.vilactona,
C 20 H 34 O 3 , /. 19>f
Su obtención se describe en (2). De acuerdo con las nuevas estructuras y el proceso de obtención de esta sustancia, le asignamos
la fórmula XVII. El espectro de RMN es poco definido por estar
muy superpuestas las bandas, pero en su conjunto está perfectamente de acuerdo con la fórmula propuesta.
5.
TRATAMIENTOS QUÍMICOS Y SECUENCIAS
5.0 Planteamiento general
Los tratamientos químicos efectuados han tenido como fin últimoel ya expuesto anteriormente de la determinación de la estructura del
bishidropulegol y cetoles relacionados. Pero la mayor parte de los tratamientos no los hemos hecho sobre estas sustancias directamente,
sino sobre otras, derivadas de ellas tras varios tratamientos, ya obtenidas con anterioridad a la iniciación de estos trabajos. El hecho
de plantearnos ahora una nueva estructura para estos compuestos no
disminuye la importancia de los resultados experimentales obtenidos
con anterioridad, sino que, por el contrario, la aumentan, pues, al ser
las nuevas fórmulas una aproximación más a la realidad, dichos resultados tienen un nuevo y más completo significado.
Hemos proseguido, así, en la línea de trabajo de los que nos precedieron, completando en algnos casos series de tratamientos que se
dejaron incompletas por su oscura interpretación anterior, y en otros
realizando nuevos tratamientos dirigidos a esclarecer alguna característica estructural o a lograr productos de degradación identificaresPor su mayor sencillez.
— 742 —
5.1 Dioles C20H36O2. y sustancias derivadas
5.1.1 Bishidropitlegol, 'C^H^O,, /. 13-5", [«]„ —19,8a.
De este diol, Vía, punto de partida de nuestro estudio, no se ha
podido obtener ningún derivado resultante de la sustitución del hidroxilo terciario. Nosotros hemos realizado a este respecto un último intento, con el empleo del acetato de isopropenilo, tratando de
lograr la diacetilacíón. No se consiguió el fin perseguido, pues sólo
se aisló el derivado acetilado deshidratado, ya conocido, C22H36O2,
f. 77°> que se había obtenido por deshidratación del derivado monoacetilado, VIb, y al que podemos asignar, por tanto, la fórmula XVIII.
Otro ensayo realizado con el dio! consistió en el tratamiento con
ácido sulfúrico concentrado, manteniendo la temperatura de 0o durante toda la operación. Este tratamiento formó parte de un estudio de
la deshidratación de nuestros alcoholes, en que llegamos a la conclusión, como veremos más adelante, de que el hidroxilo terciario
siempre se deshidrata de modo normal, en tanto el secundario lo hace
a través de una transposición, lo que se explica perfectamente en
nuestras fórmulas al estar contiguos un carbono cuaternario, el espiránico, y un carbinol secundario, estructura clásica para transposición Wagner-Meenvein. En el presente caso el ácido sulfúrico provocará lea deshidratación de ambos hidroxilos, con lo que se realizará
el proceso indicado en la página siguiente.
El producto resultante del tratamiento, un aceite espeso e incoloro, cuyo análisis dio una fórmula de C20H32, con [a] D +37,3° (en otro
tratamiento se obtuvo un valor de [a] D +41,2°), presenta un espectro
IR sumamente sencülo, de bandas asignables exclusivamente a metilos y metilenos; una de ellas a 1425 cm"1 atributble a «bending» asimétrico de metileno en —CH2—C — C—, sin que se observen hidrógenos etilénicos. El espectro UV presenta máximo a 250 m[i.
(e '= 17.500), con lo que ambos espectros están perfectamente de
acuerdo con las fórmulas XlXa y XlXb. Cabe suponer que el producto obtenido consista en uno de los dos hidrocarburos, pero también es posible que sea una mezcla de ambos.
— 743 —
XlXa
XlXb
5.1.2 lsobishidropulegol, C20H36O2, /. 84°, [«,]D —7,6°.
Este diol, al que en consecuencia con las demás estructuras, asignamos la fórmula XX, lo hemos sometido al mismo tratamiento con
ácido sulfúrico descrito para el diol isómero de f. 133°. El producto
obtenido tiene el mismo aspecto y espectro IR que el correspondiente al diol isómero, y su espectro UV, con máximo a 250 m¡i, sólo
difiere en el valor del coeficiente de extinción molar, que es ahora
algo' más bajo (e •= 10.000). También el poder rotatorio es algo más
alto, pues dio un valor de [a] D +56,4°.
Razonando de modo análogo a como JO hicimos en el caso del
diol isómero, se llega a la conclusión de que el producto obtenido ha
de consistir en las mismas sustancias XlXa o XlXb, o en una mezcla de ambas. Abonarían la última opinión los poderes rotatorios ya
diferentes según operaciones en el caso anterior, y también ahora
algo superior.
5.1.3 Hidrocarburo(s),
C20H32, liq.
Hemos realizado con esta sustancia dos ensayos de oxidación,
ambos con permanganato potásico, en medio acuoso alcalino y en
medio acuoso neutro. La sustancia se alteró en cada caso, pero no
se logró aislar ninguna sustancia definida aparte de la de partida.
Otro ensayo realizado con esta sustancia fue el de su aromatización mediante el tratamiento masivo con bromo en el seno de tetracloruro de carbono. No se logró aislar tampoco ninguna sustancia
definida, aunque se pudieron reconocer sustancias aromáticas en el
producto resultante del tratamiento.
No se continuó el estudio de estas sustancias, pues resultó más
prometedor realizar este tipo de tratamiento partiendo de los alcoholes aromáticos C20H30O, cuyos resultados comentaremos más adelante.
5.2 Bishidropulegoua, C20H34O2, /. J02°, [a] D +85,0°, y sustancias
derivadas
5.2.1
Bishidropulegona.
Hemos realizado dos ensayos con esta sustancia. Uno de ellosr
consistente en un tratamiento con cinc en polvo a 200° durante dos
horas, seguido de destilación al vacío; dejó al cetol inalterado. El
— 745 —
otro fue un tratamiento con ácido p-toluensulfónico en tolueno a reflujo durante doce horas, que dio lugar a la formación del hidrocarburo C20H30, liq., carente de poder rotatorio; es el mismo que se forma en el tratamiento con iodo a 160° (7), no sólo en esta sustancia
sino también en la isobishidropulegona y en las cetonas no saturadasC20H32O que resultan de deshidratar los dos cetoles.
Este hidrocarburo, a pesar de ser conocido con anterioridad a
esta tesis, no había sido muy estudiado y constituía una incógnita,
tanto el proceso de su formación, como su estructura, principalmente
por el hecho de carecer de poder rotatorio. Su espectro IR (7), muy
sencillo, sólo presenta las bandas correspondientes al esqueleto hidrocarbonado de nuestros compuestos aromáticos, incluyendo la 1,2,4
sustitución del núcleo bencénico, mientras que el UV no indica conjugación alguna. El espectro de RMN presenta los singletes a ? 2.97
(1 H) y 3.Í0 (2 H) característicos de los tres hidrógenos aromáticos
en posición 1,2,4 de nuestros compuestos con núcleo bencénico; una
banda de anchura media 10,3 cps a T 7.10 (1 H), que puede atribuirse
a un metino ciclohexánico con orientación ecuatorial del hidrógeno;
un singlete a T 7.70 (3 H), asignable a un metilo sobre anillo aromático ; una absorción compleja a T 7.8-8.8 (8 H), característica de cuatro metilenos de un anillo ciclohexánico rígido; tres picos muy agudos a T 8.00, 8.98 y 9.02 bastante superpuestos, en un conjunto de
intensidad equivalente a 32 H, que pueden ser los de los cuatro metilos terciarios; y finalmente un doblete centrado a T 9.29 con J = 5,1
cps (3 H) que puede asignarse a un metilo secundario en anillo de
ciclohexano, con orientación axial. Es importante notar la ausencia
de hidrógenos y metilos etilénicos, así como de metilos terminales de
cadena abierta, o sea primarios. Por otra parte, la existencia de un
metilo secundario exige en el grupo Rx—CH(CH3)—R2 el ser R1 = R 2
para que sea nulo el poder rotatorio, o bien que la sustancia sea una
mezcla de antípodas, solución esta última muy difícil de imaginar.
Todos los anteriores datos nos llevan a asignar al hidrocarburo
que estudiamos la estructura XXIa, si proviene de la serie normal o
la XXIb, si proviene de la otra serie de compuestos. Estas fórmulas
no sólo responden a los datos espectroscópicos, sino que, por tener
ambas un plano de simetría que contiene a los dos carbonos que en
las sustancia predecesoras eran asimétricos, han de carecer de poder
rotatorio. La difícil distinción entre ambos hidrocarburos isómeros,
imposible por medio de los IR, justificaría la apariencia de sustancia-
-
746 —
única que presentan. En cuanto al proceso de formación hay que tener en cuenta que estos hidrocarburos se forman igualmente partiendo de los cetoles C,0H34O2, como de las cetonas etilénicas C 20 H a2 O,
las cuales se obtienen de los primeros si los tratamientos se realizan
a temperaturas suaves. Ello nos indica que en realidad la formación
de lo hidrocarburos se verifica en cualquier caso a partir de las cetonas etilénicas indicadas. La formación estricta supone, pues, por una
parte la deshidrogenación de un anillo de ciclohexeno para dar un
núcleo bencénico, y por otra, la reducción completa de un carbonilo
para dar un metileno. Observemos que, en definitiva, se pasa de unas
fórmulas empíricas C2(1H.,.,O., a una C20H30, como si hubiese sólo pérdida de dos moléculas de agua. Si bien quedan espectroscópicamente
justificadas ¡as fórmulas propuestas, no acertamos a explicar la forma
de realizarse la rediicción a metileno del carbonilo.
5.2.2 Hidrocarburo C50H30, liq., [«]„ 0o.
Hemos nccho con esta sustancia distintos ensayos tratando de conocer su reaccionabilidad y de probar químicamente las conclusiones
alcanzadas por medios espectroscópicos sobre su estructura, XXI.
Como siempre, en los tratamientos que vamos a describir, liemos operado con muestras procedentes de deshidratar con iodo bishidropulegona, la fórmula XXIa sería la correspondiente. La tratamos con
ácido monoperftálico, en medio etéreo, a 0o, durante cuarenta y una
horas, recuperándose la sustancia completamente inalterada. Otro
tratamiento con permanganato potásico en mezcla acetona-agua a
reflujo, durante dos horas, dejó igualmente inalterada a la sustancia.
Un tratamiento drástico con ácido nítrico concentrado, en caliente,
sí alteró totalmente al hidrocarburo, pero no se logró aislar del prod u j o resultante ninguna sustancia de composición definida. La bromación masiva, a temperatura ambiente, en disolución de tetracloruro 'le carbono, también alteró completamente a la sustancia, pero
tampoco se logró aislar en esta ocasión ninguna sustancia resultante
de composición definida. En cambio, un tratamiento análogo, con
bromo, pero realizado en disolución de ácido acético glacial, dio lugar, con rendimiento superior al 80 %, a un producto cristalino cuyo
análisis respondió a la fórmula C2f,IL,Br, y que fijó su p. f. en 61-3".
Una cromatografía en capa fina realizada conjuntamente con el pro-
— 747 —
XIII
XIV
COOH
Br
XV
XVI
OCOCH5
XVII
XX
XVIII
XXI
a) R, = CH,; R, = H
h) R, = H ; R2 = CHS
— 748 —
ducto bruto de esta reacción y el hidrocarburo de partida, dio en el
hidrocarburo una mancha única, limpia, con Rf = 0,70, en tanto el
producto de la reacción dio otra mancha, igualmente limpia, con
Rf = 0,80, más unas ligeras impurezas de muy diferente polaridad.
Esto demuestra que la reacción es completa, al no quedar producto
inalterado.
El espectro IR de este bromocompuesto es semejante al del hidrocarburo de partida, excepto en la banda a S20 cirr 1 (de «bendingu no
planar de dos hidrógenos aromáticos contiguos) que desaparece, sustituyéndola una banda intensa a S70 cm"1 de «bending» no planar de
fenilo 1,2,4,5 tetrasustituido, y otra a 078 cm"1 probablemente debida
a «stretching» de enlace C-Br. El espectro de RMN es también muy
semejante al del hidrocarburo de partida, sólo se diferencia en una
mayor superposición de las bandas correspondientes a los metilos cuaternarios y, en la zona de los hidrógenos aromáticos, en que presenta dos bandas a c 2.82 y 2.87, cada una con intensidad equivalente a
un hidrógeno, asignables a dos hidrógenos aromáticos diferentes y
no acoplados, lo que sugiere una posición «para» entre ellos. Todos
estos datos nos inclinan a asignar a esta sustancia la fórmula XXII,
que responde a las exigencias planteadas por los datos espectroscópicos y cuya formación a partir del hidrocarburo XXIa, supone una
bromación del núcleo aromático en la posición menos impedida, completamente lógica dado el tratamiento aplicado.
El único tratamiento químico efectuado con este bromocompuesto fue uno de desbromación con cinc y ácido acético a reflujo, durante
ocho horas, que dejó a la sustancia inalterada, lo que es perfectamente explicable en un bromo sobre núcleo bencénico.
5.3 Cctona, C S0 H H O, /. W, f>]n ->%1(¡"
Esta sustancia, cuya estructura ya hemos discutido y a la que asignamos la fórmula VII, tiene en el doble enlace un prometedor punto
de ataque para un tratamiento degradativo, caso de estar situado en
la posición que le atribuimos.
No obstante, en varios tratamientos anteriores (7) se ha puesto
de manifiesto la difícil reaccionabilidad de este doble enlace, ya que
permaneció inalterado tras muy enérgicos tratamientos hidrogenantes y varios intentos de hidroxilación, siendo únicamente atacado por
el ácido perftálico, pero sin que se lograra caracterizar los productos
resultantes.
— 749 —
Con todo, hemos realizado dos nuevos intentos de bishidroxilar
al doble enlace. El primero con permanganato potásico a baja temperatura en disolución alcalina hidroalcohólica (18), que dejó a la sustancia inalterada, y el segundo con iodo y acetato de plata en ácido
acético, según los métodos descritos por Brutcher (19), Bunton (20)
y Woodward (21), especialmente dirigidos a la m-bishidroxilación,
>ri
XXII la
XXIlIb
— 75° que produjo alguna alteración de la sustancia, pero no en el sentido
deseado, ya que el IR del producto resultante no acusó la presencia
de ningún hidroxilo, y sin que se pudiera aislar ninguna sustancia
definida.
Tras estos tratamientos decidimos intentar la ruptura del doble
enlace mediante la acción del ozono sobre la sustancia disuelta en
metanol mantenido a la temperatura de —20°. El resultado fue la obtención, con rendimiento aproximado del 32 %, de una sustancia
cristalina, cuya combustión dio una fórmula de C20H30O2, y que fijó
su p. f. en 101-2°. No se logró aislar de la resina residual ninguna
otra sustancia definida. El espectro IR de la sustancia obtenida demostró, con dos bandas muy intensas a 1.700 y 1.667 cirr 1 , la existencia de dos carbonilos de cetona, normal el primero y conjugado
con un doble enlace el segundo. Este doble enlace conjugado con
carbonilo da, a su vez, una banda intensa a 1.629 cm"1.
Lógicamente la acción del ozono debería producir, tras un proceso de mecanismo bien conocido, la ruptura del doble enlace, dando
un compuesto dicarbonílico, que sería una 5-dicetona en un anillo de
nueve átomos de carbono. Pero en casos como éste no se aisla la
dicetona, sino que debido a la posición muy favorable del conjunto
de la molécula se realiza espontáneamente una condensación aldólica
interna, formándose un p-cetol, con estructura nuevamente bicíclica (22), o incluso la cetona etilenica correspondiente (23), y son éstas
las sustancias que se aislan. Según esto nuestro proceso debería ser
el indicado en la página anterior ; siendo XXIIIa o XXIIIb, la fórmula correspondiente a la sustancia obtenida. Ambas fórmulas responden
igualmente al espectro IR descrito, así como al de UV que presenta
una absorción a 252 m¡x (e = 4.850) perfectamente acorde con ellas.
Quizá un espectro de RMN permitiría decidir cuál es la estructura
real, pero no lo hemos podido realizar debido a la escasa disponibilidad de sustancia. El que se obtenga una sola dicetona indica que el
proceso está mucho más favorecido en uno de los caminos indicados,
pero es difícil señalar el preferente.
Podemos concluir que el tratamiento ha dado un resultado de difícil explicación mediante otras fórmulas que no sean las que proponemos.
-
5.4
5.4.1.
75'
-
Oximas y sustancias derivadas
Oxima C20H33NO2) /. 250° (d), [a] D +7,2°.
Esta sustancia es la oxima de la bishidropulegona, por lo que le
asignamos la fórmula XXIV.
Hemos intentado su reducción a amina; con la idea, en caso de
éxito, de proseguir con la degradación de Hofmann. Con este fin la
hemos tratado con: sodio y etanol; sodio y n-butanol; alanato de
litio en éter; estaño y ácido clorhídrico en etanol; y cinc y ácido acético, operando siempre a reflujo. En los tres primeros casos se recuperó la totalidad de la sustancia inalterada, no así en los otros dos.
El tratamiento con estaño, muy drástico, alteró toda la sustancia,
dando una mezcla compleja en la que, tras una extensa cromatografía, se reconocieron nitrilos, pero sin lograrlos puros, y se obtuvo
una sustancia cristalina de f. 159-GO0, con un rendimiento del 8 %,
cuyo análisis dio una fórmula empírica de C20H33NO, pero que no
se pudo caracterizar a pesar de su IR. El tratamiento con cinc dio
lugar en su mayor parte, algo más del 80 %, a la isoxazolina que estudiaremos más adelante, y sólo un 15 % de una resina cuyo IR, poco
definido, acusó la presencia del grupo amino, pero que no se logró
purificar. Este resultado contrasta con el obtenido por Sust (0) en el
mismo tratamiento, en el que recuperó la oxima inalterada, y es posible que la causa sea el haber sido nuestro tratamiento mucho más
prolongado.
También hemos proseguido los intentos de lograr la transposición
de Beckmann iniciados por Magrans (2) y Sust (C) mediante los tratamientos con ácido sulfúrico, cloruro de tosilo en piridina, pentacloruro de fósforo en éter y pentacloruro de fósforo en oxicloruro.
Recordemos que, en tanto el ácido sulfúrico se limita a deshidratar
la molécula sin alterar el grupo oxima, dando la misma oxima que
la de la cetona resultante de deshidratar la bishidropulegona, los otros
reactivos dan con alto rendimiento una isoxazolina C 20 H 33 NO,
f. 141°, resultante de una delación interna, con deshidratación, entre
el hidroxilo terciario y el grupo oxima. Con estos antecedentes decidimos realizar el nuevo intento de transposición siguiendo el método de Dauben (24) con cloruro de tosilo en disolución alcalina de
dioxano-agua, especialmente favorable para la Beckmann de segundo orden. El resultado fue la obtención con rendimiento del 100 %
-
752
-
de la misma isoxazolina resultante en los tratamientos anteriores, a
la cnal asignamos ahora la fórmula XXV. El espectro de RMN de
esta sustancia está de acuerdo con la estructura que proponemos,
pero no aporta ningún dato nuevo debido a la ausencia de protones
en el anillo recién formado.
El hecho de obtenerse siempre la isoxazolina demuestra la proximidad de los grupos =N—OH y HO—C—, en la oxima, a menos que
al formarse aquélla hubiera habido transposición. Por esto nos pareció importante insistir en la hidrólisis de la isoxazolina de que hablaremos.
Conviene recordar aquí que la bishidropulegona y la isobishidropulegona dan la misma oxima, y razones de otra clase (9) hicieron
considerar que la oxima lo era de la primera sustancia, con grupos
C = O y OH unidos por puente de hidrógeno. Así pues, si el paso
oxima -> isoxazolina marcha sin transposición, nos confirma que
tampoco la hay en el paso bishidropulegona -> oxima.
Finalmente, dado que esta oxima es de entre nuestras sustancias
la única que funde con descomposición, realizamos un tratamiento
consistente en fundirla, manteniendo este estado durante quince minutos. La sustancia se alteró en su totalidad, pero no se logró aislar
ninguna sustancia definida del producto resultante.
5.4.2 Isoxasolina, C20H33NO, /. 1J,1°. XXV.
Esta sustancia ya había sido estudiada por Magrans {'!) y Sust (G),
que la sometieron a los siguientes tratamientos: con potasa alcohólica al 10 % a reflujo ; ácido bromhídrico en ácido acético, al 4.0 % ;
hidrogenación catalítica con óxido de platino en alcohol; ídem en
ácido acético a 150° y 110 atmósferas; ácido iodhídrico y ácido acético a temperatura ambiente, y en b. m. ; hidróxido potásico en dietilenglicol a lí)0° durante veinticuatro horas; calentamiento en b. m.
con disolución clorhídrica de cloruro estannoso; y, finalmente, hidruro de aluminio y litio. Siempre recuperaron la sustancia inalterada.
A pesar de este precedente, dado el interés que, como ya hemos
visto, tiene el estudio de esta sustancia, decidimos proseguirlo mediante otros tratamientos.
Intentamos la hidrólisis y la ruptura reductiva, con: cloruro de
hidrógeno seco, en disolución etérea ; y sodio y n-butanol; en ambos casos se recuperó la sustancia inalterada.
— 753 —
Insistimos de nuevo en probar la acción del ácido iodhídrico (25),
pero prolongando el tratamiento; y así lo realizamos con: ácido
iodhídrico, a temperatura ambiente; ídem y ácido acético glacial, a
temperatura ambiente y a 100°; siempre recuperamos la sustancia
inalterada.
Estos resultados nos movieron a ensayar su oxidación. La intentamos con: permanganato potásico en ácido acético; peróxido de
hidrógeno en metanol alcalino; ídem en ácido acético; que resultaron infuctuosos, recuperándose siempre la sustancia inalterada; y,
finalmente, peróxido de hidrógeno y ácido fórmico, que dio de modo
prácticamente cuantitativo una sustancia de fórmula C20H33NO.,,
f. 19-1-5°. Su espectro IR, aparte de las bandas características en
nuestros compuestos de esqueleto semejante, presenta una muy fuerte a 1010 cm"1, característica (26) del enlace C = N en N-óxidos de
isoxazolina, y otras dos fuertes bandas en la zona 1240-1320 cm"1
que es en la que aparecen las absorciones debidas al enlace N -> O
en los N-óxidos. Por todos estos motivos identificamos a esta sustancia como el N-óxido de la isoxazolina, XXVI. Más adelante describimos el importante resultado obtenido de su estudio.
Quilico (27) ha demostrado la posibilidad de lograr también la
ruptura de las isoxazolinas mediante una extensión de la transposición de Beckmann, empleando para ello el eterato de trifluoruro de
boro en disolución de anhídrido acético. Ensayado el método con
nuestra isoxazolina a temperatura ambiente, y a 100°, recuperamos
en ambos casos la sustancia inalterada.
5.4.a
N-óxido de iso.racolina, C2nH33NO2, /. 195".
Los óxidos de isoxazolina han sido ampliamente estudiados por
Koliler y colaboradores. En sus trabajos se ocuparon de varios tipos
de reducciones: la hidrogenación sencilla (28); el paso de óxido de
isoxazolina a isoxazolina (20); y la hidrogenación a fondo (30), ampliando los resultados obtenidos en estos trabajos en otro posterior (31) especialmente dedicado a la reducción de estos compuestos.
Según estos autores la hidrogenación de los óxidos de isoxazolina
lleva en primer lugar a la {J-hidroxioxima y si el tratamiento se realiza a fondo se obtiene finalmente la §-hidroxiamina.
Intentamos la reducción de nuestro producto con: cinc y ácido
acético; y alanato de litio en disolución etérea. En el primer caso se
recuperó la sustancia inalterada, pero no así en el segundo en que
R C T . D E LA R E A L A C A D E M I A D E C I E N C I A S . — 1 9 G S .
<8
— 754 —
toda ella se transformó, obteniéndose, como mínimo un 65 % de la
oxima original, que es una hidroxioxima, sin que se pudiera aislar
ninguna otra sustancia.
Este resultado nos permite cerrar el ciclo que representamos en
el cuadro 5, el cual constituye un apoyo sustancial de nuestras fórmulas por los motivos que hemos venido comentando al estudiar las
sustancias que lo integran.
5.4.4
Oxima, C20H33NO, /. 1JJ9*, {«]„ + 105,4".
Esta sustancia es la oxima de la cetona C20H3,2O, liq., resultante
de deshidratar la bishidropulegona, de fórmula XXVII; y es también la oxima resultante de deshidratar la bishidropulegonoxima,
como ya hemos comentado con anterioridad. Le asignamos la fórmula XXVIII.
CUADRO
5
Bisliidropulegona
IV-H I
Y
Bishidropulegonoxiina
C
2
0H35NO2>
*
/
f
-
250
°
XXIV
\
\
/
N-Oxido de isoxazolinn
XXVI
Isoxazolimt
XXV
Esta sustancia, por no poseer ya el hidroxilo en § de la bishidropulegonoxima, sí debía dar la transposición de Beckmann, por lo que
la sometimos al tratamiento de Dauben con cloruro de tosilo en disolución alcalina de dioxano-agua. El producto resultante consistió
en una mezcla compleja, en la que se reconocieron los grupos funcionales nitrito y lactama (IR), con predominio del primero, que probaron la realización de las Beckmann de 1.° y 2.° órdenes. La cromatografía en columna sólo permitió la separación de una mezcla de
nitrilos, cuya cromatografía en capa fina reveló estar formada por
dos de ellos, en igual proporción y de estructura semejante. Se los
logró separar en pequeñísima cantidad y sus UV, idénticos, demos-
— 755 —
traron la existencia de dos dobles enlaces conjugados. Con estos datos llegamos a la conclusión de que el proceso que principalmente se
realiza es la Beckmann de 2.° orden, originando los dos nitrilos
XXIXa y XXIXb.
No continuamos el estudio de estas sustancias debido a lo difícil
de su separación y a su poca estabilidad, además de ser más fácil y
prometedor el estudio de este proceso en la oxima de la deshidrobispulegona.
NlJHz
XXIXb
a
r>.4.5 0.rima, C, 0 H 2 ,NO, /. 16'i°, [a] n —50,2 .
Esta sustancia es la oxima de la deshidrobispolegona, por lo que
le asignamos la fórmula XXX.
De entre los diversos tratamientos realizados con esta sustancia,
Camps (5) hizo tres que interesa destacar. El primero de ellos fue
con alanato de litio, que dejó a la sustancia inalterada. El segundo
fue con ácido clorhídrico y formol, logrando la reversión a la deshidrobispulegona inicial. El tercero fue con cloruro de tosilo en piridina, que produjo la transposición de Beckmann de 1.° y 2.° órdenes, obteniendo un nitrilo C20H.27N, liq. y una lactama C 20 H 29 NO,
de f. 0G°.
El primer tratamiento revela la difícil reducción de nuestras oxiinas, que ya hemos comprobado repetidas veces. Nosotros decidimos
liacer un nuevo intento de reducción, con estaño y ácido clorhídrico
-
756
-
en disolución etanólica; obtuvimos una mezcla compleja de la que
sólo pudimos aislar el mismo nitrilo, ya conocido, C20H27N, liq., por
lo que desistimos de nuevos intentos en este sentido.
El segundo tratamiento no hizo más que demostrar lo que ya se
suponía: que las oximas de las cetonas aromáticas conservaban la
misma estructura de éstas, pero es importante ya que da un gran valor al resultado del tercer tratamiento.
De las dos sustancias obtenidas en el tercer tratamiento la más
importante, como veremos más adelante, es el nitrilo, o sea la correspondiente a la Beckmann de 2.° orden. Por este motivo decidimos
emplear el método de Dauben, especialmente favorable a este tipo
d transposición, como ya hemos comentado. El resultado fue la obtención de las mismas sustancias que con cloruro de tosilo y piridina,
en proporciones análogas, la del nitrilo un poco superior al 7.1 i%.
Es importante determinar el proceso de formación y la estructura
de estas dos sustancias. La formación del nitrilo (o posible mezcla
de dos nitrilos isómeros de estructura semejante (5)) la interpretamos
de modo análogo al que indicamos en un caso anterior, con lo que
aquí resultarían los de fórmulas XXXIa y XXXIb.
Estas fórmulas son muy diferentes de las que antes se habían
dado (5), pero explican mejor los espectros de IR y UV y tienen decididamente a su favor el espectro de RMN, que demuestra: la estructura del núcleo aromático con un singlete a T 2.73 de intensidad
1 H, debido al hidrógeno aromático aislado; otro singlete a T 3.00
de intensidad 2 H, debido a los dos hidrógenos aromáticos contiguos ; y un singlete a T 7.65 de intensidad 3 H, debido al metilo aromátilo; la estructura de la cadena lateral con un triplete a T 4.74 de
intensidad 1 H, debido al hidrógeno etilénico escindido en tres por acoplamiento con el único metileno contiguo; un doblete a T 7.74 de
intensidad 2 H, debido al metileno contiguo al grupo nitrilo, desdoblado por acoplamiento con el tínico metino contiguo ; un doblete a
t 8.84 de intensidad 3 H, debido al metilo terciario; y una absorción
compleja a T 7.3-8.4 de intensidad 3 H, debida al metileno y metino
restantes, muy escindidos; y, finalmente, los cuatro metilos cuaternarios que dan dos singletes a t 8.98 y Í).0Í} de intensidad, cada uno,
6 H, explicables teniendo en cuenta el plano de simetría que posee
la parte rígida de la molécula, que los hace ser semejantes dos a dos.
— 757 —
NOH
XXII
XXIV
XXVI
XXV
XXVIII
XXVII
NOH
XXX
XXXI
a) R, •= H ; R2 = CH2CH(CH3)CH2CNT
b) R, = CH2CH(CH3)CH2CN ; R2 = H
- 758 La formación de la lactama obedece a la transposición Beckmann
corriente:
XXXII
siendo su fórmula XXXII. Esta responde a los espectros de IR y
UV, y el de RMN aporta datos también decisivos a su favor, ya que
da un singlete amplio a T 4.G0 de intensidad 1 II, atribuible a un único hidrógeno amidico sin acoplar; no presenta hidrógenos etilénicos
y sí un metilo terciario; y da cuatro metilos cuaternarios bien diferenciados, lo que evidencia la existencia del anillo espiránico.
5.4.0 Nitrito, C,0H27N, liq.
La fórmula XXXI que atribuimos ahora a esta sustancia, explica
fácilmente los resultados obtenidos por Camps (5) en su hidrólisis y
posterior oxidación del ácido formado. Con toda evidencia se debe
romper la molécula por el doble enlace, a más de oxidarse a ácido
el metilo aromático, muy predispuesto a ello, formándose así el cetoácido CMH1BO3, f. 202°, XIII, cuya estructura ya hemos comentado.
El resto de la molécula debe proseguir su oxidación, dando productos de difícil aislamiento. Este resultado es independiente de que el
-
7S9 —
nitrilo sea el isómero XXXIa, el XXXIb o una mezcla de ambos.
Nosotros hemos repetido la hidrólisis de esta sustancia, pero variando algo las condiciones empleadas con anterioridad, haciéndola
con potasa en n-propanol al 15 %. Obtuvimos cuantitativamente el
ácido C 20 H 2 ,O,, liq., del que intentamos infructuosamente obtener
su p-toluida.
Se ha probado la acción del ácido sulfúrico en frío; el producto
no se altera al principio, pero luego sí lo hace, sin que hayamos podido aislar ninguna sustancia definida.
Hemos realizado la ozonización del nitrilo, intentando la ruptura
oxidativa suave del doble enlace, pero no se logró aislar ninguna
sustancia definida, por lo que se prosiguió la oxidación de parte del
producto resultante, con permanganato potásico en ácido acético. Finalmente se aisló una sustancia cuyo análisis dio la fórmula C I4 H 18 O 2 ,
líquida, con un IR en el que además de las bandas propias de nuestros compuestos aromáticos presenta una muy fuerte a 1.720 cm"1
propia de C = O «stretching» en Ar—CO—O— formando S-lactona,
y otras dos fuertes a 1.285 y 1.110 cm"1 propias de C—O «stretching»
asimétrico y simétrico respectivamente en Ar—CO—O—. El espectro de RMN señala la existencia de tres hidrógenos aromáticos con
una absorción compleja a c 2.7; de un metilo aromático con un singlete a T 7.G; y cuatro metilos cuaternarios con sendos singletes a
T 8.C>r>, 8.00, 8.82 y 8.08. Todos estos datos nos llevan a asignar a esta
sustancia la fórmula XXXIII, sobre la que, no obstante, mantenemos ciertas reservas, motivadas por la falta de un estudio más profundo.
:").;" Cctouas C; 0 II ;8 O y sustancias derivadas
Rsta cetona, a la que al principio del presente trabajo hemos asignado la fórmula X, la hemos sometido, intentando su ruptura Hallerlíauer, a la acción de la mezcla de dimetilsulfóxido e hidruro sódico,
durante cuarenta y ocho horas, a temperatura ambiente, sin que la
sustancia se alterara apreciablemente. Sin embargo, al repetir el tratamiento, pero calentando a 80° durante diez minutos, toda la sustancia se alteró, sin que se pudiera reconocer o aislar ninguna sustancia
de composición definida.
Tratamos, también, a esta cetona con N-bromosuccinimida en te-
— 760 —
tracloruro de carbono. Se obtuvo un producto cristalino, cuyo análisis dio una fórmula de C20H27BrO, y que lijó su p. f. en 100-2°. Su
espectro IR es muy semejante al de la cetona de partida. El espectrode RMN presenta un conjunto complejo a T 2.6-3.1, de intensidad
equivalente a tres hidrógenos, formado por cuatro grupos de bandas ; dos dobletes centrados a i 2.63 y 2.77, con una constante de acoplamiento igual, aproximadamente de 1,7 cps, y una relación de intensidad de 1:3 respectivamente, pero equivalentes conjuntamente a
un sólo hidrógeno; un singlete a T 2.87 con intensidad aproximada
equivalente a 3/4 de hidrógeno, y un doblete con una constante de
acoplamiento de 1,7 cps, centrado a T 2.98, pero cuya base se ensancha hacia valores algo más altos, con intensidad aproximada de 5/4
de hidrógeno. En el resto del espectro aparece un singlete a T 5.5
con intensidad equivalente a dos hidrógenos, siendo las demás bandas semejantes a las de la cetona original.
Todos estos datos nos indican que la bromocetona formada debe
responder a la fórmula XXXIV, a pesar de que el tratamiento efectuado podría inclinarnos «i suponer una bromación en a respecto al
carbonilo. La interpretación del espectro de RMN se puede hacer
asignando la banda a t 5.5 al metileno Ar—CH2—Br, y el conjuntocomplejo a T 2.6-3.1 a los tres hidrógenos aromáticos, que con unas
posiciones iniciales de T 2.98, 2.94 y 2.70 de los hidrógenos H a , H b y
H,. respectivamente, se acoplan entre sí con unas constantes de acoplamiento de J r b = Jb c = 8,4 cps y Ja,c = Jc» = l>'7 cps, como se indica en el esquema. Los valores de las constantes de acoplamiento concuerdan con las que cabe esperar de acoplamientos en «orto» y «meta»
respectivamente, así como el inobservable acoplamiento entre H a y
H b con una posición «para» (17). Hay que tener en cuenta que la cetona original, no bromada, tiene en su espectro tina banda a T 3.31
debida al hidrógeno H, y otra, de intensidad doble, a x 3.10 debida
conjuntamente a los hidrógenos H b y Hc, con lo que los respectivos
desplazamientos debidos al efecto del bromo son: Aa=—0.33 ppm;
Ab=—0.16 ppm y Ar = —0.40 ppm, lo que está perfectamente de acuerdo con la posición de cada uno de los hidrógenos respecto del átomode bromo.
La deshidrobispulegona había sido reducida anteriormente con
hidruro de aluminio y litio a carbinol (5), producto líquido [a] D —26,5%
cuya oxidación hemos comprobado ahora que revierte a la cetona de
partida.
7 6i
-
-
La reducción de la Ísodeshidrobispulegona, que veremos a continuación da dos epímeros, nos llevó a querernos cerciorar de que teníamos en este caso una sola sustancia. Para ello la sometimos a
cromatografía en columna, y la única fracción que logramos dio también una sola mancha en la cromatografía en capa fina. Igualmente
la acetilación dio un solo producto, f. 69-70°, [a] D —12,3°, cuyo IR
tiene una banda a 1736 cnr 1 , de «stretching» de C = O en ester, y
otras dos a 1225 y 1020 cni"1 de «stretching» asimétrico y simétrico
de C—O—C en acetato. La saponificación del acetilderivado da el
producto de partida.
H.
i
•
i
» r
I (
X
r;
LL
2.70
l.Vi 2,18
En cuanto a los espectros IR y de RMN hemos comparado los
de este carbinol con los dos epímeros a que nos hemos referido, confirmándonos en que se trata de un solo producto. En cuanto a sí el
O—H es ecuatorial o axial nos falta el inmediato término de comparación, que sería su epímero, como veremos en los carbinoles de la
— 762 —
isodeshidrobispulegona. Por otras razones, que se dan más adelante,
parece ser que es ecuatorial.
Las fórmulas correspondientes serán, la XXXVa para el carbinol, y la XXXVb para el acetilderivado.
5.5.2 Isodeshidrobispulegona Ca0H28O, /. 92°, [a] D +4,3°.
Esta cetona, isómera de la anteriormente estudiada, a la que hemos asignado la fórmula XII al principio del presente trabajo, se
obtenía mediante la secuencia:
C 2 0 H 3 í O 2 , f. 102°. Í V - H . — y C 20 H 34 O. 2> f. 137», IV-A, — >
. C w H 3 . B r s °- f- 183°- XI,—> C30H2SO, f. 02°, XII.
cuyo primer paso presenta alguna dificultad por consistir en un equilibrio, que ya hemos descrito también con anterioridad.
;
Ahora seguimos otro camino :
C H, O,, f. 102°, IV-H, » C H O, f. 44°, VII, >
C, H Bi-,0, í. 188°, XI,—> CU O, f. 92°. XII.
con mejor rendimiento global y ninguno de cuyos tres pasos presenta dificultad especial alguna,
El primer tratamiento que realizamos con esta sustancia fue su
bromación, efectuada a temperatura ambiente en el seno de tetracloruro de carbono, con la idea de averiguar si el último paso indicado en ambas secuencias es reversible, como en el caso de la cetona
isómera, o no. Obtuvimos con rendimiento cuantitativo la dibromocetona C20H2,Br2O f. 183°, [<]„— 2.1,7°, XI. con lo que quedó demostrado que el proceso es también reversible.
Otro tratamiento efectuado con la isodeshidrobispulegona ha sido
su reducción con hidruro de aluminio y litio, en medio etéreo. Tras
una cuidadosa cromatografía del producto bruto resultante, se aislaron dos alcoholes, aproximadamente en idéntica proporción y con
rendimiento total cuantitativo, que dieron ambos un análisis correcto para la fórmula C20H30O y que fijaron sus pp. ff. en 58-GO" y
118-0°. Sus poderes rotatorios respectivos son [<x]D +13,2° y +22,3°.
Los espectros IR de estos alcoholes presentan todas las bandas características del esqueleto de nuestros compuestos aromáticos, más las
-
763
-
correspondientes a un grupo hidroxilo secundario. Estas últimas son:
la de «stretching» de O—H libre, que en la sustancia de f. 60° aparece a 3610 crrr1, bastante intensa, y en la de f. 119" aparece a 3560*
cm"1, con intensidad menor, y la de C—O «stretching», que aparece
a 960 cm"1, muy intensa, y a 1008 cm"1, menos intensa, respectivamente. Estos datos sugieren que la orientación del grupo hidroxilo
es axial en el alcohol de inferior p. f., en tanto es ecuatorial en el
otro. Los espectros de RMN son formalmente muy semejantes al
de la cetona original, evidenciándose los cuatro metilos cuaternarios, el metilo aromático y el secundario, los tres hidrógenos aromáticos en idéntica posición y los metilenos del ciclohexano. Los
nuevos hidrógenos se manifiestan con absorciones a r 6.02, con amplitud media de 7,0 cps, en el alcohol de f. 60°, y a T 6.40, con amplitud media de 21,0 cps en el de f. 119°; ambas con intensidad equivalente a. un hidrógeno, debidas al hidrógeno del carbono hidroxílico
secundario, que confirman la orientación axial en el primer caso, y
ecuatorial en el segundo, de los respectivos hidroxilos (13) ; y con
absorciones características, de posición variable con la dilución, alrededor de T 9, en forma de singlete amplio en el alcohol de menor
p. f., y de doblete igualmente amplio en el otro, debidas al hidrógeno del grupo hidroxilo.
Todos estos datos nos inclinan a asignar la fórmula XXXVI al
alcohol de p. f. 60°, y la XXXVII al de p. f. 119°. La oxidación de
ambos alcoholes dio en cada caso, con rendimiento cuantitativo, la
cetona de partida, lo que prueba definitivamente el carácter de epímeros de los dos alcoholes.
5.5.8 Alcohol, C=0H30O, liq., [>]D — 26V?.
a) Deshidratación.—Con este alcohol hemos realizado varios intentos de deshidratación. Con yodo en benceno y con ácido p-toluensulfónico en metanol, en ambos casos a reflujo, la sustancia
permaneció inalterada. No así con ácido p-toluensulfónico en ácido
acético, que dio lugar a una mezcla de sustancia inalterada y su
acetil derivado. Fue con ácido p-toluensulfónico en tolueno a reRujo que se transformó la totalidad del alcohol, aislándose, tras dos
<~J"omatografías en columna del producto bruto resultante, un hidrocarburo líquido e incoloro de fórmula C20H28, [*]D +62,6°, con un
rendimiento neto del 56 %. El estudio espectroscopio de este hi-
— 764 —
drocarburo demuestra, con bandas IR a 1605, 1493 y 815 cm"1, la
existencia de un anillo bencénico con dos posiciones libres contiguas,
y con su absorción característica los ¿TMj-dimetilos de todas nuestras
sustancias. El UV. con absorciones a 22á y 271 m¡x, parece indicar
algún tipo de conjugación; y finalmente, el espectro de RMN demuestra, con una absorción compleja a T 3.1, la existencia de tres
hidrógenos aromáticos: con una banda de intensidad adecuada a
T 7.75, la de un metilo aromático ; con otra absorción compleja a
T 7.8-8.7, la presencia de los metilenos y metino de un anillo ciclohexánico sustituido, y con unas bandas intensas a T 8.75-9.24, los
cuatro metilos terciarios y el metilo secundario presentes en nuestras sustancias.
El hecho de no registrarse en el espectro de RMN la presencia
de hidrógenos etilénicos, junto con todos los datos reseñados, nos
inclinan a creer que la deshidratación' se ha verificado simultánea
mente con transposición. Efectivamente, un alcohol procedente de
la reducción de una cetona, y por tanto secundario como hemos demostrado con anterioridad, es imposible que se deshidrate normalmente sin dar, al menos, un hidrógeno etilénico en la sustancia
resultante. Por otra parte, la fórmula que ? signamos al alcohol puede explicar perfectamente estos hechos, pues al tener un carbono
cuaternario (el espiránico) contiguo al que soporta el hidroxilo, indica la gran tndencia que poseerá la molécula a deshidratarse a través de una transposición de Wagner-Meerwein bajo la acción de
catalizadores ácidos, tal como mencionamos ya en otro caso anterior. Así, podemos suponer que el proceso que se verifica es el indicado en la página siguiente.
Cualquiera de las dos estructuras XXXVIII-a o XXXVIII-b
puede corresponder al hidrocarburo obtenido, pero creemos más
probable la XXXVIII-a, debido a las características estructurales
de las sustancias que se obtienen en su tratamiento y que comentamos más adelante.
Otro tratamiento deshidratante realizado con el alcohol fue someterlo a la acción del ácido sulfúrico concentrado, manteniendo una
temperatura de 0o. Se obtuvo un aceite transparente, cuya cromatografía en capa fina señaló estar formado por una mezcla de dos
sustancias muy semejantes (Rf.: 0,43 y 0,49) y en proporciones parecidas, siendo ambas hidrocarburos de estructuras casi idénticas,
como atestigua el espectro IR de la mezcla. La cromatografía en
columna sólo permitió aislar puro uno de los dos hidrocarburos, que
íesultó ser el mismo C20H,s, liq., [*]D +62,6", que se obtienen en
el tratamiento con ácido p-toluensulfónico. Es posible que se formen en este caso los dos productos posibles Wagner-Meerwem,
XXXVIIl-a y XXXVI.II-b.
XXXVI] Ib
— 766 —
b) Aromatización del hidrocarburo anterior.—Dada la fórmula
XXXVIII-a que hemos asignado a este hidrocarburo, resulta evidente que es susceptible de ulterior aromatización, con formación
de un 9,10-dihidrofenantreno sustituido.
Por esto tratamos el hidrocarburo que nos ocupa con bromo en
el seno de tetracloruro de carbono y también en el seno de acida
acético. En ambos casos obtuvimos, como única sustancia definida,
un bromoeompuesto, con un rendimiento del 50 %, de fórmula
C20H,,Br2, f. 264". Este compuesto ya había sido obtenido anteriormente (1) en el tratamiento con bromo del bishidropulegol, pero no
se había estudiado su constitución, ni por tanto interpretado su formación.
Hemos efectuado el estudio espectroscópico de este bromoeompuesto. El IR revela una constitución fuertemente aromática, con
sustitución bencénica en posiciones 1, 2, 4, 5 ; la persistencia de los
^tfHt-dimetilos típicos en nuestras sustancias y la ausencia de me^
tilenos. El UV presenta una semejanza formal con el del 9,10-dihidrofenantreno. Finalmente, el espectro de RMN presenta: dos bandas iguales centradas a t 2.48, con separación de 2 cps e intensidad
conjunta proporcional a 4 H, que se pueden atribuir a dos hidrógenos aromáticos de tipo diferente, en posición «para», de dos núcleos bencénicos semejantes ; un singlete a T 7.54 con intensidad
proporcional a C> H, atribuible a un metilo aromático de dos fenilos
semejantes, y una absorción amplia, simétrica, centrada a T 8.¡57 y
O.S,"», con intensidad proporcional a 12 H, que puede atribuirse a
cuatro metilos, iguales dos a dos, pero de orientación no estable.
Todos estos datos nos confirman en nuestra suposición previa,
y así creemos que la sustancia obtenida ha de responder a la fórmula XXXIX, habiéndose realizado la aromatización prevista, completada con la monobromación de los dos núcleos aromáticos semejantes en la posic'ón menos impedida.
El hecho de que este bromoeompuesto se obtenga directamente
en la bromación del bishidropulegol resulta lógica considerando las
fórmulas correspondientes a ambos compuestos y los procesos parciales que hemos venido estableciendo. Estos último deben ser realizados conjuntamente por la acción masiva del bromo sobre el bishidropulegol, que debe ser primeramente deshidrogenante y luego,
además, bajo la acción catalizadora del HBr formado, deshidratante con transposición.
Hemos tratado XXXIX con cinc en polvo a la temperatura de
-
767
-
(b)1
XXXIII
XXXV
a)
XXXIV
XXXVT
R •= H .
b) R = COCH
XXXVII
XXXIX
XLI
-
7.68;
-
450° durante cuarenta y cinco minutos, destilando a continuación.
Se obtuvo un aceite incoloro, que cristalizó parcialmente, el cual dio
prueba negativa de halógenos. Su espectro IR reveló una estructura de hidrocarburo fuertemente aromático, con intensa señal de dos
hidrógenos aromáticos contiguos, sugiriendo además la presencia de
dos sustancias en proporción comparable. El espectro de RMN fue
más explícito, ya que indicó claramente una mezcla, que suponemos
formada por XL y XLI, en proporción aproximada de 3:1, respectivamente. Una cromatografía en capa fina dio dos fuertes manchas
con Rf. 0,5 y 0,4, siendo mayor y bastante más intensa la primera,
lo que está de acuerdo (32) con la conclusión alcanzada.
Un tratamiento realizado anteriormente a este trabajo (2) fue la
bromación del dibromocompuesto en caliente, con catalizador de hierro, que dio lugar a la formación de un compuesto cristalino de
fórmula C20HlsBrfi, f. 194°, del que no se logró entonces explicar
su constitución. Analizada ahora dicha sustancia, se confirma lo que
era lógico esperar, dada la fórmula que atribuimos al dibromocompuesto y el tratamiento aplicado. Se ha realizado la bromación parcial de los dos metilos aromáticos, entrando dos átomos de bromo
en cada uno de ellos, por lo que la fórmula del compuesto debe ser
XLII. en perfecto acuerdo con los espectros IR y de RMN.
CUADRO
Diol
Bishidropulegol
Vi-a
C
Cetol
Bishidropulegona
O , f. 102°
4
2'
1V-H
Cotona
C a 0 H M O, liq.
XXVII
\
\
\
\
\
Dibromocompuesto
^ Hexabromocompuesto
~*"
XLII
XXXIX
Hidrocarburo
C 20 H 28 , liq.
XXXVIIIa
Dibromodeshidrobispulegona
;9°
Alcohol
XXXVa
T VIII
Deshidrobispulegona
X
-
769 —
Podemos resumir todos los pasos relacionados con estos bromocompuestos y que hemos venido describiendo en el cuadro 6.
i-.
5.6
Alcohol,
C 20 H 28 O, /. 151', [ a ] n —3-5,6° y sustancias
relacionadas
Una serie de tratamientos realizados con anterioridad a esta tesis (4, 5), han resultado ser de extraordinario interés al interpretarlos sobre la base de las nuevas estructuras. Por este motivo hemos
repetido estos tratamientos, completando el estudio espectroscópico
de las sustancias implicadas, principalmente mediante la realización
de sus espectros de RMN.
El proceso inicial consiste en la pérdida de una molécula de ácido bromhídrico en las dibromocetonas C30H26Br2O, VIII y XI, al
someterlas a la acción de la piridina en caliente, dando productos
de fórmula C20H25BrO ; el de VIII tiene p. f. 184°, [a] n +184,3° y
de acuerdo con las nuevas estructuras !e asignamos la fórmula
X L I I I ; el de XI, p. Í-. 184°, [>]D —185,7°, y le asignamos la fórmula XLIV. Los espectros IR y de RMN de ambas sustancias son
idénticos. Las curvas de DRO demuestran, igualmente que sus poderes rotatorios, que se trata de antípodas.
Las fórmulas asignadas son lógicas, dadas las de las sustancias
de partida y el tratamiento aplicado, pero además, la posición del
doble enlace se justifica por demostrar el espectro UV la conjugación C=C—C=O al dar un máximo de absorción a 255 m¡i (s = 6.166);
lo mismo hace el IR, que da una banda a 1684 cm"1 de «stretching»
de C = O conjugado, y otra a 1623 cm"1 de «stretching» de C=C
conjugado. El espectro de RMN no señala hidrógenos de doble enlace, que será, pues, tetrasustituido, dando, en cambio, un singlete
a T 7.83 (3 H), atribuible a un metilo etilénico, y desapareciendo el
único doblete a T 8.5-9.0 (3 H), debido a un metilo secundario, presente en los espectros de las dibromocetonas originales y las cetonnas C2ÜH28O. Las demás bandas de los espectros IR y de RMN
son semejantes a las de todos nuestros compuestos cetónicos aromáticos. Por último, las nuevas fórmulas explican el hecho de ser
antípodas las dos sustancias obtenidas, resultado éste de gran valor
como confirmación de nuestras estructuras.
Estas bromocetonas XLIII y XLIV se desbroman con cinc y
ácido acético, y resultan las cetonas insaturadas C20H26O, f. 124°,
'[«]D +250°, XLV, y f. 124a, [«]„ —263°, XLVI, respectivamente,
ÍREV. DE LA REAL ACADEMIA DE CIENCIAS.—19C8.
49
— 77° —
antipodas también. La conjugación C = C — C = 0 se demuestra en el
espectro IR por las bandas a 1669 cm"1 de «stretching» de C = O
conjugado, y a 1647 cm""1 (inflexión sobre la anterior), de «stretching» de C=C conjugado. Los fuertes desplazamientos de ambasbandas respecto de las análogas del producto monobromado confirman la sustitución del bromo del doble enlace y en a respecto del
carbonilo por hidrógeno. El nuevo hidrógeno etilénico de las fórmulas se manifiesta en el espectro de RMN con un singlete a T 4.18(1 H), y sin desdoblar de acuerdo con ellas. Las restantes bandas
de los espectros de IR y de RMN son semejantes a las de los espectros de las monobromocetonas precursoras.
El hidruro de aluminio y litio convierte la cetona XLV (el antípoda no se ha tratado todavía) en el carbinol C2<,H28O, f. 158°,
[a] D —35,6°. Su espectro IR da bandas de «stretching» de O—H a
3571 cm-1, y de «stretching» de C—O a 980 crrr 1 . El espectro de
RMN presenta un doblete a T 4.10, con J=G,0 cps (1 H), debido al
hidrógeno etilénico desdoblado por un hidrógeno vicinal, y otro
doblete a T 6,10, con J = 6,0 cps (1 H), debido al hidrógeno del carbono hidroxilico desdoblado por el hidrógeno etilénico. El valor de
Ja constante de acoplamiento sugiere un ángulo dihedro entre estos
hidrógenos y los carbonos a los que están unidos, inferior a 60°,
luego la orientación del hidroxilo debe ser axial (31, 32). Por consiguiente, asignamos a esta sustancia la fórmula XLVII, perfectamente de acuerdo, por lo demás, con el resto de la absorción de los
espectros IR y de RMN.
Con este carbinol hemos realizado dos nuevos tratamientos. Unode ellos es su oxidación, que lleva nuevamente, con rendimento cuantitativo, a la cetona XLV original. El otro es la reducción catalítica del doble enlace, de sumo interés, pues reaparece la disimetría
del carbono 5', y resultan, aproximadamente en igual proporción,
dos alcoholes de fórmula C^H^O ; uno de ellos líquido, con [<t]n
—20,5°, que ya se había obtenido con anterioridad, XXXV-a; el
otro, su epímero en 5' XLVIII, de f. 00° y [*]„ —13,7°, que es
antípoda de uno de los alcoholes, el XXXVI, derivados de la isodeshidrobispulegona.
Al estudiar el espectro de XXXVI vimos que su hidroxilo
era axial, coincidiendo con el metilo en 5' ecuatorial. Todo esto es
lógico que valga también para XLVIII, y el espectro de éste, idéntico al de XXXVI, demuestra la axialidad del OH. En cuanto al
carbinol líquido, XXXV-a, lo representamos anteriormente con el
-
771 —
CHBr
CHBr2
Br
xi.n
XUII
Br
XLIV
XI.VI
OH
XI.VIII
XI.IX
— 772 —
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XI
— 773 -
hidroxilo y el metilo, ecuatoriales ambos, a pesar de que entoncesno pudimos comparar sus espectros con los del epímero en el OH,
que no teníamos. Al formársenos ahora, con el metilo en 5' antípoda, o sea, en di con el OH, parece lógico que ambos sean ecuatoriales ; por otra parte, su espectro no contradecía esta afirmación.
La oxidación del carbinol XLVIII da una cetona C2l0H28O,
f. 92°, [a] D —3,9°, XLIX, que es igualmente antípoda de la propia
isodeshidrobíspulegona, XII.
Estos hechos quedan perfectamente explicados por las fórmulas
de las sustancias relacionadas y son, por tanto, una excelente confirmación de las estructuras que proponemos.
Un resumen de todas las transformaciones relacionadas con los
carbinoles que hemos descrito, lo damos en los cuadros 7 y 8.
CUADRO
Isobishidropulegona
C
H
2 o 3 4 0 2 . f- 138°
[aJ D + 61»
IV-A
Bishidropulegona
C
H
M
8
O
34 2>
M D + 85°
IV-H
> f-
183
°
[<x] D - - 21,7°
XI
[ a ] D -185,7"
II
XLIV 1
1
i
92°
[*]D
XII
xxxvi
t
11
C H O, f 60°
k] D + 13,2°
[•a] D — 263°
XLVI
+ 4 3°
<
r H o, f.
.
LaJD + 22,6"
XXXVII
119°
— 774 —
PARTE
EXPERIMENTAL
En la exposición de los hechos experimentales no incluimos la
descripción de los procedimientos de obtención del bishidropulegol y
otras sustancias derivadas, ya conocidas, aun cuando se hayan obtenido en esta tesis como productos de partida para nuevos ensayos.
Consideramos que ya están suficientemente detallados en tesis anteriores y también en las publicaciones (8 y 9).
Los espectros de RMN, cuando no se indica otra cosa, se hicieron en un aparato Perkin-Elmer, modelo R 10, trabajando a
G0 Mc/s. La posición de las bandas se da en escala T, en ppm,
usando tetrametilsilano como referencia interna. Todas las sustancias se estudiaron disueltas, indicándose en cada caso el disolvente
o disolventes empleados y a una concentración aproximada de 0,30,4 mols/1 (10-20.%), haciéndolo en algunos casos con varias concentraciones. Cuando además del número correspondiente a la posición de la banda no se indica otra cosa, se entiende que se trata
de un singlete; los dobletes y tripletes los indicamos añadiendo las
letras «d» y «t», respectivamente.
Los espectros IR descritos se hicieron doblemente en un espectrofotómetro Perkin-Elmer 137 con prisma de NaCl, que abarca la
región 4000-670 cm"1, y en otro 137-G con red de difracción, que
permite una mayor resolución en la región 4000-1320 cm"1. Cuando
se dice que se realizó el espectro IR en disolución, significa que se
emplearon como disolventes el disulfuro de carbono y el tetracloroetileno, que cubren prácticamente, entre ambos, toda la región espectral comprendida entre los 4000 y (¡70 cm"1. Con algunos sólidos,
insolubles en ambos o en alguno de estos disolventes, se realizaron
los espectros en disco de KBr, y con algunas sustancias líquidas se
realizó directamente en film de 0,025 mm. de espesor. La concentración a que se prepararon las disoluciones fue aproximadamente
del 1-2 %, emleando cubetas de 1,0-0,5 mm. de espesor. Los números de las bandas de absorción se dan en cm"1 y vienen referidas a
la del poliestireno a 1603 (0,24 ¡x), y las asignaciones de las bandas
a grupos atómicos se han hecho según (33) y (34), mientras no se
indique otra cosa.
- 775 —
Los espectros UV se realizaron en un espectrofotometro PerkinElmer 137 UV, trabajando en la zona UV de los 200-390 my.. Se
iisaron cubetas de 1,0 cm. de espesor, indicándose en cada caso el
disolvente empleado. Los valores de la posición de los máximos de
absorción vientn referidos a la banda del vidrio de óxido de holmio
situada a 360,9 m¡j..
Los poderes rotatorios se determinaron en un polarímetro automático Perkin-Elmer 141. Las sustancias se disolvieron en cloroformo, empleándose cubeta de 1 dm. de espesor. La temperatura
de trabajo osciló alrededor de los 20°.
En una determinación de peso molecular se empleó un osmómetro Mechrolab 301 A. La sustancia se disolvió en tetracloruro de
carbono, empleando un gráfico de calibrado hecho con el mismo
aparato y disolvente.
Los puntos de fusión se realizaron en un microscopio Kofler y
están corregidos.
Las cromatografías en columna se realizaron a través de gel de
sílice Merck, de 0,05-0,20 mm., activada a 150° durante una hora,
y a través de alúmina, estandardizada para cromatografía Riedelde Haén AG., neutra y activada hasta grados I-IT según Brockmann. Generalmente se prepararon las columnas de adsorbente con
una relación longitud-diámetro de 6:1 a S:l.
Las cromatografías en capa fina se realizaron con gel de sílice
Merck, tipos G, H y HF2-,, según Stahl. La preparación y activación de las placas, técnica ascendente aplicada y reveladores empleados, se hicieron según (35).
C>.
ESPECTROS RMN E IR. (UNO SOLO) DE PRODUCTOS DESCRITOS
ANTERIORMENTE A ESTA TESIS
Todos estos espectros se han hecho con las sustancias disueltas
en CC1., o CDC1.,, según su solubilidad, indicándose el disolvente
empleado en los casos en que se usó otro diferente.
Alguno de estos espectros han sido realizados en aparatos de la
casa «Varían», de (SO v 100 Mc/s, lo que agradecemos sinceramente
al Dr. A. Melera, de la citada firma, que fue quien los realizó.
Se da también el espectro IR de una de estas sustancias, que antes no se había hecho. Los espectros IR de las demás sustancias no
-
776
-
se dan, por estar ya descritos en anteriores tesis; principalmente en
(5, 6, 7 y 12),
Cetoácido de degradación, C14H]6O3, /. 202°, XIII
(5).
1 47-1.54 conjunto con puntas a 1.47, 1.51 y 1.54 (1,5 H), 1.66 d
Q = 1,7 cps, 0,5 H), 2.37 d Q = 7,8 cps, 1 H), 2.70 banda amplia,
desaparece con F 3 COOH o D2O ( - 1 H), 8.72 aguda (6 H) y 8.89»
aguda (6 H).
C 20 H ls Br 6 , /. 19Jf, XU1 (2).
Espectro IR: 2960 (f), 1000, 1480, 1381 (f), 1368, 1217, 1144 (f)r
1071, 1053 (f), 889 (f), 742 y 685. Espectro de RMN : 1.C0, 2.48 y
2.80 tres singletes de análoga intensidad ( ~ 2 H cada uno), 8.52 y
8.97 absorción compleja simétrica centrada en estas dos posiciones,
Dibromocetona, C20H24Br2O, /. 202", XV (£).
2.78 (1 H), 3.22 (1 H), 7.2-7.8 compleja (~ 4 H), 7.70 superpuesta a la anterior <~ 3 H), 7.S7 (3 H), 8.86 (3 H), 8.98 (6 H) y
9.11 (3 H).
Tribromocetona, C20H,sBr3O, /. 205*, XIV
(ft).
2.82 (1 H), 3.48 (1 H), 7.67 (3 H). El resto del espectro es idéntico al del producto C20H2CBrX>, f. 189°, [a] D —02,9a, VIII.
Cetoácido, C20H2liO3, /. 218", XVI
(3).
1.90, 2.04 y 2.18, tres singletes con análoga intensidad (~ 1 l í
cada uno), 5.35 amplia (~ 1 H), 7.2-8.5 compleja (-^ 7.H), 8.77,.
8.90 y 9.08 tres bandas destacando de un amplio conjunto (-v- 15 H).
Nitrilo, Ó2nH27,N, liq., XXXI-a,
b (5).
2.73 (1 H), 3.00 (2 H), 4.74 t (] = 7,0 cps, 1 H), 7.3-8.4 compleja (S H), en la que destacan 7.65 (~ 3 H) y 7.74 d (J •= 5,5 cps1,
~ 2 H), 8.84 d (J = 4,3 cps, 3 H), 8.98 (C H) y 9.05 (6 H).
— 777
Lactamu, C20H29NO, /. 96°, XXXII
-
(5).
2.91 (1 H), 3.00 (2 H), 4.60 amplia (anchura media 5 cps, 1 H),
7.68 (3 H), 7.7-8.2 compleja (7 H), 8.81, 8.85, 8.94 y 9.01. cuatro
bandas superpuestas en parte (intensidad conjunta 15 H).
Hidrocarburo, C20H30, liq,, [a] D 0", XXI-a, b (7).
2.97 (1 H), 3.10 (2 H), 7.16 amplia (anchura media 10,3 cps, 1 H) r
7.70 (3H), 7.8-8.8 compleja (8 H), 8.90, 8.98 y 9.02. tres bandas
intensas superpuestas en parte (intensidad conjunta, 12 H) y 9.29 d
(J = 5,1 cps, 3 H).
Cetona, C 20 H 32 O, /. W,
[«]D —9,16, VIL (7).
7.3-8.7 compleja (14 H), 8.87 (3 H), 8.9-9.1 conjunto sencillo,
pero muy superpuesto (9 H), 9.23 (3 H) y 3.30 (3 H).
Isoxazolina, C20H33NO, /. 11,1°, XXV
(2).
7.1-8.8 compleja (15 H), 9.01, 9.11 y 9.29 tres bandas destacando de un conjunto amplio (18 H).
Hidroxilactow,
C20H34O3, /. 19Jh XVII
(2).
7.5-8.8 compleja (15 H), 8.94 muy intenso, 9.01 y 9.05 ambas de
intensidad media, 9.10 muy intensa, 9.21 y 0.27 ambas intensas (todo<
el conjunto 19 H).
Bishidropulegol, C M H M O a , /. 135a, [«]„ —18,5", Vi-a (J).
6.04 compleja (anchura media 18 cps, 1 H), 8.0-8.6 compleja'
(15 H), 8.67 (3,H), 8.89 (3 H), 9.03, 9.11 y 9.15 tres bandas destacando de una base amplia conjunta (14 H).
Acetato de bishidropulegol, C22H38O3, /. 86°, [«]„ —30T
Vl-b <2).
5.03 compleja (anchura media 18 cps, 1 H), 8.04 (3 H), 8.1-8.7T
-
778
-
compleja (15 H), 8.7.J (3 H), 8.92 (3 H), 0.03, 9.05, 0.09, 9.15 y 9.1S
conjunto muy superpuesto (13 H).
Cetol de Harrics-Rocder, C2(,HJ4O3, /. 118, [>]„ + ó8°,
IV-G (12) <*).
5.11 d (J = 2 cps, 1 H), 7.3-8.7 compleja (15 H), 8.70 (4,5 H),
8.84 (1,5 H), 8.93 (3 H), 9.04 (4,5 H) y 0.11 (4,5 H). Se puede suponer un doblete a 8.80 (J = 8 cps, 3 H) y otro a Ü.07 (J = 7 cps,
-'i H) superpuestos a tres singietes a 8.70 (3 H), 9.04 (3 H) y 9.11
(3 H), dando el conjunto descrito.
Bishidropiilegona, C 0 H 3 J O 2 , /. 102°, [a] D + &>", /f-/-/ (/).
5.32 rf (J = 2,0 cps, 1 H), 7.5-8.7 compleja (15 H), 8.20 (3 H).
8.93 (3 H), 8.00 (1,5 H), 9.04 (4,5 H), 9.1(5 d (J = (¡,(¡ cps, 3 H) y
9.15 (3 H). Se puede suponer un doblete a 9.00 (J = 5,0 cps, 3 H)
superpuesto a un singlete a 9.04 (3 H), dando el conjunto descrito.
Isoblshidropukgona,
C 20 H 34 O 2> /. /.%'", [ x ] , +()1\ 1V-A (2).
7.0-8.9 compleja {10 H), 8.93 (3 H), S.97 (1.5 II), 9.03 (4,5 H ¡ .
0 . H d (J = 4,5 cps, 3 H) y 0.20 (ÍJ H ) . Se puede suponer un doblete a 9.00 (J = 3,0 cps, 3 fl) superpuesto a un siníjlete a 9.03 (3 H),
dando el conjunto descrito.
Dibromoderívado de dcshidrobispulcgona, C2),H;r,BrsO,
[a] n —í)2,<r, VIII (.}).
3.10 l i g e r a m e n t e p e r t u r b a d a (2 Tí), .'!.57 p e r t u r b a d a (1 1 0 . 7.3-7.S
compleja {y 2 H ) , 7.70 sobro la a n t e r i o r ( ~ 3 TI, en c o n j u n t o 5 I I ) .
7.9-8.4 compleja (3 TI), S.55 d (J = 5,4 cps, 3 TI), 8.0-1 (3 H ) , 8.79
( 3 H ) , S.S2 (S H ) y 9.00 (3 H ) .
Dibromoderívado de isodcshidrobispulcgona, C,nH.,,.Br.,O,
/. tfüt, [•>.]„ —21,V, XI (|).
3.04 (2 H), 3.28 (I H). 7.3-S.4 compleja (^ 5 H), 7.08 sobre U
(*) Realizado por J. M. Roque (SO).
— 779
-
anterior (^. 3 H, en conjunto 8 H), 8.54 d (J = 0,0 cps, 3 H), 8.81
muy intensa (!) H; y 9.08 (3 H;.
Deshidrobispulegona, C20H,gO, /. 120, [«]„ +Jtí,j 0 , A' (2).
3.10 (2 H), 3.32 (1 H), 7.3-8.4 compleja (~ 7 H), 7.08 sobre la
anterior (•vÜH, en conjunto 10 H), 8.80 (3 H), 8.83 (3 H), 8.88
(1,5 H), 8.!)(i (4,5 H) y 9.1G (3 H). Se puede suponer un doblete a
S.!)2 (J = 4,8 cps, 3 H) superpuesto a un singlete a S.90 (3 H),
dando el conjunto descrito.
lsodcshldrobhpulcgona,
C,0H28O, /. 92°, [tx]D +4,3°, XII (.'i).
3.0!) (2 11), 3.22 (1 H), 7.3-8.2 compleja (~ 7 H), 7.G7 sobre la
anterior (^ 3 H, en conjunto 10 H), 8.78 (3 H), .8.83 (4,5 H), 8.92
(4,5 M) y Í1.20 (3 H). Se puede suponer un doblete a 8.88 (J •= 5,4
cps, 3 H) superpuesto a dos singletes a 8.83 (3 H) y 8.02 (3 H),
dando el conjunto descrito.
Monobromadcrivado de dcsliidrohispulegona, C.¡0H27BrO,
f. 1C,'i\ IX {o).
3.0<¡ (2 H), 3.22 (l.H) ; 5.51 d (J = 11,5 cps, 1 H), 7.4-8.3 compleja (~ 5 H), 7.(17 sobre la anterior (~ 3 H, en conjunto 8 H),
8.G8 d (J = fi.O cps, 3 H), 8.77 (3 H). 8.84 (3 H), 8.05 (3 H) y
0.18 (3 H).
Motwbromocctona.
C2l,Ha.,BrO, /. 18',, [*]„ +184,3',
XUII (4).
2.Í18 (2 H), 3.24 (I H), 7.40 compleja (4 H), 7.70 (3 H), 7.83
(3 H), 8.85 (3 H), 8.!)5 (<> 11) y 9.08 (3 H). Las tres últimas bandas
se transforman en cuatro al hacer el espectro en disolución conteniendo parte de benceno; sus posiciones son: 8.89, 8.95, 9.01 y 9.10,
todas con análoga intensidad (en conjunto 12 H).
Monobromocctona,
XI.IV
C ss H 2A BrO. /. ^'i°, [*]n —.í8-5.7.
(.})•
Espectro idéntico al del producto antípoda
— 780
Cetona,
-
C 2( ,H 26 Ü, /. 124', [*]D +250, XLV
(>,).
3.04 (2 H), 3.í« (1 H), -Í.18 (1 H), 7.70 compleja, con un intenso
singlete superpuesto (7 H), <S.OG (3 II), 8.87 (3 H), S.98 ((» H) y 9.08
(3 H). Las tres últimas bandas se transforman en cuatro al hacer el
espectro en disolución conteniendo parte de benceno ; sus posiciones
son: 8.88, 8.94, 9.00 y 9.09, todas con análoga intensidad (en conjunto 12 H).
Cetona, C.0H21lO, /. W(\
[«]„ —26ff, XLVI
(5).
Espectro idéntico al del producto antípoda.
Alcohol, C2l)H28O, /. .157", [a] D —35,6", XLVH
(//).
3.08 (3 H), 4.16 d (J = G,0 cps, 1 H), 0,10 d (J = 6,0 cps, 1 11),
7.76 (3 H), 8.10 (4 H), 8.20 <3 H), 8.79 (3 H), 8.89 amplio (7 H) y
9.01 (3 H) Las tres últimas bandas se transforman en cinco al hacer el espectro en disolución conteniendo parte de benceno: 8.76
(3 H), 8.82 (3 H), 8.86 (3 H), 8.91 (3.H) y 9.22 (1 H).
Alcohol,
C 3fl H S0 O, liq., [a]D —Qfí,5, XXXV-a
(5).
3.1.1 (2 H), 3.22 (1 H), 0.35 compleja (1 H), 7.73 (3 H), 7.9-S.fi
compleja (7 H), 8.66 (varía con la consentrnción, 1 H), 8.74 y 8.77
(superpuestos, en conjunto 6 H), 8.84 (3 H), 8.92 d (J = 3,6 cps,
3 H) y 9.02 (3 H) Las bandas a 8.74 y 8.77 dejan de superponerse,
separándose y dando dos bandas de análoga intensidad, al añadir
parte de benceno al disolvente.
7. TRATAMIENTO DEL DIBROMODERIVADO, C20H22Br;,, F. 264°,
XXXIX, CON CINC
200 mg del dibromoderivado, finamente pulverizados, se mezclaron bien con 2 g de cinc en polvo, colocándolos en el fondo, ensanchando en forma de bola, de un tubo de vidrio Pyrex de paredes
gruesas. Se añadieron, cuidando de no mezclarlos, unos 5 g más
de cinc en polvo, que terminaron de llenar la bola, y se cubrió1 con
un poco de lana de vidrio. Se calentó lentamente hasta alcanzar los
-
7
8i
-
450° (baño de aleación), manteniendo esta temperatura durante cuarenta y cinco minutos, y dejando enfriar luego. A contindación se
destiló (calefacción por horno de aire), pasando a 200-2203 (temp. exterior) y 0,03 mmllg un aceite incoloro (98 mg), que cristalizó al
rascar, pero dando una masa pastosa sin punto de fusión definido.
Sometida ésta a la prueba de Betlstein para derivados halogenados,
dio resultado negativo ; en cambio, el ensayo cualitativo de bromuros, realizado con la disolución incolora obtenida extrayendo con agua
caliente el residuo de cinc, resultó fuertemente positivo.
Espectro IR, en KBr: 2í)40 (ancha), 3010, 1500, 1450 (ancha),
1353, 1.136, 107"), 1040, S7S y 815 (f). Espectro de RMN, en CC14:
2.4-3.1 (compleja), 7.33, 7.G y 8.4-9.2 (compleja).
Se realizó una cromatografía en capa fina, empleando hexano
como eluyente y revelador de sulfato cérico. Se obtuvieron dos manchas con Rf. 0,5 y 0,4 (mayor y más intensa la primera) y tres sombras de impurezas.
S. TKATAMIEXTOS DEL XITRILO, C2nH,TX, LIQ., XXXI-a, b
K.l
Con ácido sulfúrico conc. y tcmp. ambiente
Sobre l(¡0 mg de nitrilo se añadieron de una vez 6 mi de ácido
sulfúrico concentrado. Se agitó suavemente ; en cuatro minutos se
logró la disolución completa de la sustancia. Inmediatamente se vertió, lentamente y agitando, sobre 00 g de hielo. La disolución resultante se deje reposar durante veinte minutos y a continuación se
extrajo con éter. De los extractos, lavados y secos, se obtuvieron,
después de evaporar el éter, 140 mg de una resina que un espectro
IR demostró ser nitrilo de partida sólo ligeramente impurificado.
Con este mismo residuo se repitió el tratamiento, pero manteniendo la disolución en ácido sulfúrico conc. durante quince horas.
La resina resultante (130 mg) dio un espectro IR de aspecto muy
impreciso, con únicas absorciones definidas a 3330 (ancha), 29~0,
1070, 1-150, 1300 y 820, pero que demostró la alteración completa del
nitrilo por no presentar la banda característica a 2250. Xo se logró
cristalizar ni aislar ningún producto definido
8.2
Con potasa en n-propanol al 1-5 %
Se ha seguido el mismo procedimiento que el emplado por
F. Camps (5) en el tratamiento de esta misma sustancia con disolución de KOH en etanol al 10:%, pero haciéndolo con disolución de
KOH en «-propanol a] 15 % y prolongando el tratamiento a reflujo hasta veinte horas. Se obtuvo la misma resina acida, G.0H..,O,,
liq., que en aquei tratamiento, pero con rendimiento prácticamente
cuantitativo.
Se intentó la obtención de la p-toluida de esta sustancia, siguiendo para ello el procedimiento descrito en (.'57). El producto bruto
obtenido se cromatografió en columna a través de gel de sílice, obteniéndose dos fracciones, ninguna de las cuales se logró cristalizar,
aunque el espectro IR de una de ellas parece corresponder a la
sustancia buscada: bandas a .'13."0, lf>75, 1538, 1515 y 12:{5 entre
otras.
8.•"? Con ozono en metanol, seguido de pennanganato potásico en
ácido acético. Obtención de ana ¡(tetona Ci,H18Oo liq., XXXIII
A través de una disolución de 1,84 g de nitrilo (0,5 mmols) en
f¡0 mi de metanol, enfriada a —W, se pasó mezcla de oxígeno y
ozono con flujo de 30 1/h durante diez minutos, lo que supone
aproximadamente 10 mmols de ozono, dado el rendimiento conocido del ozonizador empleado. Se añadió entonces a la disolución,
que dio positiva la prueba con KI para oxidantes, 0 mi de ácido
acético glacial y cinc en polvo en exceso, calentando a reflujo durante dos horas, a1 cabo de las cuales desapareció la reacción positiva de oxidantes. Después de filtrar, se alcalinizó ligeramente el
filtrado y se extrajo con éter. Los extractos se lavaron con agua,
se secaron con Na.,SO,. anh. y se evaporó el disolvente, obteniéndose asi una resina (A) transparente, amarillenta (t,ííl g), cuyo espectro IR dio bandas a .1450, 22.'!."., 1710 (f) y 820 (f) entre otras, y
que una cromatografía en capa fina indicó estar compuesta por varias sustancias además de una principal, más abundante.
Los líquidos extraídos se acidificaron y se volvieron a extraer
con éter. De los extractos sólo se obtuvieron 40 mg de una resina
acida que no cristalizó.
La resina A (1,55 g) se cromatografio en columna a través de
55 g de gel de síllice activada, recogiendo fracciones de 30 mi, con
el resultado siguiente:
Fracciones
Eluyente
1-2
Benceno
?
•
Benceno-Eter
»
»
»
»
»
,
»
,
F.tcr
>-~
S
9
10
11
12
13
14-1(5
17-19
20-22
23-2.".
(!):1)
»
»
»
»
»
(4:1)
(7:3)
(1:1)
Peso
0,250
0,035
0,050
0,130
0,83.">
0.110
0,040
0,090
0,014
Sustancia
g
»
»
»
»
»
»
»
»
0,035 g
Resina
»
»
»
»
»
»
»
»
_
Resina
El estudio al IR demostró que las fracciones 3 a 7, 14 a 19 y 25
seguían siendo mezclas complejas, en cambio las 10 y 11 presentaron idéntico espectro, mucho más definido, destacando las bandas
a 2!)40 (f), 224.-), 170<¡ (f) y S20 (f). No se logró obtener ningún producto cristalino.
Las fracciones 11, 12 y 13 reunidas (0,08 g), se disolvieron en
40 mi de ácido acético glacial, se añadió KMnO 4 en exceso (3 g) y
se calentó a 100° durante cinco horas. Después se pasó corriente de
SO2 hasta decoloración, se diluyó con agua hasta totalizar 150 mi y
se. extrajo con éter. Los extractos dieron, al evaporar el disolvente
y secar al alto vacío (para eliminar el ácido acético), una resilla amarilla (0,(51 g ; hubo pérdida accidental en la extracción), que no se
logró cristalizar. Se la trató entonces con 10 mi de disolución acuosa de NaOH 2N, a 100° durante diez minutos, agitando continuamente. Una vez fría, se extrajo con éter. Los extractos se lavaron
con agua, se secaron con Na2SO., anh. y se evaporó el disolvente.
Se obtuvo una resina (B), amarilla, transparente (0.27 g), de espectro IR muy definido, pero que una cromatografía en capa fina demostró ser una sustancia bastante impura.
La disolución alcalina extraída se acidificó ligeramente y se extrajo de nuevo con éter. Los extractos, lavados una sola vez con
muy poca agua y secos, dieron al evaporar el disolvente una resina
-
784
-
oscura (0,30 g), de cuyo espectro IR sólo se pudo deducir su na
turaleza acida y que no se logró cristalizar.
La resina B se cromatografió en columna a través de 27 g de gel
de sílice activada, eluyendo con benceno, éter y mezclas intermedias
(100 mi en cada caso), recogiendo fracciones de 20 mi. Las dos primeras fracciones de la mezcla benceno-éter (3:1) dieron 0.230 g de
un aceite espeso transparente e incoloro, pero que -no se logró cristalizar.
Espectro IR, en disolución: 2970 (f), 2920, 2865, 1720 (mf), 10.15,
148G, 1450, 1370 (doblete f.), 1285 (f), 1270, 1248 (f), 1190, 1143,
1110 (f), 1078, 1062 y 823 (f). Espectro de RMN, en CC1.,: 2.7 (compleja), 7.0. 8.05, 8.G9, 8.82 y 8.98 (todas equivalentes).
Análisis.
Calculado para C,,H 18 O 2 (218,3): C, 77.02; H, 8.31. Encontrado : C, 77.27 y 70.71; H, 8.48 y 8.40.
9. TRATAMIENTO DEL IIIDROCARÜURO C2l)H28, LIO., [a] n +02.0°,
XXXVIII-a, b, cox EXCEPO DE BROMO. FORMACIÓN DEL DIKROMODERIVADO C^H^Br.,, F. 204°, XXXIX
9.1 En ácido acético glacial
Una disolución de 9 g de bromo en 40 mi de ácido acético glacial se añadió, poco a poco y agitando, a otra disolución de 1,01 g
del hidrocarburo en 10 mi del mismo disolvente, ambas a temperatura ambiente. En cuarenta minutos se completó la adición, observándose la formación de finas agujas en las paredes del matraz,
por lo que se dejó reposar durante una noche. Al día siguiente se
filtraron los cristales formados, se lavaron con un poco de ácido
acético y luego con agua. Al secar, se obtuvo un producto cristalino, blanco, de peso 0,49 g y f. 255-00°.
La disolución acética filtrada, aun fuertemente coloreada, se diluyó con agua hasta que no hubo más precipitación, y se decantó.
La resina asi separada se lavó con agua y se disolvió con éter. L:i
disolución etérea se agitó con otra de tiosulfato sódico en agua y
luego con agua sola. Se secó con Na-SO., ;<nh. y se evaporó el éter,
obteniendo una resina muy oscura (0,60 g), casi sólida, que no se
decoloró al tratarla con carbón activo, ni se logró cristalizar, y que,
visto su espectro IR, no se investigó.
El producto cristalilno se recristalizó en benceno-etanol (1:1):
cristales totalmente blancos, f. 2G4° (sin descomposición). Una cromatografía en capa fina indicó un único producto sin impurezas.
Peso molecular, en osmometro (disolución en CC14), 412.
Espectro UV", en etanol: 214 rafi (s = 27.030), 277 m\L (espalda.
s = 14.350), 288 m¡i (e = 15.200 y 313 m¡i (e = 8.450). Espectro IR,
en disolución: 2960 (f), 2910, 2SG0. 1480 (mf), 1440, 1395, 1380 (doblete), 13G0, 1250, 1140, 105?, (mf), 1000, 87S (mf) y 732. Espectro
de RMN, en CDC13: 2.4S d (J •= 2 cps), 7.54 y absorción compleja simétrica centrada en 8.57 y 9.25. Relación en la integración.
2 :«'{:<» respectivamente.
Análisis.
Calculado para C !0 H 3: Br : (422,?,): C, 50.112; H, 5.21: Br, 37.87.
Encontrado: C, 50.75; H, 5.44; Br, 38.10.
9.2 En fcíraclorurn de carbono
Se repitió el tratamiento anterior en las mismas condiciones,
pero empleando como único disolvente tetracloruro de carbono. Se
obtuvo !a misma sustancia con mejor rendimiento bruto, pero más
impura.
10. TRATAMIENTOS DE LA CETOXA C , , , H M O . F. 120° [«]„ +16,4°., X
10.1 Con N-brouwsucchümida. Obtención de un bromoderivado
C M H, r BrO, /. .102a, XXXIV
En un matracito de 25 mi, provisto de un pequeño refrigerante
de reflujo, se colocaron 1,17 g de la cetona, 0,73 g de N-bromosuccinimida, una punta de espátula de peróxido de benzoilo y 3 mi de
CQ 4 . Protegiendo adecuadamente de la humedad, se refluyó suavemente durante dos horas, calentando con una lámpara de incan
descencia de luz blanca. Después de enfriar, se dejó en reposo en
DK LA REAL ACADEMIA DE CIENCIAS.—1D6S.
— 786 —
la nevera durante doce horas. Se evaporó el disolvente y se agitó el
residuo con éter, quedando un producto insoluble (0,33 g); sólido
cristalino, blanco, f. 125°, que se identificó como succinimida. La
disolución etérea dio, al evaporar el éter, una resina amarillenta
(1,48 g), que cristalizó en éter de petróleo. Los cristales, tras sucesivas recristalizaciones en hexano, fijaron su p. f. en 102".
Espectro IR, en disolución: 2940 (f), 2S(>0, 1700 (mf), 14!)0, 1453,
1420, 13!)0, 137(>, 1300, 1205 (f), 1117 y 823 (f). Espectro de RMN,
en CC14: 2.0-3.1 (compleja), 5.5, 7.3-8.4 (compleja), 8.78 y 8.94 (con
espaldas entre ambas) y !).13. Relación en la integración, 3:2:7:12:3
respectivamente.
Análisis
Calculado p a r a C , 0 H , , B r O (3(¡3,3): C, '¡(¡.11 ; I I . 7 . 4 3 ; Br. 22 03.
E n c o n t r a d o : C, 65.ÍK5; H . 7 . 4 8 ; Br, 2l.í)S.
10.2 Con la mécela de dimetilsulfóxido y su anión, a temperatura
ambiente y en caliente
A una disolución formada por el producto de la reacción de
0.50 g de HNa con 7 mi de dimetilsulfóxido anhidro (cuarenta y cinco minutos a 80°), acabada de enfriar a temperatura ambiente, se
adicionó 1,0 g de cetona disuelta en 10 mi de dimetilsulfóxido. La
disolución homogénea resultante se dejó a temperatura ambiente
durante cuarenta y ocho horas. Todas estas operaciones se hicieron
protegiendo convenientemente contra la humedad. Se vertió la mezcla sobre 100 mi de disolución saturada de NaCl y se extrajo con
éter, lavando los extractos varias veces con agua. Después de secar,
se evaporó el disolvente, quedando un residuo que se diluyó con
40 mi de agua y se filtró. El sólido cristalino filtrado se lavó varias veces con agua, se escurrió y se secó al vacío sobre KOH. El
producto resultante (0,í)."> g) es cetona inalterada algo impura (IR)Bastó una recristalización en éter de petróleo para obtener producto
de f. 120".
Se repitió el tratamiento anterior con la única variante de calentar la mezcla reaccionante ?. 80° durante diez minutos. Se obtuvo
una resina negra, de ln que no se pudo cristalizar ni aislar ningún
producto definido.
-
11.
11.1
787
-
TRATAMIENTOS DE LA CETONA C 2 0 H 2 S O , F. Í)2°, [ * ] D
+4,3", X I I
Bromación a temperatura ambiente empleando la cantidad cstequiomctrica de bromo. Formación del dibromoderivado
C.H^.BrX), /. 183°, [•«]„ —U,7°, XI
A una disolución de 0,57 g de cetona en 10 mi de CC14 se añadieron 10 mi de disolución 1 N de bromo en CC14, operando a temperatura ambiente. Después de agitar, con lo que se observó desprendimiento de vapores de HBr, se dejó en reposo durante cuarenta y ocho horas, ni cabo de las cuales la disolución quedó ya prácticamente decolorada. Se evaporó el disolvente al vacío, quedando
un producto cristalino (0,90 g), ligeramente amarillo. Dos recristalizaciones sucesivas en etanol dieron cristales blancos de f. 183°,
con idéntico espectro IR que el producto bruto. Se trata (IR, p. f. y
p. f. mixto) del dibromoderivado C, 0 H 2(i Br 2 0, f. 1S3°, [«]„ —21,7°,
XI.
11.2
Con hidruro de aluminio y litio. Obtención de los alcoholes
C n H ; i ,,O. /. C>0\ [y.\n +.W.2-", XXXF1,
y C s 0 H M O, / . 119",
f s | n +22,.T,
XXXVII
A una disolución de 1,01 g de la cetona en 30 mi de éter se añadieron 1,0 g de liidruro de aluminio y litio. El conjunto se calentó
a reflujo durante ocho horas, al cabo de las cuales se añadieron
-0 mi de éter húmedo (saturado), seguidos gota a gota, y con ap-itación, de disolución acuosa saturada de NaCl. Una vez destruido
el exceso de LiAlH 4 . se añadió un poco de Na=SO., anh., y se decantó la solución etérea, lavando el residuo cristalino con más éter,
que se incorporó a la solución decantada. La disolución etérea se
lavó con otra acuosa saturada de NaCl y con agua destilada, ?e
secó con Na.SO., anh. y se evaporó el disolvente, quedando 0,í)fl g
de una resina transparente e incolora, cuyo IR demostró que la reducción había sido completa. De este producto se hizo una cromatografía en capa fina de gel de sílice activada, con benceno como
eluyente y revelando con disolución acida de sulfato cérico ; se observaron dos únicas manchas de fuerte intensidad y análoga extensión, con Rf 0,211 y 0..V), !o que indicó una constitución de mezcla
— 788 —
pura de dos sustancias. Se cromatografió en columna a través de
00 g de gel de sílice activada, eluyendo inicialmente con benceno y
recogiendo fracciones de 30 mi:
Eluyenle
Fracciones
1-2
Peso
Sustancia
0,011 g
0,144 >
0 ^(K! »
0 044 »
0 01!) i
0 007 »
Crist. f. óS-OO"-
0 .">01 •'
Crist. f. 118-9"
Benceno
O
4
<¡
s
D
1
0-10
n
12-14
Se separaron perfectamente dos fracciones cristalinas en una proporción que es prácticamente de 1 : 1 , la primera con f. 58-00°, y la
segunda, f. 118-9°.
Sustancia de f.
[7.JD +13,2" (c = 1,040 % en cloroformo).
Espectro IR, en disolución: 8010 (f), 2920 (mf), 14.86 (f), 14.-).'? (f),
3390, 1300 (doblete), 1152, 1124, 1080., 1005, 1017, 900 (mf). 840. 817
(mf) y 675 (f). Espectro de RMN, en CC14 ; 2.87 (1 H), 3.04 (2 H),
0.02 (amp. media 7,0 cps, 1 H), 7.08 (.'5 H), 7.8-8.7 (compleja, 7 H).
8.85, 8.88, 8.94 y 9.0 (en conjunto 10 H). La banda a 6.02 tiene la
forma caracteristica de un hidrógeno ecuatorial, luego el hidroxilo
lia de ser axial. Realizando el espectro con una disolución diluida
de la sustancia en tetracloruro de carbono-deuterobenceno (1:2) se
logró el siguiente resultado en la zona 5-10 T: 0.05 (1 H), 7.7 (3 H),
7.8-8.7 (compleja, 7 H), 8.70, 8.79, 8.82 y 8.90 (4.3 H), 9.00 d
(J = 4,3 cps, 3 H) y 9.33 (varía al diluir, 1 H).
Análisis.
Calculado para C=0H3nO (280.4): C. 83.80; H. 10.56. Encontrado : C. S4.00 ; H, 10.10 v 10.25.
-
789
-
Sustancia de f. 118-9°.
[ i ] n + 22,3o (c = 1,040 % en cloroformo).
Espectro IR, en disolución: 35(50, 2924 (mf), 1188 (f), 1453 (f),
1391, 1372 (doblete, f), 1212, 1082, 10.~,2, 1024 (f), 1008 (f) y 817 (mf).
Espectro de RAIN, en CC14: 2.84 (1 H), 3.0 (2 H), (i.1-0.7 (compleja, 1 H), 7.(57 (3 H), 7.85-8.68 (compleja, 7 H), 8.73 (3 H), 8.8C
(3 H), 8.95 d (J = 3,(5 cps, 3 H), 9.01 (3 H), 9.12 (3 H) y 9.42 d
(J - 7,3 cps, 1 lí, varía al diluir).
Análisis.
Calculado para C20H30O (280,4): C, 83.86; H, 10.50. Encontrado: C, 83.51 y 84.09; H. 10.54 y 10.93.
12. TRATAMIENTOS DEL ALCOHOL, C20H28O, F. 157°, [a],, —35,6,
XLVII
12.1 Con dicromato sódico en doble fase éter-agua. Reversión a la
cetona original C20H2f,O, /. W,°, [a] n +2ñO, XLV
En un embudo pequeño de decantación se disolvieron 0,10 g del
alcohol en 2 mi de éter. Se añadieron 2 mi de una disolución acuosa 0,3 Ai de XajCrjO, y 1,2 Al de H 2 SO 4 . Se agitó durante cuatro
horas en una sacudidora, añadiendo poco antes de finalizar, 4 mi de
agua y 7 mi de éter. Se decantó la capa etérea, lavándola con agua
y secándola con Na,SO 4 anh. Al evaporar el éter, se obtuvo una
resina (0,092 g), transparente e incolora, que posteriormente cristalizó en su totalidad de modo espontáneo. Su espectro IR resultó
ser idéntico al de la cetona C 20 H M O, f. 124», [«]„ +250°, XLV. Una
recristalización en éter de petróleo dio cristales puros ; p. f. mixto
con la cetona indicada, sin descenso.
- 79° —
12.2 Hidrogenarían catalítica. Obtención de los alcoholes
C.oH.,0, /. 60°, [a] D —18,V, XLVIll,
y C20H30O, liq.,
[«•]D—26,5,
XXXV-a,
Una disolución de 0,59 g del alcohol en 20 mi de etanol se agitó
en una pera de Willstater con 100 mg de FtO 2 en presencia de hidrógeno a la presión de una atmósfera y temperatura ambiente. La
reducción del PtO2 fue inmediata y la absorción de hidrógeno bastante rápida, alcanzándose la cantidad teórica antes de una hora. Al
evaporar el etanol y desecar el residuo al alto vacío, quedó una resina incolora (0,60 g), cristalizada en parte, de la que por cromatografía en columna a través de 30 g de gel de sílice activada, eluyendo con benceno y mezclas benceno-éter, se separaron dos sustancias puras. La primera en pasar fue una sustancia cristalina
(0,29 g), de f.58-60°, [a;]D —13,7° (c = 0,722.% en cloroformo) y
espectros IR y de RMN idénticos a los del alcohol C20H30O, f. G0°,
[a] D 1+13,2°, XXXVI. Un punto de fusión mixto de ambas sustancias dio fuerte descenso (fundió a temperatura ambiente). Se trata,
pues, del alcohol antípoda del citado XXXVI.
La otra sustancia (0,30 g) se identificó (IR y [<*]D) como el alcohol C20H30O, liq., [-/]D —26,5 O , XXXV-a.
13.
TRATAMIENTO DEL BROMODERIVADO
C,0H2!)Br,
F. 63O,
XII,
DISUELTO EN ÁCIDO ACÉTICO, CON CINC
A una disolución de 0,30 g del bromoderivado en 25 mi de ácido
acético glacial, calentada a 100°, se añadieron en varias porciones
nn total de 3 g de cinc en polvo. Al cabo de ocho horas de tratamiento se enfrió y se diluyó con agua, dejando reposar una noche.
Se formó un precipitado cristalino, que se separó, junto con el exceso de cinc, por filtración. Después de lavar con agua, se trató
con éter, se decantó y la disolución etérea así obtenida se neutralizó
con disolución de NaHCO 3 , se lavó con agua y se secó con NaoSO.i
anh. Al evaporar el disolvente, quedó una resina transparente y casi
incolora (0,29 g), que cristalizó al rascar con una varilla de vidrio.
Un espectro IR, así como el p. f. y p. f. mixto, demostraron la
identidad de esta sustancia con la de partida.
— 79 f —
14.
TRATAMIENTOS DE LA OXIMA C 2 0 H 2 9 NO, F. 104°
[<x]D
—50,2°, X X X
14.1 Disuelta en etanol, con ácido clorhídrico y estaño
A una disolución de 1,40 g de la oxima en 70 mi de etanol se
añadieron 60 mi de HC1 1:1 y 6.65 g de granalla fina de estaño,
calentando el conjunto a reflujo durante cuarenta y ocho horas.
Se separó entonces el estaño inalterado, que dio un peso de
4,96 g, y se concentró la disolución hasta reducir su volumen a unos
50 mi. A continuación se neutralizó cuidadosamente con NaOH, se
añadió ácido tartárico en abundancia y se alcalinizó con más NaOH.
La disolución resultante se extrajo con éter, lavando los extractos
varias veces con agua y secándolos finalmente.
Al evaporar el disolvente, se obtuvo una resina oscura (1,2 g),
cuyo espectro IR demostró ser una mezcla de sustancias, acusando
los grupos funcionales nitrilo y dos carbonilos diferentes.
La cromatografía en capa fina separó tres sustancias, más impurezas.
La cromatografía en columna sólo permitió aislar una pequeña
cantidad de un nitrilo aromático que parece idéntico (IR) al ya conocido, C2(JH,27N, liq.,. XXXT-a, b, obtenible a partir de la misma
oxima mediante otros tratamientos.
.14.2 Con cloruro de tosilo, en disolución alcalina de dioMno-agua.
Formación del nitrito C,0H37N, liq., XXXI-a, b y la lactama
C20H29NÓ, /. 96a, XXXII (2J,)
A una disolución de 3,47 g de oxima en 72 mi de dioxano se añadieron 36 mi de NaOH 3N. Con una buena agitación se añadieron,
poco a poco y en el trascurso de treinta minutos, 8,8 g de cloruro
de tosilo finamente pulverizado. Luego, sin dejar de agitar, se calentó hasta 50°, manteniéndose así durante tres horas, al cabo de las
cuales se vertió el conjunto sobre 800 mi de agua puestos en un em"budo de decantación, se agitó y se dejó en reposo durante una noche. Al día siguiente se extrajo con éter. Los extractos se lavaron
bien con agua hasta neutralidad y se secaron con Na2SO4 anh. Al
evaporar el disolvente, quedó un aceite amarillento, transparente,
— 792. —
bastante fluido (3,38 g), cuyo IR indicó la presencia de las funciones nitrilo y lactama.
Se cromatografió en columna a través de 200 g de gel de sílice
activada, eluyendo con éter de petróleo, benceno, éter, metanol y
mezclas intermedias, recogiendo fracciones de 30 mi y pasando un
volumen de 400 mi de cada uno de los eluyentes de composición diferente, lo que supone 15 fracciones para cada uno de estos últimos,
y un total de 130 fracciones, con un volumen conjunto de 3.9 1 de
eluyente:
Eluyenle
Fracciones
1-15
Peso
Éter de petróleo
10-30
Éter de petróleo-Benceno (•"':!)
—
31-4.1
(1:1)
-
40-C0
Benceno ... ..'
fil-70
Benceno-Eter (!>:1)
—
71-75
»
»
»
O..'!7
76-80
J
»
(3:1)
2.13
87-90
>
»
9
01-105
»
»
(1:1)
100-120
Éter
121-122
Eter-Metanol (!):1)
123-125
Sustancia
»
»
»
Aceite incolora
—
0,70
Crist. f. !MV
120-130
Las 16 fracciones comprendidas entre la 70 y la 87 rindieron
2,.r>0 g del nitrilo C20H27N, liq., y ¡as fracciones 123 a 125, 0,70 g de
lactama C20H21)NO, f. 00°, sin lograr aislar ninguna otra sustancia.
Los productos obtenidos son los mismos, aunque con bastante
mejor rendimiento, que los resultantes del tratamiento de la misma
oxima con PC1S en piridina (5).
— 793 —
lo.
TRATAMIENTOS DEL HIDROCARBURO C20H3CI, LIO., [•*]„
0°T
XXI-a; b
15.1 Bromación a temperatura ambiente, en tetracloruro
de carb.onoEn un matraz esmerilado de fondo redondo se colocaron 0,54 g
de hidrocarburo, disolviéndolos en 2 mi de CC14. En la boca del matraz se adaptó un tubo con entrada para pasar nitrógeno, a éste, un
embudo de adición con tubuladura lateral, conteniendo 2á mi de disolución 0,5 M de Br2 en CClj, y finalmente un tubo con CaCl2,
iniciándose entonces el paso de N, seco, que se prolongó durante
toda la operación. Se comenzó la adición, añadiendo porciones de
•I mi y esperando cada vez a que se decolorara la disolución. Esta
decoloración fue muy rápida tras las cinco primeras adiciones, observándose abundante desprendimiento de HBr, pero una vez .realizada la última adición, se observó una rápida alteración, hasta que^
dar la disolución de color negro. Se refluyó brevemente con polvo;
de cinc, se filtró y se evaporó el disolvente, quedando una resina negra (1,59 g) de espectro IR indefinido, que no se logró cristalizar.Se cromatografió en columna a través de (JO g de alúmina, emr
picando como eluyentes tetracloruro de carbono, benceno, éter, mer
tanol y mezclas intermedias, recogiendo fracciones de 30 mi. No se
logró aislar ningún producto definido.
15.2 Bromación a temperatura ambiente, disuclto en ácido acéticoglacial. Obtención de! bromoderivddo C20H2S)Br, /. 63a, XXII
Se realizó el tratamiento con.,las cantidades y dispositivo descritos para la misma operación hecha con CC14 como disolvente, perosustituyendo éste por ácido acético glacial.
Tras finalizar la adición de la disolución de Br2 no se observódecoloración ni aun al cabo de catorce horas. Al término del tratamiento se obtuvo una resina color topacio, que pesó 0,72 g. Una1
cromatografía en capa fina, empleando éter de petróleo como elttyente, realizada conjuntamente con esta resina y el hidrocarburo inicial, demostró que la reacción fue completa, no quedando producto*
inalterado y formándose una única sustancia acompañada de ligeras
impurezas de muy diferente polaridad.
— 794
-
Se cromatografiaron 0,68 g de este producto en columna a través de 51 g de alúmina, iniciando la elución con éter de petróleo y
recogiendo fracciones de 30 mi:
Fracciones
Eluyente
1-6
Éter de petróleo
7-10
Éter de petrófeo-CCl4 (3:1)
Peso
Sustancia
0,573 g
Crist. f. 52-7°
—
—
11-13
CG4
0,014 g
Resina
14-1(¡
CC!4-Benceno (3:1)
0,014 »
»
17-19
Benceno
20-22
Benceno-Ettr (3:1)
23-2G
Éter
27-30
EterMetanol (10:1)
—
0,02:1
—
K
—
0.04S
Resina
—
K
Resina
Las fracciones 1-0 suministraron 0,578 g (rendimiento, 80 %) de
un producto cristalino de f. 52-7°, no obteniéndose ningún otro producto definido. Recristalizado en etanol, f. 01-3°.
Espectro IR, en disolución: 21)33 (mí), 2850 (f), 14(58 (í), 1443,
1389, 1374 (f), 13C4 (f), 1295, 1147, 1124, 1064, 953, 870 (f) y (¡78.
Espectro de RMN, en CC14: 2.82 (1 H), 2.87 (1 H), 7.20 (1 H).
7.64 (3 H), 7.70-8.60 (compleja, 8 H), 8.88 (3 H), 8.!>!) (9 H) y
9.28 d (J = 4,6 cps, 3 H).
Análisis.
-
Calculado para C 0 H 21) Br (349,4;: C, 68.76: H, 8.37; Br, 22.88.
Encontrado: C, (¡8.84 y 69.03; H, 8.58 y S.00; Br, 22.74.
15.,'5 Con ácido monopcrjliü'ico a 0", disiiclto en éter
Se disolvió 1,05 g del hidrocarburo en 4 mi de éter dispuestos
en un matraz de 100 mi. Se añadieron 60 mi de una disolución etérea de ácido monoperftálico 0,5441 N, preparada según (38). Después de proteger la boca del matraz con un tubo con CaCl2, se llevó
a la nevera, junto con otro recipiente conteniendo sólo la disolución
del perácido para usarla como referencia. Se hicieron tres valoraciones <ie perácidos:
— 795
Valoración
-
Patrón
Solución
Milieq. reac.
0,5441 X
0,5441 N
0
2.»
0,4857 j
0,4857 »
0
18 Ja.
3.»
0,4707 >
0,47(17 J>
0
41 h.
Inicial
Tiempo
0
En vista de que la reacción no se realizaba, se procedió a recuperar el hidrocarburo, obteniéndose 1,01 g de susstancia inalterada.
15.4 Con pcrmangatwto potásico en mezcla de acetona-agua
Se disolvieron 0,28 g de hidrocarburo en 25 mi de acetona pura y
se añadieron 25 mi de disolución acuosa de KMnO4 0,7 N, calentando el conjunto a reflujo durante dos horas. Se pasó entonces
una suave corriente de SO2 a través de la disolución, hasta que ésta
quedó completamente incolora y casi transparente. Se concentró para
eliminar la acetona y el resto se extrajo con éter, secando los extractos, sin más tratamiento, con Na,SO 4 anh. Después de evaporar el éter, se sometió el residuo a alto vacío hasta peso constante;
resultó ser prácticamente sustancia de partida.
15.5 Con ácido nítrico concentrado y en caliente
Sobre (),:}() g de hidrocarburo se añadieron 20 mi de ácido nítrico
concentrado, calentando el conjunto a 100* durante dos horas. Después de este tratamiento quedó una parte insoluole que se separó
por decantación, se lavó con agua y se disolvió en éter. La disolución resultante se lavó nuevamente con agua, se secó con Na.,SO4
anh. y al evaporar el éter quedó un residuo casi sólido (0,17 g),
cuyo IR, muy poco definido, sólo indicó una composición compleja
y una total alteración del producto de partida.
La disolución nítrica decantada se diluyó con agua, con lo que
precipitó stistancia, que se sometió al mismo tratamiento que la anterior, obteniéndose un residuo (0,10 g) de idénticos aspectos e IR.
No se logró aislar ni caracterizar a partir de estas sustancias, y
a pesar de los diversos tratamientos efectuados, ningún producto de
composición definida.
1&. -TRATAMIENTOS DEL ALCOHOL C 2 0 H 3 0 O, LIQ., [ a ] D —26,5°.
XXXV-a
16.1 Con acetato sódico anhidro en anhídrido acético a reflujo.
Obtención del acetilderivado C22H32O2, /. . 70°, [a] D —12,3°,
XXXV-b. Hidrólisis del último
Se disolvieron 1,02 g del alcohol en 10 mi de anhídrido acético,
Se añadieron 2 g de acetato sódico anhidro (fundido) finamente pulverizado y se calentó a reflujo durante doce horas. Se diluyó con
70 mi de agua y se extrajo tres veces con éter. Los extractos etéreos se neutralizaron con disolución acuosa de NaHCO 3 , se lavaron
con agua y se secaron con Na2SO4 anh. Al evaporar el éter, se obtuvo 1 g de un producto cristalino amarillo de f., 63-68°. Se purificó
mediante cromatografía en columna a través de 20 g de alúmina,
empleando benceno como único eluyente, seguida de recristalización
en etanol. El producto puro, que cristalizó en forma de pequeñas
láminas exagonales, dio f. 69-70°, [«]„ —12,3° (c = 0,550 <%• en cloroformo).
Espectro IR, en disolución: 2940 (mf), 2860, 1736 (mf), 1497,
1455, 1393, 1374 (doblete, f), 1225 (mf), 1136, 1120, 1080, 1053, 1020
(f) y 815 (f).
Análisis.
Calculado para C22H32O2 (328,5): C, SO.44; H, 9.82. Encontrado : C, 80.19 y 80.72; H, 10.19 y 10.14.
Hidrólisis del acetilderivado.
Se disolvieron 0,35 g de acetilderivado en 2 mi de una disolución al 9 % de KOH en etanol. Se dejó a temperatura ambiente durante treinta y seis horas, al cabo de las cuales se diluyó con 20 mi
de agua y se extrajo con éter. Del tratamiento y evaporación de
éste quedó 0,27 g de una resina transparente e incolora, cuyo espectro IR y poder rotatorio la identificaron como el alcohol original
C20H"30O* Hq., [a] D —26,5-, XXXV-a.
-
1G.2
797 -
Con yodo en benceno a reflujo'
Se. disolvieron 0,83 g de alcohol en 25 mi de benceno, se añadió
una escama de yodo y se calentó a reflujo durante diez horas. Se
eliminó el yodo, que coloreaba fuertemente la disolución, agitando
ésta con 5 mi de disolución acuosa de tiosulfato. sódico. Se lavó con
agua y después de secar convenientemente se evaporó el benceno,
quedando una resina transparente y prácticamente incolora (0,81 g),
que se identificó como alcohol de partida completamente inalterado.
1G.3
Con ácido p-toluensulfónico
en meianol <a reflujo
Se disolvieron 0,7") g del alcohol- en 5 mi de metanol, se añadió
una pequeña cantidad de ácido p-toluensulfónico (0,010 g) y se calentó a reflujo durante ocho horas. Una vez fría la disolución, se
añadieron 5 mi de agua y se extrajo con éter. Los extractos etéreos
se lavaron con disolución acuosa de NaHCO 3 hasta que no dieron
reacción acida, luego con agua y se secaron con Na,SO 4 anh. Al
evaporar el disolvente, quedó una resina transparente y prácticamente incolora (0,71 g), que se identificó como el alcohol de partida
completamente inalterado.
10.4
Con ácido p-toluensulfónico
en ácido acético a 100°
Se disolvieron 1,50 g de alcohol en 30 mi de ácido acético, se
añadió una pequeña cantidad (20 mg) de ácido p-toluensulfónieo y
se calentó a 100" durante cuatro horas. Una vez fría la disolución,
se le añadieron 50 mi de agua, con lo que-precipitó sustancia que
se extrajo con éter. Los extractos etéreos se neutralizaron con disolución acuosa de NaHCO 3 , se secaron con Na?SO4 anh. y se evaporó el disolvente. Quedó una resina turbia y blanca (1,60 g), cuyo
IR primero y una cristalización fraccionada luego, demostraron estar formada por una mezcla de alcohol inalterado y su acetilderivado
C22H32O2, f. 69-70°.
798
-
16.5 Con ácido p-toluensulfénico en tolueno a reflujo. Obtención
del hidrocarburo C20H28, liq., [a] D +62,6°, XXXVIII-a, b
Se disolvieron 2,73 g del alcohol en 40 mi de tolueno, añadiendo
1,7 g de ácido p-toluensulfónico. Se calentó a ebullición, manteniéndose el reflujo durante doce horas. Al cabo de este tiempo se evaporó el tolueno y el residuo se disolvió en éter, se trató con disolución acuosa de NaOH 2N y luego con agua hasta neutralidad. Después de secar convenientemente, se evaporó el éter, quedando un
residuo que pesó 2,40 g y cuyo espectro IR indicó que la deshidratación había sido completa. Se cromatografió en columna a través
de 100 g de alúmina, pasando éter de petróleo como único eluyente.
Se obtuvieron dos fracciones: la primera, con un peso de 2,15 g, consistió en un aceite bastante fluido, transparente y ligeramente amarillo, cuyo espectro IR, sencillo pero bien definido, indicó una constitución de hidrocarburo, y la otra, con el peso restante, consistente
en una resina casi sólida y oscura, con espectro IR muy poco definido.
La primera fracción dio varias manchas en la cromatografía en
capa fina, hecha eluyendo con hexano. Se la cromatografió nuevamente en columna a través de otros 100 g de alúmina y pasando éter
de petróleo como único eluyente. Así se lograron separar 1,40 g de
un aceite transparente e incoloro, que 'ya dio una única mancha en
la cromatografía en capa fina. Se trata de un hidrocarburo, C20H28r
liq., [>a]D +62,0° (c = 1,120 % en cloroformo).
Espectro UV, en etanol: 210-225 m¡Jt. 0 = 1.3.800) y 271 my.
(e = 6.900). Espectro IR, en disolución: 2924 (mf), 1605, 1493, 1453
(f), 1389, 1374 (f), 1359 (f), 1130, 1031 y 815 (mf). Espectro de RMN,
en CC1,: 3.1 (compleja), 7.75, 7.8-8.7 (compleja), 8.75, 8.78, 8.92,
8.98, 9.03 y 9.24.
Análisis.
Calculado para C2nH28 (268,4): C, 89.49; H, 10.51. Encontrado : C, 88.98; H, 10.42.
— 799 —
1C.G Con ácido sulfúrico concentrado, a 0o
Sobre 0,26 g de alcohol, puestos en un pequeño matraz enfriado
con hielo, se agregaron de una vez 5 mi de ácido sulfúrico concentrado, previamente enfriado a 0o. Se agitó hasta que todo el alcohol se hubo disuelto. La solución sulfúrica se añadió, muy lentamente y agitando, a 40 g de hielo troceado colocados en un matraz
de 100 mi. Apareció en seguida un aceite; se dejó la solución en
reposo hasta alcanzar la temperatura ambiente. Se extrajo con éter,
y los extractos se trataron del modo acostumbrado. Se eliminó el
éter y se secó el residuo al vacío. Se obtuvo un aceite transparente
y ligeramente amarillo, que pesó 0,23 g, con el que se hizo una cromatografía en capa fina, empleando hexano como eluyente y revelando con disolución acida de sulfato cérico. Se obtuvieron dos únicas manchas de igual tamaño y muy próximas: Rf 0,43 y 0,49, pero
totalmente diferenciadas, que demostraron la existencia de dos sustancias muy semejantes y en proporciones parecidas como únicas
constituyentes del producto obtenido. Estas sustancias son ambas
hidrocarburos, según indica el espectro IR de la mezcla. Se cromatografió en coiumna a través de 25 g de alúmina, pasando éter de
petróleo como único eluyente y recogiendo ocho fracciones de 60 mi,
en las que pasó todo el producto. No se logró aislar sustancia pura
más que en la fracción segunda, en la que se aislaron 0,09 g de un
aceite incoloro, que dio una sola mancha en la cromatografía en
capa fina. Esta sustancia presentó el mismo espectro IR que el hidrocarburo C20H28. liq., obtenido en el tratamiento del mismo alcohol con ácido p-toluensulfónico en tolueno ?. reflujo.
16.7
Con dicromato sádico en doble fase éter-agua. Reversión
cetona original C 20 H 28 O, /. 120", [a']D +J6,J,°, X
a la
Sobre una disolución de 0,10 g de alcohol en 10 mi de éter, dispuesta en un embudo de decantación de 50 mi, se añadieron de una
vez 8 mi de una disolución acuosa 0,5 M en Na 2 Cr 2 0 7 y 2 M en
H2SO4. Se agitó enérgicamente, a temperatura ambiente, durante
una hora, y se añadieron 10 mi más de éter. Se decantó la capa etérea, que se lavó varias veces con agua y se secó con Na2SO4 anh.
D éter evaporado se obtuvo un producto cristalino, blanco ; peso
— Soo —
0,154 g ; f. 118-20'. Su espectro IR, p. f. y p. f. mixto demostraron
la identidad con la "cetona C 20 H 2S O, f. 120°,- [>]„. +1(5,4°, X .
17.
OXIDACIÓN DE VARIOS ALCOHOLES SECUNDARIOS
C 2O H 30 O
A CETONA, CON DICROMATO, EX DOBLE FASE ÉTER-AGUA
El procedimiento descrito en el epígrafe anterior se aplicó a las
siguientes transformaciones:
17.1 Alcohol C10H,0O, /. 60", '[«]„ —13,7", XLVII1. Obtención de
la cetoná C20H,8O, /. 92, j>]D —3,9° (c = 1,810. % en cloroformo),
XLIX
17.2 Alcohol C,,H30O, /. fíO\ U]v +13,2, XXXVI. Reversión a la
cetona C2,H.,,O, /. í)2. [*]„ + .£>, XII
17.3 'Alcohol C20HsnO, /. UD\ [>]„ +22,.?°, XXXVII.
Reversión
a la cetona C 2 n H 2 S O, /. 92% [»]„ +/,,.?' A7/
18.
THATAMIENTOS' DEL HIDROCARBURO
C 2( -,H 32 , LIQ., [ i ] , ,
+41,2o,
XIX-a, b
18.í
Con permanganato potásico en medio acuoso alcalino
Se colocaron en un pequeño matraz 0,85 g- de hidrocarburo, fi mi
de una disolución acuosa de KOH al C % y óO mi de disolución
acuosa saturada de KMnO 4 , calentando el conjunto a reflujo durante diez horas. Se pasó una débil corriente de SO, hasta eliminación del MnO s . quedando la disolución transparente, casi incolora
y ligeramente acida. Después de alcalinizar ligeramente, se extrajo
con éter. Los extractos, lavados con agua y debidamente secos, diedon, al evaporar el disolvente, 0,67 g- de una resina, cuyo espectro
IR mostró sobre el conjunto general correspondiente al hidrocarburo de partida, una absorción compleja de intensidad media en la zona
carbonílica.
' La capa acuosa de la anterior extracción se acidificó con unas gotas de HC1 1:1 y, calentando al vapor, se agitó durante unos minutos.- Se dejó enfriar y se extrajo de nuevo con éter. Los extractos,
— Sor
—
tratados del modo acostumbrado, rindieron 0,07 g de una resina oscura de espectro IR muy .indefinido.
Fue imposible aislar de ambos productos ninguna sustancia defi
nida aparte de la de partida.
18.2 Con permanganato potásico en medio acuoso neuffro
El conjunto de 1,90 g del hidrocarburo y 100 mi de una disolución acuosa saturada de KMnO 4 colocados en un matraz de 200 mi
se calentó a reflujo durante diez horas, agitando ocasionalmente. Se
trató como en el epígrafe anterior con SO2, se extrajo con éter., se
trató éste del modo acostumbrado y se evaporó. Quedaron 1.80 g de
une resina oscura, cuyo espectro IR indicó ser una mezcla compleja.
Se cromatografió en columna a través de 100 g de alúmina, eluyendo con éter de petróleo, tetracloruro de carbono, benceno, éter.
metanol y mezclas intermedias, recogiendo fracciones de 30 mi, de
las que se totalizaron -10. No se logró, sin embargo, separar ninguna sustancia definida.
1.8.3 Bromación a temperatura ambiente, disuelto en tetracloruro
de carbono
Se disolvieron. 1,34 g (5 mmols) de hidrocarburo en 15 mi de
CC14 dispuestos en un matraz provisto del dispositivo adecuado para
pasar corriente de nitrógeno seco y adicionar bromo. Una vez establecido el paso de nitrógeno, se añadieron, poco a poco y dando
tiempo cada vez para que se decolorara la disolución, 3,2 g de bromo (20 mmols) disueltos en 20 mi de CC14. Durante la adición se
desprendió abundante HBr y al final la disolución no se decoloró
completamente. Se evaporó el CC1., y el residuo se disolvió en éter,
lavando con disolución acuosa de Na2S2O,, luego con agua y secando finalmente con Na,SO 4 anh. Al evaporar el éter, quedó una
resina oscura que desprendía HBr, por lo que se la disolvió en ácido
acético glacial, añadiendo cinc en polvo y calentando a reflujo durante dos horas. Se diluyó con agua y se extrajo con éter, neutralizando, lavando y secando los extractos del modo acostumbrado. Al
evaporar el disolvente, se obtuvo una resina oscura casi sólida, que
pesó 1,52 g. Una parte de este producto se cromatografió en columEV. DE LA REAL ACADEMIA DE CIENCIAS.—3908.
fli
— 8O2 —
na a través de alúmina, empleando los disolventes habituales, sin
lograr aislar ninguna sustancia definida. Otra parte se destiló a 180tt
y 0,1 mmHg de presión a través de cinc en polvo, obteniendo una
pequeña cantidad de un aceite casi incoloro, con IR de hidrocarburo
aromático impurificado con bromoderivados. Debido a la poca cantidad disponible no se intentó su purificación.
10.
TRATAMIENTOS DE LA CKTONA
C20H32O,
F. 44O,
[a] D —9,16°, V i l
19.1 Con ozono, disueita en metanol. Obtención de la dicetona
C20H30O2, /. 102% XXIIl-a, b
Se preparó una disolución de 0,44 g de la cetona en 15 mi de metanol, colocándola en un matraz de 50 mi de fondo estrecho, preparado para el paso de ozono y con refrigeración externa. Se hizo pasar ozono (manteniendo una temperatura inferior a — 20°) durante
quince minutos con un caudal de gas de 20 1/h, lo que supone, dado
el rendimiento del ozonizador empleado, algo más de 5 mmols de
ozono. Una vez realizada esta operación, se añadieron a la disolución 10 mi de ácido acético glacial y 0,5 g de cinc en polvo, calentando el conjunto a reflujo durante una hora. Al no dar ya la disolución reacción positiva de peróxidos, se filtró y se evaporó al vacío
el metanol y la mayor parte del ácido acético. A continuación se diluyó con agua y se extrajo con éter, que se lavó y secó ; evaporado
quedó una resina de color amarillo claro ; peso 0,41 g.
Una parte de este producto (0,87 g) se cromatografió en columna
a través de 40 g de alúmina, recogiendo fracciones de 30 mi:
Fracciones
1-4
5-8
9-12
13-10
17-20
21-24
25-28
29-32
33-30
37-40
Eluyente
Éter de petróleo
Éter de petró1ec-CCl( (3:1)
CC14
'.
CC1 ^-Benceno (3:1)
Benceno
Benceno-Eter (9:1)
»
» (3:1)
Éter
Eter-Metanol (19:1)
x
»
(4:1)
Peso
—
—
—
—
0,00
0.00
0,07
0,03
0.12
0,02
Sustancia
g
»
»
»
»
»
—
—
—
—
Crist. f. -10-4°
Crist. f. 91-0°
»
»
Resina
»
>
Las fracciones 17 a 20 dieron 0,06 g de sustancia de partida inalterada. Las fracciones 21 a 28 rindieron 0,13 g de un producto
cristalino, blanco, de f. 91-(>°. Las demás fracciones sólo dieron resinas de espectros IR imprecisos, de las que no se logró aislar ninguna sustancia de composición definida.
La sustancia cristalina, que dio reacción de TNM negativa, recristalizada en etanol fijó su p. f. en 101-2°.
Espectro UV, en etanol: 252 m¡j. (s <= 4.850). Espectro IR, en
disolución y en KBr: 2924 (mf), 1700 (mf), 1667 (mf), 1629 (f), 1475,
1453 (f). 1420, 1393 (f), 1377 (f), 1370 (f), 1340 (doblete, f), 1282,
1250, 1227, 1176, 1143, 1121, 1064, 1001 y 900.
Análisis.
Calculado para C2OH30O2 (302,5): C, 79.41; H, 10.00. Encontrado : C, 79.46; H, 10.32,
19.2 Con permcmganato potásico, en disolución alcalina de etanolagim a baja temperatura (18)
En un vaso de 300 mi provisto de termómetro, embudo de adición de 100 mi, agitador mecánico y rodeado de una baño de acetona y nieve carbónica, se colocaron: 100 mi de etanol del 77 %,
3,83 g de la cetona (13,27 mmols) y 0,3 mi de NaOH del 10'%. Se
puso en marcha el agitador y cuando la temperatura alcanzó los
— 30°, se empezó la adición, gota a gota, de una disolución de 5,5 g
de KMnOj en 90 mi de agua. Durante la adición se controló la temperatura, de modo que siempre osciló entre — 20° y — 30°.
Una vez terminada la adición se siguió agitando hasta que toda
la masa tomó el color pardo característico del MnO2. Se disolvió la
manganesa con corriente de SO,. Se separó el baño refrigerante,
dejando alcanzar la temperatura ambiente y concentrando al vacío
hasta volumen mitad. La disolución resultante se extrajo con éter,
lavando los extractos con agua y secándolos con Na,SO 4 anh. Al
evaporar el éter se obtuvo una masa espesa, incolora y transparente,
*de peso 3,7 g, de sustancia inalterada.
— 804 —
1Ü.3 Con acetato de plata y yodo, en ácido acético (19, 20 y 21)
En un matraz de 100 mi de tres bocas, provisto de termómetro,
agitador mecánico y refrigerante de reflujo, se colocaron: 3,(5 g de
la cetona (llí mmols), 4,5 g de acetato de plata seco y 50 mi de ácido acético glacial. Se puso en marcha en agitador y después de quince minutos se añadieron, finamente divididos y en pequeñas porciones, ¿5,0 g de 12. Se continuó agitando fuertemente durante una hora,
con lo que todo el color del I2 desapareció, añadiendo entonces 5 mi
de ácido acético acuoso (i mi de agua por 25 mi de ácido acético
glacial), calentando la mezcla a 80-95° y manteniendo esta temperatura con enérgica agitación durante tres horas.
Se dejó enfriar y se saturó la disolución con NaCl, filtrando el
residuo sólido de sales de plata formado. El filtrado se concentró
para eliminar la casi totalidad del ácido acético, disolviendo el residuo en 7 mi de metanol, le que dio una disolución clara que no
hubo necesidad de filtrar. Se añadieron 3 g de KOH disueltos eii
metanol, agitando varias veces, y después de saturar ei matraz con
N,, se cerró y se dejó a temperatura ambiente hasta el día siguiente.
La disolución, de fuerte color oscuro, se neutralizó con HC1 diluido y se extrajo con éter. Los extractos etéreos se lavaron con disolución de tiosulfato sódico, bicarbonato sódico y finalmente con
agua, secando con Xa2SO4 anh. Al evaporar el éter quedó una resina oscura, que pesó 3,7 g.
Se cromatografió en columna a través de 1!)() g de alúmina, pasando éter de petróleo, tetracloruro de carbono, benceno, éter, metanol y mezclas intermedias.
Se recuperó un (JO % de sustancia inalterada, sin lograr aislar ni
caracterizar ningún otro producto definido.
20. TRATAMIENTO DE LA OXIMA C 20 H 33 NO, F. 150", [a] D +105,4%
X X V I I I , CON CLORURO DE TOSILO, EN DISOLUCIÓN ALCALINA
DE DIOXANO-AGUA (24)
A una disolución de 1,00 g de oxima en 36 mi de dioxano se añadieron 18 mi de una disolución 3 N de NaOH en agua. Con tina
buena agitación se añadieron, poco a poco y en el trascurso de treinta minutos, 1,3 g de cloruro de tosilo finamente pulverizado. Luego,,
-
8o S
-
sin dejar de agitar, se calentó hasta 50°, manteniéndose así durante
tres horas, al cabo de las cuales se vertió el conjunto aobre 300 mi
de agua en un embudo de decantación, se agitó y se dejó en reposo
durante una noche.
Al día siguiente se extrajo con éter. Los extractos se lavaron
con agua hasta neutralidad y se secaron con Na2SO4anh. Al evaporar el disolvente, quedó un aceite amarillento, transparente, que pesó
1,8o g, consistente (IR) en una mezcla con predominio de nitrilos.
Se cromatografió en columna a través de 100 g de alúmina, eluyendo con éter de petróleo, tetracloruro de carbono, benceno, éter,
metanol y mezclas intermedias y recogiendo fracciones de 30 mi.
Los espectros IR indicaron que de todas las fracciones obtenidas
sólo las 27-30 consistían en nitrilos sin apenas impurezas, siendo las
demás fracciones mezclas complejas.
Fracciones
Eluyente
Peso
1-0
Éter de petróleo
—
—
7-10
Éter de petrnleo-CCl 4 (3:1)
—
—
11-14
CC1 4
—
—
15-18
CCI4-I!enceno (3:1)
0,0l>n g
Resina
0,190 »
»
0,230 »
»
0,810 J
»
1Ü-22
»
»
•
Sustancia
'. ...
(1 :1)
23-20
Henccno
... ...
27-"¡0
Henceiio-Eter (1Í>:1)
3134
»
.
(!t:l)
0,110 »
»
;¡.vns
i
»
(3:i)..:
0,023
»
39-42
Éter
'
0,015 »
»
43-40
Eter-Metanol (1!t:l)
0,200 »
»
0,085 *
»
47-50
1
>
(!):!)
Una cromatografía múltiple de las indicadas fracciones, en capa
fina, eluyendo con hexano-éter ((!: 1), dio en todas ellas dos fuertes
manchas, análogas y completamente separadas, con Rf 0,61 y 0,68,
y unas pocas manchas pequeñas de impurezas1 muchos más polares.
Con la fracción 28 se realizó una cromatografía en capa fina, múltiple, en las mismas condiciones que la antedicha, aislando cuantitativamente, bajo luz UV, las dos sustancias separadas y realizando
sendos espectros UV. El resultado fue idéntico, dando fuerte absorción a 250 m¡x. •"
— 806 —
Se volvieron a cromatografiar estos nitrilos para purificarlos y
separarlos, pero el producto se alteró sensiblemente y no se logró
aislar ni caracterizar ninguna sustancia pura.
21. TRATAMIENTOS DE LA ISOXAZOLINA, C20H33NO, F. 141-2°, XXV
21.1 Con cloruro de hidrógeno seco, disuelta en éter
A través de una disolución de 100 mg de la isoxazolina en 10 mi
de éter absoluto, mantenida a temperatura ambiente, se pasó una
suave corriente de HC1 gas, seco, durante algo más de una hora,
tomando las precauciones debidas para evitar la penetración de humedad en el aparato. A continuación se lavó la disolución con 2 mi
de agua, seguidos de 1 mi de disolución saturada de NaHCO¿ y
1 mi de agua. La disolución etérea así tratada se secó con isTa2SO4
anh. y se evaporó el disolvente, quedando 95 mg de una sustancia
blanca, cristalina, con f. 138-41°, que se identificó (IR y p. f. mixto)
como sustancia de partida inalterada.
21.2 Con ácido ¡odhídrico azeotrópico
Se pulverizaron 0,45 g de isoxazolina y se suspendieron en 10 mi
de HI azeotrópico incoloro (d = 1,7) recién preparado (39). El matraz de reacción se tapó herméticamente, se envolvió con papel negro para protegerlo de la luz y se dejó en la oscuridad, agitando
ocasionalmente durante cuarenta y ocho horas, al cabo de las cuales
se diluyó con agua y se extrajo corí éter. Los extractos etéreos se
lavaron primero con disolución de NaHCO 3 , luego con disolución
de Na,S,O 3 y finalmente con agua. Después de secar con NaJíO.,
anh., se evaporó el disolvente, quedando 0,43 g de sustancia inalterada.
21.3 Con ácido ¡odhídrico azeotrópico, disuelta en ácido acético
glacial
Se disolvieron 0,30 g de isoxazolina en 5 mi de ácido acético glacial y se añadieron 10 mi de HI azeotrópico incoloro (d •= 1,7) recién preparado según (39). El matraz de reacción se tapó herméti-
- S o
7
-
camente y se envolvió con papel negro para protegerlo de la luz,
manteniéndolo así, y a temperatura ambiente, durante más de cincuenta horas. Se diluyó entonces con 50 mi de agua fría y se extrajo con éter. Los extractos etéreos se trataron como en el caso anterior ; se evaporó el disolvente, quedando 0,27 g de sustancia inalterada.
Se repitió el tratamiento con la variación de mantener la disolución durante cincuenta horas a 100°. Se recuperó de modo análogo
prácticamente la totalidad de la isoxazoliua inalterada.
21.4 Con sodio y n-buianol
En un matraz de 50 mi se disolvieron 0,7G g de isoxazolina en
20 mi de H-butanol puro y seco. Se adaptó a la boca del matraz un
refrigerante de reflujo (Liebig), largo y ancho, calentando entonces
hasta ebullición, y una vez iniciada ésta, se añadió, de una vez, 1 g
de sodio cortado (bajo éter absoluto) en pequeños trozos, retirando la calefacción. La reacción fue muy viva y en cuanto comenzó
a disminuir se volvió a calentar de modo que la intensidad de la
misma no disminuyera. Se mantuvo la calefacción hasta que todo
el sodio hubo reaccionado. Se dejó enfriar algo y se añadieron 10 mi
de agua, poco a poco y agitando, formándose dos capas que se separaron por decantación. La capa alcohólica se lavó con agua y se
evaporó el disolvente, secando bien el residuo al alto vacío. Quedaron 0,72 g de una resina cuyo IR demostró ser isoxazolina algo
impurificada. La cristalización en etanol rindió isoxazolina cristalina, pero no se logró, por su pequeña proporción, aislar ni caracterizar ninguna otra sustancia.
21.5 Con permanganato potásico, disuelta en ácido acético
Se disolvieron 0,30 g de isoxazolina en 20 mi de ácido acético
glacial exento de reductores, colocados en un matraz de 50 mi. Se
añadieron i mi de una disolución acuosa al 4 % de KMnO4. Después de agitar bien se mantuvo durante cuatro horas a 100° en un
baño de vapor, con lo que quedó una suspensión pardo-negruzca,
que se agitó con una disolución acuosa al 40 % de NaHSO, hasta
que se decoloró totalmente. Se diluyó con agua hasta que no hubo
— 8oS —
más precipitación y se filtró. El precipitado se lavó varias veces con
abundante agua, se escurrió y se disolvió con éter. Después de secar
la disolución etérea con Na,SÜ 4 anh. se evaporó el disolvente, quedando 0,29 g de sustancia de partida inalterada, prácticamente pura.
21.6 Con peróxido de hidrógeno, disuelta en metanol alcalino
Se disolvieron 300 mg de isoxazolina en 25 mi de metanol 0,5 N
en NaOH, añadiendo luego 2 mi de HX). del 30 %. La sustancia
no se disolvió totalmente ni aun después de calentar suavemente.
Se dejó a temperatura ambiente durante dos días, se añadieron otros
2 mi de H2O., del 30 % y se tuvo un día más, agitando ocasionalmente. Se diluyó con agua, filtrando el precipitado formado, el cua1,.
una vez seco, pesó 20S mg. Fue de sustancia de partida.
21.7 Con peróxido de hidrógeno, disuelia en ácido acético
Se disolvieron 30 mg de isoxazolina en 1 mi de ácido acéticoglacial. Se añadieron varias gotas de 11,0, del 30 % hasta iniciarse
el enturbiamiento de la solución. Se dejó a temperatura ambiente
durante un día completo. Se diluyó entonces con agua y se extrajo
con éter. Los extractos se lavaron con disolución de NaHCO a y con
agua, secándolos con Na2SO4 anh. Al evaporar el éter quedó un
residuo cristalino de peso 28 mg de sustancia de partida.
21.8 Con peróxido de hidrógeno, disuelia en ácido fórmico. Obtención del N-óxido de isoxazolina, C I0 H ls NO 1( /. 195", XXVI
Se disolvieron 300 mg de la isoxazolina en 9 mí de ácido fórmico de 00 %, añadiendo, gota a gota y agitando, 2 mi de \\2O. del
30 %, con lo que se empezó a observar turbidez. Se calentó en baño
de vapor durante unos diez minutos, con lo que la solución quedó
incolora y transparente, dejándola entonces a temperatura ambiente
durante dos días. Se concentró la disolución a menos de la mitad,
haciéndolo al vacío en un evaporador rotatorio y calentando con
baño de vapor, luego se alcalinizó ligeramente y con NaOH al lí> %
y se extrajo con éter. Los extractos, lavados con agua y secados con
Na-.SO, anh., dieron al evaporar el éter un producto cristalino que-
— 809 —
pesó 290 mg, f. 185-92"'. Una recristalización en etanol dio cristales
prismáticos, largos, que fijaron el p. f. en 194-5°, sublimándose hacia los 150°.
Espectro IR, en disolución: 2940 (mf), 2S5T (f), 1040 (mf), 1453
(f), 1397, 1381 (f), 1308 (f), 1310 (f), 1250 (f), 1227 (f), 1214 (f), 1101,
1124, 1090, 971, 952, 885 (1), 833, 811 (f) y 709.
A ¡uílisis.
Calculado para C 2u Il a3 XO, (319..5J: C, 75.18; H, 10.42; X>, 4.38.
Encontrado: C, 74.98 y 74.05; H, 11.17 y 10.50 ; N, 4.93.
21.9 Con ctcrcito de triflnoriiro de boro, disuelta en anhídrido
acético
Se disolvieron 0,00 g- de isoxazolina en 10 mi de anhídrido acético, se añadieron 30 mi de BF3.O(C,HS)2 recién destilado (p. eb. 120°)
y después úz mezclar bien se dejó a temperatura ambiente durante
tres dias. Se añadieron 00 g de hielo trocado y se dejó a temperatura ambiente otras ocho horas, agitando ocasionalmente. Se formó
un precipitado que se filtró, se lavó con agua hasta eliminar la acidez y se secó. Quedó 0,57 g de sustancia de partida en forma de
polvo fino, cristalino.
Se repitió la operación con las mismas cantidades, pero haciendo
el tratamiento en caliente, a 100°, durante ocho horas y prosiguiendo luego de modo análogo. El resultado fue igualmente negativo,
recuperándose la sustancia de partida inalterada.
22. TRATAMIENTOS DEI. N ó x m o DE ISOXAZOLIXA C20H33NO2,
F. 195°, XXVI
22.1 Con cinc y ácido acético
Se disolvieron 0,32 g de X-óxido en 20 mi de ácido acético glacial, se añadieron 2 g de cinc en polvo, calentando el conjunto a
100" en baño de vapor. En el trascurso de tres horas se añadieron
pequeñas porciones de agua (en total unos 5 mi), procurando cada
vez no provocar precipitación de sustancia. El cinc quedó completa-
— 8io —
mente disuelto. La disolución resultante se vertió, agitando, sobre
120 mi de agua, con lo que se produjo un fuerte enturbiamiento,
pero sin llegar a precipitar. Se extrajo con éter, tratando los extractos del modo acostumbrado. Al evaporar el disolvente, quedaron 0,31 g de sustancia inalterada.
22.2 Con hidruro de aluminio y litio, disuclto en éter. Reversión a
la o.vimn C,0HS5NO2, /. 2-W, [>]„ +7,2°, XXII'
A una disolución de 0.32 g de X-óxido en 30 mi de éter se añadieron 0,5 g de LiAlHj. El conjunto se calentó a reflujo durante
diez horas ; se añadieron 20 mi de éter húmedo (saturado), y a continuación, gota a gota y con agitación, disolución saturada de NaCl.
Una vez destruido el exceso de LiAlH,. se añadió un poco de
Na 2 SO 4 anh. y se decantó la solución etéreu, que se trató adecuadamente. Evaporada quedó una resina ; peso 0,31 g. Este producto se
calentó a reflujo con G mi de etanol durante diez minutos. Se formó
un precipitado cristalino, blanco, que se filtró, lavándolo dos veces
con etanol y secándolo bien. Pesó 0,20 g. P. f., p. f. mixto e IR lo
identificaron como la oxima C20H3SNO2, f. 250", [«]„ +7,2°, XXIV.
(Rendimiento, 05 •%).
La disolución etanólica, después de evaporado el disolvente, rindió 0,10 g de una resina, casi sólida, con espectro IR poco definido
y de la que no se logró aislar ni caracterizar ninguna sustancia definida.
23. TRATAMIENTOS DEL CETOL C 2n H J4 O 2 , F. 102°, [•*]„ +85", IV-H
23.1 Con cinc
Se mezclaron bien 0,50 g del cetol, finamente pulverizado, con
5 g de cinc en polvo, colocándose la mezcla en el fondo, ensanchando en forma de bola, de un tubo de vidrio Pyrex de paredes gruesas. Se superpusieron unos 5 g más de cinc en polvo, que terminaron de llenar la bola, y se cubrió con un poco de lana fina de vidrio.
Se calentó lentamente hasta alcanzar los 200°, manteniendo esta temperatura durante dos horas y dejando enfriar luego. A continuación
se destiló (calefacción por horno de aire), pasando a 200-220° (tem-
8u —
peratura exterior) y 0,05 mmHg, un aceite incoloro que cristalizó al
enfriarse sobre las paredes del tubo (0,45 g), Su p. f., p. f. mixto e
IR lo identificaron como sustancia de partida inalterada.
23.2 Con ácido p-tohicnsulfónico en tolueno a reflujo. Formación
del hidrocarburo C,0H30, liq., [a] D 0o, XXI-a, b
Se disolvió 1,0 g del cetol en 10 mi de tolueno, añadiendo 0,1 gf
de ácido p-toluensulfónico. Se calentó a ebullición, manteniendo el
reflujo durante doce horas. Al cabo de este tiempo se evaporó el tolueno y el residuo se disolvió en éter, se írató con disolución acuosa de NaOH 2 X y luego con agua hasta neutralidad. Después de
secar con Na,SO., anh., se evaporó el éter, quedando una resina
amariila que pesó 0,í) g. Se cromatografió en columna a través de
50 g de gel de sílice activa, empleando éter de petróleo como único
eluyente. Se obtuvo una resina transparente e incolora (0,85 g) cuyo
espectro IR y carencia de poder rotatorio la identificaron como el
hidrocarburo aromático C20H30, liq., [a] D 0o, XXI-a, b.
24. TRATAMIENTOS DE LA OXTMA C 20 H 35 NO,. F. 250° (D),
[zl n +7,2°, XXIV
24.1 Con sodio y ctanol
En un matraz de iíO mi se disolvieron 1,0 g de la oxima en 20 mi
de etanol absoluto. Se adaptó a la boca del matraz un refrigerante
de reflujo largo y ancho, calentando entonces hasta ebullición, y
una vez iniciada ésta se añadió, lo más rápidamente posible, 1 g de
sodio cortado en pequeños trozos, suspendiendo la calefacción. La
reacción fue muy viva y en cuanto comenzó a disminuir se volvió a
calentar de modo que la intensidad de la misma no disminuyera. Se
mantuvo la calefacción hasta que todo el sodio hubo reaccionado.
Se dejó enfriar algo y se añadieron 10 mi de agua, poco a poco y
agitando, quedando una disolución transparente, de color amarillo
claro. Se extrajo con abundante éter, lavando los extractos con
agua hasta neutralidad y secándolos con Na2SO4 anh. Al evaporar
el disolvente, quedó un residuo casi sólido que pesó 1,01 g. Calentado a reflujo con 2 mi de etanol durante diez minutos, dejó un
— 812 —
precipitado cristalino, blanco, que se filtró, lavándolo dos veces con
etanol y secándolo bien. Dio 0,97 g de sustancia de partida inalterada.
24.2 Con sodio y n-butanol
En un matraz de 100 mi se disolvieron 1,0 g de la oxima en 30 mi
de n-butanol, puro y seco. Se procedió en forma análoga a la descrita en el tratamiento con sodio en el seno de alcohol etílico. Al
añadir, como en el caso anterior, 10 mi de agua, se formaron dos
capas, que se separaron por decantación. La capa alcohólica se lavó
con poca agua y se evaporó el disolvente, secando bien el residuo
al alto vacío. Quedaron 0,98 g de un sólido que se reconoció como
sustancia de partida.
24.3 Con hidntro de aluminio y litio, disuclta- en éter
A vina disolución de 1,0 g de la oxima en 40 mi de éter absoluto
se añadieron 1,0 de LiAlH 4 , El conjunto se calentó a reflujo durante ocho horas, al cabo de las cuales se añadieron 30 mi de éter húmedo (saturado), seguidos, gota a gota y con agitación, de disolución acuosa saturada de NaCl. Una vez destruido el exceso de
LiAlH., se añadió un poco de Na 2 S() 4 anh. y se decantó la solución
etérea, lavando el residuo cristalino con más éter que se incorporó
a la solución decantada. Esta disolución etérea se lavó con agua, se
secó con Na2SÜ4 anh. y se evaporó el disolvente, quedando un sólido que pesó 0,96 g, siendo sustancia de partida inalterada.
24.4 Con estaño y ácido clorhídrico, disuelta en etanol
Se disolvieron 1,50 g de la oxima en 50 mi de etanol, se añadieron 50 mi de HC1 1:1 y 5,0 g de granalla fina de estaño, calentando el conjunto a reflujo durante cuarenta y cinco horas. Se separó
entonces el estaño no reaccionado (3,9 g) y se concentró el líquido
hasta un volumen mitad. Esta disolución se neutralizó en parte, dejándola levemente acida; se añadió abundante ácido tartórico, se
malaxó, se alcalinizó con NaOH y finalmente se extrajo con éter.
Los extractos etéreos se lavaron con agua hasta neutralidad y des-
pues de secarlos convenientemente, se evaporó el éter ; 1,3 g de resina con espectro IR muy complejo.
Una parte de esta resina (0,95 g) se cromatografió en columna
.a través de 50 g de alúmina, eluyendo con éter de petróleo, tetra-,
cloruro de carbono, benceno, éter, metanol y mezclas intermedias,
recogiendo un total de 40 fracciones de 30 mi. El resultado fue complejo, reconociéndose nitrilos, pero sin lograrlos puros, y obteniéndose una única sustancia cristalina (0,13 g) de la mezcla éter-metanol
(.19:1). Recristalizada en éter de petróleo dio prismas amarillos de
f. 358-60°.
Espectro IR, en disolución: 3050, 3333, 2933 (f), 2857, 1595 (f),
1484, 1458 (f), 1425, 1400 1377 (doblete, f), 1323 (doblete), 1290,
1242 (f), 1175 (f) y 1136 (f).
Análisis.
Calculado para C20H33NO (303,5): C, 79.14; H, 10.96; N. 4.62.
Encontrado: C, 79.75; H, 11.28; N, 4.60.
24.5 Con cloruro de tosilo, en disolución alcalina de dioxanodgua (2.'/). Formación de la isoxazolina C2oH33NO, /. J-'fl", XXV
A una disolución de 0,97 g de la oxima en 22 mi de dioxano se
añadieron 11 mi de una disolución 3 N de NaOH en agua. Con una
buena agitación se añadieron, poco a poco y en el transcurso de
treinta minutos, 2,20 g de cloruro de tosilo finamente pulverizados.
Luego, sin dejar de agitar, se calentó hasta 50°, temperatura que
se mantuvo durante tres horas, al cabo de las cuales se vertió el
conjunto sobre 170 mi de agua dispuestos en un embudo de decantación, se agitó y se dejó en reposo durante una noche. Al día siguiente se extrajo con éter y se procedió como de costumbre. Al
evaporar el éter quedó un producto sólido, que se pulverizó y se
desecó a alto vacío, obteniendo una sustancia cristalina, blanca, que
pesó 0,95 g y cuyos p. f., p. f. mixtos e IR la identificaron como la
isoxazolina C^H^NO, f. 141-2°, XXV.
-
24.6
8i 4
-
Con cinc y ácido acético
Se disolvieron 0,64 g de oxima en 50 mi de ácido acético glacial
y se calentó a reflujo. En el transcurso de tres horas se añadieroa
3 g de cinc en polvo, manteniendo él reflujo, que se prolongó durante otras tres horas, añadiendo ocasionalmente pequeñas porcions de agua, sin que e.n ningún momento precipitara sustancia. Al
cabo de este tiempo el cinc quedó completamente destruido. Se dejó
enfriar la disolución y se vertió, agitando, sobre 250 mi de agua.
Se extrajo tres veces con éter, lavando los extractos con agua hasta
neutralidad y secándolos convenientemente. Las aguas de lavado se
incorporaron a los líquidos extraídos. Al evaporar el éter quedó una
resina oscura que pesó 0,52 g. Su espectro IR reveló la presencia,
impurificada, de la isoxazolina C20H33NO, f. 141-2°.
Los líquidos extraídos se alcalinizaron y se volvieron a extraer
con éter. Los extractos, debidamente tratados, rindieron 0,10 g de
una resina amarillenta, cuyo IR, poco definido, acusó la posible presencia del grupo funcional amino. No se logró la purificación de
esta sustancia.
24.7 Calentamiento a 250°
Se calentaron en un baño de aleación 0,32 g de oxima, colocados en un "tubo de vidrio Pyrex, manteniendo una temperatura de
250° durante quince minutos. La sustancia se descompuso, tomando
color oscuro y desprendiendo abundantes vapores que condensaron
en las paredes frías del tubo y que dieron reacción alcalina, oliendo
a amoníaco. Quedó una resina oscura, consistente, que se intentó
cristalizar con varios disolventes sin conseguirlo.
A pesar de diversos tratamientos efectuados, incluyendo el pasode HC1 gas a través de su disolución en éter absoluto, no se logró
caracterizar ni aislar de este producto ninguna sustancia definida.
25. TRATAMIENTO
ÁCIDO
DEL DIÓL
C20H36O2,
F.
S4°, [a] D —7,6°, XX,
CON
SULFÚRICO CONCENTRADO. OBTENCIÓN DEL HIDROCARBURO
C2OH32, LIQ., [a] D +56,4°, XIX-a, b
A 15 mi de ácido sulfúrico concentrado, puestos en un matraz de
50 mi y enfriado con hielo, se agregaron poco a poco y agitando,
1,22 g del diol, finamente pulverizado. Una vez disuelto todo el diot
— 8x5 —
(diez minutos), la solución sulfúrica se añadió muy lentamente y
agitando a 100 g- de hielo troceado colocados en un matraz de
300 mi. Apareció en seguida un aceite amarillo. Se dejó hasta el día
siguiente, en que se extrajo con éter. Los extractos se trataron con
disolución de NaHCO 3 y después con agua. Se eliminó el éter y se
secó al vacío de 0,05 mmHg. Se obtuvo un aceite transparente y
ligeramente amarillo, que pesó 0,95 g.
Se cromatografió en columna a través de 80 g de alúmina, eluyendo con éter de petróleo. Se obtuvieron 0,83 g de un aceite espeso, incoloro y transparente. Rendt.°, 78 %. [>.]D +56,4° (c •= 0,91 %.
en cloroformo).
Espectro UV, en ciclohexano: 250 mu, (e = 16.000). Espectro
IR, en disolución: 2941 (f), 2857, 1473, 1449 (f), 1425, 1385, 1372 (f),
1359 (f) y 1138.
Análisis.
Calculado para C,0H3, (272,5): C, 88.16: H, 11.84. Encontrado:
S, 88.51 y 88.41 ; H, 12.08 y 12.19.
26. TRATAMIENTOS DEL DIOL C20H5r>O2, F. 135°, [a] D —19,3°, Vi-a
26.1 Con xcetato de isopropenilo. Formación del acetilderivado
CMHaBO2> /. 11°, XVIII
En un matraz de 20 mi se colocaron 0,42 g de diol, se añadieron
5 mi de acetato de isopropenilo recientemente destilado y unos pocos cristalitos de ácido p-toluensulfónico. Calentando suavemente se
logró una disolución incolora y transparente, persistente al enfriar.
Se adaptó entonces al matraz el dispositivo adecuado para destilar
V se calentó hasta lograr la destilación lenta de sustancia (mezcla de
acetato de isopropanilo y acetona), que se mantuvo durante dos horas, al cabo de las cuales s: evaporó el resto del líquido. El residuo
se disolvió en éter, se trató la disolución del modo habitual y rind;ó
una resina, que pesó 0,416 g.
Se cromatografió en columna a través de 30 g de alúmina, eluyendo con éter de petróleo, benceno, éter, metanol y mezclas intermedias, recogiendo en total 36 fracciones de 20 mi. Las fracciones
— 8t6
-
fcencénicas rindieron 0,80 g de una sustancia cristalina cuyos p. f.,
p. f. mixto e IR la identificaron como C22H35O¡¡, f. 76-7°. No se logró aislar ninguna otra sustancia pura.
"2G.2 Con ácido sulfúrico concentrado. Obtención del hidrocarburo
C20H32, liq., [a] n +57, 3°, XIX-a, b
Se hizo un tratamiento igual al descrito para el dioí XX, usando
aquí 2,0 g de diol y 20 mi de ácido sulfúrico.
Se obtuvo un aceite transparente y 'ligeramente amarillo, que
pesó 1,72 g.
Se cromatografió en columna a través de 100 g de alúmina, eluyendo con éter de petróleo. Se obtuvieron 1,G3 g de un aceite espeso, incoloro y transparente. Rendimiento, 92 %. [aJD +37.3° (c =
•= 1.00 % en cloroformo).
Espectro UV, en ciclohexano: 250 niíA (e = 17.500). Espectro
IR, en disolución: 2941 (f), 2857, 1473, 1440 (f), 1425, 1385, 1372 (f),
1538 (f) y 1138.
Análisis.
Calculado para C20H33 (272,5): C, 88.16; H, 11.84. Encontrado : C, 87.45; H, 11.93.
ESPECTROS
R E Y . DE LA REAL ACADEMIA DE CIENCIAS.—1968.
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CONXLUSIOXES
1) El bishidrGpulegol y varias sustancias del grupo, que se habían descrito, se han estudiado ahora haciendo sus espectros RMN.
Los resultados obtenidos y un nuevo estudio de su químia hecha en
tesis anteriores ha llevado a darles una nueva estructura, que para
los cetoles C =0 H 34 O. es de fi-liidroxi-l,8,8,9,9,5'-hexametil-biciclo[3,4]
nonano-7-espiro-2'-ciclohexan-l'-ona, T.
2) Se propone un esquema del proceso de dimerización que daria la estructura considerada.
3) La estructura de cetol establecida en la conclusión 1.a da lugar a ocho fórmulas configuracionales. Por las propiedades de los
cetoles «e hacen las siguientes atribuciones probables: bishidropulegona, ÍV-H; isobishidropulegona, IV-A, \ cetol de Harries-Roeder, IV-G. Es de particular peso en esta elección el estudio cristalográfico de la dibromodeshidronispiílegona, derivado inmediato de
IV-H.
i) Como consecuencia de la anterior conclusión, se dan nuevas
fórmulas a cinco sustancias (epígrafe 4) obtenidas en tesis anterioras, modificando incluso en una de ellas la fórmula empírica, que
concuerda, no obstante, con las combustiones que se habían realizado.
Igualmente, y a lo largo de ia tesis, se lian reinterpretado las fórmulas de otras sustancias obtenidas anteriormente.
">) El tratamiento de los dos dioles isómeros C^H^O,,, Vi-a y
XX, con ácido sulfúrico da lugar en ambos casos a un hidrocarburo C n H 3 2 , para el que se justifica la fórmula XlX-a, b. Esta transformación, que implica una transposición de Wagner-Meerwein, está
en perfecto acuerdo con la estructura asignada a ambos dioles.
(J) Se sabía que la bishidropulegona y la isobishidropulegona podían deshidratarse totalmente con yodo ; se ha visto ahora que ello
Se logra también en la primera sustancia con ácido p-toluensulfónico. El hidrocarburo resultante,C20H30, liq., inactivo a la luz polarizadi, ha dado un derivado monobromado cristalino.
7) La ozonización de la cetona insaturada C 20 H 32 O, f. 44°, VII,
da lugar a una dicetona, igualmente insaturada, C20H3nO,, f. 102°,
— 838 —
XXIII-a, b. El proceso realizado es de difícil explicación mediante
fórmulas que 110 sean las nuevas que proponemos.
8) El tratamiento de la isoxazolina C, 0 H 33 NO, f. 141C, XXV,
procedente de la bishidropulegonoxima C20H35NO2, f. 2.")0°, XXIV,
con peróxido de hidrógeno y ácido fórmico origina el N-óxido de
isoxazolina C20H33NO2, f. lí)5°, XXVI, el cual por hidrogenación
revierte a la oxima original XXIV. Esta secuencia, indicada en el
cuadro 5, demuestra la inexistencia de transposiciones en los pasos
que la forman, correspondiendo así la oxima XXIV a la bishidropulegona IV-H, aun cuando también se forme a partir de la isobishidropulegona IV-A'. Todas las fórmulas asignadas responden al
conjunto de la secuencia.
9) Se ha comprobado que la oxima C^H^NO. f. 149°, XXVIII,
responde, como se esperaba, de modo semejante a la oxima C20H29NO, f. ICvl", XXX, al hacer un tratamiento favorable a una transposición Beckmann de segundo orden, aunque dando productos más
inestables y de más difícil separación que en la última sustancia.
10) También la oxima de la deshidrobispulegona se ha sometido
a la transposición de Beckmann, según Dauben, siendo el resultado
análogo al obtenido anteriormente con cloruro de tosilo y pirídina,
con lo cual se confirma que la degradación es de órdenes 1.° y 2.° de
Beckmann.
13.) El ácido resultante de la hidrólisis del nitrito correspondiente a la degradación de que se habla en la conclusión anterior, da por
oxidación un cetoácido C,4Hlf,O31 f. 202°, que hemos logrado formular de un modo adecuado y coherente con los datos espectroscópicos.
12) Mediante el tratamiento de la deshidrobispulegona, X, con
N-bromosuccinimida se ha obtenido una bromocetona C 20 H J7 BrO,
f. 102°, XXXIV, cuyo estudio espectroscopio demuestra la fórmula
propuesta, o sea la bromación del metilo aromático (y no del metileno contiguo al carbonilo), contribuyendo además a esclarecer el de
la cetona original.
13) Aunque ya era conocido el carbinol C 20 II 30 O, liq., XXXV--1,
de reducción de la deshidrobispulegona, hemos confirmado que en
tal reducción no se forma el epímero y además obtenido un derivado
acetilado del primero, C M H 32 O S , f. 70°, XXXV-b.
34) Se ha comprobado la reversibilidad del paso isodibromodeshidrobispulegona, XI, a isodeshidrobispuiegona, XII, mediante la
bromación de esta última, que ha dado cuantitativamente la primera.
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15) La reducción de !a isodeshidrobispulegona, XII, da lugar a
los dos alcoholes epímeros posibles C 20 H 30 O; í. 60°, XXXVIj y
i. 119°, XXXVII. El estudio espectroscópico, en perfecto acuerdo
con las fórmulas dadas, demuestra que el primero tiene el hidroxilo
axial y el segundo ecuatorial. Ambos alcoholes revierten por oxidación a la cetona original.
16) La deshidratación del alcohol C20H30O, liq., XXXV-a, produce un hidrocarburo C20H28, liq., XXXVIII-a, b, cuyos espectros
demuestran que en su formación interviene una transposición de
Wagner-Meerwein conforme con las fórmulas propuestas.
17) La aromatización del hidrocarburo C2OH28, liq., XXXVIIIa, b, mediante la acción del bromo, conduce a un bromocompuesto
C20H22Br2j f. 264°, con estructura de 9.10-dihidrofenantreno sustituido, XXXIX, y? obtenido con anterioridad por la acción masiva
del bromo sobre el bishidropulegol Vi-a, pero no interpretado debidamente. Cabe todavía en él una bromación mayor entrando cuatro
bromos más, dos en cada metilo aromático. El conjunto de las transformaciones relacionadas constituye la secuencia indicada en el
cuadro 6.
18) La oxidación del carbinol C M H 28 O, f. 1")8°, XLVII, da lugar a la cetona original CaoH2(1O, f. 124°, XLV, demostrándose asi
la identidad estructural de ambas sustancias, evidente también tras
su estudio espectroscópico.
15)) La hidrogenación catalítica del mismo carbinal XUVII, da
lugar, en parecidas proporciones, a dos alcoholes de fórmula
Q0H30O: uno de ellos líquido, ya conocido, XXXV-a; el otro, de
f. f>0°, XLVIII, es antípoda del XXXVI. uno de los derivados de
la isodeshidrobispulegona. XII.
20) Se puede deducir de la anterior conclusión, juntamente con
el estudio espectroscópico efectuado de las sustancias relacionadas,
que el alcohol XXXV-a tiene el hidroxilo y el metilo en ">'. ambos
ecuatoriales.
21) La oxidación del carbinol C,oH30O, f. 60°, XLVIII, da una
cetona C2OH28Ü, f. 02°, XLIX, que es igualmente antípoda de la
propia tsodeshidrobispulegona, XII.
22) Estas nuevas transformaciones, junto con las realizadas con
anterioridad, permiten establecer las secuencias indicadas en los cuadros 7 y 8, de extraordinaria importancia, como confirmación de las
estructuras propuestas, al ser perfectamente explicables por éstas y
los mecanismos dados a las diversas transformaciones.
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