Nuclei xantinici condensati in 7 .. g con eterocicli Nota I: Reazioni della S~cloroteofìllina con cloridrine

FRANCO DE MARTIIS (*), CLAUDIO BOTRÈ (*) c FRANCESCO TOFFOLI

Laboratori di Biologia

Riassunto. - Per reazione tra il sale sodico dell'8-cloroteofillina ed alcune a - e ~-cloridrinc si formano, con climii1azione di una molecola di H Cl, i prevedibili derivati ?-sostituiti dell'8-cloroteofillina. Eseguendo invece la reazione in eccesso di alcali si eliminano 2 molecole di HCl e si forma un eterociclo a cinque o a sei t ermini, condensato in 7-8 al nucleo xantinico, rispettivamente di tipo ossazolidinico o isomorfolinico; in taluni casi si for­mano anche alcuni derivati dell'acido 1,3-dimetilurico.

Si descrivon o le proprietà chimiche e spettrofotometrichc dei prodotti preparati.

Summary. (Xanthinic nuclei condensed in 7-8 with heterocycles. 7ote I: Reactions of 8-chlorotheophylline with chloroltydrins). - The paper gives a description of the reactions bctween 8-chlorotheophylline and some chlo­rohydrins (Fig. l) that , in addition to the current 7-hydroxyalkyl-derivatives, lead to the formation of h eterocycles, condensed in 7-8 at the xanthinic nucleus, of oxazolidinic type with 5 membered, or of 1,3-perh ydro-oxazinic type with 6 membererl rings.

Glyccric o:-chlorohydrin in particular, according lo the cxperimental conditions, gave 7-dihydroxypropyl-8-chlorotheophylline (I) and product II formed through the closure of a h eterocycle, condeP.sed in 7-8, to w;1ich a fìvc-atoms (Ila) or a s ix-atoms (Ilb) struc:ture could be attrihutcd.

~H20H

CH2--cH

l l H3c,1_.........c........._~_.........N"'c /o

o-;;::;c........_N_.........c.........._/

o Il

l CH3

Il a Ilb

(•) Istituto di Chimica farmaceutica dell'Università di Roma .

• l nn. f s/ . .Su1>er. Sanil<i (19G5) 1, 708-725 .

O xi da spectrum i ture of th( demonstra1

When formation ter; with 3 h et erocych

It con halogen as

In SO l

this halog( derivatives

The fc sihle b y a t

stituting c

Come studio di n l 'influenza giche (AvH DE MARTIT

MAHABELLl

preparazio1 ed alcune

Le re:

sch ema (F mentali, si struttura l

un eterocic ossazinico

La 8-c r eagisce in di condens a-cloridrin r con 3-clorc con la clo• (XII) , già • 1955). Que fillina , do,·

terocicli )ridrine

:o TOFFOLI

cloroteofillina ed una molecola di ~seguendo invece .Cl e si forma un 1ucleo xantinico, aluni casi si for-

ch e dei prodotti

rocycles. N ote I: · paper gives a and some chlo­•lkyl-derivatives,

the xanthinic ~ rhydro-oxazinic

1c experimcntal and product II 7-8, t o wdich a •uted.

(1965) 1, 708·725.

D:E MA llTIIS, OOT it È E TO~'FOLI 709

Oxidation of II gave product I , in which chemical b ehaviour and IR spectrum indicated an aldehy dic function (Fig. 6) . The pentatomic struc­ture of the formed heterocycle, i.e. II a s tructure for product II, was hen ce demonstrated.

When carried out with ot hers chlorohydrins, reaction also leads to the formation of analogous het erocycles, t hus demonstrating its generai charac­ter; ·with 3-chloro-1-propanol, i.e. wìth ~-hydroxyl to halogen , the 6 member ed h et erocycle ring is obtained.

I t confìrms the particular reactiv ity acquired b y t he 8-chlorotheophy lline halogen as a consequence of thc substitution in 7.

In some cases, when after such substit utìon t he hydrolysis speed of this halogen b ecomes highcr than that of thc closure of the het erocycle, derivatives of 1,3-dimethyl-uric acid are obtained.

The formation of products containing two xanthinic nuclei, made pos­sibl e by a transposition bctween the h alogen in 8 with a hydroxyl of the sub­stituting chain in 7, was even observed .

Come parte di un programma di ricerca ch e si propone la sintesi e lo studio di nuove sostanze derivate dalle dimetil-xantine allo scopo di valutare l' influenza che i diversi sostituenti esercitano sulle loro proprietà farmacolo­gich e (Avrco, DE MA.RTn s & ToFFOLI, 1962; DE MARTIIS & ToFFOLI, 1957; DE lVlARTIIS, A VIco & ToFFOLI, 1962-a ; 1963-a; -b; DE MARTIIS, TOFFOLI & MARABELLI, 1963 ; TOFFOLI, DE MARTII & DOLCI, 1956), viene descritta la prepar azione di diversi prodotti ottenuti per reazione fra 8-cloroteofillina ed alcune cloridrine.

Le r eazioni eseguite ed i prodotti ottenut i sono rappresentati nello schema (Fig. l) dal quale risulta com e, a seconda delle condizioni speri­mentali, si possono formare vari prodotti a lcuni dei quali presentano una struttura t riciclica st abile costituita dal nucleo xantinico condensato con un eterociclo a 5 atomi di tipo ossazolidini co o a 6 atomi di tipo 1,3-peridro­ossazinico (o 1,3-isomorfolinico).

La 8-cloroteofillina, salificata con la quantità st cchiometrica di alcali, reagisce in ambiente acquoso con «· c con ~-cloridrine formando prodotti di condensazione per eliminazione di una molecola di acido cloridrico. Con «-cloridrina glicerica si è ottenuta la 7 -~, y-diidrossipropil-8-cloroteofìllina (I ) con 3-cloro-1-propanolo, la 7-y-idrossipropil-8-cloroteofìllina (VII) ed infine con la cloridrina etilenica si è preparata la 7-~-idrossietil-8-cloroteofiilina

(XII), già ottenuta in condizioni diverse da altri AA. (DAi'lfiENS & DELABY, 1955). Questi prodotti non posseggono le propriet à acide della 8-cloroteo­fillina , dovute all' atomo di idrogeno in 7, ment re mantengono l'atomo di

Ann. 1st. Super. Saniliì (1965) 1, 708·725 .

710 ESPERIENZE E RICERCBE

cloro e la funzione ossidrilica, questa ultima facilmenle rilevabile anche dagli spettri I.R.

Fig. l. - Schema delle reazioni de llo 8-cloroteo1ìllinn con cloridrin<'.

Quanòo questi prodotti sono sottoposti ad ulteriore trattamento con idrato sodico o quando le pred ette reazioni vengono eseguite direttamente con eccesso di alcali si ottengono le ciclizzazioni sopra accennate.

Più precisament e : la 8-cloroteofillina può reagire con o:-monocloridrina glicerica con eccesso di alcali, eliminare due molecole di acido cloridrico e formare il prodotto II, cui si può giungere anche in due stadi attraYcrso il prodotto I. Oppure, analogamente, la stessa 8-cloroteofìllina , in eccesso di alcali, può eliminare due molecole di acido cloridrico sia con 1-cloro-2-pro­panolo sia con 3-cloro-1-propanolo formando rispettivamente i prodotti XIV c VIII. A quest'ultimo prodotto si può anche giungere trattando con alcali

Ann. lsl. Supcr. Sani/ci (1065) 1, 70f· ~5 .

la 7 -y - id ros: d i acido ci<

Invece cioè per ult· nuto per re; tamento co forma il pr

Il p rod nei solventi dopo fusion con acido 1 acetile o co e un didoro

Il prod monoiododt p er semplic

Lo spe e terea oltre l ' acetild.eriv questi due

L'o id Avzco & 1 ÙPPE AUER

carboni l ico cetale tert-l & TOFFOLI,

coli con lo Lo spe

mente la prt e di una nu bimento do

II val01 a questo ca che di quel! soluzioni a<

Hesta • esa-atomico

Simile 3-cloro-l-pr l'o:-cloridrin

III e n

abile anch e dagli

•3COCl

IX

~oo.,

C><) l

CH, -CH l l 'f o

('Ym N

ridrinc .

·attamento con e direttamcn te n nate. monocloridrina do cloridrico e li attraverso il , in eccesso di 1-cloro-2-pro­

i prodotti X I V ndo con alcali

(1965) 1. 70f - -~ 5.

D.E MARTliS, OOTllÈ F. TOFFOLl 711

la 7 -y-idrossipropil-8-cloroteofillina (VII) per elimìna7.ione di una molecola

di acido cloridrico . I nvece il prodotto XIII si è potuto ottenere solo attraverso due st adi,

cioè per ulteriore trattament o con alcali del prodotto X II, a sua volta otte­nuto per reazione tra 8-clor oteofìllina e cloridrina e tilenica; mentre p er t rat­tamento con eccesso di al cali della 8-cloroteofillina e cloridrina etilenica si forma il prodotto X I non previsto.

Il prodotto II è una sostanza n eutra, s tabile, preferenzialmente solubile n ei solventi polari. Non contiene cloro né punti di insaturazione n eppure dopo fusione. Non contien e la funzione ()(-glicolica in quanto non r eagisce con acido per iodico in soluzione acquosa . Per trattamento con cloruro di acetile o con cloruro di dicloroacetile dà facilmente un acetilderivato (III)

e un dicloroacetilderivato {IV). Il prodotto II reagisce a caldo anche con acido iodidrico p er dat·e un

monoiododerivato (V), da cui si può facilmente riottenere il prodotto II

per semplice idrolisi. Lo spettro I. R. del prodotto II mostra la presenza di una funzion e

et er ea oltre quella alcoolica, mentre qu est'ultima non è più presente n el­l' acetilderivato e nello iododerivato; la funzione eterea, invece, p ermane in

questi due composti. L 'ossidazione del prodotto II con cromato di tert-butile (D E MARTIIS,

Avrco & TOFFOLI, 1963-a; D E MARTIIS, TOFFOLI & M.Aru.BELLI, 1963 ; Ù PPE AUER & 0BERRAUCU, 1949) ha permesso di preparare un composto carbonilico (VI) che è stato isolato solo con basse rese sotto forma di emia­cetale t ert-butilico, analogamente a quanlo alcuni di noi (D E MARTIIS, Avrco & TOFFOLI, 1962-b) hanno osservato a proposito dell'ossidazione di ()(-gli­

coli con lo stesso reattivo . Lo spettro l. R. di questo composto di ossidazionc VI mostra chiara­

m ente la presenza n ella molecola della funzione eterea (banda a ca . 1025 cm·1)

e di una nuova funzione carbonilica (banda a ca . 1760 cm·1) mentr e l'assor­

bimento dovuto all' ossidrile n on è più evidente. Il v alore relativamente elevat o della frequenza di assorbimento dovuto

a questo carbonile indica la formazione di una funzione aldeidica piuttosto che di quella chetonica; i nfatti il composto VJ 1·iduce lentament e a caldo le soluzioni acquose di nitr ato d 'argento ammoniacale.

R esta così dimos trat o che il nuo vo eterociclo formato è penta- e non

esa-atomico.

Simjle od analoga chiusu ra di un eterociclo s1 ottiene anch e u sando 3-cloro-1-propanolo, 1-cloro-2-propanolo c cloridrina etilenica al posto del­l'Ot-cloridrina glicerica . I prodotti che si otten gono, r ispettivamente VIII, X III e X I V, n ei cui spettri I. R. è presente la banda di assorbimento della

Ann. 1st. SttJJer. Saniid (1965) 1. 708·725.

712 ESPERIENZE E lllCERCIIE

5000 100

::000 2000 l500 1000 900 eoo cm·' 700 650 8-cloro-teofillino

01~~--~~~~--~~----~~----~~----~~ 2 3 5 6 e 9 10 11 12 13 1L ).J 15

Fig. 2.- Spettro I..R. della 8-cloro-teofìll ina.

SODO 3000 2000 1500 1000 900 800 cm·' 700 650 100

® ~80

à6(1 "' Lo !t

20

o 1 3 5 6 7 e 9 10 Il 12 13 1-' JJ 15

Fig. 3. - Spettro I. R. del prodotto T I.

5::00 )00) 2000 1500 1000 sro 800 cm·' 700 &SO 100

~ ® ~80 ~ 60

~ (Q '-'

20

o 2 5 6 7 g 10 Il 12 13 IL )J 15

F ig. 4. - Spettro I.R. del prodotto I II.

5000 3000 2000 1500 1000 900 800 650 100

~ 0

20

Fig. S. - Spettro I .R. rl '!l prodotto V.

An11. 18!. SU]JU. Sanilù (1965) 1, 708-725.

so 100-

o-

5C(

100

~

20

o 2

so 100

~ eo l? 18 60 E ~LO .!::

2:1

50(

~ 1001 ~ eo

i:! ~

10

o 2

-m-' 700 650

n·' 700 650

l! jJ 15

700 650

1~ p 15

650

IL )J 15

(1965) 1, 708·725.

DE MARTUS, BOTRÈ E TOF'FOLI

Fig. 6. - Spet tro I.R. de l prodotto ' l.

20

0~-c--~--~~--"--~~~~--~~~~·--~~r-1 3 s 6 1 8 9 m u ~ n u P ~

F ig. 7. - Spettro l. R. del prodotto V li L

Fig. 8. - Spettro I.R. del prodotto • I.

5000 3000 2000 1500 1000 900 800 cm-' 700 650 100~--~=---~~--~~~--------~~--~--~~~--------;

~ @l ~ 80 Q

~60 È "'LO g

20

3 5 8 9 IO 11 12 13 1( )J 15

Fig. 9. - Spettro I.R. del prodotto X III.

713

.A nn. 1st. Supcr. Sanil.à (1965) 1, 708·725.

7 14 ESPERIENZE E RICERCfi E

5CXXl 3000 200) 1500 1200 1000 900 800 cm·' 700 650 lnO

@ o't "'80 c: Q

~ 60 E ~ 40

.!:: n

o t 3 5 6 1 8 9 10 11 12 13 1~ J1 15

Fig. lO.- Spettro I.R. del prodotto XIV.

1500 1000 900 800 cm·' 100

Fig. 11. - Spettro I.R. del pro dotto XVI.

funzione eterea intorno a 1000 cm·1, provano il carattere generale delle rea­zioni che portano alla formazione di questi et erocicli.

La reazione ch e avviene in eccesso di aleali, con eliminazione di due m olecole di acido cloridrico, fra 8-cloroteofìllina e 3-cloropropanolo dimostra inoltre che può formarsi anche l'eterociclo esatomico.

Da questa reazione si ottiene anch e un prodotto (IX) isomero di VIII la cui struttura non è stata ancora studiata e che si ritiene essersi formato da un'altra cloridrina, presente come impurezza nel cloropropanolo usato.

Analogamente, alla presenza di impurezze di un dicloropropano nello stesso 3-cloropropanolo, riteniamo dovuta la formazione eli un p rodotto (X) che si ottiene in piccola quantità ed al quale assegniamo provvisol'iamcnte la seguente costituzione:

x

A>ltl. Jsl. Sttl)er. Sanità (1965) 1, 708·725

Con l alcali, si • r:ore tratt invece co1 n elle solu;. t empera tu m cntare c

Tale f

prodotto 2 catena lat1 lina in am

Una a

LABY (195~

tcofìllina d

In effe d ell '8-cloro il prodotte

La r e;

duce regol; m aggiore ' bile negli <

a 11'1. R. , i c

L 1 for in 8 allorcl tale idrolisi cviden teme

Per co. urico, è sta lina ed acic zionc) . Si è • per le sue z'onc clemc

Ogni te dari e terzi il prodotto l'atomo di 1

ostituita e nere o la eh zione per i<

Al IDOI

fa scicolo di

rn·' 700 650

" }J 15

nerale delle rea-

inazione di due oanolo dimostra

~omero di VIII essersi formato ·opanolo usato . opropano nello n prodotto (X) ·ovvisoriamente

( 1965) 1, 708·725

DE li!AHT IIS, BQTR~ E 1'0Fl>'OL1 715

Con la clori.drin a ctilcnica, operando con quantità stechiometriche di alcali, si ottiene la 7-~-idrossictil-8-c l oroteofillina (XII), da cui, per ultc­r:orc trattamento alcalino, si ottiene il X III ; in eccesso di alcali si ottiene invece con buona resa una sostanza contenente cloro, solubile n egli alcali c nelle soluzioni di bicarbonato, che fonde con decomposizione solo ad alta t emperatura, la cui possibile struttura in base alle proprietà, all' analisi ele­mentare ed alle caratteristiche dello spettro I. R. è quella di X L

Tale s truttura è ammissibile in base ad una possibile trasposizione nel prodotto X II, formatosi come intermedio, tra il cloro in 8 e l'ossidrile della catena laterale e susseguente reazione con un 'altra molecola di 8-clorotcofìl­lina in ambiente alcalino, a caldo.

Una analoga trasposizione è stata infatti descritta da D AMtENS & D E­

LABY (1955) a proposito della formazione della 7-~-cloroctil-8-dictilammino­leofillina dalla 7 -dietilamminoetil-8-clorotcofìllina.

In effetti trattando X II a caldo con una soluzione acquosa del sale sodico dell'8-cloroteofillina si ottengono, in quantità ,·ariabili secondo le condizioni, il prodotto XI insieme con il X Ili.

La reazione eseguita con 1-cloro-2-propanolo in eccesso di alcali con­duce regolarmente alla formazione di XIV; tuttavia essa procede con resa maggiore verso la formazione di un altro composto XV, privo di cloro, solu ­bile negli alcali, con una funzione alcoolica libera facilmente evidenziabile all'l. R., identificato come acido 1,3-dimctil-7 -~·ossipropilurico.

L .1 formazione di tale derivato cons<'gue dalla facile idrolisi del cloro in 3 allorché l' atomo di id rogeno in 7 della 8-cloroteofìJljna venga sostituito: tale idrolisi, in questo caso, compromette la resa del prodotto cicli;,zato (XIV), evidentemente più lento a formarsi.

Per confermare la possibilità di ottenere i derivati dell'acido 1,3-dimetil­urico, è stata pure eseguita la reazione, in eccesso di alcali, fra 8-cloroteofìl­lina cd acido cloroaeetico (con cui è da escludere la possibilità di ciclizza­zion c) . Si è ottenuto l'acido 1,3-dimetil-7-carbossimetilurico (XVI) identificato per le sue caratteristiche chimiche, spettrofotoroetriche e per la composi­z"one elem entare.

Ogni t entativo di reazione fra 8-cloroteofLllina ed alcooli primari, secon­dari e terziari, anche nelle condizioni più drastiche, ha lasciato inalterato il prodotto di partenza, confermando (D AMIENS & DELABY, 1955) che l'atomo di cloro in posizione 8 è molto stabile quando la posizione 7 non è sostituita e che la sostituzione in 7 dà una tale reatt.ività a ll'alogeno da otte­nere o la chiusura di un cterociclo anche in un ambient e acquoso o la forma­zione per idrolisi di acidi urici.

Al momento di inviare alla redazion e la presente Nota ci perviene il fascicolo di ottobre del ]ournal of Organic Chemistry con una pregevole

. 11111. 1st. Super. Saniùl (1965) 1, 708·725.

716 ESPERIE!'iZE E RICERCHE

ricerca ECKSTEI , GoRCZYCA & ZEJC (1964) sullo stesso argomento b enchè trattato con indirizzo differente dal nostro. Essi, infatti, hanno particolar­mente studiato le differenze di comportamento della teofìllina e derivati similmente sostituiti con differenti alogeni, l'apertura dell 'eterociclo ossi­genato per azione degli acidi alogenidrici concentrati e per riduzione ed hanno esteso le preparazioni alla chiusura, sempre nella posizione 7-8 della teofilli­na, di eterocicli con Se con (ECKSTEIN, 1962-<~ ; -b ; -c ; -d ; -e ; -f; EcKSTEIN & GoRCZYCA, 1962 ; GonczYCA, 1962). Noi, invece, abbiamo risolto il pro­blema di distinguere se si forma l'eterociclo ossigenato a 5 od a 6 atomi n ei casi in cui potevano formarsi sia l' uno che l' altro e abbiamo chiarito le condizioni di reattività dell' atomo di cloro in posizione 8 e la formazione di prodotti secondari e di prodotti formati dall'unione di due nuclei xantinici in seguito a scambio di un alogeno con un o sidrilc. Del resto, di tutti i pro­dotti da noi preparati, solo il XIV è stato preparato anche dai detti autori (EcKSTEIN, 1962-d) e descritto con le stesse proprietà del nostro.

PARTE SPERIME TALE (*)

REAZIONE 'rRA. 8-CLORO'l'EOFJ LLINA E <X-MONOCLORiDRlKA GLICERICA

PRODOTTO II.

Si disciolgono 15 millimoli (3,22 g) di 8-cloroteofillina in 15-20 m l di acqua contenenti 30 ruillimoli (1,2 g) di sodio idrato. Si porta all'ebollizione inci­piente questa soluzione e vi si aggiungono in una sola volta, agitando, 30 mil­limoli (3,3 g) di <X-monocloriclrina glicerica distillata di recente. Si lascia bollire a riflusso per oltre quattro ore. Al t ermine, senza separare un certo deposito cristallino che t ende a separarsi a freddo, si porta completamente a secco la soluzione a pressione ridotta ed il residuo si stempera in 30 ml di metanolo bollente. Si separa, a caldo, per filtrazione il cloruro sodico forma­tosi: dalla soluzione fredda si deposita una massa cristallina bianca che viene separata c lavata prima con metanolo e poi con la minima quantità di acqua fredda.

Dalla soluzione madre metanolica, per concentrazione parziale, si ottiene altro prodotto che si riunisce al primo.

Per successive cristallizzazioni da acqua o alcool metilico si ottengono 1,52 g del composto II in piccoli cristalli a p . f. 258-260o.

È poco solubile a freddo in acqua e alcool, più solubile a caldo ; meno solubile in metanolo caldo. Ben solubile in acido acetico caldo da cui a freddo cristallizza inalterato. Insolubile in etere, clor oformio, benzene. P oco solu­bile n egli acidi ed alcali acquosi e freddi ; è abbastanza stabile n ei loro con­fronti anche a caldo.

(•) I punti di fusione sono stati determinati al microscopio con tavolino di Kofler.

Ann. Jst. Super. Sanità (1965} 1, 708-725 .

Dalla sol prodotto Il, i nuto per eva• acido cloridri• fillina precipi1 si fì l tra : a fre già di buona

_,

PRODOTTI 111

Grammi fino a complo precipitato bi su setto eli v(

assolulo (Pr o, meglio, da

È poco cloruro fcrric damento a t e

per

P er anal si ottiene, do camente qua

p er C

PrtODOTTO v Grammi

con lO ml di si decolora l sodico e si n( pitato (V) h di ioduri nel

1rgomcnto b enchè hanno particolar­,fillina c derivati •ll'et crociclo ossi­·duzionc ed hanno · 7-8 della tcofilli­-e ; -f; EcKSTEIN

no risolto il pro-5 od a 6 atomi

tbiamo chiarito le la formazione di

! nuclei xantinici to, di tutti i pro­. dai detti autori tostro.

, GLICERlCA.

LS-20 mi di acqua 'ebollizione inci­lgitando, 30 mil­ccente. Si lascia •parare un certo

completamente pera in 30 mi di ro sodico forma­lina bianca che 1inima quantità

trziale, si ottiene

ico si ottengono

a caldo; meno • da cui a freddo :en e. Poco solu­ile n ei loro con-

tavolino di K ofier.

' (1965) , , 708·725 .

D E MARTHS, lJOTR.È E TOFFOLI 717

trov. % : C 47,57 H 4,83 N 22,23 per C10JI120 4 4 (Il) cale.: 47,62 4,79 22,21

Dalla soluzione metanolica per ulteriore concentrazione si ottiene altro prodotto II, impuro per 8-cloroteofillina, che viene separato. Il residuo otte­nuto per evaporazione dei filtrati, ripreso con poca acqua, si acidifica con acido cloridrico l : l; la so luzionc, fi ltrata per allontanare altra 8-cloroteo­fìllina precipitata, si porta a secco e si riprende con altro metanolo caldo e si fi.l'tra: a freddo cristallizzano lentamente e si separano 0,6 g di prodotto I , già di buona purezza, la cui preparazione più idonea verrà descritta avanti.

.\C~;TIL· E DICLOROA.CETif.·DERIVATl DEJ, PRODOTTO II

PRODOTTI III E IV .

Grammi 1,0 del prodo1:to II vengono scaldati con 15 mi di acetile cloruro fino a completa dissoluzione : per raffreddamento si forma un abbondante precipitato bianco che, dopo alcune ore, v iene separato per rapida filtrazione su setto di vetro e lavato ripetutamente con etere e infine con alcool etilico assoluto {Prodotto III, g 1,01). Si purifica per crist allizzazione da alcool o, meglio, da acqua calda: aghi a p. f. 228-2300.

È poco solubile in c1oroformio, et ere, b enzene. Con idrossilammina e cloruro ferri co dà positiva la reazione degli acidi idrossammici. Per riscal­damento a temperatura poco più alta di quella di fusione perde acido acetico .

trov. %: C 43,78 II 5,37 N 16,92 per C12H 140 6NJ . 2H 20 (III) cale. : cl3,60 5,46 16,95

P er analogo trattamento del prodotto II con cloruro di dicloroacetile si ottien e, dopo diluizion e con et ere di petrolio, il derivato IV, con rese prati­camente quantitative, a p. f. 215-216°.

trov. % : C 36,43 H 3,18 per C121I120 5 4Cl2 • 2H20 (I V) cale. : 36,12 3,03

IOOODElllVATO DEL PltOOOTTO II

PRODOTTO v.

14,11 14,03

Grammi 1,0 del prodotto II vengono trattati all'ebollizione pet· 3-4 ore con lO mi di acido iodidrico 57%. Al termine si diluisce con 15 ml di acqua, si decolora la soluzione, di color bruno intenso, con pochissimo iposolfìto sodico e si neutralizza con bicarbonato. Si forma subito un abbondante preci­pitato (V) bianco, che viene separato e lavato con acqua fino a scomparsa di ioduri nel filtrato, quindi essiccato e cristallizzato due volte da etanolo

Ann. Jst. Super. Sanità (1965) 1, 708·725 .

718 ESPF.RIENZb F. RI CEIICIIE

caldo: l'· f. 239-242°. Prr riscaldamento dopo la fusione libera facilmente acido iod :drico.

lrov. 0 0 : :'\ 15.37 l 35.03

per C101-l110 3N.J (V) cnlc.: 15,<~8 35.06

O:-<slll \L:IO:-t-: DJ.o;L PROUOTTO II CO:- T~:lrr.Jil"T!Lt:R0\1 \TO

Preparazione cle//(, soluzione ossidanti! .

Grammi 14,8 di anidride cromica , ·cngouo poco per 'olta disciolti, agi­tando r raffreddando , in 32 mi di trimetilcarbinolo. l termine si diluisc<· con ca. 100 mi di cloroformio esente d n alcool N ilico, si t'limina l'acqua formatasi con la quantità sufficiente di solfato sod ico anidro e si filtra su setto di vetro. i lava il solfato sod ico rimasto ul filtro fi no a decolorazione con altro cloroformio rsente da alcool che si riunisce al primo Gltralo fino a 180 ml totali.

PROD(lTT(l VI.

Una soluzione di 4,0 g di prodotto TI in 16 mi di acido acetico. ottt-· nula a caldo, virne diluita con LOO ml dJ cloroformio cst>nte da alcool t· rapi­damente unita con 60 mi della soluzione ossidant(•.

ubito si o en a un intenso imbrunimento c note' olc intorbidamcnto. si lascia in condizioni ambientali per tre giomi, si sc(_Jara JH'r centrifuga­zione il precipitato scuro formatosi cd alla soluzione limpiclu si aggiu ngono 30 mi dJ alcool etilico per decomporre l'eccesso di o sidantc·.

i lascia ancora per due o tre giorni a temperatura ambiente, :.i cen­trifuga ulteriormente per separare altro precipita Lo dalla soluzione cloro­formica di' enu la molto più chia ra. Questa ,. ien e lavata con una soluzione diluita di acido solforico, con una di carbonalo sodico ed infinr t'OD sola acqua, più YOlle, fino a deeolowzionc prrssoché complt'la. Si tratta con :.olfalo sodico anidro c si evap ora a pressione ridotta. Il poco residuo 'iene ;. t em­perato in alcool assoluto tiepido, separando per filtrazione la parli' indi­sciolta che viene cris talli7.zata da molto alcool as~:>oluto : si ottiene con re!'e assai scarse il prodotto V l , come cmiacctale t ert-bu LjJjco. a p. f. 172·175°.

Dà positint la reaziont• di Baljt•t con picrato odico, scbbenr piullosto lentamente. Riduce la soluzione di nitrato di a rgento ammoniacaLI' con forma­zione di a rgento metatlico: la riduzione proct·de len ta men h', da ta nnd1e la insoluhilità del composto. H saggio ri ul ta negati\ o e'>cguito sui prodotti I c II e sulr8-cloroteofìllina.

lrov. <>0 : C 51,,1.7 Il 6.11 N 17,29 per C11H :o05'>, ( \1} cale.: 51.8~ 6.21 17.!!':'

DE biARTII.._, OOTRÈ E TOfFOll 719

l >noooTTo I.

Una soluzione acquosa contcnt'nlc quantità cquimolt•tolari di 8-cloro­Lcolillina e idrato sodico (rispctti,amcnte 16.1 g t• 3,0 gin 75 mi di acqua) vit>mH: scaldata a riflu so p er du e ore con quantità doppio-molare di a-clori­drina gliccrica (6,5 g) distillata di recente. Al tcrmiru• dopo raflreddamento, si acidifica con acido cloridrico L: l per pr<'cipitar<' 1'8-cloroteofùlina che non ha reagito. ll liquido filtrato, portato a SCC<'O a prt•:;sionc ridotta, ~viene

ripre o con m etanolo caldo (ca. 100 mi) allontanando pt•r filtrazione il cloruro sodico indisciolto. Dal mctanolo freddo si ottien<' una mn~"a cristallina bianca di 7-diidro sipropil-8-clorot<'oflllina (I ) già di buona pun•zza. Altro pro­dot to I si ottiene per successive concentrazion i dcii<• tu•quc madri meta­noliche.

Dai residui è possibile sc parnrt' altro prodotto I illbicmc a prodotto II . La resa totale è del 60% .

Un in cremento della resa viene favorito da tut lit·VI' t'Ccesso di idrato sodico sullo stechiometrico (10-15% ): in tal caso co min cia a formarsi in quantità ril evanti anche il prodotto Il con conseguente maggior<' laboriosità nell<' separazioni.

Il prodotto I si ottiene puro p ' r cri tallizzazion e da ml'lanolo in prismetti a llungati a p. f. 155-156,50.

1!: solubile negli alcool i caldi cd in acqua , specialm t'ntt• a caldo; è legger­mente solubile in benzene caldo.

Con acido periodico in soluzione aequo a, "' iluppa aldeide formica come lutti gli a -glicoli.

tro\. 00 : C H,67

per C10H130 4N JCI (l) cale. : H.60 Il ·~.71

l,SI \ 19,31 Cl 12,33

19,111 12,28

Dalle soluzioni acquose fredde del prodollo l. dopo aggiunta di idrato ::.odico, precipita subito un prodotto che si idt>n tifìea t'on il prodotto II. La resa di tale reazione è praticamente quantitati\ a.

Ad un a soluzione di 30 millimoli di 8-cloroteofìllina (6,44 g) ed altret­latltc di idrato sodico (1 ,2 g) in 25 mi di acqua si aggiungono a caldo 60 mil­limoli (ca . 5 ml) di 3-cloro-1-propanolo, che in parlc rrsta separato dalla fase acquosa. Si fa bollire a ricadere e durante il ri<~caldamcnto, protratto per cinque ore. si aggiungono in più riprc e altri 1,2 g di idrato sodico disciol ti in lO mi di acqua. Al t ermine la mi cela di reazione 'iene portata completa­m t>nte a secco a pressione ridoLtn; il r<'siduo è ripreso con abbondante metanolo caldo separando per filtrazione il cloruro sodico indiseiolto .

• 11111. hl. SltJ•U. Sttlllltl ( l965) 1. 708·725.

720 ESPERIENZE E RICERCH'E

Dalla soluzione metanolica fredda precipita e si raccoglie una massa cristallina bianca dì aghetti leggeri o fogliette, in prevalenza costituita dal prodotto VIII impuro p er un altro composto (X) format osi in piccola quantità .

PRODOTTO x.

Quest'ultimo può essere isolato facilmente trattando a caldo tutta la massa con m ctan olo, etanolo o acqua, in cui rimane indisciolto .

Si presenta in lunghi aghi bianchi, insolubili in alcali e contenenti cloro; è purifìcabilc da grandi volumi di metanolo bollente (0,1 g in 70 ml di meta­nolo) da cui si ottiene a p . f. 260-2610. Eseguendo la prova di fusione al Kofler è possibile notare che per raffreddamento il liquido fuso torna a soli­dificare in una forma cristallina diversa che fonde a 222-2240; continuando lentamente iJ riscaldamento questa ricristallizza, ca. 240°, nella forma di aghi a p . f . 260-261 o.

trov. % : C 43,51 H 4,01 1 23,80 Cl 15,08 per C17 H180 4 8CI (X) cale.: 43,51 3,87 23,88 15,1 l

PRODOTTO VIII.

È meno agevole ottcne1·e il prodotto principale VII] perfettamente puro, esente dal X : è necessario sottoporlo a successive puriJìcazioni da alcool o acqua, scartand o sempte le prime frazioni che da questi solventi cristallizzano. Si ottiene così un prodotto costituito da una massa di foglit>tte leggere a p. f. 226-227o (Prodotto VIII ; r esa 40%).

Eseguendo la fusione al Kofier è possibile notare che questo prodotto VIII si può presentare anche in un 'altra forma cristallina che fonde a 205° e ch e subito dopo si rapprende in cristalli che fondono a 226-2270.

È possibile ottenere facilmente il prodotto VIII puro (p. f. 226-227°) per sublimazione a pressione ridotta (0,1 mm H g c 140-150°), partendo p erò da un prodotto già di media purezza: si presenta in tal caso in fogliette per lo più di forma poligonale regolare.

Come si dirà avanti, il composto VIII si ottiene con rese migliori c di più facile purificnzione per trattamento con alcali del prodotto VII (7 -y-idrossipropil-8-clorotcofillina) .

Il composto VIII è privo di cloro ed insolubile in alcali ; non contiene funzioni acetiJabili e non reagisce con acido iodidrico. È piuttosto s tabile nei confronti di alcali ed acidi acquosi e caldi.

Solubile a caldo nei solventi polari, è p raticamente insolubile negli al tri.

trov. % : C 50,96 II 5,28 23,98 per C10H 120 3 ' 4 (VIII) cale.: 50,84 5,12 23,72

.llnn. 181. S111xr. Sanillt (196.:;) 1, 708·725 .

DE MA 11'1' 1 IS, BOTRt E TOk'FOLl 72 1

PRODOTTO IX.

Dalla soluzione madre mctanolica d.a cui si è ottenuto VIII, dopo par· ziaJe concentrazione è possibile separat·e in piccola quantità un composto che purifica to d.a alcool metilico si ottiene in aghetti a p. f. 236-238o (IX). La composi:tione elementare di questo è praticamente la st essa del pro­dotto VIII, ma la m_iscela de:i due fonde con depressione.

trov. % : C 51),23 H 5,11 per C10Il110 5N4 (TX) cale. : 50.84 5,12

PnoooT·ro VII.

N 23,70 23,12

Millimoli 30 ru 8-cloroteofillina (6,44 g) \·engon o disciolte in 35 mJ di acqua contenenti 30 millimoli {1,2 g) ru idrato sod.ico. Si agg;ungono 60 mil­limoli (ca. 5 mJ) ru 3-cloro-1-propanolo e si mantiene all'ebollizione a riflusso per ca. 3 ore. Dopo raffreddamento si estrae l'eccesso di cloridrù1a con etere, si scalda sotto leggera aspirazione per eliminare le ultime tracce di etere e si acidifica con acido cloridrico diluito . Lentamente precipitano 1,3 g di 8-cloro­tcofìllina che si separano per Jìltrazione. Lasciando ancora per tm giorno a temperatura ambiente si separa poco altro precipitato, costituito solo in parte da 8-cloroteofillina ; lav ato con soluzioni a lcaline che disciolgono la cloroteofillina (0,6 g) , lascia un piccolo residuo che, cristallizzato cla molto metanolo bollente, risulta identico al prodotto X descritto sopra.

Le acque madri di reazione portate a secco a pressione ridotta vengono riprese con metanolo caldo (80 ml) in cui rimane indisciolto c s i separa il cloruro sodico . Evaporando la soluzione mctanolica a meno della metà del suo volume, cristallizza e si separa il prodotto VII in cristalli lamellari, già di buona purezza (3 g ca.). Viene ulteriormente purifica to da poca acqua calda: p. f. 139-140,50.

Contien e cloro c rivela facilmente la presenza di una funzione alcoolica libera. Piuttosto solubile in acqua calda e negli alcooli; insolubile o poco solubile nei solventi apolari.

trov. % : C 44,24 H 4,95 per C10H 130 3N-Cl (VII) cale. : 44,06 4,81

20,32 Cl l 3,01 20,54 12,93

Il composto VII (0,5 g) viene disciolto, scaldando lievemente, in 5 mi di acqua; si aggiungono quindi 0,120 g di idxato sodico e si scalda a b. m. bollente }>cr ca. 30'. Al termine la soluzione viene filtrata a caldo: per raf­freddamento lascia separare un abbondante precipitato voluminoso che blocca tutta la massa. Si separa, si lava più volte con acqua fino a scomparsa della reazione alcalina e si purifica da poca acqua calda: si ottiene praticamente con resa quantitativa un proèlotto v oluminoso, idcntifH:abile con il prodotto VIII (vedi sopra) a p . f. 2270.

Ann. /st. Su)Jer. Sanità (1965) 1. 708·726. 4

722 "ESPEKlEt'iZE E RlCERCilE

RJ.:,\ZlONE 'l'TU 8-CLOROTEOFlLLIN.\ 1<~ CLORU>Rl~.\ ETII,~~>."H ' A

PnoDO'rTO I.

Millimoli 20 (4,29 g) di 8-cloroteofìllina ,·engono disciolte in 25-30 ml di acqua contenenti 40 millimoli (1,6 g) di idrato sodico e scaldati all'ebol­lizione a ricader· per t re ore e mezza con 40 ruillimoli (3,22 g) ùi cloridrina e tilen.ica distillata di recente. Al termine si porta a secco la soluzion e a pres­sione ridotta e si riprende con 50-60 ml di alcool m etilico caldo in cui rimane indisciolto il cloruro sodico formatosi c piccole quantità di 8-cloroteolillina che vengono separati. Dal metanolo freddo precipita e si raccoglie una massa cristallina bianca (prodotto X I grezzo; 4 g ca.) solubile nelle soluzioni acquose alcalin<' da cui riprecipita per acidificazione.

La purificazione viene effettuata mediante prolungati e consecutivi trattamenti della massa grezza, fineu1ente polverizzata, con molta acqua bollen te ed infine con metanolo , sempre a caldo; in tal modo viene estratta completamente 1'8-cloroteofìllina che n e costituisce l' impurezza.

Il composto X I si presenta in grossi frammenti cristallini che fo ndono in un liquido rosso-b runo in un inten ·allo compreso tra 325° e 333° con d ecomposizione.

È praticamente insolubile in acqua ed alcooli; insolubile in benzen<', etere , clol·oformio, cloruro eli met ilene.

È alterabile per azione prolungata degli al cali acquosi caldi .

lro.v. 00 : C 41,05 H 4,02

p er C16H 170 5r ~Cl (Xl) ente.: 44,0 3,90

PRODOTTO 'II.

• 25,47 25,6

Cl 8,13 8.12

La r eazione viene condotta corne la precedente, tna con 0,8 g di idrato sodico {20 millimoli) e riscalda11do per un'ora e mezza soltanto. Al termine si acidifica con acido cloridrico: precipita subito una certa quantità di 8-cloroteofillin a (1,66 g) che si separa rapidamente per filtrazione. Dai filtrati comin cia poco dopo a cris tallizzare un'abbondante m assa costituita per lo più da fini agh etti che dopo diverse ore viene filtrata e lavata più volte con poca acqua e asciugata.

Le acqu e madri, unite alle acque di Lavaggio, v engono portate compl e­tamente a secco in depressione c riprese con 40-50 ml di m etanolo caldo, sepa­undo il cloruro soclico indisciolto. A freddo e per concentrazione, lentamente precipita altro prodotto che si lava, si asciuga e s i. riunisce a quello ottemtto direttamente dalle acque di reazione. Si tratta tutta la massa con abbon­dante benzene bollente, iu cui la maggior parte si scioglie.

Il residuo, separato, viene lavato a lungo con molta acqua b ollente quindi con metanolo caldo. Si id entifica con il prodotto I già descritto (0,2-0,3 g).

Ann . Ist. S ·ttJJCt. Sunilà (1065) 1 , 70$·725.

D I" MAitTIIS, !lOTR~ E 'l'OFFOLl 723

Dalla soluzione b enzenica fredda si ottengono 2,5 g ca. eli 7 -~·idrossietil-8-cloroteofi]Jina (XII) che si possono ulteriormente purificare da acqua calda oppure da abbondanti metanolo o benzene : p. f. 163- L640.

Contiene cloro e la funzione alcoolica.

PRODOTTO XIII.

Lrov.%: cale.:

Cl 13,N 13.71

DisciogUendo 1,0 g di XII in poca acqua calda, filtrando ed aggiungendo a freddo 0,22 g di idrato sodico disciolto in pochissima acqua, prrcipita subito voluminoso, il prodot to XIII ch e viene separato e lavato con acqua (0,8 g) . È purificabile da ab bondante metanolo o, meglio, da acqua calda: massa di minuti aghetti ch e tendono a sublimare via per riscaldamento ; scaldati rapidamente fondono tra 265° e 268o.

Il composto XIII non contiene cloro né funzioni alcooliche; è piuttosto stabile n ei confronti degli acidi e degU alcali acquosi.

trov. ~o :

per C9H100 31'\4 (XIII ) cale. : C 48,81 H ·1..83

48,65 •k54 r 25,10

25,22

Rli<AZlOl'\li: 1'R.\ S·C.LOROTEOFlLLINA J~ J.OJ,OH0·2·1'ROPANOLO

La r eazione viene condotta con le st esse modalità e quantità dci rcattivi impiegati nella reazione ch e conduce al prodotto X I, sostituendo il 3-cloro-1-propanolo con il suo isomero 1-cloro-2-propauolo.

Al termine del riscaldam ento si porta a secco la soluzione a pressione ridotta ed il residuo si riprende con 80 ml di mctan olo caldo. Rimane indi­sciolto e si separa il cloruro sodico.

PRODOTTO xv. Nel m etanolo freddo si forma un notevole deposito che si srpara e si

1n va con altro m etanolo . Si discioglie nel minimo necessario di acqua, si eliminano per filtrazione poche impurezze e si acidifica con acido clori­drico: pr('cipita subito abbondante e voluminoso il prodotto X V già di buona purezza. Si ftl.tra, si lava il p·L'ecipitalo con poca acqua e si asciuga (3,2 g a p. f. 240-241 °) . È purificabile da m etanolo caldo: si ottiene in aghi leggeri o fogliette allungate che fondono a 234-235o; il liquido fuso (osservato al Kofier), continuando a riscaldare lentamente, ripn•ndc subito a cr istalliz­zare in grossi prismi ch e fondono poi definitivamente a 24·1-2420. Disciolto in alcali e riprccipitato con acidi, fonde invece direttamente a 241-2420. La eristalli:r.zazione da melanolo o acqua conduce sempre a prodotti a p. f. 234-235° e che alla fusione hanno il comportamento sop:ra descritto.

Ann. I 8t. SuJ)er. Sm~ità (196a) 1, 70S·i25 .

724 ESJ'ERl ENZE E RlCERCll E

.Riteniamo ch e il fenomeno possa essere in rapporto con la tautomeria cheto-enolica.

È solubile in acqua calda, n elle soluzioni acquose alcaline di bicarbonato ; SJluhile in metanolo ed etanolo caldo. Insolubile in b enzene, cloruro di mcti­lene, cloroformio.

lrov. % : C 47,23 H 5,62 N 21.70 per C10ll140 4N4 (X V) culc.: 47,23 5.54 22.03

PuonoTTO XIV.

Dal metanolo da cui si è ottenuto XV per parziale spontanea evapora­zione si ottiene un secondo deposito che, stemperato con acqua leggerment e alcalina, per separare piccole quantità di XV ancora presente, lascia un r esiduo lli 0,8 g. Questo viene purificato da metanolo da cui cristallizza in una massa leggera e voluminosa eli aghi a p. f. 247-2480 (XIV).

Non contiene cloro né funzioni alcooliche; è insolubile in alcali c piut­tos to s tabile nei loro confronti anch e a caldo .

Solubile a caldo in acqua e negli alcool i ; praticamente insolubile negli altri solventi.

Lrov. % : C 50,63 H 5,30 23,43 per C10 1fu0~4 (XlV) cale.: 50,84 5.12 23,72

RE~ZI ONE TRA S·CLOH01'EOI<'l LLJ NA E ACIDO CLOl10.-\Ch.'flCO

PRODOTTO XVI.

Millimoli 15 di 8-cloroteofillìna (3,22 g) vengono fatti reagire a caldo per tre ore con 30 millimoli del sale sodico dell ' acido cloroacetico in soluzione acquosa in presenza di 30 millimoli di idrato sodico (1,2 g).

Al t ermine si porta a secco in depressione la soluzione filtrata, si riprende con metanolo caldo c si separa il residuo insolubile. Questo lavato con altro m etanolo ed asciugato, vien e disciolto in poca acqua e la soluzione acquosa filtrata viene acidificata con acido cloridrico: lentamente cristallizza una massa leggera e voluminosa di lunghi aghi sericei che si separa e si lava più volte con acqua (Prodotto XVI; g 2,5 ca .) .

Può P.ssere ottenuto molto puro per sublimazione a pressione ridotta : aghi a p.f. 312-3170,

Non contiene cloro; è solubile negli alcali e nelle soluzioni acquoso di bicarbonato.

trov. % : C 42,50 H 4,12 N 22,50 per c.H,00~N4 (X Vl ) cale.: 42,52 3,96 22,04

28 dicembre 1964

A.nn. Jst. S up.er . Sanità (1965) 1. 708·72:>.

la tautomeria

i bicarbonato ; orm·o di m eti-

'O 13

mea evapora­l leggermente te, lascia un cristallizza m I V). alcali e piut-

tsolubile negli

~3

72

neo

agire a caldo o in soluzione

a, si riprende ato con altro :ione acquosa istallizza una e si lava più

ione ridotta:

ti acquose di

1965) 1. 708·725.

DE MARTIIS, 80TRt E TOPFOLI 725

BIBLIOGRAFIA

A viCO, U., F. DE MARTIIS & F. TOFFOLJ, 1962. Diossolnni ed 1,3 - di ossa n i xantinici. Far­maco Ed. Sci., 17, 73.

DAMIENS, R. & R. DELABY, 1955. Sur quclques proprietés dc la chloro-8-théophylline e de ses dérivés. Bull. Soc. Chim. France, 888.

DE MAnTnS, F., U . Avrco & F. TOFFOLI, 1962-a. Comportamento chimico delle aldeidi 1-teobromin- e 7-teo6llin-acetiche. Ann. Chim., 52. 37.

DE MARTIIS, F., U. Av1co & F. ToFFOLI, 1962-b. Ricerche su ossidazioni con cromato di t-butile. Comunicazione al IX Congresso Nazionale della Società Chimica Italiatla, apoli.

DE 1\'lARTIIS, F., U. A viCO & F. TOFFOLl, 1963-a. TeofiUin-metil-chetolo. Rend. !st. Super. Sanità, 26, 1031.

DE MARTIIS, F., U. A VICO & F. T OFFOLI, 1963-b. Teobromin-metil-chetolo. Rend. 1st. Super. SanitlÌ, 26, 1043.

DE llfARTIIS, F. & F. TOFFOLI, 1957. Reazione di Docbner sulle aldeidi 1-teobromin- e 7-teofillin-acctichc. Ann. Chim., 47, 1232.

DE MARTllo;, F., F. TOFFOLJ & M. MARABELLI, 1963. Basi derivate da diossolani xantinici. Rend. ! st. Super. anità, 26, 770.

ECKSTEIN, M., 1962-a, b, c, d, e, f. A search for new drugs in the group of xantine deri­vatives. Dissertationes Pharm. 14, 401, 411, 417, 425, 435 e 443.

ECKSTE1N, M. & M. GonczYCA, 1962. A scnrch for ncw drugs in thc group of xantine deri­vatives. Disserlationes Pharm., 14, 393.

EcKSTEJN, M., M. GoRCZYCA & A. ZEJC, 1964. A senrch for new drugs in tbe group of xantine derivalives. J. Org. Cherr,, 29,~126.

GonczYCA, M., 1962. A search for new drugs in the group of xantine derivatives. Disserta­tiones Pharm., 14, 381.

0PPENAUEll, R. V. & H. OnEllRAUCII , 1949. Un nuevo oxidanle: el cromato butiJico ter­ciario. Anales Asoc. Quim. A rg., 37, 246.

To•'FOLI, F .. F. DE MAnTu s & M. DoLCI, 1956. Aldeidi ' -teofillin- -teobromin- ed ' -sac­carin-:.cctichc. Farm~co Ed Se·., 11 , 516.

_tnn. 1st. SttJ~r. Sfmilà (1965) 1. 708-725.

Idrolisi del ciclo cumarinico negli acidi cumarin·8·carbossilici e isomeria cis ~ trans degli acidi 2•ossi•3•carbossicinna·mici

ENmco CINGOLA I, ADJ\IANA SORDI (•) e ANNA CA CELLIERE (•)

Laboratori di Biologia

Riassunto. - Gli AA. studiano il com portamento spettrofotometrico nell'U.V. delle soluzioni diluite di alcune 8-carbossicumarine e dei corrispon­denti acidi 3-carbossicumarici in vari solventi. Il carbossile facilita questa trasformazione reversibile ch e avviene facilmente in soluzione alcalina per azione della luce diffusa (cis - • trans) e in soluzion e alcoolica, acida ed ina­spettatamente in quella alC'alina (trans - • cis) . Sebbene non si ottengano acidi cumarinici stabili, purtuttavia la facilità con cui l'an ello lattonico si idrolizza e la difficoltà con cui si richiude per riformare le cumarine è da mettersi in relazione con la presen za del carbossile che, con l'ossidr.ile fenolìco in orto, dà luogo a forme cicliche di chelazione ·intramolecolare.

Summary (Hy drolysis of the coumarinic cycle in the cournarinic-8-carbo­xylic acids and isomerie cis ~ trans o( t/te 2-hydroxy-3-carboxycinnamic acids). - The Authors ha ve been studying the spectrophotomet ric behaviour of the dilute solutions of some 8-carboxy-coumarins and their corresponding 3-carboxy-coumaric acids in ethanol, dilute H C1, dilute NaOH ancl reaci­dilìed alkaline solutions with a view to contributing to the knowledge of the o-hy droxy-cinnamic acids cis ~ trans transformations. T he carboxy group facilitates this revcrsible transformation which , if cis - • trans, takes piace easily in an alkaline solution through diffused light and, if trans -. cis, takes place in an alcoholic, acid and, unexpectedly, evt n in an alkalin e solution. The 3,8-dicarboxycoumarin, even in a simple dilu te alcoholic solution, is un­stable as it presumably hydrolyzes to 3-salicylidenemalonic acid. Although stable coumarinic acids are not obtainable, the easy hydrolysis of the lactonic ring and the difficult closing of the latter in order to form coumarins again is to b e related to t he carboxy group which forms intramolecular chelate cyclic compounds with t he orto phcnolic h ydroxy group.

(•) Borsista dei Laboratori di Biologia.

.Ann. I st. Super. Saniltì (l9G5) 1, 726·738.

Già da cumarinico marinici ~ & GAUDlAI'

È b en rio t tenendo

c /""' / l)' ~ ""' {

eu

Quest a p H del me gradualmer del o dei s tometrica, diverso da sendo la ft aperta o no perchè il l: & E UGEBI

FORNASARI

b; 1963; B È stat

MA HIKO,]

RANO, 1956 SEVERI -, ]

oltrechè da 1956) che l degli acidi diffusa, in a evidenziata

Gli aci in rletermir mano poi l si realizza i soluzione c oolica o m• anche per acida (SESl

-S .. carbossilici ~ossicinnamici

LIEH.E (*)

•ettrofotometrico e dei corrispon­

e facilita questa one alcalina per ca, acida ed ina­i ottengano acidi nico si idrolizza

è da mettersi in fenolico in orto,

tmarinic-8-carbo­carboxycinnamic netric behaviour ir corresponding aOH and reaci­nowledge of the e carboxy group ans, takes piace ts --. cis, takes lkaline solution. solution, is un­acid. Although s of the lactonic ·oumarins again >lecular chela te

(1965) 1. 726-738.

CINGOLANI, SORDI E CANCE LLIERE 727

Già da tempo uno di noi sta conducendo s tudi sull'idrolisi del ciclo cumarinico e sull ' isomeria cis ~~ trans degli acidi o-ossicinnamici (acidi cu­marinici ~~ acidi cumarici) (CrNGOLANI, 1954; 1957; 1959; Cr GOLANI & GAUDIANO, 1956).

È b en noto infatti che per azione degli alcali il ciclo lattonico si apre riotten endosi poi, per riacidifìcazione, le cumarin e di partenza.

H H

/"'-t- t l ll_o; 'coo ... --=-· ~/ H

OH-

·--H+

acido cumarinico

H COOH /"' l l l )-C=é

- OH h ~

acido cumarico

Questa trasformazione è r eversibile nella maggioranza dei casi e se il pH del mezzo è sufficientemente alto, istantanea, ma in altri casi decorre gradualmente con velocità misurabile in dipendenza della natura e posizione del o dei sostituenti. Essa quindi può essere seguita sia p er via spettrofo­tometrica, essendo lo spettro di assorbimento n ell'U.V. della forma aperta diverso da quello delle cumarine corrispondenti, sia per via fluorimetrica, es­sendo la fluorescenza della forma lattonica caratteristica mentre la forma aperta o non è fluorescente o ha fluorescenza diversa, sia per via polarografica perchè il lattone è più facilmente riducibile dell 'acido cumarinico (PATZAK & NEuGEBAUEn, 1952; MAsatKO, 1952 a; b ; HARLE & LYONS, 1950 ; FoFFANJ, Fon ASARI & SEMERANO, 1956; FoFFA r, FoRNASARI & FoFFANI, 1957 a;

b ; 1963; BOHllfE & SEVERIN, 1957). È stato dimostrato già da altri AA. (PATZAK & EUGEBAUER, l 952;

MASHIKO, 1952 a; b; HARLE & L YONS, 1950; FoF.FANI, Fon -ASARI & SEME­RANO, 1956 ; FoFFANr, FORNASARI & FOFFANJ, 1957 a; b; 1963; BonME & SEVERIN, 1957 ; MANCINI & PASSERINI, 1957; MATTOO, 1957 a; b; 1958) oltrechè da uno di noi, (CINGOLA t, 1954; 1955; 1957; CrNGOLANJ & GA UDIANO, 1956) che le cumarine in soluzione alcalina, ove esse sono presenti come sali degli acidi cumarinici, si trasformano, più facilmente per azione della lu~e diffusa, in acidi cumarici e che quest a trasformazione cis -~ trans può essere evidenziata con metodo spettrofotometrico.

Gli acidi cumarici (o-ossi-trans-cinnamici) a loro volta si isomerizzano, in determinate condizioni, ad acidi cumarinici ( o-ossi-cis-cinnarnici) che for­mano poi le cumarine cor rispondenti (CINGOLANI, 1959). Questa inversione si realizza in modi diversi ed avviene generalmente per irradiazione sia della soluzione cloroforrnica (D EY & LAKSHINARAYANAN, 1934) che di quella eta­nolica o metanolica (DEY, R Ao & SESHADRI, 1935; GRUBER, 1944; 1946) ed anche per riscaldamento o riposo prolungato di quella alcoolica-acquosa o acida (SESHADRl & RA.o, 1936).

AlLI~. I sl. Su1Jer. Sanilà (196.)) 1, i26-i38.

- - - - ---------

728 ESPERIENZE E RICERCIIE

Ovviamente ques t ' ultimo mezzo è il più idoneo allo studio anche quan­titativo di queste trasformazioni (trans ;:=: cis ~ cumarine) che in alcuni casi sono quantitative, mentre in altri danno luogo ad equilibri la composi­zione dei quali varia generalmente da composto a composto.

In definitiva cioè la luce diffusa, n el caso dell 'inversione cis ~ tmns, può favorire l' una o l' altra trasformazione dipendendo ciò dal livello ener­getico dell' una o dell' altra forma , essendo quella cis -+ trans probabile per le soluzioni alcaline di cumarine e quella inversa trans - • cis - .. eu marina per quelle cloroformiche, alcooliche o alcooliche acquose, neutre o acide degli acidi cumarici {CINCOLANI, 1954 ; 1957; 1959; CINCOLANI & GAUDIANO, 1956; BoaME & SEVERIN, 1957 ; MATToo, 1957 a ; b) .

Fra i sostituenti che influenzano queste trasformazioni particolare inte­resse hanno quem situati nella posizione 8 della slruttura benzo-C'l-pironica e cioè in orto all'ossigeno lattonico. I n alcuni cas i e particolarmente quando essi sono di natura « acida » ( 0 2 , CHO, ecc.) si ottengono, per azione delle soluzioni alcaline sulle cumarine, gli acidi cumarinici che sono stabili in virtù del legame idrogeno intramolecolare che si forma fra il sostituente<< donatore )) che si trova nella posizione 3 degli acidi o-ossicinnamici (corrispondente a quella 8 delle cumarine) e rossidrile fenolico in orto {.MILLER & KI ' KELIN, 1889; CRAWFORO & lùsBURN, 1956 ; AIK & THAKOR, 1957).

Inoltre il sostituente in tale posizione facilita la trasformazione cis­trans (CxNCOLANI, 1957) mentre r itarda, sia per impedimento sterico cbf' per chelazione, la richiusura degli acidi cumarinici a cumarine. È interessante notare a questo proposito che in alcuni casi gli acidi cumarinici stabili non si richiudono a cumarine per esposizione alla luce della loro soluzione cloro­formica , ma che gli acidi cumarici corrispondenti, nelle medesime condizioni, subiscono l'inversione e la ciclizzazione in cumarine (DEY, RAo & SESHAORI, 1935), che si ottengono quindi più facilmente dagli acidi cumarici che dai cumarinici.

In ote precedenti abbiamo riportato la sintesi ed alcune proprietà deJia 8-carbossicumarina, dell 'acido 3-carbossicumarico e di alcuni loro derivati (CINCOLANI, BELLOJ\lONTE & Sonor, 1965; CINCOLANI et al., 1965) e nel corso di questi studi abbiamo potuto osservare come il comportamento dellt' loro soluzioni diluite, rilevato con metodo spettrofotometrico, possa portare un contributo alla conoscenza delle trasformazioni suddette c pertanto lo ri­portiamo qui dettagliatamente.

MATERIALI E METODI

8-carbossicumarina, I (R = R' = H) ; 3,8-dicarbossicumarina, I (R = H, R' = COOH); acido 3-carbossicumarico, II (R = H); acido 3-carbometossicu­marico, II (R = CH3) . - Questi composti sono stati preparati con i metodi

.o! nn. I st. Super. Sanità (1965) 1. i26·738.

descritti da Mo TE & So

Misure soluzioni co1 diluizione co venivano pr• trazione di : diluite l a l a lcaline che con HCl 0,5 finale risulta stata comun oggetto, cioè più tempo. ~

quella di 10 triche.

Queste' (ClNCOLA ·r.

P orzioni dell laboratorio e secondo qua

L'appar nuti veniva una scala li1

I Yalor· visiva sia p l valori di c volutame

8-carb zione di al spettrofot

La so ratorio pe cromo (Fi soluzione mostra c sale sodic

m chc quan­~he in alcuni la composi-

:;-___: trans, livello ener­robabile per _ .. cumarina ) acide degli JJAN0, 1956;

icolare inte­o-cx.-pironica ente quando azione delle tbili in v irtù

<< donat ore » spondente a l KINKELIN,

ione cis -+ ·rico che per interessa n t e i stabili non tzione cloro­e condizioni, & SESflADRI, triei che dai

oprietà della oro derivati 1965) e nel :~mento dell~

ossa portare ~rtanto Io ri-

I (R = H, rbometossicu­con i metodi

165) 1 . 726·738 .

CINCOLA NI, S ORDI E CANCE !.LIERE 729

descritti da noi, insieme ad altri, nelle Note preceden ti (CrNGOLANI, BELLO­àfONTE & SORDI, 1965 ; Cr GOLANI et al., 1965).

Misure spettrofotornetriche. - Con i composti citati sono state preparate soluzioni concentrate (10 mg/ml) in alcool etilico assoluto ; da queste, per diluizione con lo stesso alcool o con idrato sodico 0,1 N o con HCl 0,1 N, venivano preparate le soluzioni alcooliche, alcaline e acide aventi la concen­t razione di 20 !J.g/ml. Al momento delle misure quest e soluzioni venivano diluite l a l con il solvente opportuno : alcool etilico, NaOH 0,1 N ; quelle alcaline che dovevano essere riacidificate venivano per questo scopo diluite con HCl 0,5 N aggiungendovene la quantità n ecessaria a ffinchè la solu7ione finale risultasse 0,1 N rispetto all 'acido. La concentrazione di 20 fJ.g/ml, è stata comunque quella massima usata per lo studio delle trasforma7ioni in oggei.to, cioè le solu.tioni espost e alla luce diffusa o comunque conservate per più t empo, avevano tutte questa concentrazione che poi v eniva riportata a quella di 10 fJ.g/ml, alla quale venivano effettuate le misure spettrofotome­trich e.

Queste venivano esegtùte con le modalità descritte n elle Note precedenti (CINGOLANI, 1954 ; 1955 ; 1957; 1959 ; CrNGOLANI & GAUDIANO, 1956). Porzioni delle soluzioni a 2() fJ.g/ml sono stat e l asciate alla temperatura del laboratorio ed esaminate allo spettrofotometro ad interv alli di tempo regolari, secondo quanto indicato negli esempi più significativi riportati nel t esto.

L'apparecchio usato è s tato quello Beckman mod. DK-2 e i grafici otte­nuti venivano riprodotti su carta millimetrata usando per le lunghezze d'onda una scala lineare.

I valori di E sono s tati tutti riferiti a E (l %, l cm) sia per comodità visiva sia perchè eventuali errori n elle diluizioni sono così meno apprezzabili. l valori di E riportati in uno dei grafici della Fig. 1-A sono invece arbitrari e volutamente spostati per p ermettere una rappresentazione grafica più chiara.

RISULTATI E DISCUSSIO JE

8-carbossicu.rnarin.a, I (R = R ' = H ). - Questa cumarina ha, in solu­zione di alcool etilic~ e in quella acidificata con HC1 0,1 N, il comportamento spettrofotometrico illustrato nella Fig. 1-A.

La soluzione alcalina (NaOH 0,1 N), lasciata alla luce diffusa del labo­rator io per 2-6 giorru, modifica il suo spettro di assorbimento in senso bato­cromo (Fig. 1-B, curva a), assumendo lo stesso andamento di quello della soluzione alcalina dell' acido 3-carbossicumarico (F ig. 1-B, curva c). Ciò di­mostra che in tali condizioni 1'8-carbossicumarina si trasforma dapprima nel sale sodico dell' acido 3-carbossicumarinico (Fig. 1-D, curva a) e che questo,

AmL Jst. Super. Scmf«l ( 1965) 1. 726·738.

J

3-carbossi<'u-

H COOH

-t=t - OH k >R

II arbossicumarico n = H)

narin.a, questa metriche della lattonico non completa solo

1 del carbossile mento sterico, •one alla chiu-

a dopo a vcrla , se viene esa­te diverso da (curva a); se

1verla lasciata 1ione alcoolica no circa (Fig.

1sciate al buio zione alcalina 1-D, curva a) l , curva c) di-

fra le diverse 1 (CtNCOLANI,

EUCEBAUER,

EVERIN, 1957 ;

lamento spet­i questo equi-1959); n ella

guenti : acido va a), acido

, 196~) 1, 726-738.

CJNGOLANI, SOilOI E CANCELLIERE 731

3-carbossicumarico ~~ (acido 3-carbossicumarinico) - • 8-carbossicuma­rina (curva b e d).

Se la stessa soluzione acida viene esaminata dopo averla lasciata per lo stesso tempo, anzichè al buio, alla luce diffusa del laboratorio, presenta di nuovo le caratteristiche spettrofotometriche dell'8-carbossicumarina di par­tenza (Fig. 1-D, curva e). Questa osservazione dimostra come l'acido 3-car­bossicumarico formatosi dall'8-carbossicumarina, si ritrasformi, in soluzione acida e per azione della luce diffusa , nella cumarina corrispondent e per in­versione trans ~ cis e chiusura dell'anello lattonico e ciò in accordo con quanto più sopra riportato .

1000

900

eoo

700

400

JOO

100

1000

900

800

600

400

)()()

200

100

l·corbouic:ui'IIICV•no --- - EIOH - tc:ltrn • HCl 0.1 N

8•corboSSICUI'n0t'lr'l0

A

• - No0H0..1N•i4CI dOPOS9Qt$Omtt'IOfOSUbdO b---- ICfem ooool'O C- tdtM <JOQ01Q

1000

900

eoo

•oo

lOO

E 1,0

0.9

o.e

0.7

0,6

0,4

O,J

0.2

0 .1

•- 8 ·corbOuicumorina •n NoOM 0.' N b--- - ~40001·6oo o ad C- A(1do)·COt~ICOII"'N00H0,1H

B

• - I·COI'OOSS.C~ No OH 0.1 N oc.d•f.coto ctopo SOQ l d t<l t$0M.nol'o t.ublto

b ---- l6tfn ctoPoShol~ C - ACidO J•COI'~SIC\ItnQri(O

( t OH • HCI 0,\ N

D

JOO

Fig. l. - Spettri di assorbimento nell'U.V. de11'8-carbossicumarina (A, B, C e D) e dell'acido 3-carbossicumarico (B e D).

.Ann. !st. SIIIJff. Scmuit (t9G.;) 1 . 726·738.

732 E SPE RIENZE E RICERCIIE

In definitiva quindi 1'8-carbossicumarina in soluzione alcalina si tra­sforma dapprima, per idrolisi del ciclo benzo-<X·piionico in acido 3-carhos­sicumarinico e quindi per azione della luce diffusa in acido 3-carhossicumarico essendo questa tras'formazione reversibile in soluzione acida.

A cido 3-carbossicumarico, II (R = H). - La disponibilità di questo acido facilmente ottenibile per sintesi (CINGOLANI, BELLOMONTE & SonDI, 1965 ; CINGOLANI et al., 1965) e la cui s truttura noi, insieme ad altri, abbiamo sta­bilito per spettrofotometria R.M.N. (Cr COLANI et al. , 1965) ci ha permesso di confermare, in modo incquivocabile, le osservazioni precedenti. Questo acido ha in soluzione alcoolica e alcoolica-acida le proprietà spettrofotome­triche riportate nella Fig. 2-A. La soluzione alcoolica lasciata alla luce per più giorni modifica il suo spettro di assorbimento leggermente in senso ipso­cromo (Fig. 2-A).

Più significative sono le modifìcazioni a carico della soluzione alcoolica­acida. Se questa viene lasciata al buio assume col t empo un andamento spet­trofotometrico simile a quello della soluzione dell'8-carbossicumarina alca­linizzata-acidificata dopo 5 giorni di permanenza alla luce diffusa ed esami­nata dopo qualche ora di permanenza al buio (Fig. l-D, curve d e b). Dopo permanenza per più giorni alla luce diffusa assume invece un andamento simile a quello dell'8-carbossicumarina in soluzione alcoolica-acida (Fig. 2-B) e ciò è confermato dal fatto ch e questa soluzione rialcalinizzata h a lo spettro di assorbimento simile a quello della soluzione alcalina dell'8-carbossicumarina esaminata subito (Fig. 2-C, curve a e c).

In definitiva cioè, nel primo caso si ha presumibilmcnte la formazione di un equilibrio trans +:::: cis (acido 3-carbossicumarico ~ acido 3-car­h ossicumarinico) e n el secondo caso, per azione della luce diffusa, la formazione dell'8-carbossicumarina e cioè la trasformazione quasi quantitativa trans - • cis - • cumarina.

Anche la soluzione in NaOH 0,1 N tende a modificarsi se viene lasciata alla luce, assumendo col tempo (Fig. 2-C, curva h) l'andamento spcttrofo­tometrico della soluzione alcalina appena preparata della 8-carbossicumarina (corrispondente cioè al sale dell'acido 3-carhossicumarinico) (Fig. 2-C, curv a c). Ciò è confermato dall' osserv azione della curva di assorbimento, simile a quella dell'8-carhossicumarina in soluzione alcoolica-acida, ottenuta da questa solu­zione alcalina riacidificata ed esaminata entro breve tempo al buio (Fig. 2-C, curva d) , mentre, come si è già detto, la soluzione alcalina dell'acido 3-car­bossicumarico ha uno spettro di assorbimento simile a quello della soluzione alcalina dell'8-carhossicumarina (acido 3-carbossicumarinico) lasciata alla luce diffusa per più giorni (acido 3-carbossicumarico) (Fig. 1-B, curve a e b). Ovvia­mente per riacidificazione entro breve tempo della soluzione alcalina si riot­tiene lo spettro di assorbimento dell' acido 3-carbossicumarico in soluzione

A nn. I st. Sut>er. Sanità (l 965) 1, 726·738.

acida , e se c omporta c· riazioni (Fi

Queste trans - • c vorita dall< anche in an

IOOOj

-~ &00•

l 1001

600~ sooJ

l 4001

3001

7001

·~o l l

·:1 eoo

ì 100

\

600

500

400

)CIO

XlO

tOO

Fig. 2. - Spe e d

lcalina si tra­ciclo 3-carb os­·b ossicumarico

li questo acido SORDI, 1965 ;

, abbiamo sta­i ha permesso :denti. Questo >pettrofotome­' alla luce per in senso ipso-

wne aleoolica­damento spet­umarin a alca­'usa ed esami­. d e b). Dopo tn andamento :ida (Fig. 2-B) t ba lo spettro b ossicumarina

la formazione : acido 3-car­, la formazione tiva trans - •

viene lasciata nto spettrofo­bossicumarina . 2-C, curva c). simile a quella a quest a solu­mio (Fig. 2-C, :ll' acido 3-car­lclla soluzione ;ciata alla luce a e b) . Ovvia­

lcalina si riot­) in soluzione

1965) 1. 726·738 .

ClNCOLANI , S OROI E CANCELLIERE 733

acida, e se tale soluzione riacidificata viene lasciata al buio o alla luce s1 comporta come la soluzione alcoolica-acida (Fig. 2-A) mostrando le stesse va­riazioni (Fig. 2-D) .

Queste osservazioni dimostrano come nel caso specifico la trasformazione trans - • cis- cumarina avvien e molto facilmente essendo ovviamente fa­vorita dalla sostit uzione in 3 col carbossile. Inaspettatamente essa h a l uogo anche in ambiente alcalino, pur se più difficilmente e non quantitativamente ;

200

100

600

400

lOO

200

.O.c•tto l ·<OtbOS,<umor,co - trOH 1000 1

2SO

........ tUfl'l\ • H(l 0•1

- •d•m CIOOO 5•60Q 900

aoo

600

100

r"· • - Ac.OO 3-GI.riDOSt<~riCO,iell 1c()O

EtOH • HCl,.tc•tnzzltld0(105og.a l4 b -··- !Ot-m ti'\ NIOHOJ dopo5gg alO c - 8·carDosS•<umlnl'li '" NaOH O,t N 900 o- Actdol-G~~~"botlttumarieo.sote,cidl

(H(\0.1N) ottet"Nta Galla 10I•nN10H ~·:~~~=rSgg a td ,tUm•nata 800

100

c 600

500

<00

300

200

100

lOO 3SO 400 Awtmp

- o.c l·corboss<urnotiCO .n (t OH · H( L --·· •d•m oopo 4QQ o ' a - 8 · CO!OOUI("I,IItt"'or.no .n (t OH • HCl

B

A<•do 3·c•rboss•Cumar~co

- Na OH 0.1 N • H(t suturo - --- •d•m dopo3QO attk.l•o - •d t mdot)04Q9 a l o

lOO 3SO Àtnm}J

400

Fig. 2. - Spettri di assorbimento nell'U.V. dell'acido 3-carbossicumarico (A, B, C e D) e dell'8-carbossicllmarina (B e C).

.d nn. I st. Super. Sanità (1965) 1. 726·738 .

734 ESPE IUE ZE E R ICERCHE

ciò è particolare di quest o caso poichè è ben noto come questa trasformazione avvenga più facilmente in soluzione neutra ed acida, facilitando invece la soluzione alcalina la trasformazione inversa .

Acido 3-carbometossicumarico, II (R = CH3) . - Comportamento del tutto simile ha la soluzione alcoolica-acida dell 'acido 3-carbometossicumarico, trasformandosi, se viene lasciata in queste condizioni alla luce diffusa, in 8-carbometossicumarina, come dimostrato dalla Fig. 3-A.

1000

900

'100

600

lOO

100

1000

900

800

100

600

500

400

lOO

100

100

•c•CO ) ·Uf't)~tO'S'StC~•CO - u'\EtOH -·- · IICH-1'1"1 • HCt - ,0..,..._ OOPCI 1og t O

A

150 300

- AC l·CorbotntiOSS•CutnoQrtCO No OH 0,1 N • HCt tsom.noto 5c.~boto

• ·- - tdtm • HCl 0000 1 Q.tsomu·\Oto sub•to - l·corbc.SSJCumortno No ()ti 0,1 N•H(t

copo 19 tsom•noto "-!blto

c

150 300 350 "'"mJJ

400

l 1000

900

eoo

1000

900

800

100

600

soo

400

300

100

100

ACtOO )·COfbOtntfOSSI(un'IQfiCO - No OH 0.1 N tsom•noto Sub•to

--·· tdtm dOPO t o,.

',

300 J!iO

B

'• ............. ...........

- A.c 3 · corbOI'I'\4'10$SI(vmor.co No OH 0,1 N • H( l •somii\OtO dOpo l Q

.. . - - tdtm • H(IOOpo1gtsomonotoOOpotg - &·corbosst<umor.no No OH 0.1 N • HCI

dOPO 1 o.-tsomt:noto dOPO 19

D

Fig. 3. - Spettri di nssorbimento nell'U.V. dell'ncido 3-cnrhometossicumnrico (A, B, C e D)

e de11'8-carbossicumarina (C c D).

Ann. 1st. Sttper. Sanità (19G5) 1, 726-i38 .

Anche l ficazione ser tuale inversi I nfatti l'asso diffusa è mo (Fig. 1-B, Cl

1-B, curva ~

un assorbim• carbossicum. l'aggiunta d·

Mentre carbometoss sicumarina, m en te, anch marina.

3,8-dica. caratterizza t ticolare ; ciò meria cis -3-carbossi} h

(l

La soluz nella Fig. 4-1 fusa, modifìc tutto partico marine.

Che in t.

portati nelle , di assorbime1 (Fig. 4-B, eu h a lo stesso , soluzione aie<

CINCOLANl, SORDI E CANCELLIE RE 735

Anch e la soluzione alcalina, lasciata alla luce diffusa, subisce una modi­ficazione sensibile (Fig. 3-B) e questa è da attribuirsi, oltre che ad un even­tuale inversione ad acido cumarinico, a un'idrolisi d el gruppo carbometossilico. Infatti l 'assorbimento della soluzione in NaOH 0,1 N dopo l giorno a luce diffusa è molto simile a quello dell'acido 3-carbossieumarico in NaOH 0,1 N (Fig. 1-B, curve h c c) più che a quella dell'acido 3-carbossicumarinico (Fig. 1-D, curva a). P er riacidificazione della suddetta soluzione alcalina si ottiene un assorbimento nell' U.V. che è simile a quello della soluzione alcalina dell '8-carbossicumarina riacidificata dopo l giorno ed esaminata sia subito dopo l' aggiunta dell' acido (Fig. 3-C) che dopo l giorno (Fig. 3-D).

Mentre cioè in soluzione acida si ha sicuramente l'inversione acido 3-carbometossicumarico- • acido 3-carbometossicumarinico - .. 8-carbometos­sicumarina, in soluzione alcalina si ha sicuramente l'idrolisi e, presumibil­mente, anche l'inversione, ma in questo caso, ovviamente, acl 8-carbossicu­marJna.

3,8-dicarbossicumarina, I (R = H , R ' = COOH). - Questa cumarina , caratterizzata dalla presenza dei due carbossili , ha un comportamento par­ticolare ; ciò deriva dal fatto che per tale sua struttura, non è possibile l'iso­meria cis ·-• trans dell'acido o-ossicinnamico corrispondente (acido 1-(2-ossi-3-carbossi) b enzilidenmalonico o 3-salicilidenmalonico ).

CH

/""' / ~C- R' l Il leo

~/v COOR

I 3,8-dit:arbossicumarina (R = H ; R' = COOH)

COOH ___ ,.. ,. __ / ""' l l ~~-CH = f

~/--OH COO H

1cooH

acido 3-salicilidcnmalonico

La soluzione alcoolica ha il comportamento sp ettrofotometrico riportato n ella Fig. 4-A, ma sia che questa venga conservata al buio, ch e alla luce dif­fusa, modifica il suo spettro di assorbimento, assumendo caratteristiche del tutto particolari, n elle quali non si riscontrano più quelle proprie delle eu­marine.

Che in tali condizioni avvenga l' apertura è C()nfermat o dagli esempi ri­portati nelle Figure seguenti. La soluzione alcalina non modifica il suo spettro di assorbimento neanche se viene lasciata p er più giorni alla luce diffusa (Fig. 4-B, curve a e b) e questa soluzione riacidificata ed esaminata subito ha lo stesso comportamento spettrofotometrico (salvo alcuni dettagli) della soluzione alcoolica lasciata a sè per qualche giorno al buio (Fig. 4-B, curve c

Anll. 1st. Super. Sanità (1965) 1. 726·738 .

736 ESPERIENZE E RICERCHE

ede ) ; la richiusura a cumarina, in questo caso, è ancora più lenta (Fig. 4-B, curva d) per cui è facile poter stabilire per la similitudine delle curve e ed e della Fig. 4-B, che già in soluzione alcoolica la 3,8-dicarbossicumarina si idrolizza n ell'acido cinnamico corrispondente (3-salicilidenmalonico) e cioè che l'apertura avviene, in questo caso, anche in semplice soluzione alcoolica an­zichè in ambiente alcalino.

1000

600

)()C)

200

100

• - E t OH b ---- •Cl~m OoPo S 99 t\1 bu.O c - ideorn • t.d

A

---', \ \

2$0 300

' ' ' ' ' ' ' '•,

1000

900

eoo

100

600

JOO

200

100

, __

3.8 · d:ic•rbossiCu~.r.na a - •n NaOHO.l N o- - - - •Mm dopo 1•2 gal d c- tdtl'm • HClO.I N o ..... ·~m dOpo 1g

•- inE tOH dOPOS · 69CiJ4IOUio

., ' ' ' ' ,' '.

' '

lClC

8

)~ A in m)J 4()()

Fig. 4. - Spettri di assorbimento neli'U.V. della 3,8-dicarbossicuroarina.

CONCLUSIONI

Da quanto abbiamo esposto risulta che la presenza del carbossile nella posizione 8 della molecola della cumarina, in orto cioè all 'ossigeno lattonico, e nella corrispondente posi1.ione 3 degli acidi o-ossicinnamici, conferisce a questi composti delle proprietà particolari.

Per quanto riguarda le 8-carbossicumarine si può innanzi tutto osservare che tale sostituzione non influenza in modo sensibile lo spettro di assorbi­m ento caratteristico di questi composti, così come può vedersi, ad esempio, dalla somiglianza delle curve di assorbimento della cumarina e della 8-carbos­sicumarina.

Nello spettro di assorbimento di questo composto sono rilevabili i due sistemi di assorbimento a 270-290 m!J. e a 300-330 m!J. ; l'influenza del car· b ossìle o del carbometossile si risolve in un incipiente sdoppiamento della prima banda (fiesso a 280-285 m!J.)· Ancor più cc cumarinico )) è lo spettro della

.dnn. 18t. Su-per. Sa.nilil (1965) 1. 726·738.

1 lenta (Fig. 4-B, Ielle curve c cd e ·bossicumarina si tlonico) e cio~ che .one alcoolica an-

OHO.l N dopo 1• '2 gal d

• t-M:l 0,1 N dopo lg

OH dopo5 · 6ggol buÒO

B

sicumarina.

:l carbossile nella ssigeno lattonico, nici, conferisce a

zi tutto osservare >ettro di assorbi­tersi, ad esempio, t e della 8-carbos-

o rilevabili i due nfluenza del car­oppiamento della è lo spettro della

Uà (1965) 1 . 726·738.

CINGOLAN I, SORDI E CANCELLIERE 737

3 ,8-dicarbossicumarina, dell'S-carbometossi-3-carbossicumarina e della 3,8-dicarbetossicumarina (CINGOLANI, B ELLOMONTE & SoRDI, 1965). È ben noto d 'altronde che la sostituzione nelle posizioni 6 ed 8, ambedue caratterizzate dal carattere elettrofilo, conserv a il tipo cumarinico dello spettro U.V. perchè l'effetto dei sostituenti in tali posizioni è limitato all'anello ben:renico (mentre la sostitu7.ione in 7 è quella che provoca le modificazioni maggiori).

Negli spettri di assorbimento degli acidi 2-ossi-3-carbossicinnamici , sia i cumarinici che i cumarici, è ben eviden te l'effetto chelant e del carbossile in orto all'ossidrile fenolico per l'attenuazione dell'assorbimento fenolico.

P er le trasformazioni cis -->- trans, l'effe tto del carbossile è evidente per la facilità con la quale esse avven gono, sia in un senso che nell'altro. Dalle 8-carbossicumarine si ottengono facilmente gli acidi 3-carbossicumarici per azione della luce diffusa sulle loro soluzioni alcaline e questi acidi si trasfor­mano facilmente nei 3-carbossicumarinici c quindi in 8-carbossicumarine, non solo in soluzione alcoolica ed acida, ma anche, inaspettatamente, in soluzione alcalina. Queste trasforma:r.ioni sono cioè tutte reversibili. Caratteristica è anch e la instabilità dell'anello cumarinico n ella 3,8-dicarbossicumarina che si idrolizza già in soluzione alcoolica, presumibilmcnte ad acido 3-salicili­denmalonico. Alla facilità o rapidità con le quali l 'an ello cumarinico si apre, corrisponde una più lenta richiusura c ciò è da attribuirsi all'esistenza di forme cicliche di chelazione formatesi fra l 'ossidrile e il carbossile in orto .

È da notare però che non si ottengono mai degli acidi cumarinici stabili, così come avviene con le cumarine 8- 0 2 e 8-CHO sostituite .

26 marzo 1965.

BIBLIOGRAFI A

BoroiE, • . & T. SEVERIN, 1957. Arch. Pharm. , 290, 285, 405 e 448. CtNGOLANI, E., 1954. Gazz. Chim. !tal. , 84, 825. CINGOJ,ANI, E., 1955. Rend. Ist. Super. Sanitt1, 18, 525. CtNGOIANI, E., 1957. Ann. Chim. (Roma), 47, 557. CrNGOLANI, E., 1959. Gazz. Chim. !tal., 89, 985. CINGOLANI, E., G . BELLOMONTE, F. DELLE MONACII E & A. SonDI , 1965. Ann. Chim. (Roma),

55, 343. CINGOLANI, E., G . BELLOMONTE & A. SORDI, 1965. Gazz. Chim. !tal., 95, 413. CINCOLANI, E., & A. GAUDIANO, 1956. Rend. 1st. Supcr. Sanitiì, 19, 1256. CRAWFORD, M. J.W. RAS BURN, 1956. J. Chem. Soc., 2155. DEY, B.B., & A.K. LAKSHINARAYANAN, 1934. J, J'nd. Chem. oc., 11 , 373. DEY, B.B., R.H.H. RAo & T.R. SESHADRr, 1935. J. lnd. Chem. Soc., 12, 140. FOFFANI , A., E. FORNASARr & i\f.R. FOPPANI, 1957-a. Ric. Sci. Suppl., 3 , 115. FOFFANI, A., E. FORNASAIU & M.R. FOFFANI , 1957-b. Ric. Sci., 27, 2501. FOFFANJ, A., E. FORNA.SARI & M.R. FOFFAN J, 1963. Reud. Accad. Nazl. Lincei, VIII, 14, 281

e 481.

.dnn. Ist. Sttpa. Sanilà (1965) 1, 726·738. 5

738 ESPERIENZE E RICERCHE

FOFFANI, A., E. FORNASARI & G. SE~fERANO, 1956. Ric. Sci. Suppl., 2, 293. GRUBER, W., 1944. Monatsh. Chem., 75, 14. GRUBER, W., 1946. Monatsh. Chem., 77, 46. HARLE, A.J. & L.E. L•ONS, 1950. ]. Chem. Soc., 1575. MANCINI, A. & R. PASSERINI, 1957. Gazz. Chim. ]tal., 87, 243. MASHIKO, Y. , 1952-a. ]. Pharm. Soc. ]apan, 12, 18. MASHIKO, Y., 1952-b. Citato in: Chem. Abstr., 46, 6325. MA'ITOO, B.N . , 1957-a. Trans. Faraday Soc., 53, 760. MATToo, B.N., 1957-b. Z. Physik. Chem., 12, 232. MATToo, B.N., 1958. Trans. Faraday Soc., 54, 19. M ILLER, W. & F. KINKELIN, 1889. Chem. Ber., 22, 1706. NAIK, R. M . & V. M. THAKOR, 1957. ]. Org. Chem., 22, 1240. PATZAK, R. & L. EUCEBAUER, 1952. Monatsh. Chem., 83, 662, 776. SESHADRI, T.R. & P.S. RAO , 1936. Proc. lrulian Acad. Sci., 4-A, 157; citato in: Chem.

Abstr. , 32, 2362.

Ann. !st. Supcr. SanUà (1965) 1, 726·738 .

Ul1

VITTORIO C/l

Riassunt< considerati, in p :mgono lo str< trattata la stru propria. Sono t

Summar) The respira

electron micro~

diate layer pre spaces. Termin (Fig. 2, TB) ; v basai layer. Th

The relatic (Figs. 8, 9) wer described (Fig. a period of 700 dent (Fig. 11,

La mucosa damentali: un: propriamente <

faremo riferim< le caratteristici

L'epitelio 1

da quattro tipi membrana bas nate, le cellule

(*) Ospite de