Acción del amoníaco sobre los derivados acilados de los monosacáridos - Lezerovich, Alberto (1963)
La reacción de Wohl, utilizada como método de degradación de monosacaridos,consiste en tratar con amoniaco los nitrilos acilados de los ácidosaldónicos. Se obtienen asi los 1,1-bis(amido)-1-deoxi-polioles conun átomo de carbono menos, que por hidrólisis ácida dan los correspondientesmonosacáridos. Los mismos 1,1-bis(amido)-l-deoxi-polioles resultan de la amonólisisde monosacáridos total o parcialmente acilados, de estructuras piranósicas,furanósicas_o aldehídicas. Así por ejemplo cuandola l,2,3,4,6-penta- O-benzoíl-D-glucosa, la 1,2,3,5,6-penta-O-benzoíl-D—glucosa o la 2,3,4,5,6-penta-O-benzoíl-D-glucosa se tratan con amoníaco en metanol,se obtiene el 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-D-glucitol. Para explicar la formación de los derivados bis(amido) de los monosacáridos, Isbell y Frush (J.Am.Chem.Soc., 71, 1579 (1949) propusieronun mecanismo basado en las transposiciones intramoleculares de los gruposacilos. Si bien no existen dudas acerca de la hipótesis básica de dichosautores, ya que la intramolecularidad ha sido demostrada experimentalmente, Su mecanismono aclara todos los detalles de 1a reacción. Con el objeto de disponer de una mayor información sobre el tema, Gros, Ondetti, Sproviero, Deulofeu y Deferrari (J.Org.Chem., 27, 924 (1962) determinaron en que extensión participa cada grupo benzoílo de la 1,2,3,4,6-penta-O-benzoil-D-glucosa en las transposiciones intramolecularesque tienen lugar durante su amonólisis. Encontraron que las contribucionesde los benzoilos de C-1, C-2, C-3, C-4 y C-6 a la formación del 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-D-glucitol son respectivamente O; 0,12; 0,76; 0,82 y 0,31 moles. Llamó la atención el pequeño valor correspondiente al grupo 2-O-benzoílo,cuya proximidad al carbono 1 hacía pensar que seria uno de losque más fácilmente podría transponerse para formar uno de los grupos benzamidosdel producto de amonólisis. Este resultado indujo a estudiar, en la primera parte de esta tesis,las contribuciones de los grupos 2-O-benzoílos de las penta-O-benzoíl-D-glucosasde estructuras furanósica y aldehídica, con el objeto de determinaren que medida influiria en la misma la modificación de la estructuracíclica hemiacetálica y la presencia de un grupo aldehido libre en elmonosacárido benzoilado. Se recurrió para este estudio al mismo método experimental utilizadopor Gros et alia, que consiste en la marcación con carbono-14 del grupobenzoílo cuya contribución se desea determinar, habiéndose sintetizadolas siguientes sustancias: a) 3,5,6-tri-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-D-glucosa. b) 2-0-benzoíl-(carbonilo 14C)-3,5,6-tri-O-benzoíl-D-glucosa. c) 1-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-2,3,5,6-tetra-O-benzoíl-D-glucosa. d) 2-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-1,3,5,6,tetra-O-benzoíl-D-glucosa. e) 2-0-benzoíl-(carbonilo 14C)-3,4,5,6-tetra-O-benzoíl-D-glucosa. f) 1,2-di-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-3,5,6-tri-O-benzoíl-D-glucosa. g) 3,5,6-tri-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-1,2-di-O-benzoíl-D-glucosa. h) 3,4,5,6-tetrapO-benzoíl-(carbonilo 14C)—2-O-benzoíl-D—glucosa. i) 3,5,6-tri-0-benzoíl-(carbonilo 14C)—1,2-O-isopropiliden-D-glucosa. j) 3,4,5,6-tetra-O—benzoíl—(carbonilo14C)-1,1-bis(etiltio)-l-deoxi-D-glucitol. k) 2-0-benzoíl-(carbonilo 14C)-3,4,5,6-tetra-O-benzoíl-1,1-bis(etiltio)-1—deoxi-D—glucitol. l) 2-0-benzoíl-3,4,5,6-tetra-O-benzoíl-(carbonilo 14C)—1,1-bis(etiltio-1-deoxi-D-glucitol. m) 2-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-3,4,5,6-tetra-O-benzoíl-l-sulfonatode sodio-D-glucitol. n) 2-O-benzoíl-3,4,5,6-tetra-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-1-sulfonatode sodio-D-glucitol. Las sustancias b, c, d, e, f, g, h, m y n fueron amonolizadas conmetanol amoniacal, habiéndose aislado los 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-D—glucitoles radiactivos. En base a las medidas de radiactividad se calcularonlas contribuciones de los grupos l y 2-O-benzoílos de la 1,2,3,5, 6-penta-0-benzoíl-D-glucosa y de los grupos 2-O-benzoílos de la 2,3,5,6 tetra- O-benzoíl-D-glucosa, de 1a 2,3,4,5,6-penta-0-benzoíl-D—glucosa yde su derivado bisulfítico. Se encontró que el grupo 1-O-benzoílo de la primera sustancia nocontribuye a la formación del derivado 1,1-bis(benzamido), pasando totalmenteal medio. El valor de la contribución del grupo 2-O-benzoílo de la 1,2,3,5,6-penta-O-benzoíl-D—glucosa (O,lO-0,13 moles) resultó del mismo orden queel correspondiente al benzoílo de la misma posición en la l,2,3,4,6-penta -O-benzoíl-D-glucosa, encontrado por Gros et alia, indicando que noexiste una influencia debida a la naturaleza del cíclo hemiacetálico. Esta analogía en el comportamiento de los derivados benzoilados piranósico y furanósico de la D-glucosa resultó confirmada al obtenerse iguales valores para las contribuciones de los grupos 2-O-benzoilos de la 1,2,3,5,6-Penta-O-benzoíl-D-glucosa y de 1a 2,3,5,6-tetra-O—benzoíl-D—glucosa, hecho similar al encontrado en la serie de los derivados benzoiladosde la D-glucopiranosa. En el caso de los derivados benzoilados de la D-glucosa sin cíclohemiacetálico (2,3,4,5,6-penta-O-benzoíl-D-glucosa y su derivado bisulfítico),la contribución del grupo 2-O-benzoílo a la formación del l,l-bis(benzamido)-1-deoxi-D-glucitol, es del orden de 0,80 moles por mol de sustancia. Esta marcada diferencia entre los valores de las contribuciones delos grupos 2-0-benzoílos de las penta-O-benzoíl-D-glucosas de estructurasciclicas hemiacetálicas y de cadena abierta de átomos de carbono con ungrupo aldehido, sólo puede explicarse admitiendo que para ambos tiposde sustancias, las primeras etapas de la reacción son diferentes. De otraforma se llegaría a una etapa intermedia que sería independiente de laestructura del compuesto amonolizado (con un benzoílo más en posición 4o 5 en el caso de los derivados de cadena abierta). Las escasas contribuciones de los grupos 2-O-benzoílos de las penta -O-benzoíl—D-glucosas que poseen-ciclos hemiacetálicos son interpretadascomo debidas a una comparativamente menor velocidad de amonólisis de dichosgrupos. Se llega a esta conclusión comparando los rendimientos obtenidospor amonólisis de derivados parcialmente benzoilados. En efecto,la 3,5,6-tri-O-benzoíl-D-glucosa da un rendimiento en 1,1-bis(benzamido)-l-deoxi-D—glucitol (16%) sensiblemente menor al obtenido a partir de la 2,3,5,6-tetra-O-benzoíl-D-glucosa (62%). Si la baja contribución del benzoílo en carbono 2 de la última sustanciase debiera a que la mayor parte del mismo es amonolizado pasandoal medio, no se podría obtener el alto rendimiento indicado. En lo que respecta a los valores de los rendimientos de las reaccionesde amonólisis de monosacáridos benzoilados, se estudió la posible influenciade algunos subproductos y productos laterales sobre las cantidadesde 1,1-bis(benzamido)-l-deoxi-D—glucitol aisladas. Se comprobó quela presencia de amidas, D-glucosa y D-glucosilamina no influyen en la solubilidad del derivado bis(benzamido) en el medio del que se aisla. Se efectuó además la determinación del rendimiento en 1,1-bis(benzamido) -1—deoxi-D—g1ucitol obtenido por amonólisis de la l,2,3,4,6-penta-o-benzoil-D-qlucosa, por el método de dilución isotópica, habiéndose encontrado un valor (24,5-25,7%) sólo escasamente superior al obtenido poraislamiento. Cuando 1a amonólisis de los derivados benzoilados de los monosacáridosse efectúa en propanol-2 amoniacal se obtienen productos que conservanun grupo benzoílo esterificando al hidroxilo primario. (Gros, Lezerovich, Recondo, Deulofeu y Deferrari: Anal.Asoc.Quím.Arg., 50, 185 (1962). En esas condiciones, a partir de la 1,2,3,4,6-penta-O-benzoíl-D-glucosa resulta el 1,1-bis(benzamido)-l-deoxi-6-O—benzoíl-D-g1ucitol. En 1a segunda parte de esta tesis se extiende esa reacción a loscasos de la 1,2,3,5,6-penta-O-benzoíl-D-glucosa, de la 2,3,4,5,6-penta-O-benzoíl-D-glucosa y de su derivado bisulfítico, que dan también 1,1-bis (benzamido)-1-deoxi-6-O-benzoíl-D-glucitol por anonólisis en propanol-2amoniacal. La 1,2,3,4,6-penta-O-benzoíl-D—galactosa da 1,1-bis (benzamido)-1-deoxi-6-O-benzoíl-D-galactitol. Se ha realizado un estudio para comprobar si el grupo 6-O-benzoílodel 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-6-O-benzoíl-D-glucitol es el mismo 6-0-benzoílooriginalmente presente en la 1,2,3,4,6-penta-O—benzoí1-D-glucosa,o si proviene total o parcialmente de transposiciones de benzoílosde otras posiciones hacia el hidroxilo primario. Para esto fueron preparadasy amonolizadas en propanol-2 amoniacal las siguientes sustancias: a) 1,2,3,4-tetra-O-benzoíl-6-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-D—g1ucosa. b) 1,2,3,6-tetra-O-benzoíl-4-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-D-g1ucosa. c) 1,2,3-tri-O-benzoíl-(carbonilo 14C)-4,6-di-O-benzoíl-D-glucosa. Los 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-6-O-benzoíl-D-glucitoles radiactivos obtenidos fueron a su vez amonolizados en metanol amoniacal, resultandolos 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-D—glucitoles correspondientes. La comparación de las medidas de radiactividad permitió establecerque en su mayor parte (0,91 moles por mol de sustancia) el grupo 6-O-benzoílodel 1,1-bis(benzamido)-1-deoxi-6-O-benzoíl-D-glucitol provienedel 6-0-benzoílo de la 1,2,3,4,6-penta-0—benzoíl-D-glucosa. E1 restotiene su origen en la transposición parcial del grupo 4-O-benzoílo haciael hidroxilo del carbono 6; habiéndose comprobadoque no existentransposiciones de los grupos l, 2 y 3-O-benzoílos hacia dicha posición. En forma análoga se ha comprobado que se produce una transposiciónparcial (0,11 moles por mol de sustancia) del grupo 2-0-benzoílo delderivado bisulfítico de la 2,3,4,5,6-penta-O-benzoíl-D-glucosa por accióndel propanol-2 amoniacal hacia el hidroxilo del carbono 6.