Chemistry

Permanent URI for this community

http://hdl.handle.net/11660/96

Browse

Now showing 1 - 20 of 219

Open Access
South African fish poisonous plants VI. Isolation and study of Saponins from Neorautanenia edulis C.A. SM.
(University of the Free State, 1955) Labuschagne, Willem Adriaan; Groenewoud, P.
The object of the present investigation was to extract and isolate the fish-toxic saponin present in the tuber and the aerial portions of Neorautanenia Edulis C.A. Sm. Various methods of extraction were attempted, and the best found to be that with hot 95% ethyl alcohol. Regarding the isolation of the saponin, it was found that the etherate formation with the alcoholic extract, proved to be the most satisfying. Various other methods were also tried, but none of them gave a fish-toxic saponin. Toxicity tests on fish were carried out, and the most toxic compound found to be that from the etherate formation, mentioned above. The toxic compounds were further purified by extraction with ethyl alcohol, extracting the saponin and leaving an insoluble material which was identified as cane sugar. Various methods of hydrolysis were attempted, but the saponin was resinified by the concentrated hydrochloric acid. The purest form of the toxic saponin obtained had a yellow syrupy nature. It was very toxic, to fish, but could not be hydrolised in order to identify it.
Open Access
Suid-Afrikaanse plant visgifstowwe VII, struktuurstudies op verbindinge geisoleer uit Neorautanenia edulis C.A. Sm.
(University of the Free State, 1957) Dekker, Johannes
Afrikaans: Neorautanenia Edulis CA Sm. is 'n bolplant wat voorkom in die Noordelike dele van Transvaal en wat deur die inboorlinge aldaar in gedroogde verpoeierde vorm as visgif aangewend word. Hierdie verhandeling is 'n voortsetting van die navorsingswerk wat deur Groenewoud en van Duuren, Brink en Van Vuuren op die bol van die plant gedoen is. Hierdie outeurs het die volgende verbindings uit die bol geïsoleer: (tabel in volteks) Van Duuren het gevind dat slegs stowwe C en F defnitiewe visgiwwe is, terwyl stowwe A, B, D en E slegs 'n irriterende effek op goudvissies het. In hierdie studie is gebruik gemaak van dieselfde ekstraksie- en skeidingsmetodes as dié wat beskryf word deur van Duuren. Hoeveelhede van stowwe A en E is geïsoleer asook 'n nuwe verbinding, stof I, met smeltpunt 146.5°C en molekulêre formule C19H14O5. Hierdie verbinding, wat in kleurlose naalde uit 'n 30-70% mengsel van etileendikloried-etanol kristalliseer, is heelwaarskynlik na verwant aan stof C en vertoon ook visgifeienskappe, hoewel ietwat swakker as dié stof C. 'n Studie is gemaak van die meganismes en tegnieke in katalitiese hidrogenasies van organiese verbindinge. Al drie hierdie geïsoleerde verbindinge is onderwerp aan hidrogenasie-eksperimente met die katalisatore Platien, Palladium en Raney-nikkel, en die veranderings wat ingetree het tydens die hidrogenasies is ondersoek ten opsigte van toksisiteit en infra-rooi en ultra-violet-spektra.
Open Access
Neotenoon, dehidroneotenoon en struktuur-verwante verbindinge uit Neorautanenia edulis C.A. Sm.
(University of the Free State, 1964-01) Hanekom, Edwin Charles; Brink, C. v.d. M.
In die werk is daarin geslaag om die struktuur-chemiese verwantskap tussen neotenoon (I) C19H14O6, dehidroneotenoon (II) C19H12O6 en neodulin (III) C18H12O5 bo enige redelike twyfel te bewys. (Neodulin vervang die naam edulin wat in vorige publikasies gebruik is.) Hieronder volg 'n samevatting van die belangrikste resultate wat verkry is en 'n bydrae is tot ons kennis van die isoflavanoiedchemie: 1. Neotenoon, dehidroneotenoon, neodulin en pachyrrhizin is geïsoleer en rein daargestel d.m.v. kolomchromatografie van die geëkstraheërde materiaal. 2. Daar is waargeneem dat daar 'n onderlinge verwantskap moet bestaan tussen die bogenoemde verbindings as gevolg van die feit dat die persentasie hoeveelhede van die onderskeie verbindings in die plant wissel in die rusperiode en in die groeiseisoen van die plant. 3. Natriumbisulfiet is uit die plant geïsoleer as die natriumbisulfiet-asetoonadduk. Die teenwoordigheid van natriumbisulfiet in die plant moet as 'n baie uitsonderlike geval beskou word. 4. Hidrogenolise en metilering van neodulin lewer 'n metoksiderivaat nl. 4-deoksi-dihidroneotenoon (smeltpunt 209.°C). Die oksidasie van 4-deoksi-dihidroneotenoon (X) lewer die dihidro verbinding van neotenoon nl. dihidroneotenoon C19H16O6, wat die struktuur-chemiese verwantskap tussen neodulin en neotenoon duidelik aantoon. 5. Die hidrering van neotenoon met verskillende kataliste en onder verskillende kondisies het drie verbindings gelewer. Onder milde kondisies is slegs die furaanring gehidreer om dihidroneotenoon te lewer. Daar is ook gevind dat die α:β-onversadigde ketokarbonielgroep met hidrering gereduseer word na 'n alkohol groep om die dihidro alkohol van neotenoon, dihidroneotenol (VII) te lewer. By die volledige hidrering van neotenoon word die α:β-onversadigde ketokarbonielgroep gereduseer na 'n metileen groep om die 4-deoksi verbinding van neotenoon te lewer nl. 4-deoksi-dihidroneotenoon (X) (smeltpunt 118°C), isomeer met die verbinding in (4) genoem. Die volledige hidrering van die alkohol van neotenoon nl. neotenol (VI) lewer ook die 4-deoksi-verbinding van neotenoon nl. 4-deoksi-dihidroneotenoon (smeltpunt 178°C) d.w.s. die alkohol groep kan ook deur hidrering direk na 'n metileengroep gereduseer word. 6. Die 4-deoksi-dihidroneotenoon CX) (smeltpunt 178°C) is identies met die 4 deoksi-dihidroneotenoon (smeltpunt 209.7°C) wat verkry is by die hidrogenolise en metilering van neodulin (sien 4). (Infrarooi- en ultravioletspektra is identies, analises van die verbindings kom ooreen). Die enigste verskil is dus die smeltpunte van die verbindings nl. 209°C en 178°C. Die verskil kan moontlik verklaar word deur die 178°c verbinding te beskou as 'n epimeer van die 209°C verbinding. Deur middel van die 4 deoksi-dihidroneotenoon is die struktuurchemiese verwantskap verder bevestig. 7. Die hidrering van dehidroneotenoon (II) met verskillende kataliste en onder verskillende kondisies het ook drie verbindings gelewer nl. dihidro-dehidroneotenoon as slegs die furaanring van dehidroneotenoon versadig word, dihidroneotenoon as beide die furaanring en die 2, 3.dubbelbinding in die y-chromoon ringsisteem versadig word. By die volledige hidrering van dehidroneotenoon is die α:β-onversadigde ketokarbonielgroep ook direk na 'n metileengroep gereduseer om 4 deoksi-dihidro neotenoon (smeltpunt 178°C) te lewer. (Sien 5. en 6.) 8. By die reduksie van neotenoon (I) met KBH4 en LiAlH4 word die ketokarbonielgroep gereduseer na 'n alkoholgroep om die alkohol van neotenoon te lewer nl. neotenol (VI). Reduksie van dihidroneotenoon met KBH4 en LiAlH4 lewer die dihidroalkohoL nl. dihidroneotenol (VII). Reduksie van dehidroneotenoon (II) met KBH4 lewer ook neotenol maar reduksie met LiAIH4 lewer 'n verbinding wat nie 'n alkohol is nie, maar nog nie volledig geidentifiseer is nie. 9. Watereliminasie van neotenol en dihidroneotenol lewer die flavene (flav-3-ene) nl. neoteneen (VIII) en dihidroneoteneen (IX). l0. Hidrering van die flavene nl. neoteneen en dihidroneoteneen onder drastiese kondisies lewer albei 4-deoksidihidroneotenoon (X) (smeltpunt 178°C). ll. Dehidrering van neotenoon (I) lewer dehidroneotenoon (II) wat identies is met die dehidroneotenoon wat uit die plant geïsoleer is. Dehidrering van dihidroneotenoon CV) lewer dihidro-dehidroneotenoon (XI) (sien 7.). Hier word die struktuurchemiese verwantskap tussen neotenoon en dehidroneotenoon duidelik aangetoon. 12. Daar is gepoog om neodulin (III) vanaf die alkohol en dihidro-alkohol Van neotenoon nl. neotenol en dihidroneotenol te sintetiseer d.m.v. gelyktydige demetilerings- en ringsluitingsreaksies. Geen positiewe resultate is egter verkry nie, alhoewel 'n reaksieproduk in een geval verkry is wat aandui dat die demetilering- en ringsluitingsreaksie moontlik wel plaasgevind het.
Open Access
Struktuurondersoek van die isoflavanoïde uit Neorautanenia ficifolia (Benth ex Harv.) C.A. Sm.
(University of the Free State, 1965-01) Rall, Gerhardus Johannes Hendricus; Brink, C. v.d. M.
Abstract not available
Open Access
Die Hoesch ketoonsintese met spesiale verwysing na die sintese van deoksibensoïene
(University of the Free State, 1966) Bekker, Pieter Ignatius; Brink, C. v.d. M.
Afrikaans: Uit vroeëre sintetiese werk in die isoflavanoïedchemie uitgevoer in die Departement Chemie, Universiteit van die Oranje- Vrystaat het dit geblyk dat metoksi-en / of metileendioksigroepe, gesubstitueer in aromatiese sisteme, onverwagte reaksiewyses begunstig tydens chloormetilerings, reduksies en nitreringsreaksies. Die reaksies het neergekom op elektrofiele substitusie in die posisies orto tot 'n metoksi-en / of para tot die een oksifunksie van 'n metileendioksigroep. Verder is ook gevind dat 6-hidroksikumaraan en 6-metoksi-3,4-metileendioksifenielasetonitriel ten spyte van verskeie pogings deur verskillende werkers, nie aan 'n Hoeschreaksie deelneem nie. Hierteenoor het publikasies verskyn waarip Hoesch-kondensasies op 6-hidroksikumaraan beskryf is en ook waar 6-metoksi-3,4-metileendioksifenielasetonitriel wel aan Hoeschreaksies deelgeneem het. Die doel van hierdie ondersoek was dan om die aard en omvang van die Hoesch-reaksie, wat elektrofiele substitusie is, te bepaal in soverre dit beinvloed word deur sekere substituente en met besondere verwysing na sy gebruik in die sintese van o-hidroksideoksibensoïene, wat die uitgangstowwe is vir die sintese van isoflavone. Tydens pogings om 3,4-metileendioksibensielalkohol na die chloried om te sit met fosforpentachloried in chloroform is 'n wit, kristallyne, halogeenvrye verbinding verkry. Die analise het tot 'ngroot mate geklop met die berekende waardes vir 2,3:6,7- bis-metileendioksi-9,10-hidro-antraseen. Massaspektrometriese ondersoek het egter nog 'n 3,4-metileendioksibensiel-groep getoon om te klop met 'n berekende molekulêrgewig van 402, wat ooreenstem met 'n trimeer van 3,4-metileendioksibensiel. Die analoë 3,4-dimetoksibensieltrimeer is ook berei en m.b.v. massaspektrometrie en K.M.R-spektraondersoek. m-Metoksifenielasetonitriel kon nie oor die aslaktoonsintese of volgens die konvensionele metodes berei word nie. 'n Natriumboorhidriedreduksie op m-metoksibensaldehied het normaal verloop. 1,2,4-Trimetoksibenseen is berei deur asetilering van p-kinoon, hidroliese en metilering om 'n substitusiepatroon soortgelyk aan 6-hidroksikumaraan te gee. Tydens die reaksies is 'n verbinding 2,4,5,2,4,5-heksametoksidifeniel geïsoleer. Die struktuur is met behulp van massaspektrometrie opgeklaar. Dit is 'n nuwe verbinding en dui ook op die o,p-aktiverende invloed van die metoksigroep. 'n Meganisme vir die ontstaan van die verbinding word aangebied. Chloormetilering van 1,2,4-trimetoksibenseen het nie die verwagte chloorverbinding gelewer nie maar wel bis-(2,4,5-trimetoksi)- difenielmetaan wat vorige waarnemings t.o.v. die invloed van die o,p-metoksigroep bevestig .'n Meganisme vir die ontstaan van die verbinding word aangebied. Hoesch-reaksies onder 'n verskeidenheid kondisies is uitgevoer met verskillende nitriele en floroglusinol, pirogallol resorsinol, 2,4-trimetoksibenseen en 6-hidroksikumaraan. Laasgenoemde het net met asetonitriel 'n Hoesch-reaksie gegee terwyl 1,2,4-trimetoksibenseen net met chloorasetonitriel die reaksie gegee het. Hoesch-reaksies tussen die fenole, en bensonitrieIe kon ten spyte van baie herhalings, nie verkry word nie. Uit die resultate van die positiewe reaksies is afgelei dat o- en p-metoksigroepe die Hoesch-reaksie inhibeer, as gevolg van of steriese faktore en / of die o,p-induksie-effek. Die afleiding word deur die ander resultate sowel as deur die resultate van vorige werkers gesteun. 'n Bydrae is ook gelewer tot die identifisering van o- hidroksideoksibensoIene met behulp van infrarooispektrofotometrie 'n Verskuiwing van die karbonielabsorpsie as gevolg van chelering met die o-hidroksigroep is waargeneem. Infraroosipektra word vir die verbindings aangebied. Dit is vasgestel dat die produk wat verkry is tydens Hoesch-kondensasie van 3,4-metileendioksifenielasetonitriel en pirogallol nie die verwagte deoksibensoïen is nie maar wel 3,4- metileendioksifenielasynsuur, 'n produk van hidrolise van ongereageerde nitriel. Dit is ook gevind dat 2,4,6-trihidroksi-(3;4;-dimetoksi)- deoksibensoïen kristalliseer met een molekuul kristal-metanol, 'n feit wat deur beide analise en massaspektrometrie bevestig is.
Open Access
Homolitiese en heterolitiese splitsingsreaksies van disulfiedbindings
(University of the Free State, 1966-12) Janse van Rensburg, Nicolaas Jacobus
Afrikaans: Hierdie verhandeling behels 'n ondersoek van enkele splitsingsreaksies van die disulfiedbinding. 'n Aantal onsimmetriese disulfiede van lae molekulêre gewig, asook onsimmetriese disulfiede gevorm tussen proteïene wat tiolgroepe bevat en tiole van lae molekulêre gewig, is berei deur middel van tiol-disulfieduitruilingsreaksies. Die reaksie van sulfietione met bogenoemde onsimmetriese disulfiede is ondersoek. By meeste van die onsimmetriese disulfiede van lae molekulêre gewig toon sulfietione 'n groter affiniteit vir 'n spesifieke swaelatoom van die disulfiedbinding. Dit varieer van 'n geringe voorkeur tot 'n aanval wat feitlik uitsluitlik net op die een swaelatoom gerig is. Hierdie preferente aanval van sulfietione op n sekere swaelatoom word beheer deur stereochemiese faktore. Kwaternêre substitusie op β-koolstofatome veroorsaak groter steriese beskerming as tersiêre substitusie, terwyl laasgenoemde weer meer beskerming verleen as sekondêre substitusie. Die invloed van steriese verhindering is so sterk dat dit die invloed van faktore soos polarisasie van die disulfiedbinding, coulombiese kragte of die stabiliteit van die verplaasde merkaptiedione oorheers. Hoewel albei die β-koolstofatome van die onsimmetriese disulfiede tussen proteïen-tiolgroepe en sisteïen tersiêr-gesubstitueer is, toon sulfietione nogtans dikwels n groter affiniteit vir die "sisteïen"- swaelatoom. Die "proteïen"-swaelatoom van die onsimmetriese disulfied geniet steriese beskerming as gevolg van die geordende ruimtelike rangskikking van die natuurlike proteïenmolekule. Na denaturering deur ureum is die sekondêre en tersiêre proteïenstruktuur vernietig en val sulfiet die disulfied sonder enige voorkeure aan. In die bepaling van alifatiese tiole met Ellman se reagens, 5,5'-ditiobis-(2-nitrobensoësuur), (DTN), word onsimmetriese disulfiede in aansienlike hoeveelhede in die reaksiemengsel gevorm. So n onsimmetriese disulfied het feitlik dieselfde absorpsiespektrum as 5,5'-ditiobis-(2- nitrobensoësuur) en meng nie by die kolorimetriese bepaling van die gevormde l-karboksi-4-nitrotiofenol in nie. Die gevormde onsimmetriese disulfiede is nie stabiel in alkaliese medium nie en ontbind om 3-karboksi-4-nitrotiofenoli asook die ooreenkomstige alifatiese sulfien- en sulfoonsure te vorm. Ellman se reagens kan nie gebruik word om tiolgroepe van natuurlike keratien te bepaal nie maar wel na hidrolise. Deur karatienhidrolisate meganies te roer, kan die hidrolisetyd van 120 minute tot 45 minute verminder word. Onder hierdie kondisies gee die DTN-metode resultate wat in goeie ooreenstemming is met kontrolebepalings. Die kwantumopbrengs van sisteïen by sistiennatriumhipofosfietoplossings wat met ultravioletlig (golflengte = 254 mµ) bestraal is, is onafhanklik van die konsentrasie van die sistien, maar neem toe met toenemende hipofosfietioonkonsentrasies. Die reduksie van sistien deur hipofosfietione word geïnduseer deur 'n chemiese vry redikaalopwekker (Fe++/H202). Dieselfde twee intermediêre reaksieprodukte, (H2o-)PSR en [(H2o-)+PSR-]S-R, wat by die lig-geïnduseerde reaksie gevorm word, word ook in hierdie geval gevorm. Hoewel dié reaksie maklik verloop, word kwantitatiewe reduksie nie verkry nie. Die termies-geïnduseerde reduksie van sistien deur hipofosfietione verloop kwantitatief by pH 5.2, maar nie in 0.1 M HCl-medium of by pH 9.3 nie. Die induksietyd van bogenoemde reaksie word verminder deur toenemende hoeveelhede tiol by die reaksiemengsel te voeg.
Open Access
Die sintese en oksidasie van hoogmolekulere vertakteketting koolwaterstowwe, deel II
(University of the Free State, 1968-01) Volsteedt, Francois du Rouan; Brink, C. v.d. M.
Abstract on page (i) to (viii) in Afrikaans
Open Access
Die kristalstruktuur van 1,2-bis (2-metielpiridinium) etaantetrasianonikkellaat (II) en die kinetika van die bereiding van verwante kwaternere ammoniumsoute
(University of the Free State, 1969-12) Wessels, Gabriël Frederik Stefanus; Leipoldt, J. G.
Afrikaans: Verskeie pogings is al aangewend om die bindingsgeaardheid van die sianiedgroep in komplekse sianiedverbindings te bepaal met behulp van spektrofotometriese metodes. Alhoewel die verskeie metodes al dikwels teenstrydige resultate gelewer het, het dit getoon dat die metaal-koolstof binding vir sommige komplekse sianiede in 'n mindere of meerdere mate 'n dubbelbindingskarakter het. As gevolg van TI tekort aan akkurate interatoomafstande, kon hierdie π-bindingskarakter egter nog nie bevestig word nie. Die bindingsgeaardheid van die sianiedgroep bepaal tot 'n groot mate die aard van die ladingsverspreiding oor so 'n komplekse ioon, terwyl die ruimtelike rangskikking vah die ione ten opsigte van mekaar weer afhanklik is van die ladingsverspreiding oor die ioon. Dit is dus duidelik dat die bindingsafstande tesame met die rangskikking van die ione ten opsigte van mekaar van belang is by die bepaling van die bindingsgeaardheid van die komplekse sianiedione. Die divalente kwaternêre ammonlumsoute van nikkelsianied leen hulle uitstekend vir die bestudering van die rangskikking van die katione ten opsigte van die anione, aangesien die twee positiewe ladings van die katioon van mekaar geskei is oor 'n betreklike groot afstand, maar nie onafhanklik van mekaar is soos in die geval van monovalente ione nie. Dit is dus duidelik dat die afstand tussen die positiewe ladings en sekere steriese effekte, soos afskerming van die positief gelaaide stikstofatoom, tot 'n groot mate die rangskikking van die ione ten opsigte van mekaar sal bepaal. Alhoewel 'n groot aantal van hierdie tipe divalente kwaternêre amnoniumsoute al berei is, is die kinetika van hul vorming egter nog nie ondersoek nie. Die strukture van die komplekse sianiede N,N-dimetiel-4,4 -dipiridiniumtetrasianonikkellaat (II) (C16H14N6Ni) en 1,2-bis(N-metiel-4-piridinium)etileentetrasianonikkellaat (II) (C18H16N6Ni) is onlangs volledig opgeklaar met behulp van X-strale. Om aan te sluit by hierdie tipe komplekse, behals hierdie verhandeling die struktuuropklaring van 'n soortgelyke tipe nikkelsianiedkompleks 1,2-bis (2-metielpiridinium)etaantetrasianonikkellaat (II) (C18H24N6Ni) met behulp van X-strale, en die ondersoek van die reaksiekinetika van verwante kwaternêre ammoniumsoute. Die verbindings C18H24N6Ni, C16H14N6Ni en C18H16N6Ni is verwant aan mekaar deurdat elkeen 'n divalente organiese katioon besit. Die afstande tussen die positiewe ladings op die verskillende katione verskil egter betreklik baie en is onderskeidelik ongeveer 4, 7 en 9 Å.
Open Access
Die kondensasiereaksies tuusen pikoliensuur-n-oksiede en tosielesters
(University of the Free State, 1972-12) De Wet, Christiaan Rudolf; Roux, D. G.; De Villiers, P. A.
Afrikaans: Hierdie ondersoek is onderneem as 'n voortsetting van die ondersoek deur de Villiers van die reaksies van piridien-N-oksied met tosielchloried-en-tosielesters, asook om verdere lig te werp op die reaksies van pikoliensuur-N-oksiede. Die reaksie van α-pikoliensuur-N-oksied met 2-piridiel-p-tolueensulfonaat by verskillende temperature en in verskillende oplosmiddels is ondersoek. Die hoofprodukte in hierdie reaksies, soos uitgevoer in petroleumeter, is 2-hidroksipiridien en N-(2-piridiel)- piridoon-2 met kleinere hoeveelhede van 2,2-dipiridieleter, 2,3'-dipiridieleter en N-(4-piridiel)-piridoon-2. Hierdie reaksie is nog nie voorheen uitgevoer nie en in die vergelykbare reaksie van piridien-N-oksied-met 2-piridiel-p-tolueensulfonaat is nie 2-hidroksipiridien of 2,2-dipiridieleter as produkte verkry nie. Met toename in temperatuur het die hoeveelheid N-(2-piridiel)- piridoon-2 wat vorm, toegeneem, terwyl die hoeveelhede van al die ander reaksieprodukte afgeneem het. Sover vasgestel kon word is die invloed van temperatuur op hierdie tipe reaksies nog nie voorheen ondersoek nie. Wanneer die reaksie uitgevoer word in die teenwoordigheid van benseen word ook 2-fenielpiridien gevorm benewens die ander reaksieprodukte en in anisool word ook 2-p-anisolielpiridien gevorm. In In vergelykbare reaksie van piridien-N-oksied met 2-piridiel-p-tolueensulfonaat·onder dieselfde toestande is geen 2-fenielpiridien waargeneem nie. Hierdie reaksie is ook kineties ondersoek deur die tempo waarteen koolstofdioksied vrygestel is, te bepaal. Die resultate dui op 'n tweede-orde, eerste-orde-opeenvolgende reaksie. Wanneer α-pikoliensuur-N-oksied onder dieselfde toestande verhit word, is dit In eerste-orde reaksie met die vorming van piridien-N-oksied. Die snelheidskonstante vir die dekarboksilasie in anisool is bereken en volgens die resultaat verloop die reaksie vinniger in anisool as in etieleenglikol. Verder blyk dit dat α-pikoliensuur- N-oksied nie met 3-piridiel-p-tolueensulfonaat reageer nie. Hierdie resultaat stem ooreen met dié verkry in die reaksie van piridien-N~oksied met 3-piridiel-p-tolueensulfonaat. Wanneer In klein hoeveelheid water egter teenwoordig is, word 3-hidroksipiridien gevorm. Ten einde vas te stel of by die vorming van 2-hidroksipiridien die hidroksigroep aan die piridienkern van die suur óf dié van die ester heg, is die reaksie tussen α-pikoliensuur-N-oksied eh 5-metiel-2~piridiel-p-tolueensulfonaat ook ondersoek. Daar is vasgestel dat in hierdie reaksie slegs 2-hidroksi-5-metielpiridien, N-(2-piridiel)-5-metielpiridoon-2 en piridien-N-oksied gevorm is. Afgesien daarvan dat hierdie reaksie nog nie voorheen uitgevoer is nie, werp dit ook lig op die meganisme van hierdie tipe reaksies en is die, stowwe 5-metiel-2-piridiel-p-tolueensulfonaat asook N-(2-piridiel)-5~rnetielpitidoon-2 nog nie voorheen beskryf nie. In die reaksie tussen α-pikoliensuur-N-oksied en p-tolueensulfonielchloried in die teenwoordigheid van benseen is 2-hidroksipiridien en N-(2-piridiel)-piridoon-2 as hoofprodukte verkry, terwyl ook kleinere hoeveelhede 2-fenielpiridien, piridien, 2,2- dipiridieleter, N-(2-piridiel)-5-chloorpiridoon-2, N-(4-piridiel)- piridoon-2 en 3~piridiel-p-tolueensulfonaat gevorm is. In hierdie reaksie, soos voorheen uitgevoer, is slegs 2-hidroksipiridien, 2,2-dipiridieleter en piridien-N-oksied as produkte vermeld, terwyl in die vergelykbare reaksie met piridien-N-oksied onder dieselfde toestande geen 2-fenielpiridien verkry is nie. Hierdie reaksie is ook in die teenwoordigheid van m-dinitrobenseen uitgevoer ten einde vas te stelof 2-fenielpiridien volgens 'n ioniese-of vryradikaal-meganisme gevorm word. Die reaksie van nikotiensuur-N-oksied met 2-piridiel-p-tolueensulfonaat soos uitgevoer in petroleumeter lei tot die vorming van 2-hidroksinikotiensuur, 2-hidroksipiridien en N-(2--piridiel)- piridoon-2. Hierdie reaksie is nog nie voorheen uitgevoer nie en in die vergelykbare reaksie van nikotiensuur-N-oksied met asynsuuranhidried is nie 2-hidroksipiridien of N-(2~-piridiel)-piridoon-2 as produkte verkry nie. In die reaksie van isonikotiensuur-N-oksied en 2-piridiel-p-tolueensulfonaat is geen N-(2-piridiel)- piridoon-2 gevorm nie, maar slegs 2-hidroksipiridien en 2-hidroksi~is0nik0tiensuur. Hierdie reaksie is ook nog nie voorheen uitgevoer nie en die etielester van 2-hidroksi-isonikotiensuur is nie voorheen beskryf nie. In die vergelykbare reaksie van isonikotiensuur-N-oksied met asynsuuranhidried is geen 2-hidroksipiridien verkry nie. In Verbeterde metode vir die bereiding van 2-hidroksi-isonikotiensuur word beskryf. Die reaksies van die silwersout van 2-hidroksipiridien met 2-jodiumpiridien en met 2-broompiridien is ook onder verskillende toestande ondersoek. In die geval van 2-jodiumpiridien is 2,2~- dipiridieleter en N-(2~-piridiel)-piridoon-2 gevorm, terwyl in die geval van 2-broompiridien slegs 2,2~-dipiridieleter gevorm is. Sover vasgestel kon word is 2,2~-dipiridieleter nog nie voorheen op hierdie metode uit 2-broompiridien berei nie. Moontlike meganismes ter verklaring van die vorming van die reaksieprodukte word bespreek. In die geval van nuwe verbindings is k.m.r.- en massaspektra gebruik om die strukture daarvan te bevestig.
Open Access
Biflavonoied diastereo-isomere en hul biogenetiese voorlopers uit Berchemia SPP.: pogings tot sintese van analoe
(University of the Free State, 1976-02) Volsteedt, Francois du Rouan; Roux, D. G.
Afrikaans: Hierdie studie behels die struktuurondersoek, omskakelingsreaksies en pogings tot sintese van sommige van die mono- en biflavonoïede uit die kernhout van Berchernia zeyheri met 'n aanvullende studie op die kernhoutstowwe van die taksonomies notiverwante spesie; B discolor. Die verbindings uit B. zeyheri (rooi ivoor) kan in twee groepe geklassifiseer word, nl. mono- en biflavonoïede, almal op dieselfde 4' ,5,7- trihidroksi- (of sy ekwivalent) fenoliese patroon gegrond. Die eerste groep sluit die volgende in: maesopsin {2-(4-hidroksibensiel)-2,4,6-trihidroksibenso[b]furan-3(2H)-oon}; 7-metielmaesopsin (nnut); α,2’,4,4’,6’-pentahidroksicis- en trans-chalkoon; 2,3-trans-aromadendrin (3,4’,5,7-tetrahidroksiflavanoon); kaempferol (3,4’,5,7-tetrahidroksiflavoon); naringenin (4’,5,7-trihidroksiflavanoon) en 4,4’,6-trihidroksiauroon. Uit die beskikbare eksperimentele gegewens kon geen aanduiding van die struktuur van die rooi pigment wat verantwoordelik is vir die besondere voorkoms van die kernhout, verkry word nie. Die relatiewe hoë opbrengs van maesopsin het toegelaat dat verskeie nuwe omskakelings op die tetra-O-metieleter uitgevoer kan word met die doel om soortgelyke reaksies op daardie biflavonoïede, met een of meer maesopsineenhede waarvan genoegsaam verkry kon word, te herhaal. Reduksie met LiA1H4 het die ooreenstemmende 3-ol gelewer; brominering die 7-broomderivaat; en fotolise die 2’-hidroksi-α-metoksi-cis-chalkoonanaloog sowel as 1-(2-hidroksi-4,6-dimetoksifeniel)-2,2-dimetoksi-3-(4-metoksifeniel)-propan-1-oon. 2-(α-Asetoksi-4-metoksibensiel)-2,4,6-trimetoksi- en 2-(4-metoksibensoïel)-2-asetoksi-4,6-dimetoksibesno[b]furan-3(2H)-oon is vir die eerste keer verkry deur oksidasie van sintetiese 2’-hidroksi-α-metoksi-trans-chalkoon met Pb(0Ac)4 in asynsuur. Die struktuur van die cis- en trans-α-hidroksiechalkone is deur sintese en fotolitiese omskakeling bevestig. Die struktuur van die “konvensionele” chalkoon is deur sintese van 2’-hidroksi-4,4’,6’-trimetoksi-trans-chalkoon bevestig. Oksidasie van laasgenoemde met Pb(OAc)4 en Tl(NO3)3 lewer onderskeidelik tri-0-metielauroon en –isoflavoon. Al die biflavonoïede is nuwe natuurprodukte en sluit die volgende opties onaktiewe verbindings in (slegs triviale name genoem): zeyherin en isozeyherin, beide enantiomere pare bestaande uit twee I-2,II-7-gekoppelde bensokumaranonieleenheid verbind en neo- en isoneoberchenin wat slegs verskil t.o.v. die I-3,II-5-interflavonoïedbinding van voorafgaande twee. Al vier is enantiomere pare. ‘n Verdere biflavonoïed, rhamnin, saamgestel uit ‘n naringenieleenheid en ‘n terminale α-hidroksichalkooneenheid (I-3,II-3’-gekoppel), lewer vir die eerste keer direkte bewys (met die moontlikheid van ringopening in ag geneem) van inkorporasie van ‘n α-hidroksichalkoon as biogenetiese voorloper. Die bestaan van die verbinding dui aan dat ringsluiting van die terminale eenheid by berchenin en isoberchenin na intermolekulêre koppeling plaasvind. Twee verdure biflavonoïede, laktoon A en B genoem, identies aan die zeyherins behalwe dat die terminale eenheid (maesopsin) ’n bensielsuuromskakeling onder die toestande van metilering ondergaan het en derhalwe nie as natuurprodukte beskou word nie, is as enantiomorfe mengsels verkry. Hul dien egter as ‘n indirekte bewys vir α-hidroksichalkone as biogenetiese voorlopers, en dat siklisering by die zeyherins soos in die geval van berchenins moontlik eers na intermolekulêre koppeling geskied. Geeneen van die pare biflavonoïede ondergaan onderlinge omskakeling by ca. 150° (ontbinding) nie, sodat hul nie rotasie isomere verteenwoordig nie, maar wel diastereoisomere. Bibensokumaranonielmetaan, moontlik ‘n rotameriese mengsel volgens duplisering van seine in die KMR-spektrum van die 0-metieleter, bestaan uit twee maesopsineenhede, unike I-5,II-7 oor ‘n CH2-brug verbind. ‘n Verbinding verwant aan laasgenoemde, n. 2,7-bi(4-hidroksibensiel)-2,4,6-trihidroksibenso[b]furan-3(2H)-oon is ook geïsoleer. Al die biflavonoïede is uniek in die opsig dat hul 5-ledige heterosikliese ring(e) of ‘n α-hidroksichalkoon as eenhede bevat. As gevolg van ‘n gebrek aan material is slegs enkele omskakelings op sommige van die biflavonoïede uitgevoer. Reduksie van 0-metielzeyherin met KBH4 skakel slegs die karbonielgroep van die terminale eenheid na die alcohol om. Dieselfde resultaat is op die berchenins verkry. Fotolise van 0-metielzeyherin lei tot omskakeling van die terminale eenheid na ‘n ketalstruktuur soortgelyk as die verkry uit die fotolise van 0-metielmaesopsin. Deur die uitskakeling van suurtoestande en hitte is die 0-metieleters van maesopsin, zeyherin, isozeyherin, berchenin en isoberchenin na voltooiing van die ondersoek as opties aktiewe verbindings geïsoleer na metilering met diasometaan. In ‘n poging tot sintese van ‘n biflavonoïed is gevind dat wanneer ‘n gesubstitueerde fenol i.p.v. ‘n flavonoïedeenheid gebruik word onder toestande wat fenolkoppeling bevorder [alkalise K3Fe(CN)6], die reaksie van die verwagte afwyk deurdat koppeling in die β- i.p.v. die α-posisie van die chalkoon plaasvind. In die spesifieke geval koppel 2’,4-dihidroksi-4’,6’-dimetoksi-trans-chalkoon in die β-posisie met 3,5-dimetoksifenol in teenwoordigheid van K3Fe(CN)6 om vier diastereoisomere 2-[α-(4-hidroksi-2,6-dimetoksifeniel)-4-hidroksibensiel]-4,6-dimetoksiebenso[b]furan-3(2H)-one en 4’-hidroksie-4,6-dimetoksiauroon in goeie opbrengste te lewer. Die volgende verbindings is uit die kernhout van die verwante B. discolour geïsoloeer: maesopsin, alfitonien {2-(3,4-dihidroksibensiel)-2,4,6-trihidroksibenso[b]furan-3(2H)-oon}; α,2’,4,4’,6’-pentahidroksi- en α-2’,3,4,4’,6’-heksahidroksitrans-chalkoon (beide nuwe natuurprodukte); (-)-epi- en (+)-katesjien; kaempferol (3,4’,5,7-tetrahidroksiflavoon), kwersitien (3,3’,4’,5,7-pentahidroksiflavoon), 3,4’,5-trihidroksidihidrostilbeen, asook twee verbindings waarvan nog geen struktuurtoeseggings moontlik was nie. Fotolise van die heksametoksi-trans-chalkoon, derivaat van bogenoemde α-heksahidroksichalkoon, het die cis-isomeer gelewer. Slegs ‘n ketalanaloog is na die foto-oksidatiewe omskakeling van penta-0-metielalfitonien geïsoleer, in teenstelling met die addisionele cis-α-metoksichalkoon verkry by die fotolise van tetra-0-metielmaesopsin. Skrille kontras bestaan dus tussen die inhoudstowwe van die twee spesies. Benewens ‘n aanvullende katekoloksigeneringspatroon is die opvallendste egter die afwesigheid van die verwagte biflavonoïede by B. discolour op grond van taksonomiese verwantskap. Alhoewel twee α-hidroksichalkone in die kernhout voorkom dui die afwesigheid van biflavonoïede in teenstelling met die geval van B. zeyheri moontlik op ‘n verskil in die redokspotensiaal van die twee spesies se ensiemsisteme en/of dat ‘n α-hidroksichalkoon slegs tesame met ‘n “konvensionele” chalkoon, soos in die geval van rooi ivoor, as biogenetiese voorlopers vir biflavonoïede optree. Die aanwesigheid van α-hidroksichalkone en verwante hemiketale in hoë konsentrasie dui op ‘n chemotaksonomiese verwantskap tussen twee spesies.
Open Access
Totaalsintese en toksisiteit van 'n nuwe 12a-O-metielrotenoied: fitochemie van verwante isoflavonoiede
(University of the Free State, 1976-12) Oberholzer, Maria Elizabeth; Rall, G. J. H.
Afrikaans: Hierdie proefskrif behels die chemiese ondersoek van 'n reeks verwante natuurprodukte, waaronder 'n aantal fisiologies aktiewe rotenoïede, uit die bol van Neorautanenia amboensis. Tydens die ondersoek is daar ook gepoog om 'n voorstelling, gebaseer op biogenetiese grondslag, van die onderskeie komponente daar te stel. Die relatiewe toksisiteit van sintetiese en natuurlike rotenoïede is bepaal deur die snelheid van inhibisie van sitochroom-c-reduktase te volg terwyl 'n moontlike korrelasie tussen giftigheid en struktuur bespreek word. N. amboensis behoort tot die Leguminosae plantfamilie wat in Suider Afrika verteenwoordig word deur sleg s 'n paar spesies, wat bekend is vanwee die gebruik as visgif van veral N. ficifolia en N. amboensis. Hierdie aktiwiteit het as stimilus gedien tot die chemiese ondersoek van die plant. Met die toenemende kommer oor besoedeling en die leemte wat ontstaan het met die verdwyning van gechlorineerde insektisiede van die mark, het die vraag na geskikte plaasvervangers, onder andere rotenoon, skerp gestyg veralomdat die toksisiteit van rotenoïede deur oksidatiewe prosesse heeltemal verdwyn na slegs enkele dae en dus geen besoedelingsgevaar inhou nie. Met behulp van tweedimensionele dunlaag- en papierchromatografie is bepaal dat die benseen- en metanolekstrakte van die plantmateriaal baie komplekse mengsels is en voorlopige skeidings is uitgevoer deur kolomchromatografie en 'n teenstroomverdeling. Die isolasie en struktuuropklaring van opties aktiewe (-)-(6aS, 12aS)-neobanoon en (-)-(6aS, 12aS)-12a-hidroksi-isomillettoon, twee 12a-gesubstitueerde rotenoïede, en die bevinding dat beide 'n hoë mate van toksisiteit teenoor Lucilia serieata vertoon, het daartoe gelei dat die sintese van neobanoon volgens 'n biogeneties georïenteerde roete (chalkoon→isoflavoon→rotenoïed 12a-gesubstituteerde rotenoïed) aangepak is. Die sintese van neobanoon verteenwoordig die eerste totaalsintese van 'n 12a-O-metielrotenoied. Tydens die sintese is 'n baie bruikbare bydrae gelewer in die vorming van komplekse chalkone deur die aanwending van "Crown" eters. Benewens die isolasie van struktuurvariante van isoflavone, pterokarpane en rotenoïede, het hierdie ondersoek ook gelei tot die identifisering van die eerste natuurlike opties aktiewe isoflavan-4-ol, (+)-ambanol. Aan die hand van PMR-spektroskopie is aangetoon dat ambanol die 3,4-cis konfigurasie besit. Die struktuur is bevestig deur totaalsintese en omskakelingsreaksies. Identifikasie van hierdie verbinding is van besondere belang, aangesien dit 'n sleutelrol vervul in die biosintese van pterokarpane en by die oksidatiewe interomskakelbaarheid van isoflavonoiede. Die bol van N. amboensis bevat ook drie lede van die seldsame groep 2S-5-deoksi-flavonoïede, naamlik (-)-3',4',7-trihidroksi-2,3-transflavan-3,4-cis-diol, (-)-3',4',7-trimetoksi-2,3-trans-flavan-3,4-cis-diol en (-)-3,3',4,4'7-pentametoksi-2,3-trans-3,4-cis-flavaan waarvan laasgenoemde ‘n nuwe natuurprodruk verteenwoordig. Die struktuur en stereochemie van laasgenoemde korreleer met spektrometriese analises en is bewys deur omskakeling van eersgenoemde twee verbindings na die pentametoksiderivaat. Die gesamentlike voorkoms van flavonoïede en isoflavonoïede in N. amboensis is van biogenetiese belang, aangesien hierdie verskynsel daarop dui dat flavonoïed en isoflavonoïed biosintese langs gelyksoortige weë kan geskied. Die pterokarpaanskelet en substitusiepatroon van (-)-(6aR, llaR)- neobanol, ‘n nuwe 12a-hidroksipterokarpaan, is bepaal met behulp van PMR- en massagegewens terwyl die chemiese omskakeling na ‘n pterokarpeen die struktuur onteenseglik vasgelê het. 2’7-Dimetoksisophorol en 2’-hidroksi-2-metoksi-4’,5’-metileendioksi- 6,7,4",5"-furanoisoflavanoon is twee nuwe isoflavanone waarvan laasgenoemde nie alleen die eerste 2-metoksi-isoflavanoon is nie, maar ook die eerste verbinding in hierdie klas verteenwoordig wat optiese aktiwiteit vertoon. PMR- sowel as MS-gegewens is in ooreenstemming met die voorgestelde strukture en bevestig die onderskeie substituente. Twee nuwe isoflavoonglikosides, daidzein-7-D-xilosiel-β-D-glukosied en genistein-7-D-xilosiel-β-D-glukosied, is in relatief hoë konsentrasies geïsoleer. Die aglikoongedeeltes is met behulp van PMR- en MS-spektrometrie gekarakteriseer terwyl die suikers deur middel van hul trimetielsilieleters gaschromatografies bepaal is. Buitengewoon eenvoudige metaboliete, 6-hidroksi-2,3-dihidrobensofuraan, α-OH, α:5(6-metoksi-2,3-dihidrobensofuraan)-etaan en p-metoksiasetofenoon, tot op hede onbekend in natuurlike bronne, is uit N. amboensis geïsoleer. Met betrekking tot die strukture bied hierdie bevindings geen nuwigheid nie, maar die natuurlike voorkoms daarvan mag wel belangrike biogenetiese implikasies inhou, aangesien p-metoksi-asetofenoon moontlik as voorloper tot retrochalkone kan dien. Nadat voorlopige toksisiteitsbepalings belowend geblyk het, is twaalf verskillende rotenotede getoets met betrekking tot inhibisie van die mitochondriële nikotienamiedadeniendinukleotied oksidasie in die asemhalingstelsel. Met behulp van kinetiese studies kon bepaal word dat rotenoon, natuurlike neobanoon en 12a-hidroksi-isomillettoon van vergelykbare toksisiteit is terwyl dit aan die lig gekom het dat die stereochemie van rotenoïede (6aS, 12aS) 'n bepalende faktor is ten opsigte van hul inhibisievermoë van die mitochondriële elektronvervoersisteem. Hierdie bevinding is gerugsteun deur die feit dat sintetiese, (±)-neobanoon 'n baie laer fisiologiese aktiwiteit as die natuurproduk toon, asook deur die verskynsel dat (-)-cis-12a-hidroksirotenoon die enigste isomeer van die vier 12a-hidroksirotenoondiastereoisomere is wat toksisiteit vertoon.
Open Access
Die sintese en oksidasie van hoogmolekulere vertakteketting koolwaterstowwe: deel 1
(University of the Free State, 1976-12) Van Schalkwyk, Johannes Daniel; Brink, C. v.d. M.
Abstract on page (i) to (v) in Afrikaans
Open Access
Sintese en struktuur van Pirano-isoflavanoïede
(University of the Free State, 1977-01) Van Heerden, Fanie Retief; Roux, D. G.; Brandt, E. V.
Afrikaans: Die medisinale gebruik (waarskynlik as antiseptikum) van die bas van Dalbergia nitidula Welw. ex Bak. (Leguminosae) deur inboorlinge het tot die huidige chemiese ondersoek aanleiding gegee. Hierdie ondersoek behels dus die isolering en struktuuropklaring van vier nuwe, natuurlike isoflavane, naamlik leiocin, nitidulin, nitidulan en heminitidulan, asook drie nuwe pterokarpaan-analoë waaraan die benamings nitiducarpin, hemileiocarpin en nitiducol toegeken is. ‘n Verdere nuwe isoflavaan, leiocinol se struktuur kon slegs gedeeltelik opgeklaar word, terwyl die isolasie van leiocarpin, 'n bekende pterokarpaan, 'n gerieflike verwysingselement in die stereochemiese opklaring van die pterokarpane daargestel het. Ter bevestiging van die strukture van die isoflavane, is 'n totaalsintese van 2'-0--metielleiocin uitgevoer. Die stereochem ie by C-3 van die isofLavane is met behulp van SD-kurwes as 3S bepaal, terwyl dié van die pterokarpane 6aS, llaS blyk te wees. Stereochemiese ekwivalensie by 'n enkele chiralsentrum, naamlik C-3 I van isoflavane en die ooreenstemmende C-6a van pterokarpane, dui op 'n gemeenskaplike biogenetiese oorsprong van hierdie twee tipes verbindinge. Substitusiepatrone van die metaboliete toon 'n noue verwantskap, in ooreenstemming met biogenetiese oorwegings. Die verbindings, met uitsondering van nitiducol, bevat deurgaans 'n addisionele 2H-piraanring aan die A-ring van die isoflavanoïedskelet. In verskeie gevalle is die. 2H-piraanring konvensioneel 2,2-dimetiel-gesubstitueerd (leiocin, leiocinol, hemileiocarpin), terwyl dit in ander gevalle 'n interessante en seldsame 2-metiel-2-(4-metiel-3-penteniel) substitusiepatroon besit (nitidulin, nitidulan, heminitidulan, nitiducarpin). Nitiducol, 'n pterokarpaan, bevat 'n geranielsyketting en orto-hidroksigroep as substituente, wat in die gesikliseerde isomeer deur die 2-metiel-2-(4-metiel-3-penteniel)-2H-piraanring (nitiducarpin) verteenwoordig word. Die voorlopige struktuur van die isoflavaan, leioeinol, is onderhewig aan verdere bevestiging deur totaalsintese. Ter ondersteuning van die strukture van ‘n aantal verwante isoflavane is 'n totaalsintese van 2'-O-metielleiocin uitgevoer. Aanvanklik is gepoog om leiocin via die ooreenstemmende chalkoon en isoflavoon te berei, maar die sintese kon vanweë swak isoflavoonvorming in die teenwoordigheid van die vry hidroksifunksie nie voltooi word nie. 2'-0-Metielleiocin is egter suksesvol gesintetiseer en die produk is identies aan die 2'-0- metieleter van die ooreenstemmende natuurproduk bevind. 'n Totaalsintese van die oorblywende metaboliete, sowel as 'n ondersoek na die anti-patogene en medisinale eienskappe van die verbindings word in die vooruitsig gestel.
Open Access
Modelverbindings in tanniensintese: die konformasie van vryfenoliese eenhede
(University of the Free State, 1980-12) Pretorius, Pierre Johann; Roux, D. G.; Ferreira, D.
Afrikaans: Die basiese doelwitte van hierdie studie is essensieel tweërlei van aard naamlik: (i) fragmentering van die heterosikliese eterbinding in 'n flavan-3-ol, as model vir die fundamentele bousteen van tanniene, gevolg deur die koppeling van 'n hidrofobiese tipe nukleofiel om sodoende enersyds die molekule te aktiveer ten opsigte van nukleofiliteit vir reaksie met formaldehied en andersyds wateroplosbaarheid te verlaag en (ii) die koppeling van fenoliese eenhede met bensiliese oksigenering onder milde suurkondisies aan die C4-karbokatioon van flavan-3,4-diole, as modelreaksie vir die sintese van biflavonoïede met terminale 3,4-diol funksionaliteit en ter bestudering van die konformasie van die heterosikliese ring van 4-ariel-/ -flavanielflavan-3-ole. Reaksie van (+)-katesjien met natriumsianied lewer 'n basisgekataliseerde herrangskikkingsproduk, katesjiensuur. Hierdie produk ontstaan deur onverwagse opening van die heterosikliese ring onder invloed van elektronvrystelling deur die 4-fenolaatioon en herrangskikking via In 1,6-tipe Michael addisie van C8 van die A-ring en die intermediêre kinoonmetied. Onder relatief drastiese kondisies reageer (+)-katesjien met swaeldioksied om uitsluitlik 'n dimeriese kondensasieproduk te lewer. Struktuurbewys hiervoor bevestig vir die eerste keer die postulaat van Freudenberg rakende die selfkondensasie van flavan-3-ole. Suurgekataliseerde koppeling van (+)-mollisacacidien en floroasetofenoon lewer beide die 3,4-trans- en 3,4-cis-4-arielflavan-3-oIe. Soortgelyke koppeling van (+)-mollisacacidien en (+)-taksifolien lei tot vorming van die 4,β-gekoppelde alles trans isomeer in uiters lae opbrengs. Onder dieselfde en selfs meer drastiese kondisies kon egter geen koppeling tussen (+)- mollisacacidien en (+)-fustien verkry word nie. Die KMR-spektra van sommige van die vryfenoliese 3,4-cis-4-arielflavan-3-ole dui op 'n abnormale klein koppelingskonstante tussen H2 en H3. Hierdie lae waarde word geïnterpreteer op grond van 'n afwyking van die normale vyfpunt-koplanêre konformasie van die heterosikliese ring as gevolg van die neiging van beide C2- en C4-fenielsubstituente om 'n ekwatoriale posisie in te neem en sodoende die heterosikliese ring in 'n verwringde bootkonformasie te forseer. Dit blyk dus dat verdere verfyning van reaksiekondisies waarskynlik sou kon lei tot sintese van biflavanolede met terminale diolfunksionaliteit terwyl 'n groter reeks vryfenoliese 4-arielflavan-3-oIe benodig word ten einde die konformasie van die heterosikliese ring finaal vas te stel.
Open Access
Isolasie, absolute konfigurasie en sintese van oligomeertanniene: die eerste triflavonoied met terminale diolfunksie
(University of the Free State, 1981-06) Young, Desmond Austin; Roux, D. G.; Ferreira, D.
Afrikaans: Suurgekataliseerde karbokatioonvorming op C4 van 'n reeks flavan-3,4-diole gevolg deur reaksie met 'n verskeidenheid fenoliese nukleofiele spesies het gelei tot ontwikkeling van die eerste doeltreffende metode vir sintese van vryfenoliese 4-ariel/flavaniel/biflavaniel-flavan-3-ole. Sogenoemde tema is in hierdie ondersoek uitgebou met spesiale klem op reaksiewyse en die daarstelling van oligomere met C4-hidroksilering in die terminale flavanieleenheid. 'n Noukeurige herondersoek van die koppelingsreaksie van floroglusinol met (+)-mollisacacidin en (+)-leukosianidin onderskeidelik het getoon dat die reaksie stereoselektief verloop om beide die 3,4-trans en 3,4-cis produkte te lewer. Hierdie waarneming kontrasteer met vorige bewerings van 'n stereospesifieke reaksieverloop met vorming van slegs die 3,4-trans isomeer. Aangesien biflavanoiede met terminale diolfunksionaliteit uit Acacia mearnsii (wattel) as metieleters geskei kan word en hierdie klas verbindings as sleutelboustene tydens sintese van oligomere vanaf die tetraflavanoiedvlak beskou kan word, is die invloed van gemetile8rde fenoliese hidroksigroepe van die elektrofiel op die verloop van koppeling ondersoek. Dit is gevind dat die reaksie tussen (+)-tri-O-metielmollisacacidin met (+)-katesjien baie stadig verloop om slegs [4-8] gekoppelde produkte te lewer. Hierdie stadige reaksieverloop kan slegs aan die verlaagde resonans stabiliserende effek van die C7-O-metielgroep in vergelyking met die C7-hidroksigroep toegeskryf word. Isolasie van 'n vierde biflavanoïed met terminale diolfunksie uit die kernhout van wattel voltooi vir die eerste keer die aantal moontlike stereoisomere van hierdie tipe met 'n 2R,3S (2,3-trans) konfigurasie. Isolasie van 'n lineêre triflavanoïed met In terminale diolfunksie is uniek en dien as verdere uitbreiding van die aantal dioleenhede beskikbaar vir die sintese van hoër oligomere. Direkte sintese van terminale diol bi- en triflavanoïede, hoewel in uiters lae opbrengs, is vir die eerste keer suksesvol uitgevoer deur selfkondensasie van vryfenoliese (+)-mollisacacidin. Angulêre tri- en tetraflavanoïede met (+)-katesjien as gemeenskaplike nukleofiel is vir die eerste keer uit die kernhout van A. mearnsii geïsoleer ondanks die feit dat (+)-katesjien as waarskynlike biogenetiese voorloper in die kernhout van wattel afwesig is. Hierdie oënskynlike anomalie kan waarskynlik toegeskryf word aan die hoë konsentrasie in die kernhout van (+)-mollisacacidin as elektrofiele spesie met gevolglike volledige konsumpsie van bogenoemde nukleofiele entiteit. Toepassing van die SD-metode, ter bepaling van die absolute konfigurasie by die punt van interflavaankoppeling (C4), op die bi- (met C4-OH) en triflavanoied vlak blyk nie so eenvoudig te wees soos voorheen suksesvolop minder komplekse dil en trimere toegepas nie. 'n Groter reeks modelverbindings word benodig alvorens 'n algemene reël daargestel kan word, aangesien dit duidelik is dat die aromatiese kwadrantreël nie afsonderlik op elke C4 chirale sentra in die komplekse molekule toegepas kan word nie.
Open Access
Profisetinidiene: die eerste sintese van tetraflavanoiede: bi- en triflavanoiede met terminale diolfunksie
(University of the Free State, 1984-01) Young, Desmond Austin; Roux, D. G.; Ferreira, D.
Afrikaans: Chemici in die flavanoiedveld leun swaar op spektroskopiese metodes ter ontrafeling van die komplekse strukture van bi- en hoëre flavanoiede. Die kragtigste van hierdie tegnieke naamlik ultra-hoë resolusie 1H en 13C kmr-spektrometrie gaan egter mank aan sekere inherente tekortkomings op veral die tetraflavanoiedvlak vanweë veral die abnormale hoë temperatuurvereistes (>200'C) om vinnige rotasie om die onderskeie interflavanoiedbindings en aldus skerpgedefinieerde spektra te induseer. Hierdie probleme het die behoefte aan sintetiese toegang tot oligomeriese tanniene beklemtoon en verteenwoordig hierdie studie dus primêr 'n ekskursie ten opsigte van die bepaling van koppelingsvolgorde en stereochemie van tetraflavanoiede deur middel van sintese. 'n Herondersoek van die komplekse fenoliese mengsel van die kernhout van A. mearnsii het verskeie 'nuwe' produkte gelewer. 'n Pienk band vanaf sellulose kolomme (lae mobiliteit met water as eluant) het onder andere 'n nuwe dioksaantipe bifisetinidol met 2,3-trans-3,4-trans:2,3-trans-3,4-cis stereochemie gelewer. Sintese van die dioksaantipe biflavanoied is vanaf tri-O-metiel-(+)-mollisacacidien met BF3 as katalisator uitgevoer. Die sintese het, benewens die genoemde isomeer, die bekende 3,4-alles-cis dioksaan biflavanoied as hoofproduk gelewer tesame met 'n 2,3-cis-3,4-cis:2,3-trans-3,4-cis analoog en twee [4,6]-C-C-gekoppelde triflavanoied dioksane waarvan die stereochemie van die 6-flavanieleenhede as 3,4-trans en 3,4-cis onderskeidelik bepaal is. Uit dieselfde fraksie is 'n nuwe 3,8,9-trihidroksidibenso-a-piroon, 3,9,1o-trihidroksidibenso-a-piroon en 'n komplekse dibenso-a-piroon identies aan dié uit Umtiza Zisterana vir die eerste keer uit A. mearnsii verkry. Die isolasie van laasgenoemde reeks verbindings beklemtoon opnuut die kompleksiteit van die metaboliese poel van Acacia mearnsii. Om insae te kry in sommige aspekte van die meganisme van flobafeenvorming, is die [4,8]-3,4-trans(-)-fisetinidol-(+)-katesjien biflavanoied in asynsuur/monochloorasynsuur/etanol vir 24 uur onder stikstof gerefluks. Bewyse vir splyting van die interflavanoïedbinding is verkry deur isolasie van(+)-katesjien, [4,6] -trans- en cis-biflavanoïede (1,3-flavanielmigrasie) en twee angulêre triflavanoiede. Hierdie produkte word vergesél deur twee verbindings waarin die heterosikliese ring van die (-)-fisetinidoleenheid herrangskikking ondergaan het. Herrangskikking vind plaas deur aanval van O7 van die (+)-katesjieneenheid op C2 van die O-geprotoneerde C-ring om verbindings van beide retensie en inversie van konfigurasie op die betrokke koolstof te lewer. Hierdie herrangskikking het effektief die 'vrystelling' van die resorsinol A-ring van die (-)-fisetinidoleenheid tot gevolg met gepaardgaande verhoogde nukleofiliteit en aldus verhoogde dryfkrag vir kondensasie na onoplosbare en hoogsgekondenseerde tanniene (ekwivalent van flobafeenvorming). 'n Noukeurige herondersoek na die kondensasiereaksie van (+)-katesjien met (+)-mollisacacidien het al vier moontlike isomere gelewer wat die vermoede bevestig dat die [4.6]-cis produk in 'n vorige ondersoek oor die hoof gesien is. 1H kmr (80MHz) spektra (σDMSO 150'C) het spesifieke diagnostiese patrone aangedui. naamlik dat ∆σH H 2 - 3 vir die F-ring (+)-katesjieneenheid) groot is (0.61) vir [4.8]-cis koppeling en klein (0.14) vir [4.8]-trans koppeling. Uitbreiding hiervan na die angulêre triflavanoiede uit A. mearnsii bevestig hierdie waarneming en dui daarop dat soortgelyke parameters ook vir hoër oligomere geldig is. Reaksie van (+)-katesjien met die vryfenoliese triflavanoied fraksie uit A. mearnsii het drie produkte gelewer waarvan twee [4. 6] en [4, 8] -gekoppel, in ooreenstemming is met verwagte strukture gebaseer op 3,4-cis:3,4-trans:3,4- trans-stereochemie van die diol triflavanoied. Die derde produk dui daarop dat 'n tweede diol triflavanoied met 'n 3,4-trans:3.4-trans-interflavanoied stereochemie waarskynlik in bogenoemde fraksie teenwoordig is. Weens gebrek aan materiaal kon die struktuur van die kondensasie produkte egter slegs gedeeltelik bepaal word. Om as modelle te dien vir hoër oligomere, is (+)-katesjien aan die diolbiflavanoiede gekoppel. Dit is opmerklik dat 3,4-ois interflavanoied stereochemie van die diolbiflavanoïede uitsluitlik 3,4-trans aansluiting met (+)-katesjien en 3,4-trans interflavanoied stereochemie, 3,4-cis aansluiting tot gevolg gehad het. Hierdie waarneming kan slegs gedeeltelik verklaar word aan die hand van die rigtende invloed deur die A-ring van die [6]-flavanieleenheid op koppeling van (+)-katesjien aan die elektrofiele C4-sentrum. Struktuurbepaling van tetraflavanoiede uit A. mearnsii het tekortkominge in kmr-tegnieke blootgelê, aangesien die koppelingspunt van die bifisetinidoleenheid aan die ten volle gesubstitueerde A-ring van die (+)-katesjieneenheid nie bepaal kan word nie en vanweë die hoë temperatuurvereistes om vinnige rotasie en dus 'skerp' kmr-spektra te bewerkstellig. Sintese van tetraflavanoïede is dus aangepak om die strukture van die geïsoleerde analoë te bepaal. Toegerus met kennis van stereochemie via sintese, kon 80MHz kmr sinvol benut word om karakteristieke kmr-patrone te identifiseer en sodoende redelik volledig kmr-interpretasie moontlik te maak. SD-spektra van die meerderheid van die hoëre oligomere het getoon dat die stereochemie van die koppelingspunt aan (+)-katesjien in die lineêre tri- en tetraflavanoiede die teken van die lae golflengte hoë-intensiteit Cotton-effek bepaal. Vir meeste van die 'angulêre' tetraflavanoiede het dit geblyk dat die stereochemie van die Ca koppelingspunt van (+)-katesjien soortgelyk die teken van die Cotton-effek bepaal. Hoewel normale koppelingskonstantes waargeneem word, is uitsonderings egter verkry wat daarop wys dat die SD-metode met huidige korrelasies nie op hoër oligomeriese vlak met dieselfde vertroue as op biflavanoied vlak toegepas kan word nie. 13C kmr-spektrometrie van sommige profisetinidiene dui daarop dat C4-kwasi-aksiale-(3,4-cis)-lavanielgroepe 'n Y skermende effek op C2 relatief ten opsigte van die ongesubstitueerde koolstof uitoefen, terwyl C4-kwasi-ekwatoriale groepe 'n y ontskermende effek uitoefen. Op die vryfenoliese (-)-fisetinidol-(+)-katesjien profisetinidiene kan die koppelingspunt aan (+)-katesjien afgelei word. Koppeling aan 'n spesifieke koolstof het ontskerming van daardie koolstof tot gevolg met 3,4-trans stereochemie wat 'n groter mate van ontskerming as in die geval van die 3,4-cis analoog veroorsaak. Op die metieleterdiasetaatvlak word 13C kmr-spektra egter ook gekompliseer deur beperking op rotasie om die interflavanoiedbinding en word studies by verhoogde temperatuur benodig alvorens sinvolle interpretasie en ekstrapolering na hoër oligomere moontlik is.
Open Access
Atropisomerie in nuwe tipe bifeniel en o-terfeniel gekondenseerde tanniene
(University of the Free State, 1984-03) Young, Esme; Ferreira, D.; Roux, D. G.
Afrikaans: Chemiese ondersoek van die kernhout van Prosopis gZanduZosa het aan die lig gebring dat dit oor 'n komplekse flavanoïedinhoud beskik. As gevolg van hierdie kompleksiteit, was genoegsame materiaal en 'n aantal goedbeplande skeidingstegnieke van fundamentele belang. Die oorheersende fenoliese komponent van die kernhout is 'n flavan-3-ol met 'n 3' ,4' ,7,8-tetrahidroksi fenoliese substitusiepatroon. Dit dien as voorganger vir 'n verskeidenheid komplekse metaboliese analoë. Die ooreenstemmende flavan-3,4-diol met 'n soortgelyke substitusiepatroon, is slegs in spoorhoeveelhede geïsoleer. Afgesien van die isolasie van "konvensioneel" gekoppelde biflavanoïede gebaseer op elektrofiele aanval by die C4-karbeniumioon vanaf flavan-3,4-diole op die nukleofiele posisies van flavan-3-ole, is 'n nuwe 1-flavaniel-1,3- diarielpropan-2-ol sowel as 'n B-ring gekoppelde flavaniel-2-bensoïelbnsofuraan geïsoleer. Die uniekheid van hierdie ondersoek is egter gasetel in die identifisering van [5,6]-gekoppelde en atropisomeriese l5,51-biflavanoïede gebaseer op 'n bifenielbinding wat na triflavanoïedvlak uitgebrei is met herkenning van vier [5,5:5,6]-o-terfeniel triflavanoïedatropisomere. Die [5,5]-atropisomere is reeds op vryfenoliese vlak skeibeer- terwyl die [5,6]-isomeer en [5,5:5,6]-o-terfeniel atropisomere eers na derivatisering geskei kan word. Die 1H kmr-spektra van hierdie 5,5 -dimere en [5,5:5,6]-trimere vertoon opvallend skerp spektra by kamertemperatuur wat op "starheid" van struktuur by hierdie temperature dui. Hierdie spektra vertoon nie wesenlike verskerping van resonanse by hoër temperature nie. Verdere getuienis vir atropisomere by die [5,5]-gekoppelde dimere is aan die hand van 'n isomerisasie eksperiment verkry. Wanneer die temperatuur genoegsaam verhoog word (170'C in DMSO-oplossing), word die twee strukture onderling omskakelbaar. Die verskynsel word toegeskryf aan onderlinge interaksie tussen die "starre" C4-metileenfunksie en die "buttressing" effek van die meta hidroksi- of metoksisubstituent op die CG-proton. By die [5,6]-gekoppelde isomere, word 'n dinamiese ewewig by die 1H kmr-spektra van die metieleterasetaatderivate bespeur. Die 7-0H (D-ring) van die biflavanoied is traag om metilering te ondergaan as gevolg van sterk waterstofbinding met die π-elektrone van die A-ring. Daar word dus gepostuleer dat atropisomere as gevolg van waterstofbinding in die vryfenoliese toestand van die [5,6]-biflavanoied voorkom. Derivatisering hef hierdie waterstofbinding op en gee aanleiding tot 500 MHz kmr-spektra waarin seinverdubbeling en dus 'n redelike mate van beperking op die rotasiespoed voorkom. Sintese van die opties rein [5,6]-biflavanoied met 3' ,4',7,8- tetrahidroksileringspatroon is uitgevoer deur reduksie van (+/-)-3' ,4' ,7,B-tetrametoksidihidroflavonol, kondensasie daarvan aan die monomeriese (+)-3' ,4' ,7,B-tetrahidroksiflavan-3-ol en daaropvolgende skeiding van die diastereoisomeriese mengsel. Tydens suurkondensasie van (+)-mollisacacidien met die 3' ,4' ,7,B-tetrahidroksiflavan-3-oL is beide [4,6] +cis een [4,6] -trans biflavanoiede in die verhouding 1:6.4 verkry. Hierdie verbindings word vergesél deur 'n nuwe "lineêre" trimeer' {[4,6:4,6] -2,3-trans-3,4-trans:2' ,3'-trans:2",3"-trans-3",4"-cis-triflavanoied} wat ontstaan deur kondensasie van die gevormde [4,6]-3,4-trans-biflavanoied as nukleofiel met 'n verdere molekuul flavan-3,4-diol.
Open Access
Sintese en konformasie van natuurlike flobatanniene: die meganisme van basisgekataliseerde piraanherrangskikkings
(University of the Free State, 1988-12) Steynberg, Jan Petrus; Ferreira, D.; Brandt, E. V.; Young, D. A.
Afrikaans: Guibourtia coleosperma (Rhodesian copalwood) is bekend as 'n harde en duursame houtsoort wat opvallend weerstand teen verrotting bied. Die onlangse isolasie van unieke bi- en triflavanoïede gebaseer op leukoguibourtinidiene (4',7-dihidroksiflavan-3,4-diole) en fenoliese stilbene, bekend vir antifungiese eienskappe, het as stimulus gedien vir 'n herondersoek van die fenoliese metaboliete. Uitgebreide verrykings- en skeidingstegnieke lewer, benewens bekende (E)-stilbeen monosiede, die unieke 4',5-dimetoksi- en 3',5-dihidroksi-4'-metoksi-3-[O-α-L-rhamnopiranosiel-(1 - 6)-β-D-glukopiranosieloksil stilbeenbiosiede. Die lae konsentrasie van hierdie verbindings het 'n nuwe benadering ten opsigte van identifikasie genoodsaak. Ontwikkeling van 'n elegante metode waar die aard en posisie van interglikosidiese-sowel as glikosied-aglikoon bindings met behulp van n.O.e. tegnieke ('H k.m.r.) gekarakteriseer word, voorsien 'n waardevolle bydrae tot identifisering van glikosiede. Hierdie metode het veral meriete waar alternatiewe spektroskopiese en chemiese metodes deur die beskikbaarheid van voldoende materiaal aan bande gelê word. Die stilbeenglikosiede word in G. coleosperma vergesel deur flobatanniene, 'n unieke klas van ring-geïsomeriseerde tanniene. Hierdie verbindings verteenwoordig die produkte van stereospesifieke ring-isomerisasie van 2,3-trans-3,4-trans- en stereoselektiewe isomerisasie van 2,3-trans-3,4-cis-(-)-fisetinidol eenhede in konvensionele (4,8)-bi- en (4,6:4,8)-triflavanoïede. Fisiese data soos massaspektroskopie, sirkulêre dichroisme maar veral hoë resolusie 1H k.m.r. n.O.e. tegnieke, lei, op enkele uitsonderings na, tot volledige struktuuropklaring van die gefunksionaliseerde tetrahidro-2H,8H-pirano [2,3-h]-, [2,3-f]- en [2,3-g] asook heksahidro-2H,6H,10H-dipirano[2,3-f:2',3'-h] chromene. Eenduidige struktuurbewys vir die nuwe klas van gekondenseerde tanniene volg uit piraanherrangskikkings van die waarskynlike biflavanoiedvoorlopers onder milde basiese kondisies (pH1O) . Die vatbaarheid van biflavanoiede onder basiese kondisies vir epimerisasie en herrangskikking via kinoonmetiede kompliseer egter die reaksieverloop. Om dus newereaksies geassosieer met 'n E-ring kinoonmetied uit te skakel, is die 4-0-metieleterderivate (E-ring) van die biflavanoiede aan die basiese reaksiekondisies blootgestel. Terwyl biflavanoiede met 2,3-trans-3,4-trans-flavan-3-ol "boonste" eenhede vatbaar is vir relatief stadige maar stereospesifieke C-ring isomerisasie, ondergaan die analoë 2,3-trans- 3,4-cis isomere stereoselektiewe isomerisasies teen 'n verhoogde tempo. Laasgenoemde analoë is verder vatbaar vir herrangskikkings na tetrahidropiranochromene waar die pirokatekol B- en resorsinol A-ringe omgeruil is relatief tot die posisies daarvan in die "normale" isomere. Hierdie ringomruilings geskied via 1,3-flavanielmigrasie in intermediêre kinoonmetiede en gaan gepaard met die inversie van die absolute konfigurasie by die ekwivalent van 3-C (C-ring) in die biflavanoied voorloper. Opvallend is dat sommige van hierdie "ringomgeruilde " analoë ook in Baikiaea plurijuga aangetref is wat vermoedelik dui op die funksionering van 'n meganisme in die natuur soortgelyk as dié voorgestel in hierdie ondersoek. Benewens die voorsiening van eenduidige struktuurbewys vir die volledige reeks natuurlike flobatanniene, is 'n aanvaarbare meganistiese verklaring vir die verloop van die basisgekataliseerde piraanherrangskikkings ontwikkel. Die benadering van selektiewe beskerming van 4-OH(E), het verder afdoende bewys verskaf dat die waargenome flavanielmigrasies by die "onbeskermde" analoë via 'n E-ring kinoonmetied verloop. In teenstelling met "beskermde" biflavanoïede waar slegs die C-ring aan isomerisasie onderworpe is, kan beide die C- en I-heterosikliese ringe van 'n triflavanoïed piraanherrangskikking ondergaan. Behandeling van die (4α,8:4α,6)-bis-(-)-fisetinidol-(+)-katesjien as prototipe vir trimeriese profisetinidiene met basis het inderdaad die heksahidro-2H,6H,lOH-dipirano[2,3-f:2' ,3'-h] chromeen wat dui op 'n dubbele ringisomerisasie asook isomerisasie-intermediêre 6-flavaniel-[2,3-h]- en 1O-flavaniel-[2,3-f] chromene waar slegs een heterosikliese ring isomerisasie ondergaan het, gelewer. Die 10-flavaniel-[2,3-f] chromeen is ook uit G. coleosperma geïsoleer terwyl die dipirano[2,3-f:2' ,3'-h'] chromeen uit Colophospernum mopane geïsoleer is. Ten spyte van intensiewe ondersoeke na kommersiële basisgekataliseerde reaksies van prosianidiene met die oog op benutting van kommersiële ekstraksie van "loblolly pine" bas onder basiese kondisies, bestaan geen getuienis van C-ring isomerisasies by hierdie kommersieel-belangrike klas verbindings nie. Behandeling van prosianidien B-3, 'n tipiese prosianidien biflavanoïed, met milde basis lei tot 'n tetrahidropirano[2,3-h] chromeen met "omgeruilde" floroglusinol A- en pirokatekol B-ringe asook analoë 4-ariel-2- flavaniel bensopirane d.w.s. analoë waarin die 4-C (+)-katesjienen die 2-C pirokatekoleenheid "uitruil". Terwyl die tetrahidropiranochromeen vorm deur 1,3-flavanielmigrasie in 'n intermediêre kinoonmetied, ontstaan die 4-ariel-2-flavanielbensopirane deur 1,3-migrasie van 'n "vrygestelde" floroglusinoleenheid in dieselfde kinoonmetied intermediêr. Onder hierdie milde basiese kondisies kon geen bewyse vir omskakeling na "catechinic-acid" tipe produkte verkry word nie. Hierdie verbindings is bekend vir buitengewone suurheid en lae reaktiwiteit teenoor aldehiede en het die suksesvolle toepassing van alkaliese ekstraksie van natuurlike prosianidiene tot dusver gekortwiek. Die huidige ondersoek bewys dus dat met die versigtige seleksie van kondisies hierdie probleme grootliks oorbrug kan word. Die afwykende 1H k.m.r. en SD data van tetrahidropiranochromene met trans-trans C-ring konfigurasie en die omgekeerde Cotton-effek van [2,3-h] chromene met 2,3-trans F-ring konfigurasie, het die toekenning van absolute konfigurasie by sekere verbindings gekompliseer. So toon die SD spektra van die produkte met "omgeruilde" resorsinol A- en pirokatekol B-ringe 'n sterk negatiewe Cotton-effek in teenstelling met 'n verwagte positiewe Cotton-effek deur toepassing van die aromatiese kwadrantreël. Die teenstrydige chiroptiese gedrag word aan die konformasionele mobiliteit van die F-ring toegeskryf en is in 'n poging om die probleem te oorbrug die volgende benaderings benut. Die geredelike-beskikbare 4-arielflavan-3-ole is in modelreaksies gebruik om ondubbelsinnig te bewys dat ringomruiling tydens die isomerisasiereaksie met inversie van die absolute konfigurasie by die chirale sentra van die C-ring gepaard gaan. Laastens is die konformasionele gedrag van die flobatanniene teoreties met rekenaargesimuleerde molekulêre meganika bestudeer en kon deur die SD data met teoreties voorspelde voorkeurkonformasies in verband te bring die afwykende chiroptiese gedrag van sekere flobatanniene sinvol verklaar word. Uit Dreidingmodelle blyk dit duidelik dat 'n dominante A-konformasie, soos deur MM-berekenings bevestig, by tetrahidropiranochromene met alles-trans C-ring konfigurasie tot 'n "omgekeerde" Cotton-effek sal lei. Die konformasionele mobiliteit van die F-ring by tetrahidropiranochromene met 2,3-trans F-ring konfigurasie word inderdaad deur MM-berekenings bevestig (E:A konformeerverhouding, + 50:50). Uit die oogpunt van die kommersiële benutting van gekondenseerde tanniene is bogenoemde C-ring isomerisasie met gepaardgaande "vrystelling" van 'n resorsinoleenheid van fundamentele belang. Die vrygestelde resorsinolring behoort tot die aktivering van die basiese tannienskelet, veral vanaf die triflavanoiedvlak, vir reaksie met bv. formaldehied te lei om aldus aanleiding te gee tot beter benutting van tanniene in die koudsettende kleefstofbedryf.
Open Access
Stereoselektiewe oksigenering van die prochirale bensiliese sentrum van flavan-3-ole
(University of the Free State, 1989-11) Mouton, Coenraad Hendrik Lourens; Steenkamp, J. A.; Ferreira, D.
Afrikaans: Die lae konsentrasie van flavan-3,4-diole in natuurlike bronne en die gepaardgaande veeleisende isolasie daarvan, oefen 'n remmende uitwerking op oligomeersintese, wat op sodanige verbindings gebaseer is, uit. In 'n poging om hierdie probleem te oorbrug, is 'n ondersoek na die oksigenering van die prochirale, bensiliese sentrum van 'n reeks van flavan-3-ole met behulp van 'n persulfaat-sisteem geloods. Hierdie protokol het inderdaad tot die suksesvolle funksionalisering van die gekose substrate, in goeie opbrengs, gelei. Deur benutting van opties rein flavan-3-ole is afleidings rakende die stereochemiese verloop van die oksigeneringsreaksies moontlik gemaak. Funksionalisering van flavan-3-ole bevattende resorsinol A-ringe, naamlik (-)-fIsetinidol en (-)-robinetinidol, het tot die ooreenstemmende flavan-3,4-diole gelei. Opmerklik was die verhoogde opbrengs van die (-)-robinetinidol oksigeneringsreaksie wat in terme van buurgroepdeelname deur die meer elektronryke pirogallol B-ring in stabilisering van die karbokationiese intermediêr gerasionaliseer is. Aansluitend hierby is (+)-katesjien- en (-)-epikatesjien derivate eweneens 'n goeie opbrengs gefunksionaliseer. In teenstelling met die verwagting, het hierdie substrate met floroglusinol A-ringe nie tot beter resultate as die 5-deoksi flavan-3-ole gelei nie, wat in terme van verlaagde stabiliteit van die gevormde flavan-3,diole onderheersende kondisies verklaar is. In ooreenstemming met die verlaagde stabilisering wat 'n bensiliese karbokationiese spesie ten opsigte van 'n 8-oksi A-ring sal ondervind, is 'n dramatiese verlaging 'n reaksietempo waargeneem tydens funksionlisering van 'n (+)-mesquitol derivaat. Samehangend hiermee is (+)-epifisetinidol met die unieke 2,3-cis stereochemie en 5-deoksi A-ring in uitstekende opbrengs gefunksionaliseer. Benewens die stereospesifieke verloop van die reaksie wat in terme van buurgroepdeelname gerasionaliseer is, is die weg gebaan na die sintese van (+)-epifisetinidolbevattende oligomere wat toenemend uit natuurlike bronne verkry word. Die stereoselektiwiteit wat deurgaans vir alle substrate waargeneem is, is in terme van buurgroepdeelname deur die B-ring gerasionaliseer. Hierdie uitsonderlike tipe stabilisasie van die intermediêre spesie is gebaseer op mobiliteit van die heterosikliese ring van flavanole - 'n faset wat toenemend deur navorsers in flavanoiedchemie ondersoek word. Dienooreenkomstig het die waargenome stereoselektiwiteit tot postulasie van 'n karbokationiese intermediêr, met gepaardgaande stabilisasie, enersyds vanaf die B-ring en andersyds vanaf die aangrensende C-3-OH, gelei. Hierdie metodiek is uitgebrei tot die vlak van 4-arielflavan-3-ole wat soortgelyk tot die suksesvolle oksigenering van die C-4 posisie, in goeie opbrengs, gelei het. Hierdie unieke C-4 hidroksilering van 'n 4-arielflavan-3-ol met 3,4-trans relatiewe stereochemie, het die weg gebaan om met vrymoedigheid die funkaionalisering van die meer komplekse bi- en triflavanoiede as realistiese navorsingsteikens in die nabye toekoms aan te pak. Analoog hieraan het oksigenering van die ooreenstemmende 3,4-cis ekwivalent tot dieselfde 4β-hidroksi-produk gelei. Sodanige funksionalisering van C-4 gesubstitueerde flavanole hou die moontlikheid van opklaring van interflavanoied bindingsposisies via 'n broomondersteunde degradasie in, wat ter benutting van struktuuropklaring aangewend kan word. Die resultate van hierdie ondersoek het op 'n radikaal-geïnisieërde elektronoordragreaksie gedui en, alhoewel uitsluitsel rakende die verloop van persulfaat-geïnisieërde oksigenering nog uitstaande is, is 'n meganistiese rasionaal voorgestel wat 'n bydrae ter uit bouing van die grondbeginsels van sodanige reaksies kan lewer. Dienooreenkomstig is gevind dat, in teenstelling met analoë DDQ-funksionaliserings, hierdie reaksies minder afhanklik van steriese hindernisse in die omgewing van die bensiliese C-4 sentrum is, aangesien oksidasie waarskynlik via 'n aromatiese radikaal-katioon geskied. In 'n poging om inligting rakende C-4 karbokationiese intermediêre in te win, is rekenaarondersteunde studies in dié verband onderneem. Hierdie resultate het weliswaar nie tot beduidende afleidings gelei nie, maar dien as 'n basis vir die ontginning van 'n nuwe terrein in flavanoïedchemie. Resultate het egter daarop gedui dat, ten spyte van vroeëre opvattings, verskeie flavan-3-ole substansiële persentasies A-konformere vertoon, 'n tendens versoenbaar met die gepostuleerde A-konformasionele intermediêre. Benewens daarstelling van In sintetiese roete na proantosianidiene, is 'n databasis van 300 MHz KMR-parameters van die metieleter- en metieleter asetaat-derivate van hierdie flavan-3,4-diole, ter benutting van struktuuranalise, opgebou. Sodanige data kan moontlik in die toekoms ter verdere benutting van konformasionele analise van hierdie verbindings aangewend word.
Open Access
Direkte sintese van isoflavane en 2-bensieldihidrobensofurane via α-alkilering van fenielasynsuuresters
(University of the Free State, 1991-05) Versteeg, Marietjie; Bezuidenhoudt, B. C. B.; Ferreira, D.
Afrikaans: Hoewel verskeie isoflavonoïede wat fisiologiese aktiwiteit vertoon opties aktief geïsoleer is, bestaan daar tans geen metode vir die stereoselektiewe sintese van hierdie groep natuurprodukte nie. Aangesien geen direkte sintese vir isoflavane eweneens bekend is nie en hierdie groep die eenvoudigste chirale isoflavonoïede verteenwoordig, is die ontwikkeling van metodologie vir die enantioselektiewe sintese van isoflavane d.m.v. elektrofiele α-alkllering van fenielasetate uitgevoer. Ten einde die propanoïedskelet van isoflavane te lewer, word bensielelektrofiele met substitusiepatrone tiperend van isoflavonoïede tydens die alkileringsreaksie benodig en is 4-metoksibensielbromied (76%) m.b.v. reduktiewe halogenering (trimetielchlorosilaan) LiBr/tetrametieldisiloksaan direk van anysaldehied berei. Hierdie roete was egter onsuksesvol t.o. v. die sintese van 2-O-metoksimetiel- en 4-metoksi-2-O-metoksimetielbensielbromied, sodat lg. twee bensielbromiede na beskerming van die 2-hidroksigroep d.m.v. reduksie (NaBH4) en reaksie met metaansulfonielanhidried, LiBr en 2,6-lutidien vanaf salisiel- en 2-hidroksi-anysaldehied gesintetiseer moes word (75 en 70% opbrengs). AIkilering (litiumdiïsopropielamied/tetrahidrofuraan/ -78 - -15°C) van mentielasetaat,-propanoaat en -fenielasetaat, verkry deur reaksie van die ooreenstemmende suurchloried met (-)-mentol (60, 24 en 70%), met bensielbromied het mentiel-3-fenielpropanoaat, mentiel-3-feniel-2-metielpropanoaat en mentiel-2,3-difenielpropanoaat in 10, 16 en 50% opbrengs gelewer. Hoewel die opbrengs uit bg. reaksie onbevredigend laag was, is aangetoon dat stereoselektiwiteit m.b.v. 'n chirale alkohol wel verkry kan word en is die diastereomeriese propanoate in 'n verhouding 1.4 - 1.2 : 1 geïsoleer. Ten einde kondisies vir die alkileringsreaksies te optimiseer en dus die opbrengs te verhoog, is m.b.v. D20-blussing bepaal dat die esterenolaat na 15 min by -78°C reeds volledig gevorm is (m.b.v. litiumdiïsopropielamied of litiumisopropielsikloheksielamied) en dat die effektiwiteit van die proses deur die byvoeging van heksametielfosfortriamied verhoog kan word. Ten spyte van hierdie verbeterings was die opbrengs van die alkile-ring, waarskynlik weens basisgekataliseerde eliminasie van die suur, steeds laag en is alkilering met 'n reeks metielfenielasetate voortgesit. Reaksie van metielfenielasetaat, metiel-4-metoksifenielasetaat, metiel-2-metoksifenielasetaat, metiel-3,4-dimetoksifenielasetaat en metiel-2,4-dimetoksifenielasetaat met bensielbromied, 4-metoksibensielbromied, 2-O-metoksimetielbensielbromied en 4-metoksi-2-O-metoksimetielbensielbromied het die ooreenstemmende 2,3-diarielpropanoate in 20 - 86% opbrengste gelewer (Skema I). M.b.v. LiA1H4-reduksie (50 - 98%), gevolg deur verwydering van die metoksimetiel groep (3N HCI, MeOH) en suurgekataliseerde ringsluiting (p-tolueensulfoonsuur/benseen), is isoflavane vanaf die 2"- metoksimetielpropanoate berei (22 - 65% opbrengs). Weens die verhoogde migrasievermoe" het propanole met 'n 4'-metoksi of 3',4'- of 2',4'-dimetoksi B-ring egter tot 2-bensieldihidrobenso[b]furane (18 - 70%) aanleiding gegee en is die eerste direkte sintese ook vir hierdie seldsame groep verbindings daargestel.