Research Collection
Doctoral Thesis
Beiträge zur Kenntnis von Kapaloe und Kapaloin
Author(s): Zinn, Walter
Publication Date: 1945
Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000095870
Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted
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ETH Library
Beiträge zur Kenntnisvon
Kapaloe und Kapaloin
Von der
Eidgenössischen Technischen Hochschule
in Zürich
zur Erlangung der
Würde eines Doktors der Naturwissenschaften
genehmigte
Promotionsarbeit
vorgelegt von
Walter Zinn, Apotheker
aus Birr (Aargau)
Referent: Herr Prof. Dr. J. Büchi
Korreferent: Herr Prof. Dr. H. Flück
BUCHDRUCKEREI H. AKERETS ERBEN - DIELSDORF - 1945
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MEINER MUTTER
UND
MEINER FRAU
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Die vorliegende Arbeit entstand am Pharmazeutischen
Institut der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich,auf Anregung und unter Leitung von
Herrn Prof. Dr. R. Eder f
Es war für mich in jeder Beziehung eine fruchtbare Zeit
unter seiner Führung arbeiten zu dürfen und ich werde ihm
stets ein ehrendes Andenken bewahren.
Herrn Prof. Dr. J. Büchi
danke ich für seine Bereitwilligkeit, die Arbeit nach dem Hin¬
schiede von Herrn Prof. Eder zu übernehmen und für die wohl¬
wollende Förderung, die er ihr angedeihen ließ.
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Inhaltsübersicht
L Problemstellung 9
IL Uebersicht über die bisher gefundenen Bestandteile der Aloe. .
10
A. Einleitung 10
B. Versuche der Isolierung einzelner Bestandteile aus Aloe...
12
C. Untersuchungen über die Zusammensetzung und Konstitution
der bisher isoHerten Aloebestandteile 20
1. Aloin 20
2. Isobarbaloin 33
3. ß-Barbaloin 34
4. Aloeemodin 34
III. Eigene Untersuchungen 36
A. Einleitung 36
B. Untersuchung der Aloe mittels der chromatographischen
Adsorptionsanalyse 40
1. Einleitung 40
2. Chromatographische Vorversuche zur Ermittlung geeigneter
Lösungs-, Adsorptions- und Elutionsmittel 41
3. Chromatographische Vorversuche mitAloin und Aloeemodin 44
4. Qualitative Untersuchung einiger Aloesorten mittels der chro¬
matographischen Adsorptionsanalyse 47
5. Quantitative Bewertung einiger Kapaloesorten mittels der
chromatographischen Adsorptionsanalyse 49
6. Versuche zur Isolierung einheitlicher Körper aus Kapaloemittels der chromatographischen Adsorptionsanalyse ...
51
7. Zusammenfassung über die Untersuchung der Aloe durch
Chromatographie 55
C. Darstellung von Aloin aus Kapaloe in grösseren Mengen . .57
1. Einleitung 57
2. Methoden, beruhend auf der Fällung des Aloins oder der
Nebenstoffe als Bleiverbindungen 59
3. Methoden, beruhend auf der Verwendung verschiedener
Lösungsmittel 62
a) Extraktionsversuche des Aloins aus Kapaloe mittels ver¬
schiedener Lösungsmittel 64
b) Versuche zur Festlegung der für die Aloinkristallisation
geeignetsten Bedingungen 66
c) Gewinnung von Aloin aus Kapaloe nach der Methyl-azetat-Isobutanol-Methode 67
4. Methoden, beruhend auf der Fällung des Aloins oder der
Nebenstoffe als Erdalkaliverbindungen 71
5. Methode, beruhend auf der Fällung der Nebenstoffe mit
Gerbsäure 73
6. Zusammenfassung der Ergebnisse über die Isolierunggrösserer Mengen Aloin 73
D. Beiträge zur Aufklärung der Zusammensetzung und Konsti¬
tution des Kapaloins 74
1. Einleitung 74
2. Ueber die Zusammensetzung und Grösse des Aloinmoleküls 75
a) Darstellung und Prüfung von reinem Kapaloin .... 75
b) Elementaranlaysen des Kapaloins 88
c) Bestimmung der spezifischen Drehung des Kapaloins . . 91
d) Darstellung und Analyse von Bromkapaloin 95
e) Darstellung und Analyse von Azetylkapaloin 99
f) Ermittlung des Molekulargewichtes von Kapaloin . . . 102
g) Zahl der Hydroxylgruppen des Aloins 108
h) Zusammenfassung der Untersuchungen über die Zusam-
setzung und Grösse des Aloinmoleküls 112
3. Beiträge zur Aufklärung der Konstitution des Aloins... 113
a) Einleitung 113
b) Reduktionsversuche des Aloins 114
c) Oxydationsversuche des Aloins 117
d) Versuche zur Spaltung des Aloins 125
et- Einleitung 125
ß. Aloinspaltung durch Säuren 128
v. Aloinspaltung durch Alkalien 132
5. Orientierende Versuche über Fermentspaltungen des
Aloins 133
4. Ueberblick und Diskussion 134
a) Die Form des Anthrachinonkernes im Aloin 134
b) Die Natur der Zuckerkomponente des Aloins 137
c) Ort und Art der Verknüpfung von Anthrachinon- und
Zuckerkomponente 138
E. Zusammenfassung der Resultate 142
IV. Zusammenstellung der Literatur 143
I. Problemstellung
Der Zweck nachstehender Untersuchungen war, Beiträgeüber die Zusammensetzung der Kapaloe zu liefern. Ferner ver¬
suchten wir, die widersprechenden Angaben der Literatur über
Zusammensetzung, Grösse und Konstitution des Aloinmoleküls
abzuklären, Entsprechend der gestellten Aufgabe gliedert sich
die vorliegende Arbeit in folgende Teile:
Uebersicht über die bisher gefundenen Bestandteile
der Aloe.
Untersuchung der Aloe mittels der chromatographi¬schen Adsorptionsanalyse,
Darstellung von Aloin aus Kapaloe in grösseren
Mengen.
Beiträge zur Aufklärung der Zusammensetzung und
Konstitution des Kapaloins.
IL Uebersicht
über die bisher gefundenen
Bestandteile der Aloe
A. Einleitung
Mit dem Aufschwung der organischen Chemie im vergan¬
genen Jahrhundert setzte auch ein intensives Studium der Aloe,
dieser schon seit den ältesten Zeiten bekannten Droge, ein.
Es wurde sehr viel Zeit und Mühe für die chemische Erfor¬
schung der Aloe aufgewendet. Trotzdem müssen die Kenntnisse
über sie heute noch als lückenhaft und unsicher bezeichnet
werden. Dies liegt einerseits daran, dass die Aloe ein harz¬
reiches Material darstellt, aus dem die Isolierung chemisch
einheitlicher Körper sehr erschwert ist; zum andern ist die
Ursache darin zu suchen, dass viele verschiedene Aloesorten
bearbeitet wurden. Jede dieser Sorten weist ihre Besonder¬
heiten auf, und es ist daher verständlich, dass oft widerspre¬chende Resultate erhalten wurden. Es handelt sich dabei nicht
nur um Differenzen über die Zusammensetzung der Aloe, auch
die Identität der, aus den verschiedenen Aloesorten gewonnenen
Aloine, der wichtigsten bisher aus Aloe isolierten Körper, ist
noch nicht mit Sicherheit bewiesen.
Wir führen nachstehend die wichtigsten Handelssorten an.
Man unterscheidet:
1. Kapaloe, von Aloe ferox Miller (Südafrika), offizinell
in der Schweiz, Deutschland, Frankreich, Italien (inletzteren beiden neben andern Sorten), sowie in den
meisten übrigen europäischen Ländern, neuerdings auch
in den Vereinigten Staaten von Nordamerika-
- 11 —
2. Barbadosaloe und Curaçaoaloe, von Aloe
vulgaris (Westindien). Auf Barbados wird heute kaum
mehr Aloe gewonnen. Die westindischen Aloesorten
stammen zum grossen Teil aus Curaçao. Diese Curaçao¬aloe ist offizineil in den Niederlanden, Grossbritannien
und den Vereinigten Staaten von Nordamerika (in letz¬
teren beiden neben andern Sorten).
3. Socotraaloe, von Aloe Perryi (Socotra), offizinell
in Spanien, Italien, Frankreich, Grossbritannien und den
Vereinigten Staaten (in allen genannten Ländern neben
andern Sorten).
4. Natalaloe, von Aloe candelabrum (Natal).
Weitere Sorten, die im Welthandel jedoch keine Rolle
spielen, sind die Jafarabadaloe, die Zanzibaraloe u. a.
Alle genannten Aloesorten, verschiedenster Provenienz,lassen sich, hinsichtlich Aussehen, in folgende zwei Haupt¬
gruppen einreihen:
1. Aloe Lucida-Typ (Hauptvertreter Kapaloe):amorph, glasglänzend, dunkelbraun, von glänzendemBruche.
2. Aloe Hepatica-Typ, Leberaloe (Hauptvertreterwestindische Sorten):kristallin, dunkelbraun bis schwarz, leberfarben, von
ziemlich glatten, aber nicht glänzenden Bruchflächen.
Nähere Angaben über die verschiedenen Aloesorten, ihre
Gewinnung und Handel, über die Stammpflanzen der Droge,über Geschichte der Aloe etc. finden sich bei T s c h i r c h (1),ferner speziell über Kapaloe bei Farrer und Trease (2).
Von den verschiedenen Aloesorten wurde besonders die
Barbadosaloe, ihrer leichten Zugänglichkeit und ihres hohen
Aloingehaltes wegen, von vielen Forschern bearbeitet. Aber
auch die andern Sorten, vor allem Kapaloe und Natalaloe wur¬
den mehrfach untersucht.
Als Ersten gelang es T. u n d H. S m i t h (3) 1851 aus Bar¬
badosaloe einen gelben, kristallisierbaren Bestandteil zu iso-
— 12 —
Heren, den sie Aloin nannten. Von diesem Zeitpunkt an be¬
wegte sich die Erforschung der Aloe in zwei Hauptrichtungen:
1. Isolierung anderer Bestandteile aus der Droge. Aloin
selbst war, besonders später in der Kapaloe, nur in
geringer Menge gefunden worden.
2. Untersuchungen über Zusammensetzung und Konstitution
des Aloins und anderer, aus der Aloe isolierter, Körper.
Nachstehend soll über die hauptsächlichsten Arbeiten zu¬
sammenfassend berichtet werden. Die ältere Literatur über die
chemische Erforschung der Aloe, bis ungefähr zum Jahre 1910,
ist von Tschirch (1) zusammengestellt worden.
B. Versuche der Isolierung einzelner
Bestandteile aus Aloe
1851 wurde von T. u. H. Smith (3) das Aloin aus Barbados¬
aloe isoliert. Von älteren Forschern [vgl. Tschirch (1)] waren
andere wasserlösliche, jedoch amorphe Substanzen gefundenworden, die unter dem Namen Aloetin zusammengefasst wur¬
den [vgl. Robiquet (4)J, weiterhin wasserunlösliche Stoffe,
das sogenannte Aloeharz- Ferner wurde von Rochleder u.
Czumpelik (5) ein Eisensalze schwärzender Gerbstoff an¬
gegeben. Dieser letzte Bestandteil konnte später nicht mehr
gefunden werden. Kosmann (6), der 1863 versuchte, die
Aloe durch fraktionierte Lösung zu zerlegen, stellte dabei die
Sauerstoffempfindlichkeit alkalischer Aloelösungen fest, Er
zerlegte die Aloe in zwei Anteile, einen wasserlöslichen und
einen wasserunlöslichen, und gab an, dass in beiden Fraktionen
(Jlykosidische Körper vorkämen.
Schon T. u. H. Smith (3) hatten auch in der Kapaloeeinen kristallinen Körper gefunden, über den sie aber keine
näheren Angaben machten. In der Folge versuchten mehrere
Forscher vergeblich, unter ihnen PI enge (7), aus KapaloeAloin zu isolieren. 1880 gelang es dann endlich Treumann
(8) auch aus Kapaloe ein kristallines Aloin zu gewinnen.
Da man die Aloine der verschiedenen Aloesorten für ver¬
schieden hielt, kennzeichnete man sie als Barbaloin, Kapaloin,
— 13 —
Curaloin, Socaloin, Zanaloin, Nataloin u.s-w. Nach und nach
wurden von verschiedenen Forschern, so vor allem von Til¬
den (9), Groenewold (10) und Léger (11) (12) (13),
Barbaloin, Kapaloin, Curaloin und Socaloin als identisch be¬
trachtet. Für alle diese Aloine wurde dann der Sammelbegriff
«Barbaloin», oder «Aloin» schlechthin, eingeführt. Es ist jedochzu beachten, dass gewisse Forscher unter «Aloin» ein Gemisch
isomerer Körper verstehen, in dem allerdings das «Barbaloin»
den Hauptanteil ausmacht. Nur das Nataloin ist von diesem
sicher verschieden und nimmt eine Sonderstellung ein, Ob
Zanaloin und Barbaloin identisch sind, ist noch umstritten. Ein¬
zelne Forscher bezweifelten auch die Identität von Barbaloin
und Kapaloin. Endgültige Klarheit besteht hier keineswegs.
Da aus Aloe ausser Aloin keine weiteren, wohldefinierten,
chemisch einheitlichen Substanzen mehr isoliert werden konn¬
ten, versuchten mehrere Forscher durch Behandeln der Aloe
mit Säuren oder Laugen zu kristallisierten Körpern zu gelangen,die ihnen Aufschluss über die Zusammensetzung der Droge
geben sollten. In dieser Richtung arbeiteten vor allem Roch¬
leder u, Czumpelik (14) und Hlasiwetz (15). Dieser
konnte aus Aloe mit Schwefelsäure p-Kumarsäure, mit Natron¬
lauge p-Oxybenzoesäure und Orzin gewinnen. Finckh (16)fand bei der Behandlung der Aloe mit Salpetersäure Chry-samminsäure und Aloetinsäure. Beide Säuren waren schon
früher auf die gleiche Art aus Aloe erhalten worden, die erste
1841 von Schunck (17), die zweite von Mulder (18).Smith (3), Stenhouse (19), Orlowski (20) u. a, zeigten,
dass, wenigstens teilweise, die beiden Säuren aus Aloin ent¬
standen sein konnten. Tilden (21) erkannte, dass die Aloetin-
säure zwischen dem Aloin und der Chrysamminsäure steht.
1873 gewannen T. u. H. Smith (22) ein ätherisches Oel
aus der Aloe. Später versuchte Woodruff (23), allerdingsohne Erfolg, die Aloinausbeute aus der Barbados- und Socotra-
aloe zu verbessern, doch Hess sich nur der kleinere Teil der
Aloe als kristallines Aloin fassen, der grössere Teil entzog sich
als amorphe, harzige Substanz jeder weiteren Aufklärung. Auch
Schäfer (24), der eine neue Methode zur Aloinisolierung
ausarbeitete, konnte das Aloin der Aloe nicht quantitativ ent¬
ziehen.
— 14 —
Ende des letzten Jahrhunderts gelang es Léger (25), der
sich dann in den folgenden Jahren eingehend mit Aloeunter¬
suchungen befasste, aus den Aloinmutterlaugen des Barbaloins
einen neuen Körper, das Isobarbaloin, zu isolieren. Barbaloin
und sein Isomeres, das Isobarbaloin, sind sehr schwer vonein¬
ander zu trennen. Isobarbaloin ist äusserst leicht oxydier¬bar und viele, der früher als Aloinreaktionen bezeichneten
qualitativen Teste, die auf einer Oxydation beruhen, kommen
eigentlich dem Isobarbaloin zu, so die bekannten Reaktionen
von K 1 u n g e (26). Auffallend ist, dass das Isobarbaloin wohl
in Barbados- und in Curaçaoaloe, nie aber in Kapaloe gefundenwurde.
1898 veröffentlichten Tschirch u. Hiepe (27), in Un¬
kenntnis der Arbeiten Treumanns (8), ein Verfahren zur
Gewinnung von Aloin aus Kapaloe. Im selben Jahre gewannenTschirch u. Pedersen (28), anlässlich des Studiums der
Reaktion von Bornträger (29), Emodin aus Kap- und Bar¬
badosaloe. Dieses Aloeemodin kommt darin in einer Menge von
0,15 % frei vor. Aloin fanden sie zu ca. 12,5 % in Barbadosaloe,der mengenmässig grösste Teil der Aloe jedoch, über 60 %,wurde unter dem Namen «amorphe, wasserlösliche Bestand¬
teile» zusammengefasst und konnte nicht näher klassifiziert wer¬
den. Es gelang den genannten Autoren auch, Aloemodin aus
Aloin durch Spaltung mit Lauge zu gewinnen. Wenig späterwies S t o e d e r (30) darauf hin, dass aus Aloeharz, welches
allerdings noch Aloin enthielt, ebenfalls Aloeemodin abgespal¬ten werden kann.
Tschirch u. Pedersen (28) bestätigten ausserdem,dass das Harz der Barbadosaloe beim Verseifen mit Säure oder
Lauge Zimtsäure abspaltet, was schon 1887 von E i g e 1 (31)festgestellt worden war. Dieser hatte daneben allerdings noch
p-Kumarsäure gefunden. p-Kumarsäure fanden Tschirch
u. Pedersen hingegen im Harz der Kapaloe, das sie als
p-Kumarsäureester eines Resinotannols, C22H2404(OH)2, auffass-
ten. Die Untersuchung einer Feroxaloe (Kapaloe) durch
Tschirch u. Aschan (32) ergab, im Gegensatz z.i Tschirch
u, Pedersens früheren Fesstellungen, dass bei der Ver¬
seifung des Harzes keine p-Kumarsäure entsteht, Dagegen konn¬
ten sie in den Harzspaltprodukten einen reduzierenden Stoff
— 15 —
(Zucker?) nachweisen und sprachen die Vermutung aus, dass
das Harz der untersuchten Feroxaloe vielleicht als ein Gly¬
kosid aufzufassen sei. Der bei der Verseifung entstandene Harz¬
alkohol, das Resinotannol, lieferte bei der Behandlung mit Sal¬
petersäure Chrysamminsäure und erwies dadurch seine Ver¬
wandtschaft mit dem Aloin. Ein weiterer Mitarbeiter
Tschirchs, Hoffbauer (33) ergänzte die Studien über
die Aloeharze durch Untersuchung der Harze seltener verwen¬
deter Aloesorten.
1908 wies Léger (34) darauf hin, dass man Aloin durch
Erhitzen in einen wasserlöslichen, amorphen Körper, der jedoch
ein kristallines Chlorderivat gibt, umwandeln kann. Dieser
amorphe Körper, den er ß-Barbaloin nannte, soll auch bei der
Kapaloegewinnung — man konzentriert ja den frischen Aloesaft
bei Temperaturen bis zu 160° — entstehen und in der Kapaloe
ein Vielfaches des kristallisierbaren Aloins betragen. Das
ß-Barbaloin dürfte demnach der früher als Aloetin bezeichneten
Fraktion entsprechen. Ferner machte der gleiche Forscher (35)
Angaben über einen weiteren Körper in der Aloe, das Aloésol,
ein Phenol, das er zwar nicht isolieren konnte, dessen Chlor-
und Azetylderivate er aber untersuchte.
1909 gewann Condo-Visicchio (36) aus den Blättern
einer sizilianischen Aloe (Aloe vulgaris), auf schonendere Weise
als dies bei der Darstellung der Handelsaloe der Fall sein
dürfte, ein Aloin, das von den bisher gefundenen Aloinen weit¬
gehend abweicht. Es ist ein vollständig weisser Körper und
kommt in der gewonnenen Aloe zu 85 % vor.
Ebenfalls im Jahre 1909 gelang Scharf (37) die Darstel¬
lung eines kristallinen Azetylderivates aus amorphen Fraktionen
der Aloe.
Tutin u. Naunton (38) versuchten 1913 ausser Aloin
noch andere Anthrachinonderivate zu erhalten. Es gelang ihnen
eine Curaçaoaloe in verschiedene Fraktionen zu zerlegen. Sie
wandten zu diesem Zwecke mehrere Lösungsmittel an und
fanden:
1. Eine geringe Menge eines glykosidischen Körpers (I),
2. eine harzartige, wasserunlösliche Substanz,
3. eine amylalkohollösliche, hygroskopische Substanz,
— 16 —
4. eine in Aether und Chloroform lösliche, amorphe Sub¬
stanz,
5. wahrscheinlich eine Spur Salizylsäure,6. reichlich Aloeemodin,7. wenig Zucker.
Die saure Hydrolyse der harzartigen, wasserunlöslichen
und der amylalkohollöslichen, hygroskopischen Substanz lieferte
neben Aloeemodin und Zucker, woraus auf den erwähnten,glykosidischen Körper (I) geschlossen wurde, noch Zimtsäure.
Die alkalische Hydrolyse derselben Fraktionen ergab neben
Zimtsäure noch p-Kumarsäure. Ferner wurde die Anwesenheit
eines ätherischen Oeles in der Aloe bestätigt.In einem 1916 erschienenen Ueberblick über seine bisheri¬
gen Untersuchungen sagt Léger (39) auf Grund theoretischer
Erwägungen die Existenz weiterer, dem Barbaloin isomerer
Körper voraus, die aber bisher nicht isoliert worden sind.
Seel u. Mitarbeiter (40) (41), die eingehend die
Oxydationsprodukte der Aloe studierten, glaubten auf Grund
der bisherigen Arbeiten über die Aloe annehmen zu dürfen,dass diese sich zusammensetzt aus:
1. einem wasserlöslichen, kristallinen Teil, dem Aloin,2. einem wasserlöslichen, amorphen Teil, dem Aloetin,3. dem Aloeemodin,4. einem wasserunlöslichen, amorphen Teil, dem Harz,ferner aus anorganischen Salzen, Eiweiss, ätherischem -Oel,5—10 % Wasser, sowie aus zwei Umwandlungsproduktendes Aloins, dem Aloinrot und dem Alonigrin.
Die beiden letztgenannten Stoffe waren zwar aus Aloinerhalten worden von Schär (42) sowie von T s c h i r c h undHoffbauer (33), bzw. Tschirch u. Pedersen (28). Aller¬
dings kann das Aloinrot, das als Oxydationsprodukt des Isobarb-aloins erkannt wurde, kaum in der Kapaloe vorkommen, da in
dieser bisher nie Isobarbaloin festgestellt worden ist. Das Alo¬
nigrin hingegen, obwohl nie als solches in der Aloe nachgewie¬sen, sondern nur durch energische Aloinspaltung erhalten,scheint in der Kapaloe vorkommen zu können. Das Aloetin hältSeel (41) nicht für einen einheitlichen Körper, sondern für
einen Sammelbegriff, der zwei bis drei amorphe Substanzen
— 17 —
umfasst. Gleichzeitig weist dieser Forscher, auf Grund der
Oxydationsprodukte von Aloin und Aloetin, auf die enge Ver¬
wandtschaft dieser beiden Körper hin. Engelhardt u.
C r o s b i e (43), zwei amerikanische Forscher, fanden ihrerseits,
dass das Harz der Aloe nahe mit dem Aloin verwandt sein
muss, so beispielsweise aus dem Verhalten gegenüber der
Reaktion von Schoutelen (44) (Fluoreszenz mit Borax¬
lösung).
1925 veröffentlichte Kiefer (45) die Ergebnisse eingehen¬
der Untersuchungen. Er stellte aus Kapaloe einen Azetonextrakt
her, aus dem er mittels Amylalkohol das Aloin zur Ausschei¬
dung brachte. Das aloinfreie Extrakt wurde durch Wasser,
Essigester, verdünnte Natriumbikarbonatlösung, Sodalösung und
Natriumhydroxydlösung weiter zerlegt. Durch diese weitgehende
und komplizierte Fraktionnierung gelangt der Verfasser zum
Schluss, dass Kapaloe besteht aus:
1. zwei in Natriumbikarbonatlösung löslichen Harzen, hell¬
gelb, stark abführend wirksam, je ca. 30%; möglicher¬
weise sind diese beiden Harze identisch;
2. einem in Natriumkarbonatlösung löslichen Harz, stark
wirksam, 6—8 %,
3. Aloin, wenig wirksam, ca. 5 %,
4. Aloeemodin, wenig wirksam, 1,5—1,8 %,
5. wasserlöslichen Substanzen, unwirksam, 15—20 %,
6. dunkeln, amorphen Substanzen, ohne abführende Wir¬
kung, zum Teil jedoch Leibschmerzen verursachend,
5—10 %.
Auffallend ist die relativ grosse Menge freien Emodins
(1,5—1,8%); bisher war stets viel weniger gefunden worden.
Bemerkenswert ist ferner wie wenig wirksam das Aloin befun¬
den wurde im Vergleich zu den amorphen Bestandteilen. Neu
ist diese Feststellung allerdings nicht, so machten Kondracki
(46), Tilden (47), Dobsonu. Tilden (48), H i 11 i e r (49),
Meyer (50), Groves (51) und andere [vgl. Tschirch
(52)] Bemerkungen, dass das Aloin unsicher wirke, oder dass
die amorphen Bestandteile ebenso wirksam seien wie das Aloin,
während Smith (3), Mitchell (53), Treumann (8),
C r a i g (54) und andere [vgl. Tschirch (52)] im Aloin den
Hauptwirkstoff sahen. Schliesslich scheint doch, wenigstens
— 18 —
in den angelsächsischen Ländern, die Ueberzeugung von der
Wirksamkeit des Aloins durchgedrungen zu sein, denn das
Aloin ist im Brit.Pharm.Cod. 1934 und in der U.S.P.XII auf¬
geführt. Allerdings erschienen in neuerer Zeit gerade aus den
genannten Ländern Publikationen von Viehoever (55) und
Wirth, Mäher n. Lindblade (56), in denen auf Grund
physiologischer Versuche mit Daphnien (Daphnia pulex) demAloin jede besondere Wirksamkeit abgesprochen wird.
Die Arbeit von Kiefer (45) ist die letzte eingehendeUntersuchung und Fraktionnierung einer der gebräuchlichenAloesorten. Aus den Arbeiten dieses Verfassers geht hervor,dass es schwierig sein dürfte auf dem von ihm eingeschlagenenWeg der Aloezerlegung durch verschiedene Lösungsmittelweiter zu kommen.
In neuester Zeit haben Chopra u, Gosh (57) eine in¬
dische Aloe untersucht. Sie fanden Aloeemodin, einen weiteren
Anthrachinonkörper, jedoch kein Aloin. Ferner geben sie an:
flüchtiges und nicht flüchtiges Oel, Harz, Gummi und Spurenvon Kumarin, Auch Rowe u. Parks (58) hatten in denfrischen Blättern einer Aloe vera kein Aloin gefunden. Nach
mehrmonatiger Extraktion mit Alkohol war hingegen Aloin
nachweisbar. Die frischen Blätter enthielten weder Phenolenoch Gerbstoffe. Dagegen konnten Rowe u. Parks hydro-lysierbaren und einfachen Zucker (Fruktose) nachweisen.
Die bisherigen Untersuchungen ergaben, dass in den wich¬
tigsten Aloesorten folgende gut definierten Körper vorkommen:
1. Aloin, in Barbados-, Curaçao-, Socotra- und Kapaloe.(Muraoka Hayao (59) will Aloin noch in einem
ganz anderen Material, nämlich in Eicheln gefundenhaben.)
2. Isobarbaloin, in Barbados-, Curaçao- und Socotraaloe.
3. ß-Barbaloin, in Socotra- und Kapaloe.
4. Aloeemodin, in allen Sorten, ausser Natalaloe.
Diese genannten Körper machen zusammen gegen 50°/oder Kapaloe aus. Die anderen 50% würden zum grössten Teilunter den Begriff «Aloeharz» fallen. Die in der Literatur an¬
gegebenen Gehalte der Aloe an Harz schwanken zwischen 19 °/o
— 19 —
und 82 °/o. Wehmer (60) rechnet mit einem mittleren Harz¬
gehalt der Kapaloe von 40 %. Diese enormen Unterschiede sind
weniger durch Gehaltsschwankungen der Droge zu erklären,
als vielmehr durch die verschiedenen Auffassungen über den
Begriff «Aloeharz». Im allgemeinen versteht man darunter die
in kaltem Wasser unlöslichen Anteile der Aloe, oder die aus
heisser, wässriger Lösung beim Abkühlen harzig ausfallenden
Bestandteile. Dieses Harz ist aber kein einheitlicher Körper,
sondern besteht aus verschiedenen Substanzen. Daher unter¬
schieden Tschirch u. Schüler (28) (32) (33) (61) zwischen
diesem Rohharz und dem daraus gewinnbaren Reinharz, den
Estern von Zimt- und p-Kumarsäure mit Harzalkoholen (Aloe-
resinotannolen).
Einen anderen Begriff «Aloeharz» hat Kiefer (45) ein¬
geführt. Danach besteht die Kapaloe zum allergrössten Teil aus
Harz. Im Gegensatz hierzu steht die Forderung der Ph.Helv.V
[vgl. auch Eder u. Schneiter (62)], die einen Gehalt an
«Nichtharz» von mindestens 80% verlangt. Die Ph.Helv.V fasst
demnach nur die dunkel gefärbten Anteile der Aloe als Harz
auf, während die gelb gefärbten Substanzen, auch wenn sie
nicht kristallin erhältlich sind, unter den Begriff «Nichtharz»
fallen. Wir halten uns im Folgenden an diese letzte Definition.
Ueber die Zusammensetzung und Konstitution der oben
genannten vier Körper, das Aloeemodin ausgenommen, Weiss
man, wie im Folgenden gezeigt wird, wenig Sicheres.
— 20 —
C. Untersuchungen über die
Zusammensetzung und Konstitution der
bisher isolierten Aloebestandteile
1. Aloin
1852, kurz nach der Entdeckung des Aloins, erfolgte auch
schon die erste Analyse des neuen Körpers. Stenhouse (19)gab ihm auf Grund seiner Untersuchungen die Formel C34H1SO14.Bald jedoch wurden andere Vorschläge gemacht, so von
Schmidt u. Liebelt (63), S c h m i d t (64) und T i 1 d e n (9).Erstere stellten für das Barbaloin die Formel C15H16O7 auf, die
schon früher von v. Sommaruga u. Egger (65) für Socaloin
angegeben worden war; Schmidt (64) erkannte dann aber,dass das Aloin sich bei der Trocknung sehr leicht verändert,feststellbar an der Braunfärbung, und dass es nur sehr schwerwasserfrei erhalten werden kann, worauf wohl die Unterschiedein den Kohlenstoff- und Wasserstoffwerten beruhten, die von
den verschiedenen Forschern angegeben worden waren. So gabdenn auch Schmidt seine erste Formel C15H16O7 zugunstender von Tilden (9) vorgeschlagenen CiéHis07 auf. 1880 stellteTreumann (8) verschiedene Formeln auf für Barbaloin,Kapaloin, Curaloin etc., die er übrigens alle für verschiedenhielt. Treumann fand in seinen Aloinen stets etwas höhere
Wasserstoffgehalte als bisher angegeben wurde, was eventuelldurch unvollständige Trocknung erklärt werden könnte. 1890
führte Groenewold (10) sehr sorgfältige Versuche an Barb¬aloin und Curaloin durch. Er betonte die Wichtigkeit einer
— 21 —
guten Trocknung um einwandfreie Resultate bei der Elementar¬
analyse zu erhalten. Für beide untersuchten Aloine schlug er
auf Grund der Azetyl- und Bromderivate die Formel C16H16O7
vor, obschon die Elementaranalysen der beiden Aloine selbst
eher für CuHisOt sprachen. Tschirch u. Pedersen (28)
bestätigten 1898 die Formel Groenewolds CiéHu07 für
das Barbaloin, und auch Léger (25) (66) gab anfangs dieselbe
Zusammensetzung für das Barbaloin und das Kapaloin an. Wäh¬
rend Tschirch u. Klaveness (61) bei der Untersuchung
einer Ugandaaloe (Kapaloetyp) noch an der Formel Groene¬
wolds CuHuOt festhielten, griffen Tschirchu. Aschan
(32) anlässlich der Untersuchung einer Kapaloesorte auf die
alte Formel T i 1 d e n s (9) C16H18O7 zurück. Sie sprachen auch
die Vermutung aus, veranlasst durch Methoxylbestimmungen,
die von mehreren Forschern durchgeführt worden waren, dass
verschiedene Aloine existieren. So hatten nämlich G r o e n e -
w o 1 d (10), Tschirchu. Pedersen (28), Léger (67) und
Tschirch u. Aschan (32) in den von ihnen untersuchten
Aloinen, meist Barbaloin, keine Methoxylgruppe nachweisen
können, was später auch von Rosenthaler (68) bestätigt
wurde. Tschirch u. Klaveness (61) aber, und Kujlen-
sterna (69) wiesen in ihren Kapaloesorten einwandfrei Me-
thoxyl nach. Tschirch u. Hoffbauer (33) hielten beide
Formeln, CuHuCh und C16H18O7, für berechtigt. Die erste
teilten sie dem Barb- und Curaloin zu, die zweite dem Kap-
und Zanaloin.
Trotz all dieser Arbeiten, die eher die Verschiedenheit der
Aloine darlegten, setzte sich doch die Ansicht von der Identität
der Aloine durch. Ausschlaggebenden Anteil an dieser Ent¬
wicklung haben die Arbeiten Légers (39) gehabt. Ausser
vielen von Léger dargestellten Aloinderivaten, die für die
Identität der Aloine sprachen, bildete auch das gleiche Dre¬
hungsvermögen der Aloine in Essigester einen wesentlichen
Beitrag in dieser Richtung. Die oft beobachteten Unterschiede
wären demnach auf schwer entfernbare Beimengungen zu¬
rückzuführen. Für diese Annahme scheinen auch die unscharfen
Schmelzpunkte, die von fast allen Autoren bei den Aloinen
angegeben wurden, zu sprechen. So gab Léger (13) in seinen
zahlreichen Publikationen nie Schmelzpunkte von Aloinen an,
weil, wie er bemerkt, die Aloine nie scharf schmelzen; sie
— 22 -
fliessen nicht eigentlich zusammen, sondern werden harzartig.Meist wird der Schmelzpunkt um 147 ° angegeben, so von
Groenewold (10), Schmidt (64), Jowett u. Potter
(70). Neben vereinzelten Werten um 120° [v. Sommarugau. E g g e r (65) und S t o e d e r (30)], findet sich auch eine
Gruppe um 138—139° [Tschirch u. Klaveness (61),Kujlensterna (69) und Engelhard tu. Crosbie (43)].Seltsamerweise fanden Tschirch u, Hoffbauer (33), dieden Schmelzpunkt des Aloins etwas genauer studierten, keine
Erhöhung beim Mischschmelzpunkt verschiedener Barbaloinemit Curaloin; sobald sie diesen aber Kapaloin beimischten, stiegder Schmelzpunkt um 5° auf 152°,
Vom Jahre 1902 an glaubte Léger (67), wie wir späternoch genauer sehen werden, im Aloin einen glykosidischen Kör¬
per vor sich zu haben und berechnete dementsprechend seine
Analysenresultate für Barbaloin, ß-Barbaloin und Isobarbaloinnicht mehr auf C16H16O7, sondern auf C21H20O», später aufCjoHisO» (71) (72).
Es scheint leicht zu sein, durch Molekulargewichtsbestim¬mungen feststellen zu können, ob dem Aloin die FormelC16H16O7 oder C20H18O9 zukommt. Dies wurde dann auch in derTat versucht, aber die erhaltenen Resultate widersprechensich derart, dass bis heute keine Klarheit über die Molekül-
grösse des Aloins besteht. Tschirch u. Pedersen (28), dieals Erste versuchten das Molekulargewicht des Aloins festzu¬
legen, erhielten überhaupt keine brauchbaren Werte.Tschirch u. Klaveness (61) und Tschirch u.
A s c h a n (32) fanden mit verschiedenen Methoden Werte, diefür C16 sprachen, desgleichen Jowett u. Potter (70),Léger (67) hingegen und Seel u. Kelber (73), die gegen30 Molekulargewichtsbestimmungen von Aloin durchführten,erhielten Werte, die auf C20 passten. Ein noch verworreneres
Bild lieferten neuere Bestimmungen, durchgeführt von C a h n
u. Simonsen (74) und Gibson u. Simonsen (75). Diese
Forschergruppe führte Bestimmungen aus mit Barbaloin unddrei verschiedenen Barbaloinderivaten. Zwei der untersuchtenKörper lieferten Werte für Ci6, die beiden andern für C20.1934 bestimmte Rosenthaler (76) das Molekulargewichteines Chloraloins und fand einen Wert, der für Cu sprach.
— 23 —
Nicht viel erfolgreicher als die vorstehend beschriebenen
Untersuchungen über die Zusammensetzung und Grösse des
Aloins verliefen die Bemühungen um die Konstitutionsaufklä¬
rung. Es wurde allerdings schon früh und mit Sicherheit fest¬
gestellt, dass im Aloin ein Anthrachinonkörper vorliegt. Einer¬
seits gelang dieser Nachweis durch die Nitrierung des Aloins,
wobei Chrysamminsäure entstand, von der man wusste, dass
sie ein Anthrachinonderivat ist; anderseits erhielt man bei der
Zinkstaubdestillation des Aloins Anthrazen. Das erste Ver¬
fahren, die Nitrierung des Aloins, wurde durchgeführt von
Smith (3), Stenhouse (19), Liebermann u. Giesel
(77) u. a. Den beiden letztgenannten Forschern verdanken wir
die Erkenntnis, dass die Chrysamminsäure ein Tetranitrochry-
sazin ist. Die bei etwas milderer Aloinnitrierung entstehende,
schon früher erwähnte Aloetinsäure, von der schon Tilden
(21) vermutete, dass sie zwischen dem Aloin und der Chrysam¬
minsäure stehe, wurde von Oesterle (78) als nitriertes Aloe-
emodin erkannt. Später wurden diese Körper von Léger (79)
(80) zur Aufklärung der Aloeemodinkonstitution benutzt. Die
Reduktion des Aloins wurde durchgeführt von G r a e b e u.
Liebermann (81), die dabei Anthrazen fanden, und von
Schmidt u. Liebelt (63) und Jowett u. Potter (70),
welche beide Methylanthrazen erhielten.
Zahlreich sind auch die Versuche, die Konstitution des
Aloins durch seine Oxydationsprodukte aufzuklären. Tilden
(82) erhielt bei der Oxydation des Aloins mit Chromsäure einen
kristallinen Körper, den er Aloxanthin nannte. 1899 gelang es
Oesterle (83) aus dem noch uneinheitlichen Aloxanthin
T i 1 d e n s einen einheitlichen Körper, das Alochrysin, zu iso¬
lieren und 1904 konnten Oesterle u. Babel (84) aus dem
Aloxanthin einen weiteren Körper in reichlicher Menge rein
darstellen, den sie als Rhein identifizierten. Rhein ist 1,8-Dioxy-
anthrachinonkarbonsäure-(3).
Da die Oxydation von Aloin zu Rhein mit Chromsäure ein
recht robustes Vorgehen darstellt, gingen dabei zweifellos Ein¬
blicke in den feineren Bau des Aloins verloren. Daher wurde
auch versucht mit milderen Verfahren zu kristallisierten Oxy¬
dationsproduktion zu gelangen. So arbeitete Schär (42) mit
Kupfersulfat. Das erhaltene Aloinrot, das er allerdings nur ein-
— 24 —
mal zu fassen vermochte, brachte er mit dem AlochrysinOesterles (83) in Verbindung, ohne aber Genaueres über
dessen Bau aussagen zu können.
Von Seel u. Mitarbeitern (40) (41) (37) wurden Oxy¬dationen durchgeführt mit Persulfat, Caro'scher Säure und mit
Natriumsuperoxydhydrat, Mit Persulfat erhielten sie vor allem
zwei Körper, Puraloin I und Puraloin II, die sich als Naphtho-chinonabkömmlinge erwiesen; mit Caro'scher Säure entstan¬
den nebeneinander mehrere Naphthochinon- und Anthrachinon-
körper. Durch diesen Befund veranlasst, äusserte Seel die
Vermutung, dass das Aloin gar kein Anthrachinonderivat sei,sondern ein Naphthochinon, in welchem allerdings die Anthra-
chinonstruktur vorgebildet sein müsste.
Dieser letzten Annahme entgegen stehen aber die zahl¬
reichen Versuche, in denen Aloeemodin, also ein Anthrachinon-
körper, als Spaltprodukt des Aloins gefunden wurde. Tschirchu, Pedersen (28), die das Emodin in der Aloe entdeckten,konnten es aus Barbaloin durch Behandeln mit verdünnter
Lauge erhalten. 1899 bemerkte S t o e d e r (30), dass Kapaloinschon durch Wasser allein langsam Aloeemodin abspaltet, In
besserer Ausbeute erhielt Oesterle (83) das Emodin durch
alkoholische Salzsäurespaltung des Aloins, Léger (85) erhieltAloeemodin durch Spaltung des Aloins mit Natriumsuperoxyd;mit verdünnten Säuren gelang ihm die Spaltung nur schlecht.
Den entgegengesetzten Befund veröffentlichten J o w e 11 u.
P o 11 e r (70). Natriumsuperoxydspaltung lieferte ihnen kein
Emodin, wohl aber die Spaltung mit alkoholischer Säure. 1930
bestätigte auch G e r e c s (86) die Salzsäurespaltung nach
Oesterle (83). Die Aloinspaltung in Aloeemodin scheint
demnach kein oxydativer Abbau zu sein, sondern eine echte
Hydrolyse.Zur besseren Uebersicht seien nachstehend die wichtigsten
aus Aloin erhaltenen Anthrachinonkörper zusammengestellt:
— 25 —
Aloin
(84)
CHgOH
Aloetinsäure Aloeemodin
(88)
00H
ChrysamminsäureRhein
Nachdem das Aloeemodin als Produkt der Aloinhydrolyse
festgestellt worden war, erhob sich die Frage nach dem ande¬
ren Spaltprodukt, das bei dieser Hydrolyse entstehen musste.
Schon relativ früh hatte K o s m a n n (6) durch Schwefelsäure¬
spaltung gewisser Kapaloefraktionen Glykose nachweisen kön¬
nen. 1866 sprachen Rochleder u. Czumpelik (5) die
Vermutung aus, dass das Aloin ein glykosidischer Körper sei,
und dass dessen Aglykon ein Verwandtes der Chrysophansäure
— 26 —
sein müsse. Die Glykosidnatur des Aloins wurde aber von
v. Sommarugau. Egger (65) bestritten. Auch Tilden (47)konnte nach Schwefelsäurespaltung des Aloins keinen Zuckernachweisen, ebensowenig Oesterle (83) nach Salzsäure¬spaltung. Hingegen fand A w e n g (89), ebenfalls nach Salz¬säurespaltung gewisser Aloefraktionen, Zucker und Léger (67)bestätigte 1902 durch Spaltung des Aloins mit Natriumsuper¬oxyd das Vorkommen einer Zuckerkomponente im Molekül.Seine Befunde veranlassten ihn, das Aloin als Glykosid aufzu¬fassen. Die damals von ihm vorgeschlagene Konstitutionsformel,in welcher der Zuckerteil durch eine Methylpentose repräsen¬tiert wurde, besitzt, da sie auf verschiedenen unrichtigen Vor¬aussetzungen beruhte, kein Interesse mehr und wurde spätervon Léger (71) (72) selbst geändert. Die Zuckerabspaltungaus dem Aloin wurde ferner bestätigt von Gibson u. Simon-sen (75), Gerecs (86) und Goldner (90). Letzterer ver¬suchte sogar diese Tatsache als Grundlage einer Aloewertbestim¬mung zu benützen. Von allen genannten Autoren untersuchtenur Léger (72) den erhaltenen Zucker genauer, den er erst,wie schon erwähnt, für eine Methylpentose hielt, später aberauf Grund der positiven Orzinreaktion, des Osazons, der opti¬schen Drehung und anderer Eigenschaften als d-Arabinoseidentifizierte. Da die Zuckerabspaltung aus dem Aloin stets mitschlechter Ausbeute und meist auch recht langsam verlief —alkoholische Säure musste Léger (39) mehrere Jahre auf Aloineinwirken lassen — sah sich dieser Forscher veranlasst (91),im Aloinmolekül keinen normalen Glykosidbau anzunehmen,sondern eine ätheroxydartige Bindung zwischen Aglykon undZucker vorzuschlagen, entsprechend nachstehender Formel:
HÇH,>-(CH0H),-c'«
06
2 3
jj Aloin (nach Léger)
CH„0HX°fl2
— 27 —
Fassen wir die wichtigsten Tatsachen, die für die vor¬
stehende Formel sprechen, so wie sie L é g e r (39) 1916 in einer
abschliessenden Uebersicht über seine Aloinforschungen dar¬
legte, zusammen:
1. Spaltung des Aloins mit alkoholischer Salzsäure oder
mit Natriumsuperoxyd in Aloeemodin und d-Arabinose.
2. Molekulargewicht des Aloins und gewisser Derivate, vor
allem des Tetrachlorpentaazetylaloins.
3. Halogenaloin spaltet mit Natriumsuperoxyd in Tetra-
halogenaloeemodin. Infolgedessenmuss auch dasHalogen¬
aloin ein Tetrahalogenkörper sein. Die bei der Elemen¬
taranalyse gefundenen Halogengehalte solcher Tetra¬
chlor- oder Tetrabromaloine verlangen ein Molekular¬
gewicht, wie es ungefähr von einem Aloin der Grösse
C20 erreicht wird.
Die Formel Légers hat sich weitgehend durchsetzen
können, obschon sie das chemische Verhalten des Aloins in
manchen Fällen nicht zu erklären vermag. So machte Rosen-
t h a 1 e r (68) 1929 darauf aufmerksam, dass ein Körper von der
Formel Légers ein Osazon liefern müsste, was beim Aloin
nicht der Fall ist. Wenig später versuchte G e r e c s (86) ver¬
geblich mit den verschiedensten Reagenzien die Aldehydgruppe
der Formel Légers nachzuweisen. Auch die Sauerstoffbrücke
zwischen Zucker und Aglykon konnte mit Reagenzien, die im
allgemeinen solche Aetherbindungen spalten, nicht gesprengt
werden. G e r e c s lehnte daher die Formel von Léger ab.
Die hartnäckig immer wiederkehrenden Widersprüche in
den Untersuchungsergebnissen der verschiedenen Forscher
führten Rosenthaler (68) zur Vermutung, dass das Aloin gar
kein einheitlicher Körper sei, sondern stets von teilweise redu¬
zierten Anthrachinonkörpern begleitet werde. In der Tat
machte H a u s e r (92) 1931 die wichtige Feststellung, dass bei
der Reaktion von Schoutelen (44) auf Aloin (Aloinlösun-
gen fluoreszieren auf Zusatz von Borax grün), das Aloin durch
den Borax nicht zum Aloeemodin, sondern zum entsprechenden
Anthranol, dem Aloeemodinanthranol, aufgespalten wird.
H a u s e r fasste dementsprechend, sich im allgemeinen an die
Auffassung Légers (39) haltend, das Aloin als Arabinosid
— 28 —
des Aloeemodin-9-anthranols auf, wobei er annahm, dass dieZuckerkette am C», d. h. am Anthranolhydroxyl, befestigt sei:
/*CHo-(CH0H).,-C« 0Ô *
HO T OH
Aloin (nach Hauser)Hf 1 [ H
hI\)v•v>K3H2OH^r Y
H
\r
Schon T s c h i r c h (52) hatte 1898, ebenfalls auf Grund derFluoreszenz alkalischer Aloinlösungen, eine Formel mit redu¬ziertem Anthrachinonkern für das Aloin vorgeschlagen. Weite¬res Interesse besitzt diese Formel aber nicht, sie war schlechtdurch experimentelle Daten untermauert und hatte mehr speku¬lativen Charakter, Die Befunde H a u s e r s (92) wurden be¬stätigt von Rosenthaler (93), der durch Zusatz von
Phenylhydrazin zur Boraxlösung bessere Ausbeuten an Anthra-nol erhielt, von Cahnu. Simonsen (74) und von M c D o n -
nel u. Gardner (94), die fast gleichzeitig mit Rosen-t h a 1 e r (76) bewiesen, dass das entstandene Anthranol ein9-Anthranol ist.
Cahnu. Simonsen (74) versuchten auch andere bei derBoraxspaltung entstehende Produkte zu fassen. Auffallender¬weise fanden sie dabei keinen Zucker, sondern Methylalkohol.Dieser Befund ist neu, er lässt sich aber vielleicht mit einerBemerkung Légers (67) in Zusammenhang bringen, der alsProdukte der Aloinspaltung durch Natriumsuperoxyd nebenAloeemodin und Zucker, noch Ameisensäure und Formaldehydnennt.
Cahnu. Simonsen (74) stellten auch eine neue Aloin-formel zur Diskussion. Sie knüpften dabei an die Arbeiten vonRobinson u. Simonsen (95) an, die ihrerseits auf denexperimentellen Daten von Jowett u. Potter (70) basier¬ten. Dieser Forscherkreis ging von T i 1 d e n s alter Aloinformel(9) CiéHi807 aus, für welche die Elementaranalysen des Aloinsselbst und seines Bromderivates am besten stimmten. 1909
— 29 —
schlugen Robinson u. Simonsen (95) für das Aloin eine
neue Formel vor, der wohl der Anthrachinonkern zugrunde
lag, in der aber der eine Benzolring als vollständig gesättigt dar¬
gestellt wurde. Diese Formel hat heute kein Interesse mehr,
da sie auf der Annahme, dass Aloeemodin ein Isochrysazin-
derivat sei, aufgebaut worden war und wir heute aber wissen,
dass das Aloeemodin ein Chrysazinderivat ist. 1930 entschlossen
sich Gibson u. Simonsen (75) zu einer Revision der oben
erwähnten Formel. Während ihnen die Hydrierung des Aloins
keine befriedigenden Resultate lieferte, fanden sie bei der Bro-
mierung von Barbaloin zwei Bromderivate C2oHisBr309, Tri-
bromaloin, und CuHisBnO?, Tribromnoraloin. Beide Körper
waren schon früher von Léger (39) hergestellt worden, den
letztern hatte er hingegen als Körper von der Formel
C2oHi4Br409 betrachtet, da er ihm bei der Spaltung mit
Natriumsuperoxyd Tetrabromaloeemodin lieferte. Gibson
u. Simonsen (75) adopierten Légers Formel C20H18O9
für das Barbaloin, was sie zwang, das Tribromnoraloin als Spalt¬
produkt des Aloins anzusehen. Dem Aloin selbst gaben sie 6
Hydroxylgruppen, nicht nur 5, wie Léger (96). 1932 kamen
Cahnu. Simonsen (74) nun, wie bereits erwähnt, auf die
alte Bruttoformel C16H1SO7 zurück, und stellten für das Aloin
nachstehende Konstitutionsformel auf:
HvvH HO H
(
Aloin (nach Cahn und Simonsen)
Die genannten Autoren bestätigten die beiden Bromderivate
von Gibson u. Simonsen (75), nur betrachteten sie das
Norderivat (Cu) als direkten Abkömmling des Aloins, und das
Tribromaloin (C20) als Kondensationsprodukt. Ferner gelang es
ihnen, aus dem Aloin durch wiederholtes, energisches Methy-
lieren einen kristallinen Pentamethyläther darzustellen, womit
OH CH2
— 30 —
5 Hydroxylgruppen in einem Aloin der Formel CuHisOz nach¬
gewiesen wären. Die wichtigsten experimentellen Befunde las¬
sen sich nach Cahn u. Simonsen (74) an Hand der neuen
Formel wie folgt erklären:
1. Boraxspaltung in Anthranol und Methanol über nach¬
stehende, hypothetische Zwischenstufen:
,
CHo0H
CH 2
+ CH30HCH2OH + 2 H^0
HO OH
H tautomer H
yCHgOH <*
H
H » H
H2
Aloeemodin-
anthronAloeemodin-
anthranol
— 31 —
2. Bildung von Tribromaloin und Tetrabromaloeemodin:
--0
Brom aus
'Spaltprodukten
Tetrabromaloeemodin
3. Die Abspaltung von Arabinose wird durch völliges Zer¬
sprengen des Molekülskelettes erklärt:
Zucker
Das rechte, instabile Ringsystem des Aloins würde fer¬
ner die grosse Zersetzlichkeit erklären. Auch die guten
Ausbeuten an Aloeemodin, die Cahn u. Simonsen
durch Oxydation des Aloins mit Ferrichlorid erhielten,
würden für die Anwesenheit eines hydroaromatischenRin¬
ges sprechen, da gerade Ferrichlorid gute Resultate bei
der Aromatisierung hydroaromatischer Ringe liefert.
— 32 —
Den Untersuchungen von H a u s e r (92), Rosenthaler(68), Gibson u. Simonsen (75) und Cahnu. Simonsen(74) gegenüber beharrte Léger (97) (98) (99) in mehrerenPublikationen auf seiner Ansicht, ohne jedoch neue analytischeDaten anzuführen. Die Entstehung von Anthranol bei der Borax¬spaltung beruht nach seiner Auffassung auf der Reduktions¬wirkung des im Aloin enthaltenen Zuckers; primär befindet sichim Aloin ein Anthrachinon-, kein Anthranolkern.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass sich ein amerikanischerForscherkreis die Aufgabe stellte, aloinähnliche Glykoside, alsonach den Formeln Légers (39) und Hau s er s (92), aufzu¬bauen. So synthetisierten Gardner, McDonnell u. Wie¬gan d (100) a-Oxyanthrachinon-ß-d-glykosid und das entspre¬chende Arabinosid, die beide absolut keine Aehnlichkeit mitBarbaloin aufwiesen. Foster u. G a r d n e r_ (101) stelltenDioxyanthrachinonglykoside her, darunter auch ein Chjjtsophanwsäureglykosid, die sich alle ganz anders als Aloin verhielten,woraus die Verfasser schlössen, dass das Aloin überhaupt keinGlykosidkörper sei, Endlich bauten Gardner u. McDon¬nell (102) auch noch Anthranol-ß-d-glykosid auf, ebenfallsvollständig verschieden von Aloin.
Wie aus dieser Uebersicht über die bisherigen Arbeiten zur
Konstitutionsaufklärung des Aloins hervorgeht, stehen heutedrei verschiedene Formeln für das Aloin zur Diskussion. Diesedrei Formeln, von Léger (39), H a u s e r (92) und C a h n u.
Simonsen (74) sind nachstehend nochmals vergleichend zu¬
sammengestellt.
1. Aloin nach LégerBruttoformel: C20H18O9, 5 HydroxylgruppenKonstitution:
0
A
OH,H
>-(CH0H)3-c'=0
HA AH
H
YV0
H
CH20H
— 33 —
2. Aloin nach Hauser
Bruttoformel: C20H20O8, 6 Hydroxylgruppen.Konstitution: u
CH2-(CHOH)5-C = 0
0
HH
3. Aloin nach Cahn u. Simonsen.
Bruttoformel: CuHisOz, 5 Hydroxylgruppen.
Konstitution:
H|h'
H HO"
CH,
OH GH2
2. Isobarbaloin
Isobarbaloin wurde von Léger (103) 1897 in den Mutter¬
laugen von Barb- und Curaloin gefunden. Barbaioin und Iso¬
barbaloin sind nach denUntersuchungen Légers (104) isomere
Körper. Sie sind schwer voneinander trennbar. Das beste
Unterscheidungsmerkmal liegt in der leichten Oxydierbarkeit
des Isobarbaloins, Darauf beruhen die Reaktionen von K1 u n g e
(26). Das bei diesen Reaktionen entstehende Aloinrot wurde
von Schär (42) genauer untersucht. Es Hess sich aber nur
äusserst schwer fassen und seine Zusammensetzung konnte
nicht aufgeklärt werden. Barbaloin und Isobarbaloin geben nach
Léger (25) dasselbe Benzoylderivat, hingegen unterscheiden
sie sich in ihren Halogenderivaten. Behandlung des Isobarbaloins
mit Salpetersäure ergibt Chrysamminsäure und die Spaltung
mit alkoholischer Salzsäure liefert, wie beim Barbaloin, Aloe-
emodin und Arabinose. Léger (39) schlug für das Isobarbaloin
dementsprechend nachstehende Formel vor, bei der angenom-
— 34 —
men wird, dass die Arabinose mit dem Hydroxyl am Cs desKernes veräthert ist, beim Barbaloin hingegen mit dem Hydro¬xyl am Ci.
0 =C -(CHOHU-CHo
h' 3 b* o
CH2OH
Gardner u. Joseph (105) stellten demgegenüber fest,dass bei der Boraxspaltung des Isobarbaloins Emodin-9-anthra-nol entsteht, wie beim Barbaloin. Daher kann weder die vor¬
stehende Formel Légers stimmen, noch die VermutungH a u s e r s (92), Isobarbaloin sei ein Aloeemodin-10-anthranol-Derivat.
3. ß- Barbaloin
Auch dieser Körper wurde von Léger (34) entdeckt, undsämtliche Daten, die über ihn bekannt sind, verdanken wirdiesem Forscher. Léger fand, dass sich Barbaloin durchErhitzen auf 160—165° in einen amorphen Körper umwandelt.Es gelang ihm, von diesem ein kristallines Bromderivat von der
Zusammensetzung C2oHi4Br4Û9 herzustellen. Das gleiche Brom¬produkt erhielt Léger auch aus Kap- und Socotraaloe, dievon Aloin befreit worden waren. ß-Barbaloin ist nach Légerisomer mit Barbaloin und Isobarbaloin und Léger (39) ver¬
mutete, dass der Unterschied zwischen diesen Körpern undß-Barbaloin auf einer Aenderung innerhalb der Zuckerkompo¬nente beruhe.
4. Aloeemodin
Untersuchungen über das Aloeemodin, dessen Bau für dieAufklärung der Aloinkonstitution von grösstem Interesse war,verdanken wir vor allem Oesterleu. Léger. Oesterle(106) (107) (88) erkannte die Isomerie von Frangula- und Aloe¬emodin, ferner stellte er Reduktions- und Oxydationsproduktedes Aloeemodins dar, so das Rhein, die dem Aloeemodin ent¬sprechende Karbonsäure. Die Konstitutionsaufklärung von
— 35 —
Rhein und Aloeemodin verlief in der Folge parallel. Léger
(85) zeigte durch Azetylierung eines Tetrachloraloeemodins,
dass im Aloeemodin drei Hydroxylgruppen vorhanden sein
müssen, von denen sich die eine in ihrer Reaktionsfähigkeit
von den beiden anderen unterscheidet. Aehnliche Resultate
erhielten Oesterle u. Tisza (108) durch Methylierung des
Aloeemodins. Robinson u. Simonsen (95) zogen dann
den Schluss, dass im Aloeemodin neben zwei phenolischen eine
primäre, alkoholische Hydroxylgruppe vorhanden sein müsse.
Die Stellung der beiden phenolischen Hydroxylgruppen wurde
durch Oesterle (109) festgelegt. Die Stellung der Karbinol-
gruppe wurde von Léger (79) (80) durch Aufklärung der
Konstitution von Chrysamminsäure ermittelt und im folgenden
Jahre von Oesterle (110) bestätigt. 1932 gelang Mit ter
u, Bannerjee (111) die Synthese des Aloeemodins, aus¬
gehend von Diazetylchrysophansäure. Das Aloeemodin ist dem¬
nach das l,8-Dioxyanthrachinonkarbinol-(3).Zur besseren Uebersicht der vorstehenden Ausführungen
seien hier die Formeln der für die Konstitutionsaufklärung des
Aloeemodins wichtigsten Körper, soweit sie nicht im Schema
S. 25 enthalten sind, zusammengestellt:
III. Eigene Uniersuchungen
A. EinleitungWie aus den Darlegungen des vorstehenden Teiles dieser
Arbeit zu entnehmen ist, sind unsere Kenntnisse über die Zu¬sammensetzung der Aloe und die Konstitution des Aloins, trotzder grossen Zahl von Arbeiten auf diesem Gebiet, heute nochrecht lückenhaft.
Die Zusammensetzung der Aloe fand bisher keine befrie¬digende Aufklärung. Ein Grund hierfür ist der Reichtum derAloedroge an harzartigen Substanzen, die die Isolierung che¬misch einheitlicher, kristalliner Körper aus der Aloe sehrerschweren, Eine weitere Ursache dürfte darin liegen, dassimmer neue Aloesorten in die Erforschung einbezogen wurden,bevor die Zusammensetzung der alten, gebräuchlichen Sortenaufgeklärt war. Auf diese Weise wurde eine grosse Zahl von
wenig zusammenhängenden, ja sich oft widersprechenden Tat¬sachen über die Aloe und ihre Inhaltsstoffe veröffentlicht, diedas ganze Problem undurchsichtig und verworren erscheinenlassen,
Auch über das Aloin wissen wir, wie aus den bisherigenUntersuchungen hervorgeht, wenig Sicheres. Wohl sind unsauch hier viele Einzeltatsachen bekannt, aber das Zusammen¬fügen zu einem klaren Bild ist bisher nicht gelungen. Alle unter¬nommenen Aufklärungversuche scheiterten schliesslich daran,dass gewisse grundlegende Tatsachen und Eigenschaften, wiez. B. das Molekulargewicht, nie eindeutig ermittelt werdenkonnten.
Wir stellten uns daher die Aufgabe,1. eine erneute Auftrennung der Aloe vorzunehmen, und
aus ihr, neben Aloin und Aloeemodin, womöglich weiterekristalline Körper zu isolieren,
— 37 —
2, die Zusammensetzung des Aloinmoleküls, seine Grösse,
sowie sein chemisches Verhalten nochmals genau nach¬
zuprüfen und womöglich eindeutig festzulegen.
Bei unseren Arbeiten beschränkten wir uns auf die Unter¬
suchung der heute wohl wichtigsten Aloesorte, der Kapaloe.
Es standen uns für unsere Arbeiten vier verschiedene Muster
von Kapaloe zur Verfügung. Ihr Aussehen, sowie der negative
Ausfall der Reaktionen von K1 u n g e (26) auf Isobarbaloin,
und von His te d (114) auf Nataloin, bestätigte uns, dass es
sich tatsächlich um Kapaloesorten handelte.
Alle vier Muster sollten, entsprechend ihren Deklarationen,
den Anforderungen der Ph.Helv.V genügen, erwiesen sich aber
als sehr verschieden und teilweise als nicht pharmakopöe-
gemäss, wie aus nachstehender Tabelle hervorgeht:
Tabelle 1
Für unsere Arbeiten verwendete Aloesorten.
No. SorteStu
Große
cke
Farbe
Verhalten beim
Pulverisieren
Pul
Farbe
ver
Geruch
1. Kapaloein Stucken
bis Faust-
grofie
braunoliv.
gelblichbestaubt
hart, schwer zu
pulveri'lerenreingelb typischer
Aloegeruch
2. Kapaloegranuliert
Sieb I der
Ph Helv V
braun schwarz spröde, leicht zu
pulverisieren
dunkel-
olivgrun
kein Geruch
3. KapaloePulver
o' lvgrun schwacher
Aloegeruch
4 Kapaloein Stucken
überFaust¬
große
braunoliv,mit rotem
Schimmer
hart, klebrig,'chwer zu
pulverisieren
reiiigelb starker
Aloegeruch
Die beiden minderwertigen Sorten 2 und 3 wurden nur in
einigen wenigen Fällen zu Vergleichszwecken herangezogen,
zur eigentlichen Aufarbeitung wurden ausschliesslich die beiden
hochwertigen Sorten 1 und 4 verwendet. Beide wiesen einen
Gehalt an Nichtharzen, nach Ph.Helv. V. bestimmt, von 84 bis
89 % auf. Allerdings enthielten auch diese Muster gewisse
Stücke, die bei der Darstellung der Aloe offenbar einer beson¬
ders hohen Temperatur ausgesetzt waren. Solche Stücke waren
von dunkler Farbe, teilweise sogar etwas verkohlt, und Hessen
— 38 —
sich, da sie sehr spröde waren, ausserordentlich leicht zer¬
kleinern. Zur Aufarbeitung wurde die Aloe stets frisch pulveri¬siert, da die Beobachtung gemacht wurde, dass das zuerst rein¬
gelbe Aloepulver schon nach wenigen Stunden eine olivgrüneFärbung annimmt,
Als Erstes schien es wünschenswert, die Löslichkeit derAloe in verschiedenen Lösungsmitteln festzustellen. In dieserRichtung waren schon Versuche gemacht worden, so von
Woodruff (23), Rae (115) und Kiefer (45). Eine noch¬
malige Nachprüfung ihrer Resultate drängte sich aber im Hin¬blick auf die nachfolgenden Arbeiten auf. Es konnte dabei fest¬gestellt werden, dass sich die verschiedenen Aloesorten sehrstark in ihrer Löslichkeit unterscheiden. Die minderwertigenSorten (Muster 2 und 3) zeigten eine erhöhte Löslichkeit derharzartigen, schwarzen Anteile, während bei den guten Sorten(Muster 1 und 4) in allen Lösungsmitteln eine überwiegendeLöslichkeit der gelben Nichtharz-Anteile auffiel. Nachstehendsind die wichtigsten Lösungsmittel der Kapaloe in der Rang¬ordnung ihres Lösungsvermögens zusammengestellt. SämtlicheAngaben gelten für gewöhnliche Temperatur. Bei erhöhterTemperatur ist allgemein eine Zunahme der Löslichkeit festzu¬stellen, und zwar in dem Sinne, dass "in vermehrtem Masse dieschwarzen Harzanteile in Lösung gehen und beim Abkühlenoft nicht, oder nur sehr langsam wieder ausfallen. Zusatz von
geringen Mengen Säure ergibt bei allen Lösungsmitteln einedeutliche Abnahme des Lösungsvermögens.
39 —
Zunahme des
Lösungsvermögens.
Verdünnte Alkalien
Pyridin
MethylalkoholAethylenglykol
AethylalkoholWasser
Dioxan
Eisessig
IsopropylalkoholVerdünnte Säuren
Azeton
Methylazetat
IsobutylalkoholEssigesterIsoamylalkohol
Aether
Benzin
Benzol
n-ButylazetatChloroformSchwefelkohlenstoffTetrachlorkohlenstoffToluol
Abnahme des
Lösungsvermögens.
\ lösen die Aloe mit braunroter
[ Farbe völlig.
| liefern bräunliche, Harzanteile
| enthaltende Lösungen.
zeigen herabgesetzte Lösungs¬
vermögen. Es werden wenigerdunkle Harzanteile gelöst, in
erster Linie gehen gelbe Nicht-
harze in Lösung.
weisen eine weitere Abnahme
des Lösungsvermögens auf. Es
werden fast ausschliesslich die
gelben Nichtharze gelöst.
zeigen nur noch geringesLösungsvermögen. Die Lösun¬
gen sind schwach hellgelb.
lösen die Aloe nicht. Hingegenkönnen sie dazu verwendet
werden, um aus Aloelösungendie evtl. mitgelösten, schwarzen
Harzanteile auszufällen.
B. Untersuchung der Aloe mittels der
chromatographischen Adsorplionsanalyse
1. Einleitung
Die bisherigen Untersuchungsergebnisse über die Bestand¬teile der Aloe sind unbefriedigend. Nach den Wertbestimmun-gen von Ederu. Schneiter (62) enthält eine gute Kapaloeneben schwarzen, harzartigen Bestandteilen mindestens 80 %gelb bis orange gefärbte Anteile, das sogenannte Nichtharz. Vondiesen Nichtharzen ist nur ein kleiner Teil, höchstens Vio inForm von Aloin und Aloeemodin kristallin erhältlich. Die rest¬lichen Nichtharze sind nach Tschirchu. Hoffbauer(116)grösstenteils Derivate des Chrysazins, denn sie liefern bei derNitrierung Chrysamminsäure. Hierzu gehören das von mehrerenForschern beschriebene Aloetin, sowie das ß-BarbaloinLégers (34). Es schien trotz den bisherigen Misserfolgennicht ausgeschlossen, aus diesen amorphen Aloefraktionen,denen übrigens verschiedene Autoren (vgl. S. 17) die Haupt¬wirkung der Droge zuschreiben, chemisch einheitliche, kristal¬line Körper gewinnen zu können. Allerdings versprachen diebisher angewandten Methoden — die Auftrennung mit verschie¬denen Lösungsmitteln — von Anfang an wenig Erfolg. Hingegenkonnten wir hoffen, mit Hilfe der chromatographischen Adsorp¬tionsanalyse unserem Ziel näher zu kommen.
Die chromatographische Adsorptionsmethode (117) (118)war bereits mit Erfolg zur Untersuchung oxymethylanthra-chinonhaltiger Drogen herangezogen worden von Frank (119),Ernst u. Weiner (120) und Müller (121). Von diesenAutoren haben nur Ernst u. Weiner eine Aloe chromato-graphiert. Ihre Untersuchungen wurden auf Magnesiumoxydmit Alkohol und Wasser als Lösungs- und Elutionsmittel durch¬geführt. Zur präparativen Auswertung ihrer Versuche sind
— 41 —
Ernst u. Weiner nicht geschritten. Sie begnügten sich mit
der Feststellung, dass die Kapaloe in folgende Zonen (von oben
nach unten) zerlegt werden kann;
Tageslicht U.V.-Licht
150 mm oliv-bräunlichorange 160 mm gelblichorange
12 mm matt-grünlichgelb 2 mm reingelb
3 mm reingelb 3 mm hellblau, kräftig leuchtd.
40 mm goldgelb 40 mm tiefblau
2, Chromatographische Vorversuche zur Ermittlung
geeigneter Lösungs-, Adsorptions- und Elutionsmittel
Um zunächst die Adsorptionsverhältnisse der Aloebestand¬
teile kennen zu lernen, wurde eine grosse Zahl verschiedener
Adsorbentien, Lösungs- und Elutionsmittel geprüft. Die Ver¬
wendung von Magnesiumoxyd in Verbindung mit Alkohol und
Wasser nach Ernst u. Weiner (120) erschien aus verschie¬
denen, weiter unten angeführten Gründen unzweckmässig, Die
Vorversuche wurden auf Mikroadsorptionssäulen von ca. 100 mm
Länge und 3—4 mm Durchmesser ausgeführt. Das Adsorptions¬
mittel Hess man langsam zu dem im Glasrohr befindlichen
Lösungsmittel einrieseln. Die Chromatogramme waren, mit
Ausnahme derjenigen auf alkalischen Säulen, unsichtbar und
mussten stets im Licht der Quarzlampe verfolgt werden. Die
Farbangaben beziehen sich daher, wenn nichts anderes ver¬
merkt ist, stets auf die Betrachtung dieser Ultrachromato-
gramme. Zusammenfassend ist über diese Vorversuche Folgen¬
des zu sagen:
a. Lösungs-, bzw. Elutionsmittel.
Zur Verwendung kamen vor allem Methanol, Aethanol und
Azeton. Ihr Einfluss auf die Ausbildung des Chromatogrammes
ist gering. Auch zur Entwicklung des Chromatogrammes, sowie
zur Elution, dienten in erster Linie diese Flüssigkeiten. Hierbei
konnte festgestellt werden, dass Lösungs- und Elutionsvermögen
ungefähr parallel verlaufen. Aber selbst das am stärksten eluie-
rende Methanol löste nur die untersten Zonen heraus, nur
— 42 —
Eisessig und Wasser zeigten eine grössere Elutionskraft. DieAnwesenheit von Wasser wiederum verhinderte die Ausbil¬dung scharfer Zonen und beschleunigte die Verfärbung derAloebestandteile auf der Säule, sodass dieses als Elutionsmittelausschied.
b. Adsorptionsmittel,
a) Alkalische Adsorptionsmittel.(Aluminiumoxyd nach Brock mann, andere Muster von Aluminium¬oxyd verschiedener Herkunft, Magnesiumoxyd, Magnesiumkarbonat,Zinkkarbonat, Bariumkarbonat,)Alle diese alkalischen Adsorbentien verhalten sich ähnlich.
Die Adsorption ist sehr stark, meist kommt es gar nicht zur
Auftrennung in Zonen. Eine Entwicklung isj: nur mit niederenAlkoholen in Mischung mit Wasser oder Essigsäure möglich.Eine Elution der obersten Schichten gelang beim Aluminium¬oxyd selbst mit Eisessig nicht. Die auftretenden bei Tageslichtgelben und orangefarbenen Zonen unterliegen auf der alkali¬schen Säule, besonders bei Verwendung von Wasser, einerraschen Veränderung, erkennbar an der Verfärbung in rot,braun und violettbraun. Aus diesem Grunde schien es nichtratsam, alkalische Säulen zu verwenden, umsomehr als geradediese alkalischen Säulen, mit Ausnahme der Aluminiumoxyd¬säule, eine sehr geringe Durchflussgeschwindigkeit zeigten, so¬dass die adsorbierten Körper lange der Alkalieinwirkung aus¬
gesetzt blieben. Die besten Resultate wurden mit Aluminium¬oxyd nach Brockmann erhalten, welches aber zur Zeit die¬ser Arbeit nicht in den benötigten Mengen erhältlich war.
ß) Saure Adsorptionsmittel,(Arsenige Säure, Borsäure, Frankonit KL, mit Säure behandelte Adsor¬bentien wie Kalziumsulfat, Natriumsulfat, Bleicherde Merck.)Auf diesen sauren Adsorbentien wurden entweder gar
keine Zonen ausgebildet, oder sie waren so undeutlich undwurden bei der Entwicklung noch verwaschener, dass keinesaubere Trennnung erreicht werden konnte.
y) Neutrale Adsorptionsmittel,(Nariumsulfat, Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Kalziumphosphat dreibasisch,Talk, Bolus, verschiedene Bleicherden, Traubenzucker, Milchzucker.)Von diesen Adsorbentien erwiesen sich Natriumsulfat,
iTalk, Bolus, die verwendeten Bleicherden, sowie die organi-
— 43 —
sehen Adsorbentien, als zu schwach; sie verhielten sich ähn¬
lich wie die sauren Adsorptionsmittel. Bessere Erfahrungen
machten wir mit dreibasischem Kalziumphosphat, Kalziumsulfat
und vor allem mit Bariumsulfat. Allerdings erwiesen sich die
verschiedenen verwendeten Handelsmuster von recht verschie¬
dener Brauchbarkeit für die Chromatographie. Bariumsulfat,
welches für den pharmazeutischen Gebrauch hergestellt wurde,
ist zur Chromatographie wenig geeignet; die Durchfluss¬
geschwindigkeit ist infolge der geringen Korngrösse des Adsorp¬
tionsmittels recht klein und die Säulen verstopfen leicht. Am
besten eigneten sich Präparate, deren Korngrösse zwischen den
Sieben VI und VII der Ph.Helv. V lag. Weitere Unterschiede in
der Adsorptionskraft der verschiedenen Handelsmuster waren
wohl durch Differenzen im Wassergehalt, oder durch Unter¬
schiede bei der Herstellung oder Trocknung bedingt. Es wurden
schliesslich ein speziell für uns hergestelltes Bariumsulfat der
Fa. A.G. vorm. B. Siegfried, für kleinere Versuche auch ein aus
Bariumhydroxyd und Schwefelsäure selbst dargestelltes Muster,
verwendet. Bariumsulfat zeichnet sich durch gewisse Eigen¬
schaften aus, die es recht wertvoll für die Chromatographie
machen: absolute Unlöslichkeit, selbst in Wasser; Neutralität
des Produktes, die es für die Trennung alkaliempfindlicher Kör¬
per besonders geeignet macht. Allerdings ist die Adsorptions¬
kraft wesentlich kleiner, als die von Aluminiumoxyd; sie lässt
sich aber in gewissem Rahmen vergrössern durch Fällung von
Bariumhydroxyd mit einer zur völligen Neutralisation unzu¬
reichenden Menge Schwefelsäure.
Auf Bariumsulfat wurde folgendes Ultrachromatogramm
erhalten:
1 mm braun
V2 mm gelbV2 mm braun
3 mm rotorange
1 mm hellblau
Von diesen Zonen Hessen sich die beiden untersten, die
rotorange und die hellblaue durch Aethanol eluieren. Sieht
man von der hellblauen Zone ab, da blaue Fluoreszenz meist
untypisch ist, so ergibt sich auf Bariumsulfat eine Auftrennung
in vier Zonen. Bariumsulfat erwies sich damit als brauchbares
— 44 —
Adsorptionsmittel zur Aultrennung der Aloe, und da die ande¬ren untersuchten neutralen Adsorbentien wie Kalziumsulfat undKalziumphosphat ungünstigere Eigenschaften zeigten, wurdendie nachstehend beschriebenen Untersuchungen zum grösstenTeil auf Bariumsulfat durchgeführt.
Ô) Mischung mehrerer Adsorptionsmittel.(Aluminiumoxyd — Bariumsulfat, Kalziumkarbonat — Bariumsulfat )Mit Mischungen von Adsorptionsmitteln wurden nur ver¬
einzelte Versuche vorgenommen, die in erster Linie den Zweckverfolgten, die Adsorptionskraft des Bariumsulfates zu erhöhen.Beim Arbeiten mit den oben angeführten Mischungen zeigtesich aber rasch, dass mit solchen Mischungen keine Vorteileerzielt werden konnten. Wurde durch Verwendung einer reich¬lichen Menge der alkalischen Komponente das Adsorptionsver¬mögen erhöht, so traten gleichzeitig die bei den alkalischenAdsorbentien beschriebenen Zersetzungserscheinungen auf;auch die Elution der Zonen war erschwert. Die Verwendungvon geringen Mengen der alkalischen Komponente bot gleich¬falls keine Vorteile. Es wurden damit ähnliche Chromatogrammeerzielt, wie auf dem später erwähnten «aktiven» Bariumsulfat.(S. 40.)
3, Chromatographische Vorversuche
mit Aloin und Aloeemodin
Zur Identifizierung der auf Bariumsulfat erhaltenen Zonenwurden einige Versuche mit Handelsaloin und reinem Aloe¬emodin durchgeführt.
a. Chromatographisches Verhalten von Aloin.Zur Verfügung standen uns drei Handelsmuster von Aloin:
1. Aloin, goldgelb, am Lichte langsam rötlich anlaufend,2. Aloin, rekristallisiert, hellgelb,3. Aloin, reinst, stumpfgelb.
Eine positive Reaktion von K 1 u n g e (26) zeigte in allendrei Mustern die Anwesenheit von Isobarbaloin an. Es dürftesich daher um Barb- oder Curaloine gehandelt haben. Alle dreiverhielten sich ähnlich, weshalb sie gemeinsam besprochen
— 45 —
werden sollen. Das Chromatogramm auf Bariumsulfat in Aetha-
nol zeigte folgende Zonen:
1 mm bräunlich, übergehend in 1
1 mm gelb I mit Aethanol
3 mm rosa [ nicht eluierbar,
1 mm gelb
10—20 mm orange mit Aethanol eluierbar
Sämtliche drei Muster stellten demnach Gemische dar. Die
orange Zone enthielt das eigentliche Aloin, nach Elution konnte
es aus dem Elutionsmittel wieder auskristallisiert werden.
Bemerkenswert ist das Verhalten der orangen Aloinzone in
verschiedenen Lösungs- und Adsorbtionsmitteln. Auf neutralem
Bariumsulfat trat bei der Entwicklung mit Azeton an Stelle der
langsam nach unten wandernden, orangen Zone eine schwach
gelblich fluoreszierende Schicht. Auf einer langen Säule konnte
dabei festgestellt werden, dass sich bei dieser Entwicklung die
orange Zone stets verkleinerte und schliesslich völlig ver¬
schwand. An ihrer Stelle zeigte nun die ganze Säule, überall
dort, wo die orange Zone durchgewandert war, eine matte,
gelbe Zone. Durch Azeton liess sich diese nicht eluieren, wohl
aber durch Methanol, wobei wieder die ursprüngliche, orange
Farbe auftrat. In einigen Fällen erschienen auch bei der Ent¬
wicklung mit Methonal Spitze und Ende der Aloinzone gelblich.
Wurden diese gelben Anteile gesondert aufgefangen und auf
einer neuen Säule zur Adsorption gebracht, so zeigte sich die
rein orange Farbe, wie sie der Aloinzone gewöhnlich zukam.
Auf sauren Säulen traten diese Erscheinungen nie auf, die
Aloinzone liess sich als rein orangerotes Band ohne gelben
Vor- oder Nachläufer entwickeln. Auf ganz schwach alkalischen
Säulen liess sich das Aloin nur durch schwach angesäuerte
Elutionsmittel herauslösen. Dabei traten ebenfalls Farbände¬
rungen auf, die aber nicht weiter verfolgt wurden, da sie offen¬
sichtlich auf der Aenderung der Wasserstoffionenkonzentration
beruhten.
Die Tatsache, dass sich das Aloin leicht aus Bariumsulfat
eluieren lässt, während die andern Zonen festsitzen, liess uns
hoffen, auf diese einfache Art das Aloin von Isobarbaloin be¬
freien zu können. Diese Hoffnung erwies sich aber als falsch.
Sowohl die obersten, wie die untersten Teile der orangefar-
— 46 -
benen, wandernden Zone gaben die Reaktion auf Isobarbaloin*).Analoge Versuche zur Abtrennung von Isobarbaloin auf Alu¬miniumoxyd unter Elution mit Methanol, dem 5 % Eisessig zu¬
gesetzt worden war, verliefen ebenfalls ergebnislos.
b. Chromatographisches Verhalten von Aloeemodin,Die Versuche wurden mit reinem Aloeemodin, Smp. 224°,
durchgeführt. Auf neutralem Bariumsulfat kam es in Benzol¬oder Aethanollösung zur Ausbildung einer wenig deutlichen,bräunlichvioletten Zone. Bessere Resultate wurden bei Ver¬wendung von «aktivem» Bariumsulfat**) erhalten. Das Aloe¬emodin ergab hierbei eine, bei Tageslicht wie auch bei U. V.¬Licht intensiv rote Zone, die durch Methanol eluierbar war. ZurAbklärung des Gehaltes der untersuchten Kapaloe an Aloe¬emodin wurden folgende Versuche durchgeführt:
1. Chromatographie einer frischen Kapaloelösung in Me¬thanol 1 : 100.
2. Chromatographie einer ebensolchen Kapaloelösung,der soviel einer methylalkoholischen Aloeemodinlösungzugesetzt wurde, als einem künstlichen Zusatz von 5 %oAloeemodin zur Aloe entspricht.
3. Chromatographie einer Lösung wie bei 2., jedoch unter
Zusatz von nur 1 °/oo Aloeemodin.
4. Chromatographie einer Kapaloe, der vor der Auflösung5 %o Aloeemodin in Substanz beigefügt wurde. DieserVersuch wurde durchgeführt, um möglichst dieselbenVerhältnisse der Löslichkeitsbeeinflussung einzuhalten,wie sie beim Lösen der Aloe auftreten.
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten, wobei das Aloe¬emodin jeweils an der Spitze des Chromatogrammes als roteZone erschien:
*) Diese Rrüfung wurde in der Folge nicht mehr nach K1 u n g e (26)durchgeführt, weil sie in organischen Lösungsmitteln manchmal unsichereintrat, sondern mit einer O,ln-Perjodsäurelösung, welche bei Anwesenheitvon Isobarbaloin in der Kälte sofortige Violettrotfärbung ergab.
**) Dieses wurde selbst hergestellt durch Fällen einer Bariumhydroxyd-lösung mit verd. Schwefelsäure bis ca. pH 8 (phenolphthaleinsauer). DiesesBariumsulfat zeigte erhöhte Adsorptionskraft, die Zonen erschienen beson¬ders scharf, waren aber merklich schwerer zu eluieren als auf neutralemBariumsulfat.
— 47 —
1. In diesem Versuch konnte überhaupt keine rote Zone
festgestellt werden. Erst nach längerem Stehen und nach-
herigem Eluieren mit Methanol löste sich aus den ober¬
sten Schichten eine schwach orangerote Zone, durch¬
wanderte die anderen Zonen und setzte sich an die Spitze
des Chromatogrammcs,2. Hier zeigte sich sofort eine sehr deutliche, breite, rote
Zone von Aloeemodin,
3. Dasselbe Bild wie bei 2. Die rote Zone war zwar be¬
deutend weniger ausgeprägt, aber doch noch deutlich
vorhanden,
4. Hier zeigten sich ähnliche Verhältnisse wie bei 2. und 3.
Die Stärke der roten Zone lag zwischen denjenigen von
2, und 3.
Aus diesen Versuchen ergibt sich, dass die untersuchte
Aloe, Sorte 4 (vgl. S. 37), kein oder nur ausserordentlich wenig
Aloeemodin frei enthielt. Vergleichende Untersuchungen mit
der Sorte 3 (S. 37) ergaben aber hier die Anwesenheit von Aloe¬
emodin. Die Stärke der roten Zone entsprach ungefähr der¬
jenigen des Versuches 3 (S. 46).
Diese Befunde decken sich mit den Ergebnissen von
Tschirch u. Cristofoletti (122), die in Kapaloesorten
0,8 und 2 %o Aloeemodin fanden. Die relativ hohen Gehalte an
Aloeemodin, die Kiefer (45) angibt, dürften auf der Verwen¬
dung von Alkalien bei der Auftrennung der Aloe beruhen. So
konnte bei Versuchen, die auf Aluminiumoxyd durchgeführt
wurden, festgestellt werden, dass bei langer Einwirkung des
basischen Aluminiumoxyds auf die adsorbierten Stoffe eine
starke rote Zone erschien, die sich wie die Aloeemodinzone
verhielt.
4. Qualitative Untersuchung einiger Aloesorten mittels
der chromatographischen Adsorptionsanalyse
Zur Prüfung auf Anwesenheit von Aloeemodin und Aloin in
den verschiedenen Aloesorlen wurden zahlreiche Aloemuster
aus der pharmakognostischen Sammlung unseres Institutes chro¬
matographies. Als Adsorbens wurde «aktives» Bariumsulfat
— 48 —
(vgl. S. 46), (Fussnote) verwendet. Als Lösungsmittel diente Aze¬
ton, da aus Azeton die Emodinzone am deutlichsten erschien.Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengefasst:
Tabelle 2
Chromatogramme verschiedener Aloesorten.
(In der 3. Spalte ist die Löslichkeit der betreffenden Aloesorte in Azeton
angegeben: 1. = löslich, sl. = schwerlöslich, ul. = unlöslich.)(br. = braun, gb. = gelb, gr. = grau, hl. = hell, lr. = leer, or. = orange.)
No.Sorte
(Deklaration) LOslichkeit Chromatogramm
1. A. vulgaris Ia 1. 1 mm br. 1 mm gb. 7 mm or. 2 mm lr. 2 mmrot.
2. A. Barbados 1 2 mm br. 1 mm gb. 11 mm or. 1 mm lr.
3 mm rot.
3. A. Barbados
hepatica1. 7 mm br.or., in rein or. übergehend, dicht¬
auf 3 mm rot.
4. A. hepatica si. 5 mm br.lich gegen gb.lich verlaufend, 9 mmhl.br.lich (weder Aloin noch A.-emodin)
5. A. Curaçao 1898 1. 1 mm br. 1 mm gb. 6 mm or. 1 mm lr.
1 mm rot.
6. A. Curaçao 1. 1 mm br. 1 mm gb. 8 mm or. 2 mm lr.
2 mm rot.
7. A. Socotra
hepatica!. 2 mm br. 1 mm gb. 6 mm or. Spur rot,
1 mm lr. 1 mm rot, verschwommen.
8. A. succotrina ul. 2 mm hl.br.lich 5 mm hl.gb. (weder Aloinnoch A.-emodin).
9. A. Indian I. 2 mm br. Vs mm gb. 7 mm or. 2 mm lr.
1 mm rot.
10. A. Jafarabad 1. 2 mm br. Spur gb. 10 mm or. 1 mm lr.
1 mm rot.
11. A. Uganda 1 1 mm br. Va mm gb. 6 mm or. 2 mm lr.
1 mm rot.
12. A. Natal ul. 4 mm hl.gr.br. 5 mm hl.gb. (weder Aloinnoch A.-emodin).
13. A.Zanzibar (?) ul. 4 mm hl.gr.br. 5 mm verschwommen hl.gb.5 mm verschwommen or.br. (nicht Aloin).
14. A. in Affenhaut
verpacktul. 2 mm hl.gr.br. 1 mm gb. 5 mm verschwom¬
men or. br. (nicht Aloin).
15. A. Kap optima(Sorte 4)
1. 2 mm br. 1 mm gb. 1 mm br. 8 mm or.
16. A. Kap pulvis(Sorte 3)
1. 2 mm br. 1 mm gb. V2 mm br. 6 mm or.
1 mm lr. Vs mm rot.
— 49 —
Die Sorten 4, 8, 12, 13 und 14 zeigen von den anderen Sor¬
ten stark abweichende Chromatogramme. In diesen fünf Mustern
ist Aloeemodin sicher abwesend, sehr wahrscheinlich auch
Aloin. In allen anderen Sorten konnte neben der Aloeemodin-
zone die orange Aloinzone festgestellt werden, einzig die Ka¬
paloe (No. 15) zeigt eine Aloinzone, ohne daneben Emodin zu
besitzen.
Die Chromatographie gestattet also eine rasche qualitative
Orientierung. Auffallend ist, dass die Sorten, die keine Aloin¬
zone zeigen, durch schlechte Löslichkeit in Azeton ausgezeichnetsind.
5. Quantitative Bewertung einiger Kapaloesorten
mittels der chromatographischen Adsorptionsanalyse
Aus unseren Voruntersuchungen ging hervor, dass die Aloe
durch die chromatographische Adsorptionsanalyse auf Barium¬
sulfat in zwei Teile aufgeteilt werden kann:
1. Den mit Methanol nicht eluierbaren Teil, der die sonst
rein weisse Säule schwach grau anfärbt (Tageslicht), und
anscheinend die dunkler gefärbten Harzanteile enthält,
2. das rein gelbe, methylalkoholische Eluat, das die Nicht-
harze zu enthalten scheint.
Sollte diese Annahme der Aloeauftrennung in Harze und
Nichtharze durch die Chromatographie zutreffen, so wäre damit
eine einfache Methode zur Bestimmung der Nichtharze gegeben,
die wohl geeignet wäre, die Verfahren von Tschirch (123),
van It allie (124) und Eder u. Schneiter (62) zu er¬
setzen. Es handelt sich bei der Bestimmung dann einfach um
die Filtration einer Aloelösung von bekanntem Aloegehalt durch
eine Bariumsulfatsäule. Nach dem Nachwaschen der Säule wird
das Eluat zur Trockne gebracht und gewogen,
Zur Prüfung der Brauchbarkeit dieser Methode wurden
verschiedene Kapaloesorten nach folgender Vorschrift be¬
stimmt:
— 50 —
«In einem Reagenzglas mit Hahn von ca. 180 mm Länge und 14 mm
Durchmesser wird unten, direkt über dem Hahn, ein kleiner Watte¬
bausch sehr fest eingepresst. Hierauf werden 8 cm3 Azeton hinein¬
gegossen und unter ständigem Drehen des Rohres 7 g Bariumsulfat
(Korngrösse Sieb VI—VII der Ph.Helv.V.) einrieseln gelassen. Nachdemdas Adsorbens auf diese Weise gleichmässig eingefüllt ist, legt man obeneinen kleinen Wattebausch auf. Der Hahn wird nun so weit geöffnet,dass bis 30 Tropfen in der Minute ablaufen. Sobald beinahe alles
Azeton in die Bariumsulfatsäule eingedrungen ist, wird 0,1 g Aloe
(genau gewogen), warm gelöst in 10 cm3 Methylalkohol, vorsichtig aufdie Säule gegossen. Das Kölbchen, in dem die Aloe gelöst wurde,wird mehrmals mit je 5 cm3 Methylalkohol nachgespült. Mit diesen
Spülflüssigkeiten wird auch die Säule nachgewaschen, und zwar so,
dass man jede Portion Methylalkohol erst dann auf die Säule gibt,wenn die vorherige Partie beinahe vollständig eingedrungen ist. Dasunten ablaufende Eluat wird in einem, mit einigen Siedesteinchen ver¬
sehenen und damit tarierten 100 cm3 fassenden Erlenmeyerkölbchenaufgefangen und zwar erst dann, wenn das Eluat gelb abzulaufen
beginnt. Von nun an darf das Rohr nicht mehr bewegt werden, auchder Hahn darf nicht mehr gedreht werden, da sonst durch die Erschüt¬
terung Bariumsulfatteilchen in das Eluat gelangen könnten. Man
eluiert, bis das Eluat farblos abläuft (Kontrolle am Schlüsse evtl. durch
Betrachten im U.V.-Licht). Der unten im Rohr befindliche Wattebauschmuss dann farblos sein. Wenn 30—40 cm3 Eluat aufgefangen sind, istdies gewöhnlich der Fall. Nun wird das Eluat durch Abdestillieren des
Lösungsmittels auf dem Wasserbad zur Trockne gebracht, wie bei der
Nichtharzbestimmung nach der Ph.Helv.V getrocknet, gewogen und auf
Gewichtsprozente umgerechnet.»
Auf diese Weise wurden die Kapaloesorten 2, 3 und 4
(vgl. S. 37) bestimmt. Die Resultate, denen zum Vergleich dienach der Ph.Helv.V ermittelten Werte beigefügt wurden, sind inTabelle 3 zusammengestellt.
Tabelle 3.
Gehalte einiger Kapaloesorten an Nichtharz.
Sorte :
(vgl. S. 37)
Gehalt an
Bestimmung nach
Nichtharz :
ChromatographischePh. Helv. V. Bestimmung
2 80,6 °/o 81,4 °/o3 78,7 °/o 83,6 °/o
4 89,1 % 91,0 °/o
Die angeführten Werte wurden alle mit demselben neutra¬
len Bariumsulfat erhalten. Auf «aktivem» Bariumsulfat wurden
um ca. 4 % geringere Gehalte ermittelt. Die chromatographische
Wertbestimmung ist demnach auf ein standardisiertes Barium¬
sulfat angewiesen.
6. Versuche zur Isolierung einheitlicher Körper aus
Kapaloe mittels der chromatographischen
Adsorptionsanalyse
Ueber diese Versuche soll hier nur summarisch berichtet
werden, da es uns mit der chromatographischen Adsorptions¬
methode nicht gelang, ausser Aloin und Aloemodin weitere,
einheitliche, kristalline Körper zu gewinnen. Die Adsorptions¬
versuche wurden meist in Säulen von etwa 30 cm Länge und
6 cm Durchmesser durchgeführt. Das Adsorptionsmittel, neutra¬
les Bariumsulfat, wurde mit demMenstruum, Methanol, Aethanol
oder Azeton nass eingeschlämmt. Auf einer solchen Säule aus
600—700 g Bariumsulfat und einer etwa ebenso grossen Menge
Menstruum, konnte das Chromatogramm von 4—5 g Aloe, gelöst
in 200—300 g Lösungsmittel, erhalten werden. Das ursprüng¬
liche Chromatogramm, wie es beim Eindringen der Lösung in
die Säule entsteht, ist recht unscharf: oben erscheint eine röt¬
lich-braune Zone, der untere Teil des Chromatogrammes besteht
aus einer braunorangen Zone, dazwischen ist eine verschwom¬
mene gelbliche Zone festzustellen. Bei der Elution mit Methanol
oder Aethanol — Azeton eluiert viel langsamer — wird dann
ein sehr schönes Chromatogramm erhalten, indem sich aus dem
ursprünglichen Chromatogramm eine orange gefärbte Zone
herauslöst und langsam nach unten wandert, während alle
anderen Zonen unter diesen Bedingungen festsitzen.
Das vollständige, entwickelte Chromatogramm zeigt folgen¬
des Bild:
— 52 —
mit niederen Alkoholennicht eluierbar
mit niederen Alkoholeneluierbar
(untypisch)
a. Untersuchung der mit niederen Alkoholen eluierbaren, orangegefärbten Zone.
Aus dem Verhalten dieser Zone wurde geschlossen, dass es
sich hier um die eigentliche Aloinzone handelt. In der Tatkonnte aus dem Eluat dieser Zone eine geringe Menge kristal¬linen Aloins gewonnen werden. Die Breite dieser eluierbarenZone beträgt mindestens 40—50 % des gesamten Chromato-grammes und quantitative Bestimmungen hatten ergeben, dasssie 80—90% der Aloe enthält (vgl. S. 50). Ausgedehnte Ver¬suche, aus dieser Zone bessere Ausbeuten an Aloin zu erhalten,blieben erfolglos; nur ein Bruchteil der im Eluat enthaltenenKörper liess sich kristallin abscheiden. Dabei wurde die Beob¬achtung gemacht, dass die aus der Säule auslaufende, erst hell¬gelbe Lösung sehr rasch orange wurde, später sogar bräunlich,und dann liess sich sehr oft überhaupt keine Kristallisationmehr erzielen. Versuche, durch erneute Chromatographie dasAloin von den begleitenden, kristallisationshemmenden Stoffenzu befreien, blieben erfolglos. Zu diesem Zweck waren noch¬mals sämtliche, bei den Vorversuchen (S. 42) erwähntenAdsorptionsmittel durchgeprüft worden. Dabei konnte fest¬
braun
gelb
braun
gelb
rnsa
orange
hellblau
— 53 —
gestellt werden, dass Spitze und Ende der wandernden orangen
Zone geringe Unterschiede in der Farbe zeigten: die Spitzeerschien im U.V.-Licht oft rein rötlichorange, das Ende manch¬
mal schmutzig-bräunlichorange. Aus diesen Farbunterschieden
darf wohl auf eine Verschiedenheit in der Zusammensetzung
von Anfangs- und Endteil der Zone geschlossen werden. Dieser
Unterschied Hess sich aber nicht zur Isolierung des Aloins
benützen, denn nach Anreicherung der Anfangs- und Endfrak¬
tionen der orange gefärbten Zone durch dreimaliges Chromato¬
graphieren auf Bariumsulfat, waren aus beiden Fraktionen un¬
gefähr gleiche, geringe Mengen Aloin erhältlich.
Aloeemodin, das nach den Vorversuchen (S. 46) an der
Spitze des Chromatogrammes erscheinen müsste, konnte aus
der untersuchten Aloe nicht erhalten werden. Hingegen zeigte
sich bei der Kapaloe 4 (S. 37) an der Spitze des Chromato¬
grammes eine schmale Zone von hellblauer Fluoreszenz. Aus
den schwach hellgelb gefärbten Eluaten dieser Zone Hess sich
eine minime Menge einer weissen, wachsartigen Substanz ge¬
winnen, deren Menge indessen viel zu gering war, um identifiziert
werden zu können. Kiefer (45) scheint übrigens die gleiche,
oder eine ähnliche Substanz gefunden zu haben.
b. Untersuchung der mittels niederer Alkohole nicht eluierbaren
Zonen des Chromatogrammes.
Nach Abtrennen der eluierbaren Zonen blieb auf der Säule
folgendes Chromatogramm:3,2 cm braun
0,4 cm gelb
2,2 cm braun
3,0 cm gelb0,2 cm rosa
Diese Zonen konnten nur mit Wasser (besonders schwach
angesäuertem), mit angesäuerten niederen Alkoholen oder mit
Eisessig eluiert werden. Auch schwache Alkalien wirkten
herauslösend, kamen praktisch aber nicht in Frage, da in alkali¬
schen Lösungen sofort Verfärbungen auftraten, die durch An¬
säuern nicht rückgängig gemacht werden konnten (Oxydation).
Meistens wurde mit Gemischen von Methanol-Eisessig eluiert,
wobei ein Zusatz von wenigen Prozenten Eisessig zum Alkohol
— 54 -
genügte. Durch die Elution trennten sich die dicht aneinander
sitzenden Zonen nicht voneinander, sondern wurden nur ver¬
schwommener und gingen ineinander über. Bei spätem Ver¬
suchen wurde daher die Säule, entsprechend den in ihr aus¬
gebildeten Zonen, zerschnitten und die adsorbierten Stoffe mit
Eisessig-Methanol aus dem Bariumsulfat abgelöst. Nach Neutrali¬
sationwurde erneut chromatographiert, bis Nebenzonen, die beim
Zerschneiden der Säule stets noch in geringer Menge mitkamen,praktisch völlig entfernt waren. Bei diesem wiederholten Chro¬
matographieren Hessen sich die beiden braunen Zonen bald
einheitlich erhalten, die gelben Zonen hingegen zeigten hart¬
näckig braune Nebenzonen; wahrscheinlich zersetzten sie sich
während der Aufarbeitung, wobei die genannten braunen Zonen
entstehen. Die nach obiger Arbeitsweise bei der Neutralisation
gebildeten Azetate stören erheblich, da sie sich in der Folgenicht mehr völlig entfernen lassen. Lästig war ferner die Tat¬
sache, dass bei etwas weniger genauem Neutralisieren der
Lösungen, die gelben Zonen, die sonst im Chromatogramm sehr
schön leuchteten, bei erneuter Chromatographie fahl erschienen,ja oft in hellbräunlich umschlugen. Bei späteren Untersuchungenwurden daher die sauern Lösungen nicht mehr neutralisiert,sondern im Vakuum unter Einleiten von Stickstoff durch eine
Kapillare zur Trockne gebracht und bis zur Entfernung des Eis¬
essigs weiter getrocknet, Auf keine Weise gelang es uns aber,die so gewonnenen Fraktionen zur Kristallisation zu bringen.Abschliessend sei zum Verhalten dieser Zonen Folgendes be¬
merkt:
Die beiden braunen Zonen verhielten sich ganz ähnlich. Je
reiner sie wurden, desto geringer wurde ihre Löslichkeit.Schliesslich lösten sie sich nur in geringem Masse in Methyl¬alkohol, mit hellbrauner Farbe, oder besser in Alkalien, mit
rotbrauner Farbe. Beim Stehen in methylalkoholischer Lösungoder beim Ansäuren der alkalischen Lösungen schieden sich die
gelösten Stoffe in pulveriger Form wieder ab. Das Auftreten von
Kristallen konnte nie beobachtet werden.
Die obere gelbe Zone konnte nie rein erhalten werden, sie
war stets mit erheblichen Mengen der braunen Zonen ver¬
unreinigt. Die untere gelbe Zone hingegen Hess sich nach zahl¬
reichen Versuchen schliesslich fassen. Dieser gelbe Körper ist
— 55 —
sehr gut mit orangeroter Farbe in Methanol und Aethanol lös¬
lich. Beim Konzentrieren dieser Lösungen schieden sich keine
Kristalle ab, bei langsamem Eindunsten bildete sich ein zäher,
honigartiger Sirup. Zusatz von anderen Lösungsmitteln zur
methylalkoholischen Lösung (z. B. Benzol) bewirkte Ausfällung
des Körpers in Form eines tief orangeroten Sirups. Nach einiger
Zeit konnte festgestellt werden, dass dieser Sirup wieder deut¬
liche Mengen einer im Ultrachromatogramm braun erscheinen¬
den Substanz enthielt.
Die unterste der festsitzenden Zonen, die rosa Zone, die
nicht regelmässig und nur in geringer Menge auftrat, erwies sich
insofern von den übrigen verschieden, als sie in Aether löslich
und mit Aether auch aus der Säule eluierbar war. Aus dieser
orangeroten, ätherischen Lösung kristallisierten zahlreiche
Nadeln. Die Menge der vorhandenen Kristalle reichte nach ein¬
maliger Umkristallisation aus Toluol eben aus zur Bestimmung
des Schmelzpunktes (205°), ferner zur Feststellung der Löslich¬
keit in Lauge mit violettroter Farbe. Es dürfte sich bei diesem
Körper wahrscheinlich um Aloeemodin gehandelt haben, obwohl
Aloeemodin gewöhnlich an der Spitze des Chromatogramms er¬
schienen war.
7. Zusammenfassung über die Untersuchung
der Aloe durch Chromatographie
1. Es wurden zahlreiche Substanzen auf ihre Eignung als Ad¬
sorptionsmittel für die Chromatographie von Aloelösungen
geprüft. In Bariumsulfat wurde ein Adsorptionsmittel mit
günstigen Eigenschaften gefunden.
2. Die Aloe lässt sich auf Bariumsulfat in sechs Zonen zerlegen,
von denen nur die unterste mit niederen Alkoholen aus der
Säule eluiert werden kann.
3. In der untersten, eluierbaren Zone befindet sich das Aloin;
es müssen in dieser Zone aber noch weitere, kristallisations-
hemmende Stoffe vorhanden sein. Diese konnten durch die
chromatographische Adsorptionsmethode nicht vom Aloin
abgetrennt werden.
— 56 —
4. Durch Chromatographie von Aloelösungen auf schwach alka¬
lischen Bariumsulfatsäulen kann der Gehalt an freiem Aloe-
emodin approximativ ermittelt werden. Er beträgt bei einer
guten Kapaloe höchstens 5 %o.
5. Die Chromatographie gestattet eine qualitative Beurteilungder Aloe. Aloeemodin- und Aloin-freie Sorten können rascherkannt werden.
6. Eine quantitative Bewertung der Aloe durch die chromato¬
graphische Methode ist möglich. Die von neutralem Barium¬sulfat durch niedere Alkohole eluierbare Zone entsprichtungefähr den Nichtharzen der Ph.Helv.V. Chromatographischdurchgeführte Bestimmungen ergaben etwas höhere Werte
an Nichtharzen als die Methode der Ph.Helv.V.
7. Die Isolierung anderer kristalliner Stoffe neben Aloin und
Aloeemodin gelang mit der chromatographischen Adsorp¬tionsmethode nicht.
C. Darstellung von Aloin aus Kapaloe in
grösseren Mengen
1. Einleitung
Wie aus dem vorstehenden Kapitel hervorgeht, befriedigte
die mit der chromatographischen Adsorptionsanalyse erzielte
Auftrennung der Kapaloe nicht. Insbesondere standen die er¬
zielten Ausbeuten an kristallisiertem Kapaloin in keinem Ver¬
hältnis zum benötigten Material- und Zeitaufwand. Die in der
Literatur angegebenenAusbeuten an Aloin aus Kapaloe schwan¬
ken zwischen 4 bis 8 %. Es seien hier folgende Angaben auf¬
geführt:Treumann (8) 6—8 %
Dohme (125) 4,5 %
Naylor und Bryant (126) 6,5 %
Stoeder (30) 3,8 %
Léger (11) 6 %
Kiefer (45) 5 %
Mit der chromatographischen Adsorptionsanalyse hatten
wir keine besseren Ausbeuten an Aloin erzielt, im besten Falle
0,3 g einmal umkristallisiertes, lufttrockenes Aloin aus 4 g Kap¬
aloe. Zieht man in Betracht, dass die Chromatographie im
Laboratoriumsversuch stets nur einige wenige Gramm Droge
aufzuarbeiten gestattet, während nach den früheren Methoden
ohne weiteres Mengen von 1 kg Aloe und mehr in Arbeit ge¬
nommen werden können, so ergibt sich die Unterlegenheit der
Chromatographie für präparative Zwecke in unserem Falle
recht deutlich.
Im Gegensatz zu den oben angeführten, tatsächlich isolier¬
ten Mengen Kapaloin, steht der Befund von Tschirch u.
Hoffbauer (116), die angeben, dass eine gute Kapaloe 16 bis
20 % Aloin enthalte. Sie kamen auf diese relativ hohen Werte
durch eine quantitative Auswertung der Fluoreszenzreaktion
von Schoutelen (44). Gestattet diese Methode auch keine
sehr genaue Bestimmung des Aloingehaltes, so liefert sie doch
— 58 —
brauchbare approximative Resultate, und wir können die Werte
von Tschirch u, Hoffbauer bestätigen. Die Kapaloe¬sorte 4 (vgl. S. 37) ergab beispielsweise Aloingehalte von 18
bis 24 o/o.
Wir stellten uns nun die Aufgabe, das Aloin der Kapaloemöglichst quantitativ zu entziehen. Um dieses Ziel zu erreichen,waren wir von Anfang an gewillt, eventuell kompliziertere Auf¬
arbeitungsverfahren in Kauf zu nehmen. Zunächst wurden die
Methoden der Aloewertbestimmung auf ihre Verwendbarkeitzur Aloinisolierung durchgesehen. Von den zahlreichen Metho¬den schieden selbstverständlich diejenigen aus, die auf einem
Abbau des Aloins beruhen, so die Methoden von Tschirchu, Hiepe (127), Tschirch u. Hoffbauer (116) undG o 1 d n e r (90). Ferner schieden aus diejenigen Methoden, bei
denen Derivate des Aloins hergestellt werden, die sich nicht
ohne weiteres in Aloin zurückverwandeln lassen. Hierher
gehören die Chlorderivatmethode Légers (128), sowie dieBrom dérivatmethode von van Itallie (124). Diese beidenVerfahren erfassen übrigens nicht das Aloin allein, sondern auch
reichlich Nebenstoffe. Das gleiche gilt für die Darstellung von
Aloinazetylderivaten nach Groenewold (10), wie Scharf
(37) zeigen konnte. Selbstverständlich fiel auch die biologischeWertbestimmung mit Daphnien nach Viehoever (55) von An¬
fang an aus. Es verblieben nur noch wenige Methoden zur
Aloingewinnung, die sich in folgende vier Gruppen einordnenlassen:
Methoden, beruhend auf der Fällung des Aloins oder derNebenstoffe als Bleiverbindungen.
Methoden, beruhend auf der Verwendung verschiedener
Lösungsmittel.
Methoden, beruhend auf der Fällung des Aloins oder derNebenstoffe als Erdalkaliverbindungen.
Methode, beruhend auf der Fällung der Nebenstoffe mit
Gerbsäure.
Wir führten zahlreiche Versuche nach den oben genanntenMethoden durch. Diese Arbeiten sind nachstehend kurz be¬schrieben. Eine eingehendere Darstellung erfolgt nur bei der
Methode, deren Ergebnis dies rechtfertigt.
— 59 —
2. Methoden, beruhend auf Fällung des Aloins
oder der Nebenstoffe als Bleiverbindungen
Schon Stenhouse (19) hatte die Beobachtung gemacht, dass
Aloin von neutralem Bleiazetat nicht gefällt wird, wohl aber in
konzentrierteren Lösungen von basischem Bleiazetat. Diese
Eigenschaft wurde von Hager (129) und K r e m e 1 (130) zur
Isolierung des Aloins und zur Wertbestimmung der Aloe vorge¬
schlagen. In neuerer Zeit hat Briggs (131) eine Modifikation
dieser Methode zur Aloewertbestimmung veröffentlicht, die
brauchbare Werte liefern soll. Die Methode der Fällung als
Bleialoin zeigt aber verschiedene Nachteile:
1. Der Aloinbleiniederschlag ist, wie von verschiedenen
Autoren angegeben wird, sehr zersetzlich. Auch das Aloin
selbst unterliegt dabei einer gewissen Zersetzung, die wohl
auf die Anwesenheit von Alkali zurückzuführen ist.
2. Aus sehr konzentrierten, wie auch etwas verdünnteren
Aloinlösungen gelang es nicht, das Aloin vollständig aus¬
zufällen; die überstehende Lösung war immer noch deut¬
lich bräunlichgelb gefärbt.
3. Basisches Bleiazetat fällt nicht nur Aloin, auch Begleiter
des Aloins werden in reichlicher Menge aus der Kapaloe
mitgefällt.
Nach Angaben von Stenhouse (19), die durch eigene
Versuche bestätigt wurden, wird Aloin durch neutrales Blei¬
azetat nicht gefällt. Wohl aber werden durch neutrales Blei¬
azetat gewisse andere Bestandteile der Aloe, sowohl in wäs¬
seriger, als auch in wässerig-alkoholischer und wässerig-azeton-
haltiger Lösung gefällt. In der Hoffnung, auf diese Art die kri-
stallisationshemmenden Anteile der Aloe abtrennen zu können,
wurden in verschiedenen Versuchen mehrere Muster von Kap¬
aloe nach untenstehendem Schema in Fraktionen aufgeteilt:
— 60 —
Schema einer Aufarbeitung von Kapaloeunter Verwendung von Bleiazetat.
1.
Extraktionmit Azeton
unter Zusatz
von Bleiazetat.
Extrakt A
Entbleien mit H2S, H2Sdurch C02 vertreiben,einengen und zur Kri¬
stallisation stellen.
Aloin
\unkristal-
lisierbareMutter¬
lauge.
Kapaloe
2.
Extraktion mit
Methylalkoholunter Zusatz
von Bleiazetat.
Extrakt B
Entbleien mit H2S, H2Sdurch CO2 vertreiben,einengen und mit Azetonfällen.
Lösung,einengen
\Aloin.
Nieder¬
schlag,ocker¬
braun.
Rückstand C
Aufschwemmen in Me¬
thylalkohol-Wasser,entbleien mit H2S, H2Sdurch CO2 vertreiben,einengen.
schwarzbraunes Harz,ohne Aloin.
Nachstehend sei als Beispiel eine solche Aufarbeitung mittelsBleiazetat beschrieben:
«50 g Kapaloepulver werden mit 5 g fein verriebenem Bleiazetatvermischt und mit 250 g Azeton (80 %>) über Nacht geschüttelt. Nach
Abgiessen der tief rotorange gefärbten Lösung wird der Rückstanderneut mit 50 g Azeton 5 Stunden geschüttelt. Auch diese, noch stark
orange gefärbte Lösung wird abgetrennt und die Extraktion mit 30 gAzeton fortgeführt. Dieses letzte Extrakt ist bedeutend schwächer
gefärbt als die beiden vorigen, immerhin aber noch deutlich gelb.Nach diesen Auszügen wurde die Extraktion mit Azeton abgebrochen;
weiteres Ausschütteln mit Azeton würde noch weitere, immer heller
gefärbte Extraktlösungen ergeben, ja es scheint, als ob nach und nachdie gesamte Aloemenge in Lösung gebracht werden könnte. Wirdnämlich die Exraktion wie oben fortgeführt (mit je 30 cm3 Azetonwährend zwei Stunden) und die erhaltenen Lösungen in ihrer Farbe
verglichen, so stellt man fest, dass beispielsweise die 8. und die 15.
Extraktlösung beinahe dieselbe hellgelbe Farbe aufweisen.
Die drei Extraktlösungen werden nun vereinigt. Durch Einleitenvon Schwefelwasserstoff kann eine geringe Menge Bleisulfid aus¬
gefällt werden. Der Ueberschuss an Schwefelwasserstoff wird durchEinleiten von Kohlendioxyd entfernt. Die so gewonnene Lösung enthält
ungefähr 25 g Exraktstoffe, also die Hälfte der zur Aufarbeitung ange¬wandten Droge (Bestimmung durch Ermittlung des Trockenrückstandes
— Kl¬
eines aliquoten Teiles der Extraktionslösung und Umrechnen auf die
Gesamtmenge). Die Lösung wird nun eingeengt, bis man einen tiefroten
Sirup erhält, aus dem nach längerer Zeit beträchtliche Mengen von
Aloin auskristallisieren. Nach Abtrennen des Aloins von der sirup¬
dicken Mutterlauge, was mit erheblichen Verlusten an kristallisiertem
Aloin verbunden ist, kann keine weitere Kristallisation mehr erzielt
werden. Weder wochenlanges Stehen im Eisschrank, noch weiteres
Einengen und Kühlstellen führten zum Ziele. Erneutes Verdünnen mit
Azeton und Zusatz von Bleiazetat zur eventuellen weiteren Ausfällung
der kristallisationshemmenden Stoffe hatte ebenfalls keinen Erfolg;
durch diesen Zusatz fiel überhaupt nichts mehr aus. Bessere Resultate
erzielten wir auf Zusatz von Methylalkohol-Chloroform zur sirupdicken
Aloinmutterlauge.
Man setzt z. B. der sirupdicken Mutterlauge vorsichtig Methanol-
Chloroform (1 + 9) zu, worauf sich nach kurzer Zeit ein brauner
Niederschlag bildet. Wird dieser abgetrennt, so kristallisiert aus der
konzentrierten Lösung nach dem Abkühlen nochmals langsam eine
geringe Menge Aloin.
Nach Abtrennen dieser Aloinmenge, lässt sich auf keine Art und
Weise eine weitere nennenswerte Kristallisation erzielen. Das Chro-
matogramm dieser Mutterlauge zeigt aber auf Bariumsulfat noch eine
starke, orange gefärbte, eluierbare, also sich wie Aloin verhaltende
Zone.
Der Rückstand der Aloe nach den drei Azetonextraktionen wird
mit Methylalkohol weiter ausgezogen. Hierzu braucht kein weiteres
Bleiazetat zugefügt zu werden, da von diesem nur eine geringe Menge
in die Azetonlösungen übergegangen ist und der grösste Teil sich daher
noch im Rückstand befinden muss. Durch dreimaliges Schütteln mit
je 50 g Methylalkohol (80 °/o) während 6 Stunden werden drei weitere
Extrakte erhalten. Das erste ist tiefrot, das zweite hellorange, das
dritte nur noch gelb. Die drei Lösungen werden vereinigt, mit Schwe¬
felwasserstoff gesättigt und vom starken, schwarzbraunen Bleisulfid¬
niederschlag abgetrennt. Der überschüssige Schwefelwasserstoff wird
durch Kohlensäure vertrieben, um beim nachfolgenden Eindampfen
eine Ausscheidung von Schwefel durch die sauern Aloebestandteile
zu verhindern. Aus der zur Sirupdicke konzentrierten Lösung lässt
sich keine direkte Kristallisation erzielen, setzt man aber Azeton zu,
so fällt ein brauner Körper aus und aus der überstehenden Lösung
kristallisiert nach dem Einengen nochmals wenig Aloin. Die Gesamt¬
menge des aus 50 g Aloe erhaltenen Rohaloins beträgt nun 3 g.
Der auf Zusatz von Azeton ausgeschiedene Körper ist auffallen¬
derweise nur noch sehr schwer löslich in Methylalkohol. Beim lang¬
samen Eindunsten der Methanollösung fällt er als gelbbraunes Pulver
von einheitlichem Aussehen wieder aus. Unter dem Mikroskop lassen
sich kantige Körner feststellen, aber keine Kristalle. Auch erneutes
Lösen in Methanol, Wasser oder Pyridin und langsames Eindunsten
ergibt keine kristallinen Ausscheidungen. Ganz analoges Verhalten
— 62 --
wie dieser Körper zeigt der aus den eingeengten Azetonextrakten aufZusatz von Methanol-Chloroform erhaltene. Es dürfte sich in beidenFällen um denselben Stoff handeln.
Der Rückstand der Methylalkoholextraktionen, der noch viel bei¬
gemengtes Bleiazetat enthält, wird in Methylalkohol aufgeschwemmtund mit Schwefelwasserstoff wie oben von Blei befreit. Die so er¬
haltene orangebraune Lösung, die auf Bariumsulfat ein uncharakteri¬
stisches, violettbraunes Chromatogramm zeigt, ergibt beim Eindampfenharzig-klebrige Ausscheidungen, die zu weiteren Untersuchungen nichteinladen.»
Ganz ähnliche Resultate wurden in anderen Versuchen beierhöhtem Bleiazetatzusatz, oder bei Zusatz geringer MengenAmmoniak (0,001n-NH4OH) erhalten. In diesen Fällen erhöhtesich die Menge des Rückstandes C, die Menge der Extrakte,vor allem A wurde geringer, Prinzipielle Unterschiede in der
Auftrennung konnten aber nicht beobachtet werden, Azeton-undMethanolextrakte wichen nur in der quantitativen, nicht aberin der qualitativen Zusammensetzung voneinander ab. Die
Chromatogramme der Extrakte zeigten nach Abtrennung deskristallisierten Aloins beide folgende Zonen; braun, langsamübergehend in gelb, darunter nochmals geringe bräunliche
Zone, unter diesen drei festsitzenden Zonen ein eluierbarer,orangeroter Körper, Diese Feststellungen veranlassten uns, diese
wenig Erfolg versprechenden Versuche, die ja keine scharfe
Auftrennung, sondern nur eine unsichere Anreicherung ein¬
zelner Körper ergeben hatten, abzubrechen, und uns der Aloin-
isolierung mittels verschiedener Lösungsmittel zuzuwenden,
3. Methoden beruhend auf der Verwendung
verschiedener Lösungsmittel
Der Zweck der nachfolgenden Untersuchungen war ein
doppelter :
Auffinden eines Lösungsmittels, bzw. Lösungsmittel¬gemisches, das alles Aloin aus der Kapaloe löst, ohne je¬doch so viel kristallisationshemmende Körper mitzulösen,dass eine annähernd vollständige Auskristallisation desAloins unmöglich wird.
- 63 —
Auffinden eines Lösungsmittels, aus dem das Aloin schon
aus verdünnteren Lösungen auskristallisiert. Nach den
Erfahrungen, die bei der Aufarbeitung mit Bleiazetat ge¬
macht worden waren, wurde vermutet, dass die geringen
Ausbeuten an Aloin, die stets erhalten wurden, teilweise
darauf zurückzuführen sind, dass immer aus sirupartigen
Lösungen auskristallisiert werden musste, wobei das Aloin
langsam und wahrscheinlich unvollständig auskristallisiert.
Die bisher zur Isolierung von Aloin angewandten Verfahren
suchten ebenfalls meistens das Aloin der Aloe durch ein ge¬
eignetes Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zu entziehen.
Eventuell mitgelöste Harzkörper wurden durch Ausfällen mit
geeigneten organischen Lösungsmitteln möglichst entfernt, und
aus der so gereinigten Aloinlösung das Aloin zur Kristallisation
gebracht.
Die älteren Verfahren arbeiteten gewöhnlich mit Wasser
als Extraktionsmittel, insbesondere mit angesäuertem Wasser
[Smith (3), Groves (51), Tilden (47) u. a.]. Auch Aethyl-
alkohol wurde verschiedentlich gebraucht, so u. a. von
Tschirch u. Pedersen (28) und Shenstone (132).
Woodruff (23) versuchte mit Amylalkohol bessere Ausbeu¬
ten zu erzielen, später verwendete Léger (133) angesäuertes
Azeton. Die unbefriedigenden Resultate, die mit diesen Verfah¬
ren erhalten wurden, führten dazu, kompliziertere Methoden
zur Isolierung des Aloins auszubilden. In erster Linie trat an
Stelle der einfachen Extraktion mit einem einzigen Lösungs¬
mittel, mehrfache Extraktion mit verschiedenen Lösungsmitteln
nacheinander oder mit Lösungsmittelgemischen. So arbeiteten
Tschirch u. Hiepe (27) mit Alkohol-Aether, T s c h i r c h
u. Klaveness (61) mit Azeton-Aether, Kiefer (45) mit
Azeton-Amylalkohol. Ein Verfahren von allgemeiner Anwend¬
barkeit gab Léger (11) (12) an. Léger extrahiert mit Metha¬
nol, fällt mit Chloroform und trennt nach einiger Zeit die Aloin¬
lösung vom ausgeschiedenen Harz ab.
Der Frage nach dem geeignetsten Kristallisationsmittel für
das Aloin wurde wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Nach den
älteren Angaben wurde meist aus Wasser oder Aethylalkohol
kristallisiert, später auch aus Aethylalkohol-Chloroform.
- 64 —
a. Extraktionsversuche des Aloins aus Kapaloe mittels
verschiedener Lösungsmittel.
Unsere Versuche auf diesem Gebiet erschienen nur dann
Erfolg versprechend, wenn es uns gelang, ein selektives
Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch aufzufinden, das im¬
stande ist, das Aloin möglichst ohne Nebenstoffe in Lösung zu
bringen. Ein solches Lösungsmittel, von dem auch für Aloin nur
ein geringes Lösungsvermögen erwartet werden konnte, sollteferner einen möglichst niederen Siedepunkt besitzen, um wo¬
möglich eine kontinuierliche Extraktion der Aloe im Soxhlet-
apparat zu gestatten. Von den auf S. 39 angeführten Lösungs¬mitteln kamen demnach in erster Linie in Betracht: Methyl¬azetat (Sdp. 57°), Azeton (Sdp. 56°) und Essigester (Sdp. 76°).Die beiden erstangeführten Lösungsmittel schieden aber zur
Warmextraktion der Aloe aus, da sie deutliche Mengen dunkelgefärbter Harzanteile mitlösten. Günstiger war in dieser Be¬
ziehung Hssigester, aber sein Lösungsvermögen erwies sich auchin der Wärme als etwas gering, sodass mehrere Tage im Soxhleterhitzt werden musste, bis alles Aloin herausgelöst schien. Diesederart erhaltenen Lösungen, die so stark übersättigt waren, dassunten im Siedekolben Ausscheidungen schon in der Wärme auf¬
traten, zeigten geringe Neigung zu kristallisieren. Auch wenn
so viel Alkohol zugefügt wurde, dass die orangeroten Aus¬
scheidungen in der Wärme eben wieder gelöst wurden, konntenur nach vielen Bemühungen kristallisiertes Aloin erhalten wer¬
den. Essigester kommt also kaum als Extraktionsmittel in Frage,vor allem aber auch nicht als Kristallisationsmittel. Die Ver¬suche mit Essigester wurden daher nicht fortgesetzt, sondernverschiedene Lösungsmittelgemische, die ein Siedepunkts¬minimum aufweisen, durchprobiert. Die besten Resultate erhiel¬ten wir mit:
Chloroform-Methanol, das nach Tyrer (134) bei 54° ein Siedepunkts¬minimum aufweist (Zusammensetzung: 90% Chloroform, 10% Metha¬
nol).
Chloroform-Aethanol, das nach Wade u. Finnemore (135) bei59° ein Siedepunktsminimum aufweist (Zusammensetzung: 93% Chloro¬form, 74% Aethanol).
Schwefelkohlenstoff-Azeton, das nach Rosanoff u. Bacon (136)bei 39° ein Siedepunktsminimum aufweist (Zusammensetzung: 73 %
Schwefelkohlenstoff, 27 % Azeton).
— 65 —
Tetrachlorkohlenstoff-Aethanol, das nach Hill (137) bei 65° ein
Siedepunktsminimum aufweist (Zusammensetzung: 84 °'o Tetrachlor¬
kohlenstoff, 16 <7o Aethanol).
Im Reagenzglasversuch gaben diese Mischungen recht
brauchbare Resultate. Bei kurzem Aufkochen von 2 g Aloe in
je 20 g Lösungsmittelgemisch der Zusammensetzung des Siede¬
punktsminimums, entstanden in allen Fällen gelbe Lösungen.
Das Gemisch Methanol-Chloroform extrahierte noch geringe
Mengen der dunkler gefärbten Harzanteile. Das Gemisch
Aethanol-Chloroform extrahierte schwächer, ergab aber rein
gelbe Lösungen, Aehnliches, allerdings etwas stärkeres Lösungs¬
vermögen zeigte das Gemisch Tetrachlorkohlenstoff-Aethanol,
das gelbe Lösungen von geringem grünlichen Stich ergab. Das
Lösungsmittelgemisch Schwefelkohlenstoff-Azeton lieferte nur
sehr verdünnte Lösungen von hellgelber Farbe. Das Lösungs¬
vermögen dieses Gemisches kann am ehesten mit demjenigen des
reinen Essigesters verglichen werden.
Leider Hessen sich die genannten Gemische nicht ohne
weiteres zur Aloeextraktion im Soxhletapparat benutzen. Wohl
verliefen die ersten Extraktionen erwartungsgemäss, dann aber
klebte die Aloe in der Extraktionshülse zu einer zähen, dunkeln
Masse zusammen und wurde durch das Lösungsmittel kaum
mehr extrahiert. Selbst reichliche Beimischung von Glassplit¬
tern oder Sägemehl zur Aloe in der Extraktionshülse zeitigte
nur sehr geringen Erfolg. Die einzige Möglichkeit zur Verhinde¬
rung des vorzeitigen Stillstandes der Extraktion bestand darin,
dass die Apparatur nach einiger Zeit auseinander genommen
wurde, das Extraktionsgut mit einem Spatel gut vermischt
wurde, worauf aufs neue ausgezogen werden konnte. Damit war
nun allerdings keine kontinuierliche Extraktion erreicht, und
als eine vollständig durchgeführte Extraktion im Soxhlet mit
Tetrachlorkohlenstoff-Aethanol nur sehr langsam und anschei¬
nend unvollständig kristallisierende Lösungen ergab, wurden
diese Versuche abgebrochen. Ebenso brauchbare Resultate konn¬
ten wir erhalten durch oft wiederholte Mazeration der Aloe
mittels Azeton oder Methylazetat. Diese Arbeitsweise besass
zudem noch den Vorteil, dass die Aloebestandteile nicht un¬
nötig lange der Einwirkung erhöhter Temperatur ausgesetzt
waren.
— 66 —
b. Versuche zur Festlegung der für die Aloinkristallisation
geeignetsten Bedingungen.Schon im Laufe der bisherigen Untersuchungen hatten wir
dieser Frage unsere Aufmerksamkeit geschenkt, ohne indessenzu brauchbaren Ergebnissen gekommen zu sein. Reine Aloin-
lösungen zeigten ein ausserordentlich gutes Kristallisationsver¬
mögen, Recht gut kristallisiert das Aloin besonders aus wässe¬
rigen oder alkoholischen Lösungen. Aus wässerigen Lösungenkann die Ausbeute noch wesentlich erhöht werden, wenn aus
schwach angesäuertem Wasser kristallisiert wird. Aus methyl¬alkoholischen Lösungen kristallisiert das Aloin etwas wenigerrasch. Kristallisationen aus Azeton und Methylazetat verlaufen
ähnlich wie diejenigen aus Aethylalkohol, Alle Versuche er¬
gaben, dass es leicht ist reines Aloin aus den verschiedensten
Lösungsmitteln in guter Ausbeute umzukristallisieren, dass es
aber recht schwierig wird, sobald grössere Mengen der nicht
kristallisierenden Körper beigemengt sind. Auf diese Erschei¬
nung ist es wohl auch zurückzuführen, dass Barbados- und
Curaçaoaloe, die beide weniger kristallisationshemmende Be¬
gleitstoffe enthalten, auf den verschiedensten Wegen gute Aus¬beuten an Aloin liefern, während hingegen die Kapaloesortennur schwer Aloin auskristallisieren lassen, eine Tatsache, auf
die in der Literatur zu wiederholten Malen hingewiesen wurde.
Nach zahlreichen Versuchen fanden wir im Isobutylalkoholein Lösungsmittel, aus dem das Aloin besonders leicht kristalli¬
siert, selbst dann, wenn diese Lösungen noch reichliche Mengennicht kristallisierender Körper enthalten. Eine quantitativeKristallisation wird allerdings auch mit Isobutylalkohol nicht
erreicht, immerhin aber werden die Ausbeuten an Aloin doch
wesentlich verbessert. Vor allem aber wird durch den Zusatzvon Isobutylalkohol zu den sirupartigen Aloinlösungen, wie sie
jeweils bei der Aloingewinnung erhalten wurden, die Kristalli¬
sationsgeschwindigkeit des Aloins ausserordentlich erhöht. Stattwochen- und monatelang auf die Aloinkristallisation warten zu
müssen, kann man durch Isobutylalkohol eine reichliche Aus¬
scheidung von kristallisiertem Aloin aus solchen sirupdickenMutterlaugen über Nacht erreichen. Es ist dabei nicht nötig,wie im Folgenden gezeigt wird, die Kristallisation in reinen
Isobutylalkohollösungen vorzunehmen, es genügt ein Isobutyl-
— 67 —
alkoholzusatz von ungefähr gleichem Volumen zur Mutterlauge,
in günstigen Fällen reichte auch die Hälfte dieser Menge aus.
Kristallisationsversuche aus reinem Isobutylalkohol ergaben so¬
gar schlechtere Ausbeuten an Aloin. Die geringen Löslichkeits-
unterschiede der Aloebestandteile, vor allem von Aloin, in kal¬
tem und warmem Isobutylalkohol bedingen offenbar diese
.schlechteren Ausbeuten an kristallinem Aloin.
c. Gewinnung von Aloin aus Kapaloe nach der Methylazetat-
Isobutanol-Methode.
Nach den vorstehend beschriebenen Versuchen schritten
wir zur Verwertung der dort gewonnenen Erfahrungen. Die Ex¬
traktion der Aloe wurde zunächst in der Kälte, später auch in
der Wärme vorgenommen. Es können dazu Lösungsmittel¬
gemische verwendet werden — so führten wir beispielsweise
einen entsprechenden Versuch mit Methanol-Chloroform
durch — oder aber reine Lösungsmittel wie Azeton oder
Methylazetat. Zwischen diesen beiden Lösungsmitteln besteht
kein grosser Unterschied. Welches von beiden günstiger ist,
hängt von der verwendeten Aloesorte ab. Bei der Sorte 1 (vgl.
S. 37) wandten wir mit gutem Erfolg Azeton an, bei den Sor¬
ten 2, 3 und 4 erwies sich Methylazetat als geeigneter; es lie¬
ferte rein gelbe Lösungen, während Azeton bei diesen Sorten
schon merkliche Mengen der braunen Harzkörper mitlöste. Wie
sehr die Verhältnisse von Aloesorte zur Aloesorte schwan¬
ken können, geht auch aus der Tatsache hervor, dass bei den
Mustern 1, 2 und 4 bei der Extraktion mit Methylazetat in der
Kälte neben der gelben Methylazetatlösung ein tiefdunkles,
mehr oder weniger zähes, klebriges Harz zurückblieb. Bei der
Sorte 3 hingegen bildete sich aus dem schwarzen Harz und der
gelben Methylazetatlösung eine ziemlich dünnflüssige, dunkle
Emulsion, aus der sich die dann orangerot gefärbte Methylazetat¬
schicht erst nach mehreren Stunden vom dickflüssigen Harz ab¬
trennte.
Beispiele der Aloingewinnung:
Verfahren a)
«200 g Kapaloe werden pulverisiert und während 14 Stunden mit
einem Liter Azeton geschüttelt. Die rote Lösung wird abgegossen
und der Rückstand nochmals mit 250 cm3 Azeton geschüttelt. Die
orangerote Lösung wird nach 14 Stunden gleichfalls abgetrennt. Mit
— ÖS —
dem schwarzbraunen Rückstand wird noch eine weitere, analoge Ex¬traktion durchgeführt und damit nochmals 250 cm3 orangebraune Ex¬
traktlösung erhalten. Die vereinigten Lösungen werden mehrere Tagein den Eisschrank gestellt, wobei geringe Mengen eines bräunlichen
Niederschlags ausfallen. Von diesem Niederschlag wird abgetrennt.Die Lösung soll dann ihre bräunliche Nuance verloren haben undrein rotorange aussehen. Ist dies nicht der Fall, so wird nach Zusatz
einiger cm3 Tetrachlorkohlenstoff nochmals kühl gestellt, worauf diebraunen Anteile ausfallen. Die Lösung wird nun auf dem Wasser-bad zur Sirupdicke konzentriert, und zu der nun tiefroten Lösungungefähr die Hälfte ihres Volumens Isobutylalkohol zugefügt. Nachkurzem Kratzen mit dem Glasstab oder Impfen mit einigen KristallenAloin beginnt die Kristallisation. Ueber Nacht wird in den Eisschrpnkgestellt und am anderen Morgen ist die gesamte Lösung zu einer
gelben Kristallmasse erstarrt. Die weitere Reinigung des erhaltenenRohaloins ist anschliessend an das Verfahren y (S. 69) beschriebene
Verfahren ß)«200 g Kapaloe werden pulverisiert und in einer geräumigen Reib¬
schale mit 200 cm3 Methylazetat mit dem Pistill gut durch¬
gearbeitet. Sobald das Methylazetat eine orangegelbe Färbung ange¬nommen hat, wird es abgegossen und die Extraktion auf die gleicheWeise fortgesetzt mit je 50—60 cm3 Methylazetat, bis insgesamt 2,5 1
stark gelb gefärbte Lösung gewonnen sind. Der schwarze Rückstand,der erst ziemlich zäh ist, wird nach den zahlreichen Extraktionenimmer dünnflüssiger. Die Extraktlösungen sind anfangs von orange¬gelber Farbe, später von etwas hellerer Tönung, ohne aber vollständigfarblos zu werden. Selbst nach Extraktion mit 4 1 Methylazetat bleibendie Methylazetatlösungen noch deutlich gelb gefärbt. Die 2,5 1 Methyl¬azetatextrakt werden nun wie bei dem Verfahren a) auf dem Wasser¬bad zur Sirupkonsistenz gebracht (wobei leicht Siedeverzug eintritt)und das Aloin nach Zusatz von Isobutylalkohol zur Kristallisation ge¬bracht.»
Verfahren y)«200 g Kapaloe in Pulver werden mit einem Liter Methyl-
a z e t a t während ungefähr 30 Minuten auf dem Wasserbad am Rück¬flusskühler im Sieden gehalten. Dann lässt man abkühlen, stellt in denEisschrank und kann nach einiger Zeit die tief orangerot gefärbteLösung vom Rückstand abgiessen. Dieser Rückstand besteht aus zweiSubstanzen: einem sich, rasch abscheidenden, pulverigen, schwarzen
Körper und einem, erst nach längerem Stehen erscheinenden, rot¬
braunen, harzigen Körper. Die weitere Aufarbeitung der orange ge¬färbten Lösung geschieht wie bei den oben beschriebenen Verfahren.»
Das Verfahren y wurde mit Erfolg nur bei der Sorte 4 (vgl.S, 37) durchgeführt. Welches von den vorstehend beschriebenenVerfahren im speziellen Falle das geeignetste ist, lässt sich nicht
— 69 —
'
ohne weiteres sagen. Bei harzreichen Sorten wurde mit dem
etwas umständlicheren Verfahren ß) die besten Erfahrungen ge¬
macht, während das Verfahren y) nur bei harzarmen Aloesorten
anwendbar scheint. Durch die Verwendung von Isobutylalkohol
zur Aloinkristallisation lassen sich übrigens auch ältere, in der
Literatur beschriebene Verfahren mit besserem Erfolg anwen¬
den, so beispielsweise dasjenige von Léger (11) (12) mit
Methylalkohol-Chloroform. Die dabei erzielten Ausbeuten an
kristallisiertem Aloin scheinen denjenigen der neuen Methoden
kaum nachzustehen.
Die nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren
gewonnenen Aloinkristalle können auf verschiedene Weise von
der sirupdicken Mutterlauge getrennt werden. Zentrifugieren,welches zuerst versucht wurde, gab nicht die gewünschtenResultate: die von der Kristallmasse noch eingeschlossene Mut¬
terlauge drückte die Ausbeuten bei den nachfolgenden Um¬
kristallisationen stark herab. Bessere Resultate ergab Filtration
durch ein dünnes Wattefilter (z. B. Wattefilter «Rhena», Ver-
bandstoffabrik Schaffhausen) auf einem Jenaer Glas-Büchner-
Trichter. Schliesslich erzielten wir bei vorsichtigem Arbeiten
mit einer Jenaer Glasfilternutsche (z. B. 17 G 2) die erwünsch¬
ten Resultate. Es empfiehlt sich, der Abtrennung der Aloin¬
kristalle von der Mutterlauge grosse Aufmerksamkeit zu schen¬
ken. Werden die Aloinkristalle nicht möglichst von der anhaf¬
tenden Mutterlauge befreit, so treten bei den nachfolgendenUmkristallisationen erhebliche Einbussen an Aloin auf, bedingt
durch die kristallisationshemmenden Stoffe. Auch bei sorg¬
fältigem Waschen mit eiskaltem Isobutanol oder Azeton
schmilzt die Ausbeute beim späteren Umkristallisieren noch
beträchtlich zusammen, immerhin aber in bescheidenerem
Masse, als wenn nur abgenutscht und nicht gewaschen wird,
wie aus nachstehenden Diagrammen zu entnehmen ist.
— 70 —
^
—g
Lösungsmittel?
—K
AloinGewöhnliche
ttnkristallisationen
h
<o
•p
pH
Ein
ÖDB Cl3-HCO OOHH«i
tot«
1 160
50
40
30
20
10
ml
Umkristallisationen
t jeweiligem Auswaschen
der Kristalle
50
Auskristallisation40
Auskristallisation30
20
10
0
1.
Um
2.
kris
3.
tall
4.
isat
5.
ion
1. 2. 3- 4. 5.
Umkristallisation
Die Diagramme zeigen die Ausbeuten an Aloin (dick ausgezogen) aus
200 g Kapaloe, wie sie nach den verschiedenen Umkristallisationenaus Aethylalkohol erhalten wurden. Nach jeder Umkristallisation wurdedas Aloin in Hochvakuum bei ca. 0,3 mm Hg und 70—90° über Nachtgetrocknet. Das Diagramm links zeigt die Verhältnisse, wenn das aus¬
kristallisierte Aloin nicht gewaschen wurde. Rechts ist das Verhaltenvon Aloin dargestellt, das gut mit Isobutanol ausgewaschen wurde.In den beiden Diagrammen sind gleichzeitig die Mengen Aethylalkohol(dünn ausgezogen) eingezeichnet, aus denen kristallisiert worden war.
Die Zunahme dieser Mengen Lösungsmittel für die letzten Kristalli¬sationen ist durch die viel geringere Löslichkeit des reinen Aloins
bedingt.
Wie aus den obenstehenden Diagrammen zu entnehmen ist,gelang es uns, auf diese Art ungefähr 12 %> der Aloe in kristal¬linem Aloin zu erhalten, also ungefähr die doppelte Menge, diebis anhin aus Kapaloe isoliert werden konnte. Damit dürfte aber
nicht alles Aloin der Kapaloe erfasst worden sein. Die Mutter¬
laugen der ersten Aloinkristallisation, sowie der nachfolgendenUmkristallisationen zeigten nämlich mit der Borax-Fluoreszenz¬
reaktion, wie nicht anders zu erwarten war, noch deutlich die
Anwesenheit von Aloin an. Aus den Mutterlaugen der Um¬
kristallisationen Hessen sich auch ohne weiteres noch geringeMengen von Aloin abscheiden, hingegen erwies es sich als un¬
möglich, aus der tiefroten, sirupartigen Mutterlauge der ersten
— 71 —
Kristallisation irgendwie Aloin gewinnen zu können. Bei wei¬
terem Einengen und Kühlstellen schieden sich wohl grosse
Mengen eines hellgelben, flockigen Niederschlages ab, nie aber
konnte eine kristalline Struktur dieses Niederschlages bemerkt
werden. Durch mehrmaliges Auflösen in Azeton und Fällen
durch Zusatz von Isobutylalkohol konnte dieser Körper chro¬
matographisch einheitlich erhalten werden. Er zeigte auf
Bariumsulfat eine orangerote Zone wie das Aloin. Beim Trock¬
nen bei erhöhter Temperatur verharzte diese gelbe Substanz,
auch beim Trocknen bei gewöhnlicher Temperatur traten Zer¬
setzungen ein, erkenntlich an der Braunfärbung. Weitere Unter¬
suchungen an diesem Körper, der wohl die Hauptmenge der
Kapaloe ausmachen dürfte, wurden daher nicht vorgenommen.
4. Methoden, beruhend auf der Fällung des Aloins
oder der Nebenstoffe als Erdalkaliverbindungen
Von Schäfer (24) wurde 1898 erstmals der Vorschlag ge¬
macht, Aloin als schwerlösliche Erdalkaliverbindung von den
übrigen Aloebestandteilen abzutrennen. Schäfer erhielt aus
verschiedenen Aloesorten des Handels 15—30 °/o Aloin. Ob auch
eine Kapaloesorte eine solch hohe Ausbeute an Aloin lieferte,
ist aus der Arbeit Schäfers nicht zu entnehmen. Es schien
aber jedenfalls interessant, diese Methode auf Kapaloe anzu¬
wenden. Dabei wurden nun allerdings starke Zersetzungen fest¬
gestellt, was bei dieser Arbeitsmethode in wässerigem Am¬
moniak ja zu erwarten war. Ausserdem traten bei den Kri¬
stallisationsversuchen dieselben Erscheinungen auf, wie sie
schon bei den früheren Methoden beobachtet und beschrieben
wurden: langsame und unvollständige Kristallisation des Aloins.
Es scheinen also noch reichlich kristallisationshemmende Körper
mitgefällt zu werden, die dann die Aloinkristallisation stören.
In neuester Zeit haben Stollu. Mitarbeiter (138) eine
ähnliche Methode mit Erfolg zur Isolierung der Sennaglykoside
angewandt. Da die Sennaglykoside (Sennosid A und B) als Oxy-
methylanthrachinonglykoside nahe Verwandtschaft zum Aloin
aufweisen, schien es durchaus möglich, mit Hilfe dieser Me¬
thode das Aloin aus der Aloe zu isolieren. S t o 11 arbeitet nicht
- 72 -
mehr wie Schäfer (24) in wässerigem, sondern in methyl¬alkoholischem Milieu. Dadurch wird das Aloin, das in wässe¬
riger Lösung besonders alkaliempfindlich ist, weitgehend ge¬schont. Wir versuchten nun nach dem Verfahren von S t o 11 u.
Mitarbeitern, Aloin aus Kapaloe zu gewinnen:«Eine methylalkoholische Lösung von Kapaloe, die noch reichlich
dunkel gefärbte Harzstoffe enthält, wird mit einer methylalkoholischenLösung von geschmolzenem Kalziumchlorid versetzt, wobei kein Nie¬
derschlag entsteht. Nun setzt man nach und nach methylalkoholischesAmmoniak zu, wobei es sofort zu reichlichen Ausscheidungen kommt.Die ersten Ausscheidungen sind von graubrauner Farbe und enthaltendie dunkel gefärbten Anteile der Aloe. Wird von diesem dunklen
Niederschlag abgetrennt und das Filtrat langsam weiter mit Ammoniakgefällt, so entstehen erst schmutziggelbe, später rein lehmgelbe,flockige Ausscheidungen. Die ersten, die mittleren und die letzten
Ausscheidungen werden getrennt weiter untersucht. Nach gutem Ab-nutschen und Waschen in wenig Methylalkohol werden die Nieder¬
schläge mit methylalkoholischer Salzsäure zerlegt, die dunklen, rot
braunen Lösungen im Vakuum konzentriert und mit Isobutylalkoholzur Kristallisation versetzt. Nach einiger Zeit kristallisieren aus der
Lösung der zuletzt ausgefallenen Erdalkaliverbindung, die auch vielheller erscheint als die beiden ersten, geringe Mengen von Aloin.Ausbeute 6 g Rohaloin aus 50 g Aloe.»
Die unbefriedigenden Ausbeuten an Aloin veranlassten
uns, zumal ja mit der Methylazetat-Isobutanol-Methode brauch¬bare Resultate erhalten worden waren, auf weitere Versuche in
dieser Richtung zu verzichten. Es erscheint aus folgenden Grün¬den verständlich, dass mit dieser Methode bei der Aloe nicht
ohne weiteres gute Resultate erhalten werden:
1. Die Sennoside, bei denen diese Methode gute Erfolgeergab, sind Karbonsäuren, die Erdalkaliverbindungendemnach Salze; die Löslichkeit dieser Salze in Methyl¬alkohol dürfte gering sein. Das Aloin hingegen wird
offenbar als Erdalkaliphenolat gefällt (eine Karbox yl-gruppe wurde bisher beim Aloin nicht festgestellt).Dieses Phenolat ist leicht zersetzlich und geht beim
Waschen mit Methylalkohol mit gelbbrauner Farbe in
Lösung.2. Die Aloe enthält neben dem Aloin, wie aus den Arbeiten
Légers (34) hervorgeht, eine grössere Menge ähnlich
gebauter Verbindungen (amorphes ß-Barbaloin), gleich¬falls Phenole, deren Fällungsbedingungen als Erdalkali-
phenolate nur sehr wenig von denen des Aloins ab¬
weichen dürften.
— 73 -
Dennoch erscheint es nicht aussichtslos, die Fällungs¬
bedingungen derart festlegen zu können, dass in erster Linie die
amorphen Aloebestandteile ausgefällt werden, wodurch auf ein¬
fache Art eine Anreicherung des Aloins erreichbar wäre.
5. Methode, beruhend aui der Fällung der Nebenstoffe
mit Gerbsäure
Diese Methode sei hier nur der Vollständigkeit wegen an¬
geführt. Kondracki (46) hatte 1874 die Fällbarkeit gewisser
Aloebestandteile als Gerbsäureverbindungen bemerkt und dar¬
auf eine Wertbestimmungsmethode aufgebaut. Der Wert dieser
Methode wurde später von Treumann (8) bestritten. 1897
stellte S t o e d e r (139), im Gegensatz zu anderen, früheren
Autoren, fest, dass Curaloin durch Tannin nicht gefällt wird,
und Groenewold (10) konnte zeigen, dass weder reines
Barbaloin noch Curaloin durch Gerbsäure gefällt werden. Auch
Kapaloin gab uns mit Tannin keine Fällung. Sogar eine wässe-
lige, kalt gesättigte Kapaloelösung zeigte beim Versetzen mit
Tanninlösung weder Trübung noch Niederschlag. Wir ver¬
zichteten daher auf weitere Versuche in dieser Richtung.
6. Zusammenfassung der Ergebnisse über die Isolierung
grösserer Mengen von Aloin
Wir prüften verschiedene Methoden auf ihre Verwendbar¬
keit zur Aloindarstellung in grösserem Maßstab. Die erhaltenen
Resultate entsprachen vorerst nicht den Erwartungen, erst als
wir im Isobutylalkohol ein vorzügliches Kristallisationsmittel
fanden, erhielten wir bessere Ausbeuten. Bei Verwendung von
Isobutanol als Kristallisationsmittel liefern auch ältere Aloin-
darstellungsverfahren, so besonders dasjenige von Léger (11)
(12) bedeutend bessere Ausbeuten als früher. Es gelang uns, bei
sorgfältigstem Abtrennen der Aloinkristalle von der Mutter¬
lauge, aus Kapaloe 12 % reines Aloin zu gewinnen, ungefähr das
Doppelte der bisher erzielten Ausbeuten.
D. Beiträge zur Aufklärung der
Zusammensetzung und Konstitution des
Kapaloins
1. Einleitung
Wie schon im ersten Teil dieser Arbeit dargelegt wurde,und wie aus den tabellarischen Uebersichten dieses Kapitelshervorgeht, weisen beinahe alle bisher von den verschiedenenAutoren aufgefundenen physikalischen und chemischen Datenüber das Aloin Schwankungen auf, die weit über das normaleMass solcher Differenzen hinausgehen. Als Ursachen dieses
ungewöhnlichen Verhaltens kommen in erster Linie folgendedrei Möglichkeiten in Betracht:
1. Das Aloin ist kein einheitlicher Körper, sondern ein
Gemisch nahe verwandter Substanzen.
2. Die Resultate der verschiedenen Arbeiten stimmen
untereinander nicht überein, weil sie von Aloinen ver¬
schiedener Aloesorten erhalten wurden, und diese Aloinenicht identisch sind.
3. Die Schwankungen in Kristallwassergehalt des Aloins,oder die Anwesenheit schwer zu entfernender Kristall-
lösungsmittel machen sich bemerkbar.
Alle diese Möglichkeiten sind von früheren Autoren schondiskutiert worden, ohne dass es aber gelungen wäre, die Ur¬
sachen der Differenzen im Verhalten des Aloins aufzudecken.Wir nahmen daher die Untersuchung erneut auf, mit dem Ziel,einheitliches, reines Aloin darzustellen, das uns erlauben sollte,anhand konstanter Analysendaten die Zusammensetzung undGrösse des Aloinmoleküls festzulegen und Beiträge zur Kon¬
stitutionsaufklärung zu liefern.
- 75 —
2. Ueber die Zusammensetzung und Grösse
des Aloinmoleküls.
a. Darstellung und Prüfung von reinem Kapaloin
a) Darstellung.
30 g Kapaloin, erhalten aus der sirupdicken Mutterlauge
der Methylazetat-Isobutanol-Aufarbeilung, wurden erst zwei¬
mal aus absolutem Alkohol, hiera.uf aus absolutem Azeton, dann
aus Methanol und schliesslich noch einmal aus absolutem Alko¬
hol umkristallisiert. Die ersten Mutterlaugen waren noch deut¬
lich rot gefärbt, die letzten nur noch hellorange. Die Kristalli¬
sationsgeschwindigkeit war anfangs nicht sehr gross — bei der
ersten Kristallisation schied sich das Aloin erst im Laufe einiger
Stunden ab — wurde aber nach jeder Umkristallisation grösser,
und besonders bei der letzten Auskristallisation aus Aethanol
schied das Aloin aus der warm gesättigten Lösung beim Ab¬
kühlen fast schlagartig aus. Unter dem Mikroskop erwiesen sich
die Aloinkristalle als dünne, ganz schwach gelb gefärbte Platten.
Dies ist insofern bemerkenswert, als das Aloin meist als feine
Nadeln beschrieben wird und wir selbst es bisher immer in
nadeiförmigen Kristallen erhalten hatten. Den zahlreichen Be¬
funden der Literatur, nach denen das Aloin in büschelförmig
angeordneten Nadeln auftritt, stehen allerdings die Angaben von
Smith (3), Kiefer (45) u, a. entgegen. Smith spricht von
rhombischen Platten, Kiefer hatte Kapaloin aus Aethyl-
alkohol in prismatischen Kristallen erhalten.
Bei späteren Untersuchungen konnten wir in einem Falle
bei Umkristallisation aus Methylalkohol feststellen, dass bei
den ersten, langsamen Kristallisationen das Aloin in Nadeln
ausschied, bei späteren, sehr raschen Kristallisationen in fast
rechtwinkligen Platten. Bei erneuter Umkristallisation dieser
Platten traten aber oft wieder die nadeiförmigen Kristalle auf.
Das Aloin scheint demnach in zwei verschiedenen Formen zu
kristallisieren. Die büschelförmig angeordneten Nadeln Hessen
sich bei langsamer Kristallisation aus Aethylalkohol stets leicht
erhalten, hingegen war die Abscheidung in Platten von unbe¬
kannten Faktoren abhängig und Hess sich nur in wenigen Fällen
erzielen.
— 76 —
Nach 24stündigem Vortrocknen in einem evakuierten Ex-sikkator wurde das Aloin im Vakuum (0,3 mm Hg) bei 78 °
6 Stunden getrocknet. Die Ausbeute an hellgelbem, glänzendemAloin, dessen kristalline Struktur schon makroskopisch festzu¬stellen war, betrug knapp 14 g, entsprechend ca. 9 °/o der ver¬
wendeten Aloemenge.
ß) Prüfung des Kapaloins.Von einem Vergleich unseres Kapaloins mit Aloinen an¬
derer Aloesorten wurde vorerst abgesehen, da uns doch keinesicheren Kriterien zur Feststellung der Identität zur Verfügungstanden. Dagegen prüften wir um -»r Kapaloin auf Einheitlichkeitund Reinheit durch die Bestimmung folgender Eigenschaftenund Grössen:
aa) Schmelzpunkt
ßß) Chromatographisches Verhalten
Yy) Verteilungkoeffizient in Wasser-Essigesterôô) Kohlenstoff- und Wasserstoffwerte der Elementar¬
analysen
es) Methoxylgehalt
aa) Bestimmung des Schmelzpunktesvon Kapaloin.
Der Bestimmung des Schmelzpunktes von Kapaloin durftevon Anfang an kein allzu grosser Wert beigemessen werden.Die bisher veröffentlichten Daten weisen erhebliche Differenzenauf, die Léger (13) auf die Tatsache zurückführt, dass dieAloine nicht eigentlich schmelzen, sondern verharzen. DieseBeobachtung können wir bestätigen: die Aloinkristalle schmol¬zen meistens nicht zu Tröpfchen zusammen, sondern gingen in
unregelmässig geformte, anscheinend klebrige Flüssigkeits¬teilchen über, Diesen «Schmelzpunkt» fanden wir im Mikro-
Schmelzpunktbestimmungsapparat nach Kofier-Fuchs bei137—139°. In nachstehender Tabelle 4 haben wir die wichtig¬sten Schmelzpunktsdaten aus der Literatur zusammengestellt,Angaben über das Nataloin [vgl. Tschirch u. Klaveness(140) und Léger (141)], sowie über das Sicaloin [Condo-V i s i c c h i o (36)], die von den übrigen Aloinen mit Sicherheitabweichen, sind in dieser Tabelle, und den nachfolgenden Aus¬führungen überhaupt, nicht berücksichtigt. Ferner wurden An-
— 77
gaben, die sich offenbar auf kristallwasserhaltige Aloine be¬
zogen, weggelassen.
Tabelle 4
Der Schmelzpunkt des Aloins.
Jahr Autor Aloinsorte Smp. Bemerkgen.
1852 Stenhouse (19) Barbados 150»
1876 Schmidt (64) Barbados 146—148»
1890 Groenewold (10) Barbados
Curaçao
147»
147°
1898 Tschirch u.Pedersen (28) Barbados 147°
1901 Tschirch u. Klaveness (61) Uganda
Kap
138-139»
138—139»
1903 Tschirch u. Aschan (32) Kap 142»
1904 Kujlensterna (69) Kap 138-139»
1905 Jowett u. Potter (70) Barbados 145—150» unscharf
1905 Tschirch u.
Hoffbauer (33)
Jafarabad
Uganda
Barbados
Curaçao
152»
147»
147»
147»
Beginn des
Sinterns 147°
Barbados
+ Curaçao147° Misch-Smp.
Barbados
+ Kap152» Misch-Smp.
Curaçao+ Kap
152» Misch-Smp.
1905 van Itallie (124) Curaçao 146—148»
1909 Scharf (37) Barbados
Kap
146—148»
146-148»
1923 Engelhardt u. Crosbie(43) Handelsaloin 134-138°
1925 Kiefer (45) Kap 147» Beginn des
Sinterns 130"
Aus Tabelle 4 ist zu entnehmen, dass sich sämtliche Werte
deutlich in zwei Gruppen anordnen lassen: eine Gruppe um
138 °, in der meist das Kapaloin und kapartige Aloine (Uganda)
zu finden sind und eine zweite Gruppe um 147 °, der meistens
Cur- und Barbaloin angehören. Diese Zweiteilung ist allerdings
— 78 —
nicht strikte, die Kapaloine von Scharf (37) und Kiefer (45)
befinden sich in der Gruppe der Barbaloine von 147 °. Der von
uns gefundene Wert hingegen gehört eindeutig der Gruppe von
138 »an.
ßß) Prüfung des Kapaloins
durch Chromatographie.
Auch diese Methode konnte nur von beschränkter Brauch¬
barkeit sein, war es uns doch mit der Chromatographie nicht
geglückt, die kristallisationshemmenden Begleitstoffe des Aloins
abzutrennen. Es wurden trotzdem chromatographische Kon¬
trollen durchgeführt, und zwar in alkoholischer Lösung auf
Bariumsulfat, Aluminiumoxyd und Natriumsulfat. Alle drei Chro-
matogramme zeigten im U.V.-Licht eine einheitliche, orangerot
gefärbte Zone. Auf Bariumsulfat und Natriumsulfat Hess sich
diese Zone durch Aethylalkohol glatt eluieren, insbesondere
blieb sie während der Elution auf Bariumsulfat scharf begrenzt,während bei analoger Entwicklung des Chromatogrammes von
Aloe die entsprechende orange, eluierbare Zone sehr ver¬
schwommen wurde.
Yy) Prüfung durch Bestimmung des Ver¬
teilungskoeffizienten von Kapaloin
in Essigester-Wasser.
Zur Bestimmung des Verteilungskoeffizienten in Essigester-Wasser wurden 500 mg Kapaloin in einem Scheidetrichter mit
12 g destilliertem Wasser und 31 g reinem Essigester fünf
Minuten lang geschüttelt. Nach dieser Zeit war völlige Lösung
eingetreten und sobald sich das Ganze klar in die beiden
Schichten geteilt hatte, wurde abgetrennt. Aus beiden Lösun¬
gen wurde das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert, der
Rückstand in einigen cm3 Alkohol aufgenommen, erneut zur
Trockne gebracht und während einer Nacht über Phosphor-
pentoxyd im Vakuum getrocknet. Das Gewicht dieser beiden
Fraktionen wurde ermittelt und dann jede nochmals mit ent¬
sprechenden Mengen Essigester-Wasser fraktionniert. Diese
Aufteilung ist in folgendem Schema festgehalten:
— 79 —
2a.
- 500 mg
X.
Kapaloin •
12b.
Wasser : Essigester :
266 mg 53,2 °o
\\
224 mg
//
= 44,8 °/o
\
3a.
Wasser :
3b.
Essigester Wasser :
3c 3d.
Essigester :
156 mg = 58,6% 98mg = 36,8 % 106 mg 47,3 °/o 115 mg = 51,3 °/o
Diese Verteilungszahlen sprechen keineswegs für die Ein¬
heitlichkeit des Kapaloins, im Gegenteil, es scheint, als ob das
Aloin tatsächlich noch ein Gemisch darstellt. Die verschiedenen
Fraktionen erwiesen sich auch äusserlich als verschieden. Die
Fraktionen 2b, 3b und 3d zeigten die hellgelbe Farbe des ur¬
sprünglichen Aloins, die Fraktionen 2a, 3c und vor allem 3a
zeigten eine mehr goldgelbe Färbung. Es wurde aber beobach¬
tet, dass bei der ersten Ausschüttelung mit Essigester-Wasserbeide Lösungmittel die gleiche gelbe Nuance zeigten, die Unter¬
schiede traten erst während des Eindampfens in Erscheinung.Es dürfte sich dabei um eine partielle Zersetzung des Aloins
handeln. Um derselben zu begegnen, wurde die Bestimmungder Verteilungskoeffizienten in Essigester-Wasser wiederholt,
mit dem Unterschied jedoch, dass während des Eindampfens im
Vakuum Wasserstoff durch eine Kapillare eingeleitet wurde.
Es ergab sich nun folgende Verteilung:
1.
- 500 mg Kapaloin -
2a. 2b.
Wasser : Essigester :
260 mg = 52 % 232 mg = 46,4 °/o
/ \ / \
3a. 3b. 3c. 3d.
Wasser : Essigester : Wasser : Essigester :
145 mg = 55,8 °/o 111 mg = 42,7 °,o 112 mg = 48.3 °;o 113 mg = 48,7 %
Es ist uns auch hier nicht gelungen, die Aloinzersetzung
völlig auszuschalten und einen sicheren Beweis für die Einheit¬
lichkeit des Aloins zu erbringen, doch sind die Verteilungs-
— 80 —
koeffizienten in diesem zweiten Versuch bedeutend gleichmässi-
ger als im ersten, sodass sie wohl nicht als Argument gegen die
Einheitlichkeit des Aloins betrachtet werden können.
ôô) Vorläufige Elementaranalysen.
Unsere bisherigen Untersuchungen hatten uns keine siche¬
ren Beweise für die Reinheit und Einheitlichkeit des Aloins
erbracht. Dennoch gaben wir einige, verschieden umkristalli¬
sierte Muster von Aloin zur Elementaranalyse. Wir hofften
durch gleichmässige Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalte ein
weiteres Kriterium für die Einheitlichkeit des Aloins zu erhal¬
ten. Zunächst dachten wir daran, das Aloin, welches bei der
Bestimmung der Verteilungskoeffizienten aus den verschiedenen
Fraktionen erhalten wurde, der Elementaranalyse zu unterwer¬
fen. Davon sahen wir dann aber ab, weil Essigester erfahrungs-
gemäss aus vielen Substanzen nicht völlig entfernt werden kann
und so die Resultate wertlos macht. Deshalb wurde ein anderes
Aloin (I) in die Elementaranalyse gegeben. Dieses Aloin I war
aus Aethanol umkristallisiert worden. Die Aloine II—IV wurden
aus I durch erneute Umkristallisation gewonnen: II und III
durch mehrmaliges Umkristallisieren aus Aethanol, IV aus
Methanol. Die Trocknung war bei allen vier Mustern ähnlich:
6—8 Stunden bei 70—80° und 0,3 mm Hg.
Es wurden folgende Werte gefunden:*)I. 3,818 mg gaben 8,140 mg C02 und 2,059 mg H20
II. 3,425 mg gaben 7,408 mg C02 und 1,703 mg H20.
III. 3,690 mg gaben 7,886 mg C02 und 1,974 mg H20.
IV. 3,682 mg gaben 7,961 mg C02 und 1,964 mg H20.
Gef. I. C 58,18% H 6,03 %
II. C 59,03% H 5,56 °/o
III. C 58,32 o/o H 5,99 %
IV. C 59,00% H 5,97%
Die Substanzen I und III waren zwischen Trocknung und
Analyse ungefähr zwei Wochen liegen geblieben, die Substanz
II wurde zwei Tage nach der Trocknung analysiert. Die erhal¬
tenen Werte spiegeln die Hygroskopizität des Aloins deutlich
wieder, denn obschon die Substanzen I und III vor der Analysein einem sehr gut verschlossenen Röhrchen aufbewahrt wor-
*) Sämtliche Mikroanalysen dieser Arbeit wurden im Mikrolaborato-
rium der Eidg. Techn. Hochschule, Zürich, unter Leitung von Herrn W.
Manser ausgeführt.
— 81 -
den waren, zeigen die Analysenwerte dieser beiden Muster ein
Absinken des Kohlenstoffgehaltes und ein Anwachsen des Was¬
serstoffgehaltes, wahrscheinlich bedingt durch Wasseraufnahme
der Substanzen. Aber auch die besseren Werte II und IV zeigen
unter sich in den Wasserstoffwerten, und mit den Analysen
früherer Autoren (vgl. Tab. 6, S. 89/90) keine gute Uebereinstim-
mung. Die Annahme lag daher nahe, dass unser Aloin noch
unrein sei, oder Kristallösungsmittel enthalte.
ee) Bestimmung des Methoxylgehaltes
von Kapaloin.
Zur Prüfung unseres Aloins auf Einheitlichkeit stand uns
noch die Ermittlung des Methoxylgehaltes zur Verfügung. Wie
aus der nachstehenden Tabelle 5 hervorgeht, lagen wider¬
spruchsvolle Angaben vor. Die in dieser Tabelle zusammen¬
gestellten Methoxylbestimmungen wurden meistens mit Aloinen,
die aus Aethylalkohol umkristallisiert worden waren, durch¬
geführt. Die Trocknung geschah gewöhnlich, soweit dies den
Publikationen der verschiedenen Autoren zu entnehmen ist, bei
1000.
Tabelle 5
Der Methoxylgehalt des Aloins.
Jahr AutorAloin-
sorte
Meth
Qualit.
oxylbest.
Quantit.
Best,
méthode
Berechnet
auf:
1890 Groenewold (10) Barb. — Zeisel
1898 Tschirch u.
Pedersen (28)
Barb. — Zeisel
1901 Tschirch u.
Klaveness (61)Ugan.
Kap.
i
T
+
9,68 7o
9,50 °/o
Zeisel
ZeiselCi6rlie07
1902 Léger (67) Barb. — Zeisel
modiîiz.
1903 Tschirch u.
Aschan (32)
Ferox. — Zeisel
1905 Kujlensterna (69) Kap. + 9,38 °/o9.76 °/o9,44 °/o
Zeisel C16H10O7
1905 Jowett u.
Potter (70)
Barb. —
Zeisel
1929 Rosenthaler (68) Barb. —
Zeisel
- 82 —
Auffallend sind die gleichartigen Resultate von T s c h i r c hu, Klaveness (61) und Kujlensterna (69). Diese Zahlen ver¬
anlassten mehrere Autoren zur Annahme, dass neben metho-
xylfreiem Barbaloin, methoxylhaltige Kapaloine existieren. Diese
würden dann in naher Verwandtschaft zum Nataloin stehen,welches sicher methoxylhaltig ist (140) (141).
Interessant ist ferner die Tatsache, dass die von Tschirchu, Klaveness und Ku jlensterna gefundenen Methoxyl-gehalte recht gut auf ein Molekül der Formel C16H16O7 oder
C16H18O7 mit einer Methoxylgruppe, also GsHisOéfOCHa), bzw.
Ci5rIis06(OCH3) stimmen.
Ueberraschend sind ferner unsere eigenen Resultate, die
wir mit zwei Kapaloinen (Muster III und IV, S. 80) erhielten:III. 4,457 mg verbrauchten 1,890 cm3 0,02n-Na2S2O3.IV. 4,918 mg verbrauchten 2,471 cm3 0,02n-Na2S2O3.Ber. C2oHis09 (Léger S. 32) eine OCHs-Gruppe: 7,71 °/o OCHj
C20H20O8 (Hauser)CieHisCh (Cahn u. Simonsen)
Gef. III. 4,39% OCHs
IV. 5,20 »/o OCHs
y. Abklärung des Methoxylgehaltes des Kap-aloins und Darstellung von m e t h o x y 1 f r e i e m
Kapaloin.Die ungewöhnlichen Gehalte an Methoxyl, die wir im Kap¬
aloin fanden, können durch folgende Möglichkeiten bedingtsein:
1. Das analysierte Aloin enthält noch Kristallösungsmittel(Methanol oder Aethanol), die nach der Methode Zeiselals Methoxyl bestimmt werden. Denkbar ist auch, dassbeim Umkristallisieren aus Alkohol eine partielle Veräthe¬
rung des Aloins eintritt; das analysierte Aloin wäre dannein Gemisch von veräthertem und nicht veräthertem Aloin.
2. Das analysierte Aloin ist noch nicht einheitlich, sondern
ein Gemisch wechselnder Mengen methoxylhaltiger und
methoxylfreier Aloine.
aa) Verätherung oder Kristallalkohol im
Kapaloin?
Allgemein erscheint die Anwesenheit von Kristallalkoholviel wahrscheinlicher als eine Verätherung. Immerhin ist auch
— 83 —
diese ungewöhnlichere Möglichkeit nicht ausgeschlossen. Bei
Annahme der Formel Légers (vgl. S. 32) für das Aloin haben
wir in der Zuckerkette die freie Karbonylgruppe. Liegt diese
Zuckerseitenkette im Aloin in der Laktolform vor, so ist es wohl
denkbar, dass die freie glykosidische Hxdroxylgruppe, die ja
besonders reaktionsfähig ist, vom alkoholischen Lösungsmittel
veräthert werden kann.
Die Frage, ob im Aloin Anwesenheit von Kristallalkohol
oder Verätherung angenommen werden muss, wurde auf ver¬
schiedene Weise abzuklären versucht.
Zunächst unterwarfen wir ein Aloin (3,7 % OCH3) einer
sorgfältigen Trocknung. Die dabei eingetretenen Veränderungen
im Methoxylgehalt sind nachstehend dargestellt;
Ursprüngliches Aloin:
22,4 mg verbrauchten 1,62 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,7% OCH3
23,9 mg verbrauchten 1,71 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,7 % OCHs
Trocknung bei Zimmertemperatur bei 0,3 mm Hg (48 Stunden):
20.1 mg verbrauchten 1,43 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,7 %> OCHs
26,0 mg verbrauchten 1,78 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,5 °/o OCHs
Trocknung bei 70°, 0,3 mm Hg (6 Stunden)
21,7 mg verbrauchten 1,47 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,5 % OCHs
Trocknung bei 70°, 0,3 mm Hg (14 Stunden)
18,7 mg verbrauchten 1,26 cm3 0,ln-Na2S2O3 = 3,5% OCHs
26,0 mg verbrauchten 1,75 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,5% OCHs
Trocknung bei 90°, 0,3 mm Hg (14 Stunden)
24,0 mg verbrauchten 1,45 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,1% OCHs
20,9 mg verbrauchten 1,37 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,4% OCHs
25.2 mg verbrauchten 1,54 cm3 O.ln-lfe&Os = 3,2% OCHs
Trocknung bei 90°, 0,3 mm Hg (34 Stunden)
19,4 mg verbrauchten 1,12 cm3 0,ln-Na2S2Os = 3,0% OCHs
Trocknung bei 110°, 0,3 mm Hg (14 Stunden)
23,6 mg verbrauchten 1,19 cm3 0,ln-Na2S2Os = 2,6% OCHs
Bei der letzten Trocknung bei 110° war eine Veränderung des Aloins
festzustellen. Die ehemals hellgelbe Farbe war deutlich in goldgelb
übergegangen, an einigen Berührungsstellen mit dem Glas sogar in
bräunlichgelb. Es wurde daher auf eine weitere Trocknung bei so
hoher Temperatur verzichtet, obwohl dadurch eine deutliche Abnahme
des Methoxylgehaltes erreicht worden war.
Sämtliche oben angeführten Methoxylbestimmungen wur¬
den von uns selbst nach der Methode V i e b ö c k und
Schwappach (142) durchgeführt. Bei der von diesen Auto¬
ren vorgeschlagenen Apparatur erwies es sich als praktisch,den Wäscher etwas zu vergrössern, um bei der vorrechne-
— 84 —
benen Menge Waschflüssigkeit von 5 cm3 ein Ueberspritzenderselben in die Vorlage zu vermeiden. Ausserdem war der Halsdes Siedekölbchens etwas zu verlängern, da sonst der Schliffzwischen Siedekölbchen und Aufsatz infolge der starken Erwär¬
mung des Schliffmantels leicht undicht wurde. Unsere ResultateHessen die erste Möglichkeit, die Anwesenheit von Kristall¬alkohol im Aloin, als nicht sehr wahrscheinlich erscheinen, war
doch der Methoxylgehalt durch langes Trocknen nur wenig ge¬sunken. Allerdings sind Fälle bekannt, bei denen Kristallalkoholsehr fest gebunden ist und erst bei 120° vollständig entweicht.So hohe Trocknungstemperaturen kamen aber wegen der
Empfindlichkeit des Aloins nicht in Frage.Die Frage, ob im Aloin Kristallalkohol vorhanden ist, oder
ob es veräthert ist, muss auch auf Grund der Resultate von
Elementaranalysen beantwortet werden können. Verfolgen wirdie Kohlenstoffwerte der Formel von Cahn u. Simonsen(S, 32), so stellen wir fest, dass bei zunehmender Verätherungdes Aloinmoleküls die Kohlenstoffwerte ansteigen, bei zuneh¬mendem Gehalt an Kristallalkohol dagegen abnehmen. Dasselbetrifft für die Formeln Légers und H a u s e r s zu. Wir kristal¬lisierten daher das Aloin IV (S. 80) nochmals aus Aethanol um
und trockneten vor der Analyse ohne Rücksicht auf eine geringeVerfärbung in goldgelb während 8 Stunden bei 110° (Aloin V).
V. 3,856 mg gaben 8,442 mg COa und 1,913 mg H2O
28,3 mg verbrauchten 1,86 cm5 0,ln-Na2S2O3
Gef. C 59,75 °/o H 5,55 %> OCHs 3,4 °/oIV. {frühere Analyse) C 59,00 »/o H 5,97 %> OCHs 5,2 n/o
Dieser Befund spricht für die Anwesenheit von Kristall¬alkohol im Aloin.
Eine weitere Stütze für das Vorhandensein von Kristall¬alkohol lieferte die Kristallalkoholbestimmung nach dem
Prinzip von Goldschmiedt (143). Für diese Bestimmungwurde der Methoxylbestimmungsapparatur von V i e b ö c ku. Schwappach (142) ein kleines U-Röhrchen vorgeschaltet,sowie ein Mikro-Gaswaschröhrchen. In das U-Rohr wurde dasAloin eingefüllt, in das Gaswaschröhrchen Jodwasserstoffsäure(d ;= 1,7), U-Rohr und Wäscher wurden in einem Bad auf 120°erhitzt und während vier Stunden ein Kohlendioxydstrom erstüber das Aloin, dann durch den Wäscher und hierauf durch dienormal beschickte Methoxylbestimmungsapparatur geleitet.
— 85 —
Nachdem durch Bestimmungen mit bekannten kleinen Mengen
Methylalkohol das ordnungsgemässe Funktionieren des Appa¬
rates festgestellt worden war, wurde der Kristallalkohol des
Aloins ermittelt:
34,6 mg Aloin (5,2 °/o OCHs) verbrauchten 2,75 cm3 O.ln-NasSaOs
39,1 mg Aloin (5,2 °/o OCHs) verbrauchten 3,69 cm3 O.ln-lSfeSäOs
39,0 mg Aloin (5,2 »/o OCHs) verbrauchten 3,55 cm3 0,ln-Na2S>O3
Gef. 4,1 o/o, 4,9 o/o und 4,7% OCHa
Auch diese Werte sprechen zugunsten von Kristallalkohol.
Eine weitere Möglichkeit zur Entscheidung, ob im Aloin
Verätherung oder Kristallalkohol vorliegt, konnte eventuell in
der Bestimmung der optischen Drehung gefunden werden. Wenn
im Aloin eine Verätherung stattgefunden hat, dann kaum im
Aglykon, dem Aloeemodin, sondern wahrscheinlicher in der
zuckerartigen Seitenkette. Weder von den phenolischen noch
der alkoholischen Hydroxylgruppe des Aloeemodins ist eine
besondere Reaktionsfähigkeit zu erwarten [vgl. hierzu Grabe
(144)]. Wird eine eventuelle Verätherung in der Zuckergruppe
angenommen, dann dürfte die Verätherung in erster Linie am
glykosidischen Hydroxyl stattgefunden haben, sofern dieses frei
ist, also an dem C-Atom des Aloins, das in erster Linie die
Drehung bedingen dürfte. Tritt bei einem, an diesem C-Atom
sitzenden Substituenten eine Aenderung ein — OC2H5, statt
OH — dann ist eine deutliche Aenderung im Drehvermögen
des Aloins zu erwarten. Ist dagegen Kristallalkohol im Aloin
vorhanden, so dürfte die bei der Bestimmung der optischen
Aktivität anwesende, geringe Menge solchen Alkohols das
Drehvermögen des Aloins kaum beeinflussen.
Die Resultate, die wir bei der Bestimmung der spezifischen
Drehung erhielten, sind in einem späteren Abschnitt «Spezi¬
fische Drehung des Aloins» zusammengestellt. Sie entsprachen
nicht den Erwartungen, die wir an obige Ueberlegungen knüpf¬
ten, indem methoxylarmes und methoxylreiches Aloin deutlich
verschiedene Drehung aufwiesen. Entgegen dieser Tatsache,
die eher für eine Verätherung des Aloins spricht, erscheint die
Anwesenheit von Kristallalkohol im Aloin nach unseren anderen
Untersuchungen doch als gesichert. Das anomale optische Ver¬
halten des Aloins scheint daher nicht durch Verätherung bedingt
zu sein, sondern auf einer anderen Voraussetzung zu beruhen.
— 86 -
ßß) Gibt es methoxylhaltige Kapaloine?Die Existenzmöglichkeit methoxylhaltiger Kapaloine, wie sie
von mehreren Autoren angenommen wird, kann durch Metho-
xylbestimmungen an der Aloe selbst abgeklärt werden. Bei
Annahme eines Aloingehaltes von 20 % in der Aloe müsste bei
einer Aloinformel CisHnOôfOCrk) [Tschirch u. K 1 a -
v e n e s s (61) und Kujlensterna (69)] ein Methoxylgehaltder Aloe von fast 2 % gefunden werden. Auch bei einem Aloinder Grösse C20 [Léger und Hau s er (S. 32/33)] müsste die Aloebei einem Aloingehalt von 20 % über 1,5 % Methoxyl aufweisen.
Wir führten nun einige Methoxylbestimmungen durch, und
zwar mit den Sorten 3 und 4 (vgl. S. 37), sowie mit einer Uganda¬aloe aus der Sammlung des pharmazeutischen Institutes der
Eidg. Techn. Hochschule, Zürich. Diese Ugandaaloe stammt aus
dem Jahre 1899 und ist als «Muster von Prof. Greenish» be¬
zeichnet. Es dürfte sich mit grosser Wahrscheinlichkeit um die¬
selbe Aloesorte handeln, aus der Tschirch u. Klaveness
(61) das methoxylhaltige Ugandaaloin isoliert hatten.
Wir erhielten folgende Resultate:
34.0 mg Aloe 3 verbrauchten 0,24 cm3 0,ln-Na2SäOs
32,2 mg Aloe 3 verbrauchten 0,20 cm3 O.ln-NaÄOa
41,7 mg Aloe 4 verbrauchten 0,22 cm3 0,ln-Na2S2Os32.1 mg Ugandaaloe verbrauchten 0,19 cm3 O.ln-Na'SaOa
Gef. Aloe 3 0,36 °/o und 0,32 »/o OCHs
Aloe 4 0,27 »A, OCHs
Ugandaaloe 0,31 %> OCHs
Aus diesen Zahlen ergibt sich, dass in den untersuchtenAloesorten methoxylhaltige Aloine nur in geringer Menge vor¬
kommen können, jedenfalls nicht in den von Tschirch u.
Schülern (61) (69) gefundenen Gehalten.
Yy) Versuch einer Erklärung der bisher ge¬fundenen Methoxylgehalte in Kapaloin.Nach unseren bisherigen Erfahrungen wussten wir, dass das
Aloin sehr fest Kristallalkohol gebunden hält. Es lag daher nahe
anzunehmen, dass die früher methoxylhaltig befundenen AloineKristalläthanol enthielten, welches dann als «Methoxyl» be¬stimmt wurde. Berechnet man die von Tschirch u. Schü¬lern (61) (69) gefundenen Werte, unter Annahme einer
Methoxylgruppe im Aloin, als Methoxyl, so kommt man aller-
— 87 —
dings auf ein Aloin der Grösse Cu; nimmt man aber an, dass
Kristalläthanol bestimmt wurde, so findet man beispielsweise
ein Aloin der Grösse C21H22O9 mit IV2 Mol Kristalläthanol:
1 cm3 0,ln-Na2S2O3 = 0,51706 mg OCHs
= 0,76783 mg C2H5OH
= 1,483 . 0,51706 mg C2H5OH
Gef. (Tschirch u. Schüler) 9,55 °/o OCHs
1,483 . 9,55 = 14,18% C2H5OH
Ber. C21H22O9 • IV2 C2H5OH 14,18 °/o C2H5OH
Die Annahme, dass von Tschirch Kristalläthanol be¬
stimmt wurde, scheint berechtigt, hatte doch auch Léger (39)
IV2 Mol Kristallösungsmittel im Aloin festgestellt.
Zur Bestätigung obiger Ueberlegungen kristallisierten wir
kristallalkoholfreies Aloin (erhalten nach dem im nächsten Ab¬
schnitt beschriebenen Verfahren) aus Alkohol um und trock¬
neten im evakuierten Exsikkator über Phosphorpentoxyd. Nach
6 Tagen nahm das Gewicht innerhalb 12 Stunden um weniger
als 1 % ab. Der «Methoxylgehalt» betrug nach dieser Zeit 9,2 %.
20,2 mg verbrauchten 3,60 cm3 0,ln-Na2S2O3 = 9,2 °/o «OCHs»
= 13,6 0/0 C2H5OH
Seltsamerweise schien dieser Kristallalkohol nicht mehr so
fest gebunden zu sein, wie im ursprünglichen kristallalkohol¬
haltigen Aloin. Kristallalkoholbestimmungen nach G o 1 d -
schmiedt (143) in der früher beschriebenen Weise (S. 84)
zeigten, dass nach drei Stunden bei 120 ° 2,9 % «Methoxyl» ent¬
fernt waren, nach sechs Stunden 9,1 %. Bei 100° dauerte das
Vertreiben des Kristallalkohols indessen viel länger: nach drei
Stunden waren nur 0,7 % «Methoxyl» entfernt. Die Möglichkeit,
dass von früheren Autoren Kristallalkohol als Methoxyl be¬
stimmt wurde, besteht also durchaus.
M) Darstellung kristallalkoholfreien
Kapaloins.
Bei unseren vorangegangenen Untersuchungen war uns auf¬
gefallen, dass
1. Aloin, welches aus Methylalkohol umkristallisiert worden
war, leichter «methoxylarm» erhalten werden konnte, als
solches, aus Aethylalkohol umkristallisiert.
— 88 —
2. bei der Trocknung zur Kristallalkoholbestimmung nach
Goldschmiedt (143) bei 120 ° im Kohlendioxydstromeine geringere Verfärbung festzustellen war, als bei
Trocknung im Hochvakuum bei 110°.
Zur Gewinnung eines methoxylfreien Aloins kristallisierten
wir daher ein Aloin von 4,2% Methoxyl zweimal ausMethanol um
und trockneten zuerst im Kohlendioxydstrom bei 110°, bei spä¬teren Versuchen im Wasserstoffstrom nach Groenewold (10)bei 110°, womit wir noch bessere Erfahrungen machten, in¬
dem nun gar keine Verfärbung des Aloins mehr eintrat. Es ge¬
lang uns zunächst nicht, ein vollständig kristallalkoholfreies
Aloin darzustellen. Stets blieben geringe Methoxylgehalte von
0,5—0,8 % erhalten (Aloin VI), Erst ein neues, frisch darge¬stelltes Muster von Aloin, das nach den ersten Kristallisationen
aus Methylazetat-Isobutylalkohol und Aethanol, zweimal aus
Azeton, dann dreimal aus Methanol umkristallisiert worden
war, zeigte nach achtstündiger Trocknung im Wasserstoffstrom
bei 110° keinen Methoxylgehalt mehr (Aloin VII). Ferner wurde
ein weiteres kristallalkoholfreies Aloin dargestellt, indem nach
der Auskristallisation aus Methylazetat-Isobutylalkohol nur aus
Azeton umkristallisiert wurde (Aloin VIII).
Diese kristallalkoholfreien Aloine waren nun nicht mehr
grobkristallin und von hellgelb-glänzendem Aussehen, sondern
erschienen als matt-hellgelbe Pulver von ganz geringem grün¬lichen Stich. Der Schmelzpunkt im Kofier-Fuchs -Mikro-
Schmelzpunktbestimmungsapparat war 142—145 °.
b. Elementaranalysen des Kapaloins.
Die von früheren Autoren durchgeführten Elementar¬
analysen des Aloins sind diesem Abschnitt in nachstehender
Tabelle beigegeben. Ihr ist zu entnehmen, dass die Mehrzahl
der Kohlenstoffwerte zwischen 59,5 und 60,2 % liegt, die Mehr¬
zahl der Wasserstoffwerte zwischen 5,3 und 5,7 %. Umso auf¬
fallender ist es, dass gerade die neuesten Werte von Rosen-
thaler (76) (145) (146) beträchtlich von den obigen Mittel¬
werten abweichen. Da nach zahlreichen Angaben der Literatur
das Aloin sehr schwer wasserfrei zu erhalten ist, dürften die
höheren Kohlenstoffwerte und die niederen Wasserstoffwerte
die genauesten sein: C 60,0—60,2 % H 5,3—5,4 %.
— 89 —
Tabelle 6.
Elementaranalysen des Aloins.
Jahr AutorAloin-
sorte
Kristallisation
ausTrocknung
Zahl
lier
Best
Mittel
% C
werte
°/oH
1852 Stenhouse Barb. C2H5OH Vakuum 2 59,32 5,88
(19) do. + 6 Stdn.
Wasserbad
3 60,63 5,58
1871 Flückiger(147)
Zan. H2SO4 bis
Konstanz
59,20 5.94
1875 Tilden (9) Zan. C2H5OH Vakuum, H2SO4 3 59,49 5,80
1875 Liebelt (63) Barb. C2H5OH 100» 11 58.46 5,61
1876 Schmidt (64) Barb. C2H5OH Vakuum (lang) 4 59,23 5,61
1880 Treumann
(8)
Barb. C2H5OH ca. 2 Wochen
bei 110°
3 59,34 6,33
H2S04-Exsik.
(5 Monate)
2 58,69 5,88
Vakuum*) 3 60,05 6,10
Kap. CüHsOH H2SO4
H2SO4*)
2 59,42
59,22
6,13
6,01
Aloe,
kap^
Cur.
H2SO4
H2S04-Exsik.
(5 Monate)
8
2
59,13
58,72
5,90
5,46
Soc. C2H5OH-H2O Vakuum*) 7 59,39 5,66
1882
1890
Shenstone
(132)
Groenewold
(10)
Jaf.
Barb.
C2H5OH
C2H5OH 70 »/o
Vakuum, H2SO4
Vakuum, 100°
H2-strom,100—110»
2
6
2
60,16
59,96
60,00
5,62
5,33
5,46
H2SO4 2 59,40 5,54
Cur. C2H5OH 70 Vo H2-strom,100—110«
4 60,03 5,42
1898 Tschirch u.
Pedersen
Barb. C2H5OH 70 »/o H2-strom
bis Konstanz60,02 5,07
(28) Soc. C2H5OH H2-strom 2 59,74 5,46
1899 Stoeder
(30)Kap. C2H5OH Exsikkator
bis Konstanz
2 57,7 5,35
1899 Léger (66) Barb. CHsOH Vakuum, H2SO4 3 59,84 5,24
1900 Léger (11) Kap. 2 60,00 5,57
*) Die Feuchtigkeit dieser Substanz wurde bestimmt und bei den
C- und H-Werten entsprechend in Abzug gebracht.
— 90 —
Fortsetzung von Tabelle 6 (Elementaranalysen des Aloins).
Jahr AutorAloin-
Sorte
Kristallisation
ausTrocknung
Zahl
der
Best.
Mitteh
»/o C
*erte
°/oH
1901 Tschirch u.
Klaveness
(61)
Ugand.
Kap.
C2H5OH
C2H5OH
100° 3
2
59,78
59,73
5,47
5,56
1903 Tschirch u.
Aschan
(32)
Ferox.
(KapC2H5OH H2S04-Exsik.,
dann 100»
5 59,99 5,63
1905 Tschirch u.
Hoffbauer
Barb. CHCls-CHsOH Exsikkator,dann 100»
2 60,04 5,27
(33)Cur. do. do. 2 60,16 5,15
Barb. (von Légerdargestellt)
59,93 5,30
Ugand. CHCls-CHsOH Exsikkator,dann 100°
59,95 5,79
Kap. do. do. 59,79 5,66
Jaf. do. do. 3 60,54 5,48
1905 Jowett u.
Potter (70)Barb. 5 verschiedenen
Lösungsmit¬teln
105—110» bis
Konstanz5 59,6 5,5
1909 Scharf (37) Kap. CH3OH Exsikkator,dann 100°
2 60,0 5,35
1930 Rosenthaler
(145)Barb.
(?)
C2H5OH 100» bis
Konstanz5 58,25 5,41
1931 Rosenthaler
(146)Barb.
(?)
C2H.5OH 100» 2 58,07 5,66
1934 Rosenthaler
(76)Barb. H2O 100», dann
Vakuum bis
Konstanz
3 58,37 5,43
Unsere eigenen Kapaloine (VI, VII und VIII) ergaben:VI. 21,9 mg verbauchten 0,20 cm3 O.ln-^SsOs = 0,47 %> OCH.3
3,956 mg gaben 8,689 mg CO2 und 1,926 mg H2O
VII. 3,250 mg gaben 7,190 mg CO2 und 1,553 mg H2O
VIII. 3,808 mg gaben 8,411 mg CO2 und 1,847 mg H2O
Diese letzten Werte, erhalten mit reinem, kristallalkohol¬freiem Aloin, stimmen am besten auf einen Körper der Formel
C21H22O9, wie aus der nachstehenden Zusammenstellung hervor¬
geht:
- 91 —
C2oH1809 (Léger S. 32) Ber. C 59,70 »A, H 4,51 °/o
C20H20O8 (Hauser) Ber. C 61,85 0/0 H 5,19o/o
C16H18O7 (Cahn u. Simonsen) Ber. C 59,62 0/0 H 5,63 o/o
C21H22O9 (neue Formel) Ber. C 60,28 »/o H 5,30%
Gef. VI. C 59,94 o/o H 5,45 »/o
VII. C 60,29 »/o H 5,35 o/o
VIII. C 60,28 %> H 5,43%
Die Substanzen VII und VIII wurden direkt vor der Ana¬
lyse nochmals getrocknet, um das infolge der Hygroskopizitätdes Aloins etwa aufgenommene Wasser zu beseitigen. Beide
Substanzen zeigten dabei einen Gewichtsverlust. Die Substanz
VII verlor über Phosphorpentoxyd während zwei Tagen ca. 7 %
Wasser, die Substanz VIII während sechs Stunden im trockenen
Luftstrom ca. 3 %.
Diese letzten Resultate, erhalten mit zwei Aloinen ver¬
schiedener Darstellung und Trocknung, schliessen wohl die
Formel Légers C20H18O9 aus. Der viel geringere Wasserstoff¬
wert, den die Formel Légers verlangt, kann nicht mit den ge¬
fundenen Werten in Einklang gebracht werden, auch wenn man
in Betracht zieht, dass das sehr hygroskopische Aloin noch ge¬
ringe Wassermengen bei der Analyse enthalten haben könnte.
Bei Annahme eines Moleküls Kristallwasser C20H18O9 • H2O
müssten Werte in folgender Grösse gefunden werden:
C20H18O9.H2O Ber. C 57,10/o H 4,8°/o,
wobei sich nun der Kohlenstoffgehalt nicht mehr mit den ge¬
fundenen Werten deckt. Auch die Formel von Cahn u. Si¬
monsen CiéHia07 bleibt unwahrscheinlich. Es ist nicht zj er¬
warten, dass ein hygroskopischer Körper wie das Aloin bei der
Elementaranalyse zu hohe C-Werte und zu niedere H-Werte
liefert, viel wahrscheinlicher ist gerade das Gegenteil. Von
diesem Standpunkt aus betrachtet hat eher die Formel Hau¬
sers C20H20O8 noch eine gewisse Wahrscheinlichkeit für sich,
Bei Annahme von einem halben Molekül Kristallwasser kommt
man zu Werten, wie sie die Elementaranalyse ungefähr lieferte:
C20H20O8 . V2H2O Ber. C 60,45 0/0 H 5,33 »/o
c. Bestimmung der spezifischen Drehung
des Kapaloins.
Die spezifische Drehung des Aloins, eine wichtige Stütze
für die Identität der verschiedenen Aloine, wurde in der Haupt-
— 92 —
sache von Léger (96) (39) ermittelt. Er fand bei Barb-, Cur-,Kap- und Jafarabadaloin:
[a]2D°= ~~ 10,4° 'in Esstéester)
["IT = "l"21-4° (in Wasser).
Jowett u. Potter (70) fanden:
[«]2q° = —8,3° (in Weingeist 90%).
Später bestimmte einzig G e r e c s (86) nochmals das Dreh-
vermögen des Aloins. Er fand bei einem Handelsaloin«M e r c k»;
["Id*0"" ~ 24'°° (in Essigester).
Nach viermaligem Umkristallisieren aus Methylalkohol be¬
trug aber die spezifische Drehung nur noch:
[a] D*" = — 7'6° (in Essigester).
Die spezifische Drehung dieses Aloins in Eisessig war;
["ll)1 = + X'8° und +3'1" (in Eisessig).
Interessant ist ferner noch die Tatsache, dass G e r e c s
bei einem Aloin, das er durch Verseifung eines von ihm dar¬
gestellten kristallinen Azetylaloins erhalten hatte, einen ganzanderen Drehwert fand:
["Id*0" — 31'6° (in Eisessig).
Daraus schloss G e r e c s, dass das Aloin eine bisher nichtbemerkte Isomerisierung durchmachen könne,
Seltsam ist, wie Léger bei verschiedenen Aloinen gleich-massige Drehwerte finden konnte, während G e r e c s solche
Schwankungen feststellte. Wir prüften daher die optischeDrehung des Aloins erneut mit der grössten Sorgfalt. Dennochkönnen die gefundenen Werte keinen Anspruch auf absolute
Genauigkeit erheben. Das Aloin besitzt keine sehr hohe spezi¬fische Drehung; vor allem aber lassen sich in den Lösungs¬mitteln, die für die Bestimmung der optischen Drehung in Fragekommen, nur verdünnte Lösungen herstellen, und endlich konnte
— 93 —
die Einstellung des Polarimeters wegen der ausgesprochenen
Eigenfarbe des Aloins oft nicht mit der wünschbaren Schärfe
vorgenommen werden, Die Skala des verwendeten Polarimeters
gestattete V100 ° abzulesen. Die Bestimmungen wurden in
einem Rohr von 2 dm Länge ausgeführt; die Konzentration der
Lösungen betrug 0,8—0,9 g/100 cm3, nur in Essigester musste
der geringen Löslichkeit wegen bedeutend tiefer gegangen
werden (ca. 0,2 g/100 cm3). Die Bestimmungen wurden bei
einer Temperatur von 17—20 ° durchgeführt. Die abgelesenen
Drehwerte betrugen in manchen Fällen nur 0,05—0,1 °. Um
dennoch zu brauchbaren Resultaten zu gelangen, wurden zahl¬
reiche Parallelbestimmungen ausgeführt, von denen dann der
Mittelwert in nachstehender Tabelle 7 angeführt ist. Die ein¬
zelnen Bestimmungen zeigen unter sich bei den kleineren Dreh¬
werten Abweichungen bis 30 %, in einem Fall 100 %, vom
Mittelwert.
Aus einer früher (S. 85) dargestellten Ueberlegung heraus
bestimmten wir die Drehwerte von kristallalkoholfreiem und
kristallalkoholhaltigem Aloin. Letzteres wurde aus dem kristall¬
alkoholfreien durch Umkristallisieren aus Aethanol erhalten
(9,2 % OCH3). Ferner wurde eine Bestimmungsreihe mit kri¬
stallalkoholfreiem Aloin in verschiedenen Lösungsmitteln durch¬
geführt, denen auf 10 cm3 zwei Tropfen Aethylalkohol bei¬
gefügt wurden, um wie in den Lösungen des kristallalkohol¬
haltigen Aloins eine geringe Menge Aethylalkohol in Lösung zu
haben. Sämtliche zur Polarisation gelangten Lösungen waren
bei gewöhnlicher Temperatur hergestellt worden.
— 94 —
Tabelle 7.
Optische Drehung des Kapaloins.
Aloin, kristallalkoholfreiAloin,
Lösungsmittelr i20° l<
Zusatz von
2 Tropfen
C2H5OH/10cm3
[«Ê°° [<
kristall¬
alkoholhaltig
sofortnach 24
Stundensofort
nach 24
Stunden
Wasser (ausgekochtund erkaltet)
—11.1° *) —11,5° *) + 6,4° *)
Aethanol (über BaO
destilliert)—19,8° —21,3° —7° —7,5°
Eisessig (purissimum«Merck»)
—44,7° —43,8° —42,5° —43,8° —33,5° —32,5°
Essigester (überP2O5 destilliert)
—22,6° *) —23° *) —1° *)
Azeton (über KMnÜ4
u. K2COS dest.)—19,2° —19,7° —18,8° —18,2° —3,9° —8,6°
Unsere Werte stimmen nicht gut mit denjenigen früherer
Autoren überein. Bemerkenswert ist der in sämtlichen Lösungs¬mitteln festgestellte Unterschied der Drehung zwischen kristall¬
alkoholhaltigem und kristallalkoholfreiem Aloin. Eine Möglich¬keit für die Erklärung dieser Tatsache könnte in der Annahme
einer Molekülverbindung des Aloins mit Aethylalkohol ge¬funden werden. Eine solche, in Lösung existenzfähige Molekül-
Verbindung, kann eine andere spezifische Drehung aufweisen,sls ihre freie, optisch aktive Komponente [vgl. hierzu Lan-
dolt (148)], Durch eine solche Annahme scheint es auch er¬
klärlich, dass nach Umkristallisation aus Azeton nur eine ge¬
ringe Abnahme des Methoxylgehaltes eintritt, also noch immer
Kristallalkohol anwesend ist, wie aus nachstehendem Versuch
entnommen werden kann:
<Das Aloin IV wird zweimal aus Azeton umkristallisiert. Nach derersten Kristallisation wird es aul einer Nutsche von der Mutterlaugegetrennt, möglichst scharf abgesaugt und ohne zu trocknen zur zweitenKristallisation wieder aufgelöst Erst nach der zweiten Kristallisationwird bei 78° und 0,5 mm Hg 6 Stunden getrocknet. Nach diesen Um-kristallisationen ist der Methoxylgehalt von 5,2 °/o auf 4,3 °/o gefallen ->
26,2 mg verbrauchten 2,17 cm3 0,ln-Na2S2O3 = 4,3 °/o OCHs.
*) Nicht durchführbar: Starke Verfärbung und teilweise Trübung ge¬stattet keine Bestimmung.
— 95 —
Anderseits kann aber auch eine Erklärung für das ausser-
gewöhnliche Verhalten darin gefunden werden, dass das Aloin
in verschiedenen Isomeren vorkommen kann. Die beiden von
uns untersuchten Formen wären in diesem Falle von beträcht¬
licher Stabilität, war doch nach 24-stündigem Stehen in Lösungkein nennenswerter Uebergang von der einen Form in die
andere festzustellen.
Erwähnt sei noch, dass in einem Falle, nach Lösen des
kristallalkoholfreien Aloins in warmem Essigester, der Wert
von [«] D= —59,6° gefunden wurde. Dieser Wert konnte in¬
dessen trotz sorgfältigster Wiederholung mit demselben Aloin
und dem gleichen Lösungsmittel nicht reproduziert werden.
d, Darstellung und Analyse von Bromkapaloin.
Zur Bestätigung der von uns neu vorgeschlagenen Formel
C21H22O9 zogen wir noch das Bromaloin heran. Es ist eines der
wenigen Aloinderivate, die sich glatt aus dem Aloin darstellen
lassen, und ist deshalb häufig hergestellt und analysiert wor¬
den. Neben diesem oft untersuchten, gewöhnlichen Bromaloin
hat Léger (96) noch ein bromärmeres Aloinderivat hergestellt,auf das wir hier nicht näher eingehen. Auch Chlorderivate
wurden verschiedentlich dargestellt und analysiert, ebenso
Halogenazetylaloine. Diese zeigen aber schwankende Halogen¬
gehalte und sollen nach Jowett u. Potter (70) nicht zur
Konstitutionsaufklärung herangezogen werden. Das Chloraloin
weist nach Schmidt u. Liebelt (63) ebenfalls sehr grosse
Schwankungen im Halogengehalt auf (23—26,8 % Cl). Wir be¬
schränkten uns daher auf das Studium des Bromderivates. Die
Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen sind in Tabelle 8
zusammengestellt. Einige in dieser Tabelle als Bromaloine ange¬
führten Körper sind, wie Léger (25) (66) zeigte, eigentlich als
Bromderivate des Isobarbaloins aufzufassen. Da beide Körper
aber isomer sind, müssen die Analysenwerte vergleichbar sein.
Es sei hier ferner noch einmal darauf hingewiesen, dass Gib¬
son u. Simonsen (75) das gewöhnliche Bromderi/at de5
Aloins als Bromnoraloin bezeichneten und das brornärnierc
Derivat [Légers (96) Tribromaloin] als Bro.rialoin.
— 96 —
T a b e 11 e 8.
Darstellung und Analyse von Bromaloin.
(Br.w. = Bromwasser, Ueb.sch. = Ueberschuss)
Jahr AutorAloin-
sorteDarstellung
A
°/oC
nalyse
°/oH
n
°/oBrBemerkungen
1852 Stenhouse
(19)Barb. Br.w.-üb.sch.
+ Aloinlösg.35.48 2,79 41,95 krist.
1875 Tilden (9) Zan. Aloinlösg. +
Br.w.-üb.sch.34,31 2,80 42,58
Mittel v. 2 Best.
(Br 42,1 u. 43,1 °/o)
Barb. Br.w.-üb.sch.
zu Aloinlösg.34,66 3,04 41,96
1876 Schmidt
(64)Barb. Aloinlösg. +
Br.w.-üb.sch.34,75 2,85 43,23
Mittel v. 11 Best.
(C 33,1-35,2 o/o)(H 2,7-3,2 o/o)(Br 41,4-43,7°/o)Smp. 190-191°
1882 Shenstone
(132)Jaf. Br.w.-üb.sch.
zu Aloinlösg.42,75
1890 Groenewold
(10)Barb. Aloinlösg. zu
Br.w.-üb.sch.34.37 2,78 43,35
Mittel v. 3 Best.
Smp. 190-191°
Bromwasser zu
Aloinlösg.34,65 2,76 43,04
C- und H-Werte
Mittel v. 3 Best.
Cur. Aloinlösg. zu
Br.w.-üb.sch.34,42 2,67 43,31
Mittel v. 4 Best.
Smp. 1910
1902 Léger(25) (66)
Barb. Aloinlösg. zu
Bromwasser41,8
Iso-
barb.Br.w.-üb.sch.
+ Aloinlösg.41,71 Mittel v. 2 Best.
1905 Jowett u.
Potter (70)
Barb. 34,1 2.9 42,9 Smp. 191-192»
1908 Léger (34) ß-Barb.
Bromwasser zu
ß-Barb.lösg.42,97
Mittel v. 3 Best.
(42,4-43,5 0/0) krist.
1929 Rosenthaler
(68)Aloinlösg. + Br
in KBr-lösg.41,95 Mittel v. 3 Best.
1930 Gibson u.
Simonsen
(75)
Barb. Aloinlösg. +
Bromwasser42,6 Smp. 193-194 »
1930 Gerecs (86) Barb. Aloinlösg. zu
Br.w.-üb.sch.
do., aber in
Methanol
44,06
43,0
— 97 —
Wir stellten uns nach zwei verschiedenen Methoden einige
Muster von Bromaloin her:
1. «Eine Lösung von reinem Kapaloin in Wasser (1 : 100) wird zu einem
grossen Ueberschuss von Bromwasser gegeben.
2. Zu Kapaloin, im Verhältnis wie bei 1) in Wasser gelöst, wird Brom¬
wasser bis zum deutlichen Ueberschuss gegeben.
In beiden Fällen entsteht rasch ein gelber Niederschlag und die über¬
stehende Lösung färbt sich orangerot. Nach einer Stunde wird ab-
genutscht und das flockige Bromaloin gut mit Wasser gewaschen.
Dann wird möglichst trocken gesaugt und der Niederschlag warm in
Aethylalkohol gelöst. Hierauf setzt man Wasser zu bis die Lösung
eben noch klar bleibt und lässt erkalten. Dabei kristallisiert das
Bromaloin in gut ausgebildeten, gelben Nadeln aus. Von beiden Ver¬
suchen werden nur die ersten Kristallisationen weiter gereinigt, die
Mutterlaugen, aus denen noch reichlich Kristalle erhältlich wären,
werden verworfen. Die weiteren Umkristallisationen werden aus
Aethylalkohol-Wasser vorgenommen. Das Bromkapaloin zeigt nach
8-stündiger Trocknung bei 80° und 0,3 mm Hg einen Schmelzpunkt
von 189—190°. Chromatographisch erweist es sich als einheitlich: auf
Bariumsulfat erscheint im Ultrachromatogramm eine wenig ausgespro¬
chene, bräunlichorange Zone, auf Aluminiumoxyd eine bei Tageslicht
orangegelbe, im U.V.-Licht tieforange Zone. Methoxyl kann nicht nach¬
gewiesen werden.»
Das kristallalkoholfreie Präparat ergab bei der Elementar¬
analyse:I. 3,902mg gaben 4,789mg CO2 und 0,975mg H2O
4,746mg gaben 5,833mg CO2 und 1,186mg H2O
II. 3,712mg gaben 4,502mg CO2 und 0,928mg H2O
III. 3,580mg gaben 4,500mg CO2 und 0,900mg H2O
IV. 3,616mg gaben 4,545mg CO2 und 0,915mg H2O
Die Halogenbestimmungen ergaben;
II. 7,358mg gaben 6,268mg AgBr
10,322mg gaben 8,770mg AgBr
III. 8,130mg gaben 8,224mg AgBr
IV. 6,408mg gaben 6,478mg AgBr
IV/1. 6,638mg gaben 6,482mg AgBr
Daraus errechnen sich folgende Gehalte:
I. II. III. IV. IV/1
C 33,49 / 33,54 Vo 33,10 0/0 34,30 »/o 34,30 »/o
H 2,80/ 2,80 0/0 2,80 «/o 2,81 "/o 2,83 Vo
Br 36,15 / 36,25 n/o 43,04 °/o 43,01% 41,56 »/o
Die Substanz I war nach 1) dargestellt worden, die Substanz
II nach 2). Beide Muster wurden vor der Analyse nicht nochmals
— 98 —
speziell vorgetrocknet. Die beiden Muster gaben, wie ersicht¬
lich, keine übereinstimmenden Werte, insbesondere fällt die
Substanz II ganz aus dem Rahmen der bisherigen Untersuchun¬
gen. Die Substanz I, nochmals umkristallisiert, wie oben ge¬
trocknet, aber direkt vor der Analyse nochmals zwei Stunden
im Hochvakuum nachgetrocknet, ist Substanz III. Die Sub¬
stanz IV war ein anderes Muster, das auch nach Methode 1)dargestellt worden war. Sie wurde direkt vor der Analyse noch¬
mals 4 Stunden bei 100° getrocknet. Die Substanz IV/1 unter¬
schied sich von IV dadurch, dass sie vor der Analyse nicht
nochmals speziell vorgetrocknet wurde. Aus dem geringerenBromgehalt ist zu entnehmen, dass die Substanz wahrscheinlich
noch wasserhaltig war. Gleichzeitig wird durch die Analysen IV
und IV/1 die Annahme Légers (39) widerlegt, wonach beim
Trocknen des Bromaloins Halogenverluste entstehen. Die Sub¬
stanzen III und IV gaben sehr gleichmässige Werte. Die Ueber-
einstimmung mit den verschiedenen Formeln kann aus folgenderZusammenstellung entnommen werden:
Ber. C2oHi4Br409 (Léger S. 32)C2oHi6Br408 (Hauser)CioHisBräO? (Cahn und
Simonsen)C2iHi8Br409 (neue Formel)
Gef. (Mittel aus III u. IV)
Ein Bromaloin nach Léger (39) verlangt viel zu geringeWasserstoffwerte, auch die Kohlenstoffwerte und.Bromgehaltekönnen nicht gut mit den Analysendaten in Einklang gebrachtwerden. Bei der Formel H a u s e r s (92) konnte der hohe
theoretische Bromgehalt nie erreicht werden. Die Formel von
Cahn u. Simonsen (74) stimmt recht gut mit den gefun¬denen Gehalten überein, auch für die neue Formel CziHisBnO»
befriedigen die Analysenwerte. Ein Entscheid, welche der bei¬
den Formeln dem Bromaloin zukommt, kann auf Grund der
Elementaranalysen dieses Körpers nicht getroffen werden.
Es erhebt sich bei diesem Bromderivat überhaupt die
Frage, ob es gestattet ist, eine einfache Bromierung — Substi¬
tution von Wasserstoff durch Brom — anzunehmen, ob nicht
gleichzeitig eine Oxydation vor sich geht. Insbesondere müsste
ein Körper der Formel Légers (freie Aldehydgruppe, vgl.S. 32) oxydiert werden, worauf schon Rosenthaler (68)
C 33,45 °/oC 34,12 Vo
C 34,37 Vo
H 1,96 °/oH 2,29 Vo
H 2,70 Vo
Br 44,53 °/oBr 45,41 Vo
Br 42,89 »/o
C 34,36 Vo
C 34,30 Vo
H 2,47 Vo
H 2,82 Vo
Br 43,55 Vo
Br 43,02 Vo
— 99 —
hinwies. In der Tat wird alkalische Kupfersulfatlösung durch
Aloin, nicht aber durch Bromaloin reduziert. Dieses Verhalten
gegenüber alkalischer Kupfersulfatlösung kann aber auch fol-
gendermassen erklärt werden: alkalische Kupfersulfatlösung
wird nicht durch das Aloin selbst, sondern, da dieses sehr alkali¬
empfindlich, durch ein Spaltprodukt desselben reduziert. Nun
zeigt aber Bromaloin eine viel grössere Resistenz gegenüber
Alkalien, wovon wir uns durch verschiedene Versuche über¬
zeugten, sodass es möglicherweise gar nicht zur Abspaltung des
auf alkalische Kupfersulfatlösung einwirkenden Spaltproduktes
kommt. Gegen eine Oxydation bei der Bromierung sprechen
auch die hohen Wasserstoffwerte, die stets gefunden wurden;
sie sind ausnahmslos deutlich höher als sämtliche vorgeschla¬
genen Formeln erfordern. Diese hohen Wasserstoffwerte könn¬
ten bei einer Oxydation höchstens auftreten, wenn gleichzeitig
eine Abspaltung stattfinden würde. Dies dürfte aber bei dieser
so glatt verlaufenden Reaktion nicht der Fall sein. Eine Addi¬
tion von Brom an Doppelbindungen würde wohl den erhöhten
Wasserstoffgehalten gerecht werden, dürfte aber doch wohl
kaum stattgefunden haben, da Léger (96) durch Oxydation
von Bromaloin Tetrabromaloeemodin erhalten konnte.
e. Darstellung und Analyse von Azetylkapaloin.
Als weiteres Derivat zur Bestätigung der neu vorgeschla¬
genen Aloinformel zogen wir das Azetylaloin heran. Aus den
Elementaranalysen dieses Körpers sind zwar keine sicheren
Beweise für oder gegen die eine oder andere Formel zu erwarten,
insbesondere sind aus den Kohlenstoff- und Wasserstoffwerten
keine Schlüsse über die Zahl der Azetylgruppen möglich, da¬
gegen erwies sich das Azetylaloin als wertvolle Substanz für
Molekulargewichtsbestimmungen. Ferner konnte aus diesem
Derivat die Zahl der Hydroxylgruppen des Aloins durch Ab¬
spaltung und Bestimmung der Azetylgruppen ermittelt werden.
Ueber die bisher dargestellten Azetylderivate des Aloins gibt
nachstehende Tabelle 9 Aufschluss.
— 100 —
Tabelle 9.
Darstellung und Analyse von Azetylaloin.
Jahr AutorAloin-
sorteDarstellung
Analysen¬mittelwerte
Zahl
der
Best.Bemerkungen
1875 Tilden (9) Barb. 1 T. Aloin + 3 T.
Essigs, anhydridC 58,64 °/o
H 5,42%2
nicht kristall.
gelblichweiss
Zan. wie oben C 58,84 7<>H 5,38 °/o
2
1890 Groenewold Barb. Azetylchlorid kein Derivat(10)
Essigs, anhydrid+ H2SO4
C 58,76 7oH 5,12 °/o
4 blendendweisse,harte Kristalle,säulenförmig.
Smp. 140°. Lösgfluoresz. grün.
Essigs, anhydrid+" H2SO4
C 59,21 7oH 5,20 7o
4zarte, weiche,gelbe Kristalle,rosettenförmigSmp. 92°. Lösg.fluoresz. grün.
1899 Léger(39) (66)
Barb. Azetylchlorid +
Pyridin
Essigs, anhydrid+ Na-azetat.
Mol. gew.
401
Azetyl35,89 %>
amorph
amorph, gelb
1905 Jowett u.
Potter (70)Barb. Essigs, anhydrid
Azetylchlorid C 59,1 °/oH 5,3 7o
kein Derivat
leicht gelb,mikrokristall.
Smp. 96°
1909 Robinson u.
Simonsen
Barb. Essigs, anhydrid+ Na-azetat
nicht analysiert
1930 Gerecs (86) Barb. Essigs, anhydrid+ Zn-chlorid
Azetyl43,29 7o
kristallin, weiss
Smp. 128-129»
1930 Rosenthaler
(145)Barb. Vorschrift von
LégerAzetyl41,1 7o
3
Wir stellten Azetylaloin nach dem Verfahren von Gerecs
(86) her, weil dasselbe die besten Ausbeuten gibt und ein kristal¬lines Produkt liefert, das anscheinend das höchst azetylierteAloin darstellt.
«5 g Kapaloin (kristallalkoholhaltig) werden mit 25 g reinstem
Essigsäureanhydrid und 2,5 g wasserfreiem Zinkchlorid azetyliert. Es
ist unbedingt zu empfehlen, reinstes Essigsäureanhydrid zu verwenden,da sonst dunkler gefärbte Produkte erhalten werden, die nur schwerkristallisieren. Sofort nach Zusatz des Zinkchlorids setzt die Reaktionunter starker Wärmeentwicklung ein. Nach wenigen Minuten klingt
— 101 —
sie wieder ab. Man giesst dann die hellbraune, ganz schwach grünlich
fluoreszierende Flüssigkeit in eine reichliche Menge Wasser, wäscht
vier bis fünf mal mit frischem Wasser und lässt unter Zusatz von
Wasser im Eisschrank erstarren. Die gelblichweisse Masse wird in
warmem Alkohol gelöst, wenig Wasser zugesetzt und abgekühlt. Das
Azetylaloin kristallisiert in weissen, gut ausgebildeten Nadeln, die
noch mehrmals auf dieselbe Weise umkristallisiert werden. Trocknung
bei 70° und 0,3mm Hg, 6 Stunden. Ausbeute 2,2 g kristallalkohol¬
freies Azetylaloin.»
G e r e c s (86) gab als Schmelzpunkt seines Azetylaloins128—129° an. Wir fanden zunächst bei unserem Azetylaloin133—135°. Es erhob sich nun die Frage, ob dieses Azetylaloinnicht identisch ist mit Groenewolds (10) weissem Azetyl-derivat (Smp, 140—141 °). Groenewold bemerkt nämlich,
dass minime Verunreinigungen den Schmelzpunkt bedeutend
herabsetzen. Es wurde daher nochmals umkristallisiert, zu¬
nächst aus Aethylalkohol-Wasser, dann aus Azeton-Wasser.
Nach 8-stündigem Trocknen bei 80° und 0,5 mm Hg war der
Schmelzpunkt nun auf 134—135,5° angestiegen; eine weitere
Erhöhung konnte weder durch erneute Umkristallisation, noch
durch Chromatographie auf Bariumsulfat in Benzol und Elution
mit Methanol-Benzol (1:20) erreicht werden. Unser Azetylaloin,
sowie ein zweites, nicht chromatographiertes Azetylaloin er¬
gaben folgende Werte bei der Elementaranalyse:
I. 3,816mg gaben 8,275mg CO2 und 1,791mg H2O
II. 3,856mg gaben 8,357mg CO2 und 1,790mg H2O
Ber. C20H18O9 (Léger S. 32) Pentaazetylderivat
HexaazetylderivatC20H20O8 (Hauser) Pentaazetylderivat
Hexaazetylderivat
HeptaazetylderivatCioHisCh (Cahn und Tetraazetylderivat
Simonsen) PentaazetylderivatC21H22O9 (neue Formel) Hexaazetylderivat
HeptaazetylderivatGef. I.
II.
Wie aus den obigen Zahlen zu entnehmen ist, beeinflusst
die Anzahl der Azetylgruppen die Kohlenstoff- und Wasser¬
stoffwerte nur wenig. Wie beim Aloin und Bromaloin verlangt
auch hier die Formel Légers zu geringe Wasserstoff-, die¬
jenige Hausers zu hohe Kohlenstoffgehalte. Besser auf die
C 58,82 Vo H 4,61 "/»
C 58,71 Vo H 4,62 Vo
C 60,19 Vo H 5,05 Vo
C 60,00 Vo H 5,04 Vo
C 59,82 Vo H 5,02 Vo
C 58,77 Vo H 5,34 Vo
C 58,64 Vo H 5,30 Vo
C 59,10 Vo H 5,11 "A.
C 58,98 Vo H 5,09 Vo
C 59,18 Vo H 5,25 Vo
C 59,14 Vo H 5,19 Vo
102 -
experimentell gefundenen Daten stimmt die Formel von C a h n
u. Simonsen und vor allem die neue Formel
C2iH,5'09 (OCCH3)7.Die Befunde der Molekulargewichtsbestimmungen und der
Azetylbestimmungen des Azetylaloins sind in den beiden
folgenden Abschnitten f) und g) enthalten.
f. Ermittlung des Molekulargewichtes von Kapaloin.
a) Einleitung.Sämtliche bisher an Aloin oder Aloinderivaten durch¬
geführten Molekulargewichtsbestimmungen weichen stark von¬
einander ab. Interessant ist dabei die Tatsache, dass die einen
Forscher Werte fanden, die deutlich für ein Aloin der Formel
Ci6 sprachen, die anderen aber Werte für ein Aloin C20. Nach¬
stehend sind die bisher gefundenen Molekulargewichte des
Aloins und seiner Derivate zusammengestellt (Tabelle 10).Von den Werten, die für Cu sprechen, sind denjenigen, die
in Phenol erhalten wurden, keine allzu grosse Bedeutung bei¬
zumessen. So hatten Seel u. Kelber (73) und C a h n u.
Simonsen (74) in Phenol unregelmässige Werte gefunden,auch sonst sind Fälle bekannt, bei denen die Bestimmung in
Phenol unrichtige Werte lieferte. Ferner sind die Werte, die
mit Aloin, Chlor- und Bromaloin erhalten wurden, mit Vorsichtzu beurteilen, wie aus unseren eigenen Versuchen hervorgeht.
Von den Bestimmungen, die auf C20 berechnet wurden, ist
zu sagen, dass die gefundenen Werte allesamt etwas höher sind
als die errechneten, und somit besser auf eine Formel C21 als
C20 passen, wie aus nachstehender Zusammenfassung entnom¬
men werden kann. Ferner stimmt auch das gefundene Moleku¬
largewicht des Bromaloinmethyläthers von Gibson u. Si¬
monsen (75) viel besser auf einen Körper der Grösse C21 als
Ci6.
Aloin
Ber. C20H18O9 402
C21H22O9 418
Gef. (Seel u. Kelber) 419
ChlorazetylaloinBer. C2oHoCl409(OCCH3)5 750
CäiHisChCMOCCHsJs 766
CäiHi2Cl409(OCCH3)6 808
Gef. (Léger) 796
— 103 —
T a b e 11 e 1 0.
Molekulargewichtsbestimmungen des Aloins.
(Kr. = Kryoskopisch, Eb. = Ebullioskopisch)
Gefunden Berechnet auf:
Jahr AutorSub¬
stanz
Me¬
thode
Lösg.-mittel ü
Ol
SS
«9
oa
Formel
*0
-S *en o>e= e»
ctfin|.
aä°
1899 Léger (66) Diazetyl-barb.
Eisessig 401 CuHi.OKAz)* 404
1901 Tschirch u.
Klaveness(61)Uganda Eb. Azeton 372 4 CisHisCh 322
1903 Tschirch u.
Aschan (32)Barb. Eb. Azeton 333 6 C16H18O7 322
1905 Jowett u.
Potter (70)Barb. Kr. Phenol 310 2 C16H18O7 322
Brom-
barb.
Kr. Phenol 535 Ci6HiöBrä07 559
1930 Gibson u.
Simonsen (75)Brom-
barb.
Brom-
aloin-
methyl-äther
Eb. Azeton 538
844
CieHisBrcCh
Ci6HioBr3Os(OMe)6
559
629
1932 Cahn u.
Simonsen (74)Barb. Kr. Eisessig
Phenol
361
269C16H1SO7
322
1934 Rosenthaler
(76)
Chlor-
aloin
Kr. Kampfer 454 3 Cl6Hl5Cl307 425
1902 Leger (67) Chlor-
azetyl-aloin
Kr. Benzol 796 2 C!0H9Cl4O9(Az)6 750
1917 Seel u. Aloin Kr. Phenol 197 2 („halbe Werte")
Kelber (73) „Merck" Eb. Azeton 410 20C20H1SO9
402
Aethanol 440 9
1932 Cahn u.
Simonsen (74)
Aloin-
methyl-äther
Eb. Azeton
Eisessig
500
500C2üHn02.(OMe)7 500
— 104 —
Aloinmethyläther
Bcr. C20H13O4 (OCHsJs 472
C20H11O2 (OCHs)7 500
C21H15O2 (OCHs)7 516
Gef. (Cahn u. Simonsen) 500
BromaloinmethylätherBer. Ci6HioBr302(OCHs)5 629
C2iHnBr402(OCHs)7 832
Gef. (Gibson u. Simonsen) 844
Seel u. Kelber (73), die das Molekulargewicht des
Aloins sehr sorgfältig untersuchten, warfen auf Grund ihrer
Befunde die Frage auf, ob das Aloin nicht aus einem Molekül
C21 bestehe. Interessant ist noch die Tatsache, dass die Werte,die diese Autoren fanden, in Aethylalkohol deutlich höher liegenals in Azeton. Diese Erscheinung könnte vielleicht durch die
komplexe Bindung des Aethanols an das Aloin erklärt werden.
Wir versuchten nun nochmals das Molekulargewicht desAloins auf verschiedenen Wegen zu ermitteln.
ß)Mikro-Molekulargewichtsbestimmungvon Kapaloin.
Die direkte Mikrobestimmung des Molekulargewichts von
Kapaloin nach der Methode Rast gab unbrauchbare Werte. Es
wurden gefunden:
0,975 mg in 19,210 mg Kampferpräparat (Molardepression 39,16 °).Depression 4,9°.
0,699 mg in 10,424 mg Kampferpräparat (Molardepression 50,01 ").Depression 6,8°.
Gef. Molekulargewicht 406 und 503.
Diese ungleichen Werte sind wohl darauf zurückzuführen,dass das Aloin als Phenol dissoziiert. Die verschiedene Disso¬
ziation, je nach Art und Menge des Lösungsmittels, bewirkt danndie unterschiedlichen Werte der Molekulargewichtsbestimmun¬gen. Es ist daher völlig zwecklos Molekulargewichtsbestimmun¬gen an Aloin oder gar Halogenaloinen vorzunehmen, da von
diesen, als o- und p-halogenierte Phenole, eine verstärkte Dis¬
soziation der phenolischen Hydroxylgruppe zu erwarten ist.
y) Molekulargewichtsbestimmung des
Azetylkapaloins.Das einfachste Verfahren, um die bei der Molekular¬
gewichtsbestimmung störende Dissoziation auszuschalten, ist
— 10& —
die Veresterung der dissoziierenden Hydroxylgruppen. Wir ver¬
suchten daher, das Molekulargewicht des in Abschnitt e)
(S. 100) beschriebenen Azetylaloins zu bestimmen- Verseifung
versagte, was zu erwarten war, da auch das Aloin mit Lauge
reagiert.
Bei der Mikrobestimmung nach R a s t in Kampfer erhielten
wir keine brauchbaren Resultate. Wohl lag die Mehrzahl der
erhaltenen Werte um 690, daneben fanden wir vereinzelte um
560.
Ber. CiiHisCMOCCHa)? 713
CieHisCMOCCH-Os 532
Wir bemerkten bei diesen Bestimmungen, dass bei der
Schmelztemperatur des Kampfers (ca. 170 °) sehr leicht Zer¬
setzung des Azetylaloins eintritt: Gelb- und Braunfärbung des
farblosen Azetylaloins. Um dieser Zersetzung zu begegnen, ver¬
suchten wir das Molekulargewicht in Lösungsmitteln von niede¬
rerem Schmelzpunkt als Kampfer zu bestimmen, Exalton ver¬
sagte, wegen seines geringen Lösungsvermögens für Azetyl-
aloin; andere geeignete Lösungsmittel standen nicht zur Ver¬
fügung. '
Wir versuchten nun das Molekulargewicht mit der Methode
der isothermen Destillation nach B a r g e r zu bestimmen. Die¬
ses schöne Verfahren liefert, sobald man eingearbeitet ist,
brauchbare, gleichmässige Werte, Die Bestimmungen wurden in
Benzol durchgeführt. Als Vergleichssubstanz wurde Azobenzol
benutzt, Die Berechnung erfolgte nach der Formel;
c-10M =
n
M = Molekulargewicht
c= Konzentration der Azetylaloinlösung g/100 cm3
n = Normalität der Vergleichslösung, bei der keine isotherme Destil-
lation feststellbar.
1) c 2,406,n 0,0346 M 695
2) c 1,554 n 0,0222 M 700
3) c 1,012 n 0,0145 M 698
4) c 11012 n 0,01429 M 708
5) c 0,838 n 0,01162 M 721
6) c 0338 n 0,01205 M 695
Mittelwert dieser 6 Bestimmungen: M = 703
Durch diese Resultate wird Ci«His07 als Aloinformel aus¬
geschlossen, da der davon ableitbare Pentaazetylester ein Mole-
— 106 —
kulargewicht von 532 besitzt. Bei Annahme, dass das unter¬
suchte Azetylderivat der Heptaazetylester des Aloins ist (vgl.Abschnitt g, S, 108), finden wir für das Aloin selbst das Mole¬
kulargewicht von 409.
Ber. C20H18O9 (Léger S. 32) 402
C20H20O8 (Hauser) 383
C21H22O9 (neue Formel) 418
Gef. Azetylaloin — 7 Azetyl + 7 Wasserstoff
(7.43) (7.1)703 — 301 + 7 = 409
ô) Bestimmung des Molekulargewichtesdurch Bromierung von Aloin.
Van It allie (124) hat 1905 angegeben, dass Aloin mit
Brom titriert werden kann. Er hat dabei sehr gleichmässigeWerte erhalten. Wir zogen nun diese Methode zur Molekular¬
gewichtsbestimmung heran, und titrierten nach Koppe schar
mit Bromid-Bromat. Zu diesem Zwecke wurden einige mg Aloin
in ca-20 g Wasser bei 40° gelöst. Nach Abkühlen wurde das
Doppelte bis Vierfache der zur Bromierung nötigen Menge an
O,ln-Bromid-Bromat-Lösung zugefügt. Nach 30 Minuten (I und
II) oder 60 Minuten (III und IV) Stehen wurde Kaliumjodid zu¬
gesetzt und der Bromüberschuss zurücktitriert,
I. 6,80 mg Aloin verbrauchten 1,313 cm3 0,ln-Bromid-Bromat.II. 6,07 mg Aloin verbrauchten 1,151 cm3 O.ln-Bromid-Bromat.
III. 9,25 mg Aloin verbrauchten 1,755 cm3 O,ln-Bromid-Bromat.IV. 7,18 mg Aloin verbrauchten 1,374 cm3 O,ln-Bromid-Bromat.
Daraus berechnen sich folgende Aequivalentgewichte:I. 103,6 II. 105,5 III. 105,4 IV. 104,5
Mittelwert dieser vier Bestimmungen: 104,75.
Nun wäre nach Cahn u. Simonsen (74) das Bromaloin
ein Tribromaloin, woraus für das Aloin ein Molekulargewichtvon 314 folgen würde. Léger (104) konnte aber das Bromaloin
spalten und als Spaltprodukt Tetrabromaloeemodin isolieren,eine Tatsache, die auch von Cahn u. Simonsen anerkannt
wird. Es darf daher wohl angenommen werden, dass im Brom¬
aloin Tetrabromaloin vorliegt. Wäre dies nicht der Fall, so
könnte die Entstehung eines Tetrabromaloeemodins aus Tri¬
bromaloin nur durch Annahme einer gleichzeitigen Bromierungbei der Aloinspaltung erklärt werden. Das dazu benötigte Brom
müsste von den Spaltprodukten geliefert werden. Diese Erklä-
_ 107 —
rung erscheint sehr unwahrscheinlich. Wir dürfen daher das
Bromaloin als Tetrabromkörper auffassen und finden demnach
ein Molekulargewicht von 419.
Ber. C20H18O9 (Léger S. 32) 402
C20H20O8 (Hauser) 383
CisHisCh (Cahn u. Simonsen) 322
C21H22O9 (neue Formel) 418
Gef. 419
e) Bestimmung des Molekulargewichtes
aus der Kalziumverbindung des Aloins.
Wie früher erwähnt (S. 71), bildet das Aloin schwerlösliche
Erdalkaliverbindungen. Es wurden nun verschiedene Muster
von Aloin-Kalziumverbindungen dargestellt und ihr Kalzium¬
gehalt als CaSCh bestimmt.
«500 mg Aloin werden in 40 cm3 frisch ausgekochtem und wieder
erkaltetem Wasser gelöst; hierauf werden 40 cm3 Kalkwasser [1 cm'
= 1,6 mg Ca (OH)2] zugefügt; es tritt sofort eine reichliche Fällung ein
und die Flüssigkeit färbt sich braungrün. Nun wird abgenutscht und
der Niederschlag mit kaltem Wasser gewaschen bis er reingelb er¬
scheint. Dann wäscht man sofort einige Male mit Weingeist und hierauf
mit reinem Aether, und trocknet im Wasserstrahlvakuum. Dabei tritt
eine deutliche Verfärbung in bräunlich auf.»
Eine gewogene Menge dieser Kalziumverbindung wurde ver¬
ascht und wie üblich mit Schwefelsäure in Kalziumsulfat über¬
geführt. Es wurde gefunden:132,8 mg Aloin-Ca gaben 19,6 mg CaSCh
138,1 mg Aloin-Ca gaben 20,9 mg CaSCh
82,8 mg Aloin-Ca gaben 13,5 mg CaSÛ4
80,4 mg Aloin-Ca gaben 12,6 mg CaSC"4
Unter Annahme, dass ein Atom Ca auf zwei Moleküle Aloin
kommen, also Verbindungen der Formel Ca<^ »,ln entstehen,
ergeben sich folgende Zahlen:
Ber. (C2oHi70.)2Ca (Léger S. 32) 4,75 %> Ca
(C2cHi90s)2Ca (Hauser) 4,91 % Ca
(CieHnO^Ca (Cahn u. Simonsen) 5,87 °/o Ca
(C2iH2iO.)2Ca (neue Formel) 4,57 °/o Ca
Gef. 4,34 %>, 4,45 °/o, 4,80 »/o, 4,61 »/o, im Mittel 4,55 Vo Ca,
— 108 —
C) Zusammenfassung der Resultate
unserer Molekulargewi chtsbestimmungen.Die Resultate unserer Molekulargewichtsbestimmungen sind
in der nachstehenden tabellarischen Uebersicht (Tabelle 11) zu¬
sammengestellt.
Tabelle 1 1.
Resultate unserer Molekulargewichtsbestimmungen.
Substanz
Methode
Mol. gew. des Aloins
(Mittelwert)
Zahl d.
Best.
Aloin Rast 454 2
Bromierung 419 4
Azetylaloin Rast 400 <350)
Barger 409 6
Aloin Ca- Ca-Bestimmung 421 4
Aus den Werten dieser Molekulargewichtsbestimmungendarf die alte Formel T i 1 d e n s (9), die von Cahnu. Simon-s e n (74) neu unterstützt wurde, als den experimentellen Be¬
funden nicht entsprechend, fallen gelassen werden. Auch ein
Molekulargewicht, das der Formel H a u s e r s (92) entsprechenwürde, konnte weder von früheren Autoren, noch von uns er¬
halten werden. Aus unseren Bestimmungen kann die Formel von
Léger (39) nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Im¬
merhin entspricht eine Formel C21H22O9 den experimentellenBefunden besser, als die Formel Légers C20H18O9, insbeson¬dere wenn man die Resultate der früheren Abschnitte mit in
Betracht zieht.
g. Zahl der Hydroxylgruppen des Aloins.
a) Einleitung.Nachdem als wahrscheinliche Bruttoformel für das Aloin
C21H22O9 festgelegt worden war, interessierte in erster Linie dieZahl der im Aloin vorhandenen Hydroxylgruppen. In nach¬stehender Tabelle 12 sind die bisherigen Auffassungen wieder¬
gegeben. Der Vollständigkeit wegen wurden auch die Ansichten,die sich auf ein Aloin der Formel C16 beziehen, aufgeführt.
— 109 —
Angaben, die auf Kohlenstoff- und Wasserstoffbestimmun¬
gen von Azetylderivaten basieren, sind als unsicher zu be¬
zeichnen (vgl. S. 101). Wertvoller sind die Aussagen, die auf
Grund von Azetyl- oder Methoxylbestimmungen der ent¬
sprechenden Derivate gemacht wurden. Allgemein ist die Ten¬
denz ersichtlich, in neuerer Zeit dem Aloin eine vermehrte Zahl
von Hydroxylgruppen zuzuschreiben.
Tabelle 12.
Die Zahl der Hydroxylgruppen des Aloins,
Jahr AutorZahl
OH
Berech¬
net aufBegründung
1875 Tilden (9) 3 Cl6 C- u. H-Werte des Azetylaloins,amorph
1890 Groenewold
(10)
6 Cie C- u. H-Werte des Azetylaloins I,harte, weisse Kristalle.
1899 Léger (66) 3 Cio Cl-Wert des Chlorazetylaloins, krist.
1902 Léger (104) 5
(Cn)C-, H- u. Cl-Werte, sowie Mol.gew. des
Chlorazetylaloins, kristallin.
1905 Jowett u.
Potter (70)
4 Cl 6 C-, H- u. Br-Werte des Bromazetyl-aloins, kristallin.
1911 D.R.P.
233 226
5 CM?) Gemischter Formyl-Azetylester des
Aloins, Amorph, 2 Formyl- u. 3 Aze-
tylgruppen (10—15 °,'o Ameisensäure
und 25—30 %> Essigsäure).
1930 Gibson u.
Simonsen
(75)
6 Cm C-, H- u. Br-Werte des Bromazetyl-
aloins, amorph. Bestätigung durch
Pentamethyläther, der noch aze-
tylierbar, amorph.
1930 Rosenthaler
(145)
5—6 C20 Azetylbestimmung des Azetylaloins,
amorph (41,1 °/o Azetyl).
1930 Gérées (86) 7 C20 Azetylbestimmung des Azetylaloins,kristallin (43,3 °/o Azetyl).
1931 Häuser (92) 6 C20 Kombination von Aloeemodinanthra-
nol (4 OH) mit Arabinose (4 OH).Zwei Hydroxylgruppen ätherartigmiteinander verbunden. Kein ex¬
perimenteller Beweis.
1932 Cahn u.
Simonsen
(74)
5
(7)
C16
(Cfo)Methoxylbestimmung des Aloinmethyl-
äthers, kristallin (40,7 »/o Methoxyl).
— 110 —
Die älteren Autoren nahmen im Aloin 5 (C20), bzw. 3 (Cu)
Hydroxylgruppen an. Die neueren Untersuchungen machen 7
(C2o), bzw. 5 (C16) Hydroxylgruppen wahrscheinlicher. Da
gerade diese neueren Anschauungen auf Grund von Azetyl- und
Methoxylbestimmungen gewonnen wurden, dürfte die höhere
Zahl von Hydroxylgruppen der Wirklichkeit eher entsprechen.Wir selbst versuchten durch verschiedene Arbeiten Aufklärungüber die Zahl der Hydroxylgruppen zu erhalten. Diese Unter¬
suchungen sind nachstehend zusammengestellt.
ß) Azetylbestimmung des Azetylkapaloins.
In dem nach e) (S. 99) dargestellten Azetylaloin wurde der
Azetylgehalt nach dem Verfahren von Kuhn u. Roth er¬
mittelt. Zur Verseifung diente 50 %ige Schwefelsäure.
6,683 mg verbrauchten 6,475 cm3 0,01n-NaOH*)8,122 mg verbrauchten 7,940 cm3 0,01n-NaOH*)Ber. C20H18O9 (Léger S. 32) Hexaazetylderivat 39,46 % Azetyl
Heptaazetylderivat 43,25 %> AzetylC20H20O8 (Hauser) Hexaazetylderivat 40,32% Azetyl
Heptaazetylderivat 44,12 %> AzetylC16H18O7 (Cahn u. Simonsen) Pentaazetylderivat 40,42 % Azetyl
Hexaazetylderivat 44,95 °/o AzetylC21H22O9 (neue Formel) Heptaazetylderivat 42,27 % Azetyl
Gef. 41,70% Azetyl42,07 % Azetyl
Die erhaltenen Resultate passen in befriedigender Weise nur
auf ein Heptaazetylaloin der neuen Formel C2iHis09(OCCH3)7.Die Azetylderivate der anderen Formeln werden den experi¬mentellen Daten nicht gerecht.
y) Versuch der Darstellung eines Chlorazetylaloins.Zur Bestimmung der Zahl der Hydroxylgruppen wurde ver¬
sucht, mittels Chloressigsäureanhydrid ein Derivat des Aloins
herzustellen, aus dessen Halogengehalt Schlüsse über die Zahl
der eingeführten Chlorazetylgruppen hätten gezogen werden
können. Die Azetylierung wurde mit reinstem, geschmolzenemChloressigsäureanhydrid und wasserfreiem Zinkchlorid bei ca.
60° durchgeführt. Sobald die Flüssigkeit sich dunkler zu
*) Diese beiden Analysen wurden für uns in zuvorkommender Weise
vom Mikroanalytischen Laboratorium der Fa. Hoffmann-La Roche & Co.
A.-G-, Basel, durchgeführt, was auch an dieser Stelle bestens verdanktsei.
- Ill —
färben begann, nach 10—15 Minuten, wurde die Reaktion abge¬
brochen und die Mischung in Wasser gegossen. Dabei schieden
sich einerseits dunkle, an der Wand des Kolbens klebende Teile
aus und anderseits gelbliche Flocken. Aus beiden Komponenten
waren aber keine kristallinen Körper erhältlich. Die amorphen
Anteile wurden nicht weiter untersucht.
#) Versuch der Darstellung von Aloinmethyläther.
Dieses wichtige, kristalline Derivat des Aloins wurde bisher
nur von Cahn u. Simonsen (74) dargestellt. Der Aloin¬
methyläther gestattet anhand der Kohlenstoff-, Wasserstoff- und
Methoxylgehalte wichtige Schlüsse über die Zusammensetzung
des Aloins. Insbesondere kann einerseits aus dem Methoxyl-
gehalt die Zahl der Hydroxylgruppen des Aloins entnommen
werden, und anderseits dürfte dieser Methyläther sehr geeignet
für Molekulargewichtsbestimmungen sein. Wir versuchten daher
zweimal diesen Aloinmethyläther nach der Vorschrift von
Cahnu. Simonsen darzustellen.
«2 g Aloin werden mit 15 g trockenem Azeton versetzt und nach
und nach 20 g Methyljodid und 14 g Silberoxyd zugegeben. Die Mi¬
schung erwärmt sich, und das Azeton beginnt zu sieden. Nach dem
Abklingen der ersten Reaktion wird 14 Stunden auf dem Wasserbad
am Rückflusskühler erhitzt. Dann wird abgekühlt, die Flüssigkeit vom
Niederschlag abgetrennt, und dieser mehrmals mit Azeton gewaschen.
Die vereinigten Flüssigkeiten werden im Vakuum zur Trockne ge¬
bracht, und der Rückstand über Phosphorpentoxyd getrocknet. Die
Methylierung wird dann mit dem etwas harzigen, hellbraunen Rück¬
stand noch zweimal in analoger Weise mit je 10 g Methyljodid und 7 g
Silberoxyd, das erste Mal noch unter Zusatz von Azeton, das zweite
Mal ohne Azeton durchgeführt. Nach der letzten Methylierung hinter¬
bleibt 1,2 g rotbrauner Rückstand, aus dem mittels warmem Benzol
der Aloinmethyläther entzogen wird. Aus der hellorangebraunen
Lösung scheidet sich bei sehr langsamem Eindunsten ein weisslicher
Niederschlag ab. Die Ausbeute ist aber nicht sehr gross und schmilzt
durch zahlreiche Kristallisationsversuche noch stark zusammen. Aus
Benzol scheint der Aloinmethyläther am besten zu kristallisieren. Es
konnten aber nie deutlich ausgebildete Kristalle erhalten werden, im
günstigsten Falle nur eine kleine Menge einer fast weissen, körnigen
Substanz.»
In einem zweiten Versuch wurden die nach jeder Methylie¬
rung erhaltenen Trockenrückstände mit Aether extrahiert, um
so bereits gebildeten Aloinmethyläther nicht weiteren Reaktio¬
nen auszusetzen. Das nach der dritten Methylierung erhaltene,
— 112 —
dunkle Produkt wurde auch versuchsweise chromatographischauf Aluminiumoxyd aufgearbeitet. Es konnte aber weder aus
den Aetherextrakten noch aus den Eluaten der chromatographi¬schen Aufarbeitung kristalliner Aloinmethyläther gewonnenwerden.
,
Weitere Versuche, Aloinmethyläther mittels Methyljodiddarzustellen, konnten mangels Jod nicht durchgeführt werden.
Versuche, auf anderem Wege zu einem kristallinen Aloinmethyl¬äther zu gelangen, erschienen nach den Arbeiten von Robin¬
son u. Simonsen (95) und Gibson u. Simonsen (75)wenig Erfolg versprechend.
e) Zusammenfassung der UntersuchungenüberdieAnzahlderHydroxylgruppenimAloin.
Das Aloin enthält sieben Hydroxylgruppen. Für diese An¬
sicht sprechen;1. Die Azetylbestimmung unseres kristallinen Azetylaloins.2. Die Azetylbestimmung des kristallinen Azetylaloins von
G e r e c s (86),3. Die Methoxylbestimmungen des kristallinen Aloinmethyl-
äthers von Cahn u. Simonsen (74). Diese Autorenleiten zwar den Methyläther von einem Aloin der
Grösse Ci6 mit 5 Hydroxylgruppen ab, bemerken aber,dass, falls dem Aloin die Grösse C20 (neu C21) zukommen
sollte, sieben Hydroxylgruppen vorhanden sein müssten.
Gegen die Anwesenheit von sieben Hydroxylgruppen im
Aloin sind keine stichhaltigen Gründe bekannt. Eine höhereZahl wurde bisher nie gefunden und erscheint auch nicht wahr¬
scheinlich, eine geringere Zahl lässt sich zwangslos erklärendurch Annahme, dass unvollständig azetylierte oder methylierteKörper untersucht wurden, zumal diese Substanzen meist
amorph waren.
h. Zusammenfassung der Untersuchungen über die
Zusammensetzung und Grösse des Aloinmoleküls.
1. Das Kapaloin ist sehr schwer frei von Kristallösungsmittelnzu erhalten. Es handelt sich dabei nicht nur um Kristall¬
wasser, wie bisher meist angenommen wurde, sondern eben¬falls um Kristallalkohol,
- 113 —
2. Reines Kapaloin besitzt keine Methoxylgruppe. DieMethoxyl-
gehalte, die von früheren Autoren angegeben wurden, dürften
auf die Anwesenheit von Kristallalkohol zurückzuführen sein.
Damit wird eines der wichtigsten Kriterien für die Verschie¬
denheit von Kapaloin und Barbaloin hinfällig. Es besteht nun
kein triftiges Argument mehr, das gegen die Identität von
Kapaloin mit Barb-, Cur- und Socaloin sprechen würde. Es
darf, im Gegenteil, auf Grund des gleichartigen Verhaltens
dieser Körper angenommen werden, dass sie identisch sind.
3. Die spezifische Drehung des Aloins weist gewisse Unregel¬
mässigkeiten auf. Ob diese durch die Existenz verschiedener
Isomerer oder durch komplexe Bindung von Kristallalkohol
an Aloin bedingt sind, konnte nicht entschieden werden.
4. Die experimentellen Befunde stimmen am besten auf eine
Formel C21H22O9. Die Formeln Légers C20H18O9 und
H a u s e r s C20H20O8 werden den Daten der Elementar¬
analyse des Aloins selbst oder seiner Derivate nicht gerecht.Die Formel von Cahn u. Simonsen CuHisOt stimmt
nicht mit den Befunden der Molekulargewichtsbestimmungenüberein.
5. Die Zahl der Hydroxylgruppen des Aloins ist sieben.
3. Beiträge zur Aufklärung
der Konstitution des Aloins
a. Einleitung.
Die Zusammensetzung des Aloins entsprechend der neuen
Bruttoformel C21H22O9, sowie die Anwesenheit von sieben
Hydroxylgruppen im Aloin machen die früheren Konstitutions¬
formeln von Léger, Hauser und Cahn u. Simonsen
(S. 32/33) hinfällig. Die einfachste Erklärung, die der neuen
Situation gerecht würde, ist die Annahme einer Verätherung von
Aloeemodin-Anthranol mit einer Hexose, beispielsweise Gly-
kose.
Ci5Hi204 + C6H12O6 = C21H22O9 + H2O
Aloeemodin- Glykose Aloin
Anthranol
— 114 —
Gegen eine solche einfache Verätherung sprechen aber
verschiedene Tatsachen, so vor allem die ausserordentlich
schwere Spaltbarkeit des Aloins. Es darf wohl auch nicht ohne
weiteres die Anwesenheit von Glykose im Aloinmolekül ange¬
nommen werden, da bisher als Aloinspaltprodukte neben Aloe-
emodin, bzw. dessen Anthranol, stets nur Pentosen, aber keine
Hexosen erhalten wurden. Diese Befunde, sowie die Tatsache,
dass den Untersuchungen früherer Autoren verschiedene, sich
widersprechende Angaben über das chemische Verhalten des
Aloins zu entnehmen sind, veranlassten uns, einige Versuche
durchzuführen, die uns Anhaltspunkte über die Konstitution des
Aloins geben sollten.
b. Reduktionsversuche des Aloins.
a) Einleitung.
Bisher hatte nur die Zinkstaubdestillation des Aloins zu
einheitlichen Körpern geführt, und zwar zu Anthrazen und
Methylanthrazen, Katalytische Reduktion und Reduktion mit
Natriumalkoholat, die von Gibson u. Simonsen (75) durch¬
geführt wurden, verliefen erfolglos. Die Angaben dieser For¬
scher sind aber sehr knapp, und wir versuchten daher, erneut
Aloin zu reduzieren.
ß) Katalytische Reduktion.
Bei der katalytischen Reduktion bei gewöhnlichem Druck
ist keine Reduktion der eventuell freien Karbonylgruppe der
Zuckerseitenkette zu erwarten. Diese ist bei gewöhnlichemWasserstoffdruck nur unter speziellen Bedingungen reduzierbar
[vgl. Re ver din (149)]. Auch die Reduktion der Karbonyl¬gruppe des Antrachinons, falls eine solche überhaupt vorliegt,dürfte nach v. Braun u. Bayer (150) nur bei erhöhtem
Wasserstoffdruck erreichbar sein. Hingegen schien es nach
S k i t a (151) möglich, Hydride des Anthrachinonkerns dar¬
stellen zu können.
Zunächst wurden einige Hydrierungen mit Modellsubstanzen
durchgeführt, um festzustellen, ob tatsächlich unter unseren
Versuchsbedingungen eine Aufnahme von Wasserstoff statt¬
findet. Als Modellsubstanzen dienten Emodinmonomethyläther,Aloeemodin und, zur Kontrolle des Verhaltens der Aloinseiten-
— 115 —
kette, Arabinose. Die Hydrierungen wurden in Eisessig mit
Platin als Katalysator durchgeführt. Folgende Resultate wurden
erhalten:
Emodinmonomethyläther : 9,4 mg PtCh werden in 6 cm3 Eis¬
essig unter Wasserstoff 10 Minuten geschüttelt, dann werden 73,9 mg
Emodinmonomethyläther in 14 cm3 Eisessig zugegeben und bei ge¬
ringem Wasserstoffüberdruck bei 20° hydriert. Anfangs verläuft die
Hydrierung rasch (Verbrauch nach einer Stunde 20 cm3 Ha), klingt
dann aber ab und kommt nach fünf Stunden fast völlig zum Stillstand
(Totale H2-aufnahme 25,3 cm3).
1 Mol entspricht 5,82 cm3. Es wurden also ca. 4,4 Mol Wasserstoff
verbraucht.
Aloeemodin: 112,8 mg Aloeemodin werden in 20 cm3 Eisessig
mit 19,2 mg PtCh, wie oben hydriert. Die Geschwindigkeit entspricht
ungefähr derjenigen des Emodinmonomethyläthers. Gesamtverbrauch
50,2 cm3 H2.
1 Mol entspricht 9,63 cm3. Es wurden also ca. 5,4 Mol Wasser¬
stoff verbraucht.
Arabinose: 98,7 mg Arabinose, in 20 cm3 Eisessig, werden wie
oben mit 15,4 mg Pt02 hydriert. Es findet nur eine geringe, äusserst
langsame Wasserstoffaufnahme statt: 2,11 cm3 in 6 Stunden.
1 Mol entspricht 14,7 cm8. Es wurden also ca. 0,15 Mol Wasser¬
stoff verbraucht.
Nach diesen Modellversuchen schritten wir zur katalyti-
schen Hydrierung unseres Kapaloins. Es wurden dieselben Be¬
dingungen wie in den Vorversuchen eingehalten.
Aloin: 132,1 mg Aloin, in 20 cm3 Eisessig, werden mit 11,7 mg PtOa
hydriert. Der Wasserstoffverbrauch nach 14 Stunden betrug 5,7 cm'.
1 Mol entspricht 7,07 cm3 H». Es wurden also ca. 0,8 Mol Wasser¬
stoff verbraucht.
136,1 mg Aloin, in 20 cm3 Eisessig, werden mit 19,1 mg PtOi
hydriert. Der Wasserstoffverbrauch nach 14 Stunden betrug 3,1 cm'.
1 Mol entspricht 7,29 cm3 H2. Es wurden also ca. 0,4 Mol Wasser¬
stoff verbraucht.
Aus den Hydrierflüssigkeiten Hess sich nur unverändertes
Aloin isolieren. Die Farbe der Eisessiglösung zeigte während der
Hydrierung nur eine geringe Farbveränderung von reingelb in
schwaches grünlichgelb. Das Aloin verhält sich also bei der
Hydrierung ganz anders als die freien Oxymethylanthrachinone.Es darf daraus aber wohl nicht auf das Vorliegen eines partiell
hydrierten Kernes im Aloin, etwa in Anlehnung an die Formel
von Cahn u. Simonsen (S. 33), geschlossen werden, so-
— 116 —
lange nichts über die Natur der Seitenkette des Aloins und ihr
Einfluss bei der Hydrierung bekannt ist.
y) Reduktion mit Natriumäthylat.Ein weiterer Versuch zur Reduktion des Aloins wurde mit
Natriumäthylat vorgenommen. C a h n u. S i m o n s e n (S, 74)haben bei einer solchen Reduktion phlobaphenartige Produkte
erhalten. Wir führten die Reduktion folgendermassen durch:
«lg Aloin, gelöst in 10 g absolutem Alkohol, wird nach und nach mit
1 g Natrium versetzt. Dabei entsteht ein gelbbrauner Niederschlag,dessen Farbe auf weiteren Zusatz von Natrium in dunkelgrün übergeht.Dieser grüne Niederschlag wird von der braungrünen, alkoholischen
Flüssigkeit abgetrennt, erst mehrmals mit Alkohol und dann einigeMale mit Aether gewaschen. Der braungrüne Körper ist etwas löslich
in niederen Alkoholen (braungrüne Lösung), weniger in Azeton und
Methylazetat, sehr gut in Wasser (rot gefärbte Lösung), Eisessig (blut¬rot) und Pyridin (rotviolett). Aus keinem dieser Lösungsmittel kann
der Körper aber kristallin abgeschieden werden.»
Es handelt sich bei dieser Reaktion wohl um die Bildungeines Phenolates oder Alkoholates des Aloins. Wird dieses nun
durch Auflösen in angesäuertem Wasser zerstört, so entsteht
eine rote Lösung, aus der unerwarteterweise kein Aloin mehr
auskristallisiert werden kann. Die Lösung gibt zwar noch die
Fluoreszenzreaktion nach Schoutelen (44) und mit Brom¬
wasser lässt sich aus ihr, in ganz analoger Weise wie beim
Aloin, ein kristallines Bromderivat gewinnen. Aus seinem
Schmelzpunkt von 187°, sowie aus dem übrigen Verhalten die¬
ses Bromderivates, muss auf Bromaloin geschlossen werden.
Das Aloin erweist sich also nicht nur als widerstandsfähiggegen katalytische Reduktion, auch mit Natriumalkoholatscheint es nicht reduziert werden zu können. Es ist wohl kaum
anzunehmen, dass durch Natriumalkoholat Reduktion des Aloinserreicht wurde, und dass nachher bei der Bromierung gleich¬zeitig wieder eine Oxydation zur Aloinstufe eintrat, Wahr¬scheinlicher ist, dass durch die Ueberführung in das Phenolat,bzw, Alkoholat eine Isomerisierung des Aloins erzielt wurde,analog der Umwandlung von Barbaloin in das nicht kristallisier¬bare ß-Barbaloin durch Hitze, nach Léger (34), Auch dieses
amorphe ß-Barbaloin gibt kristalline Halogenderivate,
— 117 —
Aloeemodin Na2Û2
FeCh
Rhein CrOs
d-Arabinose Na2Û2
Furfurol (nach NaBOs
HCl-destillation)
c. Oxydationsversuche des Aloins.
a) Einleitung.
Die Oxydation des Aloins ging bisher fast immer mit einer
gleichzeitigen Spaltung desselben einher. Es sind daher gewisse
Angaben über Oxydation des Aloins auch im nachfolgenden
Abschnitt d) beschrieben, und umgekehrt sind Daten über Aloin-
spaltungen in diesem Abschnitt enthalten.
Die Oxydationsversuche früherer Autoren haben im all¬
gemeinen nicht zu befriedigenden Resultaten geführt. Sieht man
von der Oxydation durch Salpetersäure, bei der das Aloin
gleichzeitig nitriert wird, ab, so wurden bisher folgende, einheit¬
liche und gut definierte Oxydationsprodukte erhalten:
Oxydationsprodukt: Oxydationsmittel: Autor:
Léger (85), Seel (41)
Cahn u. Simonsen (74)Oesterle u. Babel (84)
Léger (71) (72)Goldner (90), Gardner
u. Campbell (152)
Neben diesen als geglückt zu bezeichnenden Oxydationen
sind eine ganze Anzahl von Oxydationsversuchen durchgeführt
worden, bei denen keine kristallinen Produkte erhalten wur¬
den. Es sei hier nur auf die sich weit über ein Jahrzehnt hin¬
ziehenden Arbeiten von Seel u. Mitarbeitern (40) (41)
hingewiesen. Beinahe alle in der vorstehenden Zusammenstel¬
lung angeführten Spaltungen sind unter sorgfältigster Beob¬
achtung und genauer Erfassung der Oxydationsprodukte durch¬
geführt worden, sodass eine erneute Ausführung dieser Ver¬
suche keinen grossen Erfolg versprach. Einzig bei der Perborat-
spaltung wurde nur dem Verhalten der Zuckerkomponente
nachgegangen. Wir führten daher diese Perboratspaltung noch¬
mals durch, wobei wir uns auf das Studium des Verhaltens der
Anthrachinonkomponente beschränkten. Aus der obenstehen¬
den Zusammenstellung ist ferner ersichtlich, dass alle angeführ¬
ten Oxydationen mit einer Spaltung des Aloinmoleküls verbun¬
den waren. Wir setzten daher auch einige Oxydationsversuchemit milder wirkenden Oxydationsmitteln an, in der Hoffnung,
eine Oxydation ohne, oder mit nur geringem Abbau des Aloins
zu erzielen.
— 118 —
(3) Oxydationsversuche mit Perboraten.
Die Oxydation von Aloin mittels Perboraten ist erstmals
von G o 1 d n e r (90) durchgeführt worden. Kurz vor Abschluss
dieser Arbeit erhielten wir Kenntnis von erneuten Oxydations¬versuchen mittels Perborat durch Gardner u. Campbell
(152). Die Resultate dieser Forscher decken sich im allgemeinenmit denen Goldners,
Folgende Ueberlegung bestärkte uns, die Versuche Gold-
n e r s zu wiederholen: Borsäure dient bei Oxydationen von
Oxyanthrachinonen als Schutzmittel. Sie verlangsamt die
Reaktion und gestattet Zwischenprodukte zu fassen, die ohne
ihre Gegenwart weiter oxydiert worden wären [Ho üb en (153)].Diese Schutzwirkung ist zwar im allgemeinen nur in saurer
Lösung beobachtet worden, dass sie aber auch von gewisser
Bedeutung bei Reaktionen in alkalischem Milieu sein muss, gehtaus der Tatsache hervor, dass die Fluoreszenzreaktion nach
Schoutelen (44) beim Aloin nur mit Borax eindeutig ein¬
tritt. Bei Behandlung des Aloins mit Substanzen von ungefährderselben Alkalität wie Borax, tritt die Fluoreszenz unsicher,oder überhaupt nicht ein. Ferner erzielte G o 1 d n e r (90) bei
allen seinen Versuchen gerade mit Perborat die besten Ausbeu¬
ten an Pentose.
Unsere Versuche wurden zunächst mit Natriumperboratdurchgeführt. Die dabei festgestellten Verschiedenheiten des
Reaktionsverlaufes, je nach Menge des Oxydationsmittels, der
Konzentration der Aloinlösung und der Art des Erhitzens,konnten bei Verwendung von Ammoniumperborat noch deut¬
licher festgestellt werden. Dies dürfte eventuell damit zusam¬
menhängen, dass auch bei grossem Ueberschuss an Oxydations¬mittel nur sehr schwache alkalische Reaktion eintrat, da reich¬
liche Mengen von Ammoniak aus der siedenden Lösung ent¬
wichen. Die späteren Oxydationen wurden daher mit Ammo¬
niumperborat durchgeführt.
«Je nach den Versuchsbedingungen ist der Verlauf der Reaktion ver¬
schieden:
1. Langsamer Zusatz von festem Perborat zu einer 4%>igen, ganzschwach siedenden Aloinlösung ergibt Rotbraunfärbung der Flüssig¬keit. Beim Ansäuren mit Schwefelsäure fällt ein flockiger, brauner
Körper; Niederschlag Ai, Filtrat A».
— 119 —
2. Bei Zusatz einer grossen Menge Perborat zu einer wässerigen Aloin-
lösuflg wie oben, tritt bei sehr vorsichtigem Erwärmen erst eine
Grünfärbung auf. Wird auf dieser Stufe angesäuert, so tritt ein
Farbumschlag in hellrot ein. Säuert man nicht an, sondern erhitzt
mit Perborat weiter, so erhält man Braunfärbung der Flüssigkeit
und beim Ansäuern Niederschlag Bi und Filtrat B2, analog Ai und
As.
3. Erhitzt man das Aloin in 10°/oiger wässeriger Lösung rasch und
lange mit einem grossen Perboratüberschuss, so erhält man schliess¬
lich eine nur schwach hellrot gefärbte Flüssigkeit, die beim An¬
säuern nach orange umschlägt, ohne dass ein Niederschlag aus¬
fällt.
Die braunen Niederschläge Ai und Bi, die nur 25—40 e/u der ver¬
wendeten Aloinmenge darstellen, verhalten sich ähnlich. Sie sind in
Lauge löslich und können aus diesen Lösungen wieder ausgefällt
werden. Durch Behandlung mit warmem Chloroform kann nur eine
geringe Menge eines Bornträgers (29) Oxymethylanthrachinon-
Reaktion liefernden Körpers extrahiert werden. Die von diesem Kör¬
per befreiten, tiefbraunen Rückstände sind nicht einheitlich. Die
Chromatographie auf Bariumsulfat in Methanol ergibt eine gelborange
und braune Zonen. Ein Teil dieser braunen Substanzen ist in Azeton
löslich, der Rest in Methylalkohol. Kristalline Abscheidungen aus
diesen Lösungen können nicht erzielt werden. Mit Boraxlösungen tritt
keine Fluoreszenz ein. Mit Bromwasser werden keine Bromderivate
erhalten. Durch erneute Behandlung mit Perborat lässt sich aus ihnen
kein Aloeemodin gewinnen. In Aussehen und Verhalten erinnern diese
Substanzen teils an die von uns aus der Aloe isolierten amorphen
Produkte, teils an die Puraloine von S eel (41).
Die angesäuerten Filtrate A2 und B_> enthalten ebenfalls nur sehr
geringe Mengen Oxymethylanthrachinone (Bornträgers Reaktion),
hingegen reichliche Mengen anderer, löslicher Oxydationsprodukte,
wie aus der braunen Farbe dieser Lösungen zu entnehmen ist. Diese
werden nicht weiter untersucht, hingegen werden die Filtrate A» und
B2 nach Neutralisation mit Bariumkarbonat und Konzentration, mit
alkalischer Kupfersulfatlösung und Phenylhydrazin auf Zucker geprüft.
Beide Reaktionen verlaufen negativ.»
Die Oxydation mit Perboraten führt also zu verschiedenen
Abbaustufen des Aloins. Die bei weitgehendem Abbau ent¬
stehenden Produkte, hierher müssen auf Grund der Durchfüh¬
rung der Reaktion diejenigen des Versuchs 3) gerechnet wer¬
den, wurden nicht näher untersucht. Die, bei etwas milderen
Bedingungen durchgeführten Oxydationen 1) und 2) gaben keine
kristallinen Derivate.
— 120 —
y) Oxydationen mit Perjodsäure.
Kaliumperjodat hat, zusammen mit Bleitetraazetat, als
Oxydationsmittel hauptsächlich in der Zuckerchemie Eingang
gefunden [vgl. Criegee (154)]. Die günstigen Erfahrungen, die mit
diesem Oxydationsmittel bei verschiedenen Kohlehydraten und
auch bei Glykosidoxydationen [vgl. Maclay u. Hudson
(155)] gemacht worden waren, veranlassten uns, Perjodsäure-
oxydationen beim Aloin zu versuchen. Perjodsäureoxydationenhaben zudem den Vorteil, dass sie leicht quantitativ verfolgt
werden können. In Vorversuchen wurde zunächst festgestellt,
ob überhaupt ein Perjodatverbrauch durch das Aloin stattfindet.
Zu diesem Zwecke wurden je 21 mg Aloin (V20000 Mol), gelöst
in 2 cm3 Wasser, mit wechselnden Mengen einer n/10 Perjod¬
säurelösung (Kaliumperjodatlösung in 10%iger Schwefelsäure)
versetzt. Nach kürzerer oder längerer Einwirkungszeit der Per¬
jodsäure bei verschiedenen Temperaturen, wurde der Perjodat-
überschuss in bikarbonat-alkalischer Lösung mit einer n/10
Lösung von arseniger Säure zurücktitriert. Eine erste Versuchs¬
reihe bei einer Oxydationstemperatur von 16° ergab pro V20000
Mol Aloin:
gelegte Dauer der Temperatur Verbrauchte
ge HI04 Oxydation bei der Menge HIO4
0 000 Mol. in Stdn. Oxydation. in 1/20 000 Mol.
0,5 3 16" 0,45
1 3 16° 0,7
2 3 16° 1,25
3 Vü 16» 0,7
6 V2 16° 0,9
3 3 16° 1,4
6 3 16° 2,0
3 18 16° 1,95
6 18 16° 2,25
Die Lösungen, die unter V20000 Mol Perjodat verbrauch¬
ten, blieben klar, während bei den übrigen eine mehr oder weni¬
ger starke Trübung eintrat, Im Augenblick der Zugabe der
Perjodsäurelösung trat beim Kapaloin eine rasch vorübergehende
Rotfärbung auf, beim Handelsaloin (isobarbaloinhaltig) erschien
eine lang anhaltende Violettfärbung. Aus diesen orientierenden
Versuchen ist zu entnehmen, dass der bevorzugte Perjodsäure-verbrauch um 2 Mol pro 1 Mol Aloin liegen muss, Erneute Ver-
— 121 —
suche zur Feststellung des Einflusses der Temperatur bei der
Oxydation ergaben pro V20 000 Mol Aloin folgendes Bild:
Vorgelegte Dauer der Temperatur Verbrauchte
Menge HIO4 Oxydation bei der Menge HIO4
in 1/20 000 Mol. in Stdn. Oxydation. in 1/20 000 Mol,
3 6 18» 2,0
3 24 18» 2,2
6 6 18» 2,4
6 24 18» 2,6
3 1 30° 2,0
3 6 30° 2,1
3 24 30° 2,3
3 1 60° 2,4
Bei erhöhter Temperatur verläuft die Oxydation rascher.
Ein deutlicher Endpunkt der Oxydation ist nicht festzustellen.
Immerhin ist zu konstatieren, dass der Verbrauch der ersten
zwei Atome Sauerstoff rasch erfolgt, während die weitere Oxy¬
dation langsam verläuft. Bei den Oxydationen bei 18 ° und 30 °
entstand als sichtbares Produkt ein heller, ockergelber Nieder¬
schlag, bei 60 °war dieser Niederschlag von eher rötlicher
Farbe. Es wurden noch verschiedene weitere Oxydationen bei
60 ° durchgeführt, ohne aber einen festen Perjodatverbrauch
feststellen zu können. Dieser schwankte, je*nach der Dauer der
Oxydation (3—24 Stunden) und Grösse des Perjodatüberschusses
(3—12 Mol/1 Mol Aloin) zwischen 2,8 und 5 Mol.
Der bei den Oxydationen von 60° entstandene, orangerote
Niederschlag war kein einheitliches Produkt, sondern ein Ge¬
misch von drei bis vier jodhaltigen Körpern. Die Oxydationenbei erhöhter Temperatur wurden daher nicht fortgesetzt. Die¬
selben orangeroten, jodhaltigen Produkte erhielt man übrigens
auch bei mehrtägiger Oxydation bei gewöhnlicher Temperatur
unter Verwendung eines grossen Perjodsäureüberschusses. Der
bei niederer Temperatur entstandene, ockergelbe Niederschlag
wurde nun in grösserer Menge dargestellt. Um ein möglichst
einheitliches Produkt zu erhalten, wurde versucht, die Oxy¬
dation so zu leiten, dass möglichst genau 2 Mol Perjodsäure auf
ein Mol Aloin verbraucht werden. Dies gelang am besten durch
eine halbstündige Oxydation bei 25 ° unter Verwendung von
3 Mol Oxydationsmittel auf 1 Mol Aloin. Nachstehend sind die
Angaben für V20 000 Mol Aloin angeführt:
— 122 —
Temperatur Verbrauchte
bei der Menge HIÛ4
Oxydation. in 1/20 000 Mol.
25° 2,10
25° 2,12
25° 2,09
25» 2,05
25° 2,02
Vorgelegte Dauer der
Menge HIO4 Oxydationin 1/20 000 Mol. in Stdn.
3 8
3 4
3 2
3 1
3 Va
«In einem grösseren Versuch wird nun V100 Mol Aloin unter den
oben angeführten Bedingungen eine halbe Stunde lang oxydiert. Der
entstandene, hellgelbe Niederschlag wird auf der Nutsche abgetrenntund gewaschen, bis das Waschwasser Jodkalistärke-Papier nicht mehr
bläut. Filtrat und Waschwasser werden vereinigt, Jodsäure- und Per-
jodsäureüberschuss mit Thiosulfat zerstört, und Formaldehyd mittels
Dimedon direkt, oder nach Destillation in einer etwas modifizierten
Apparatur nach Criegee (156) nachzuweisen versucht. Es ist jedochkein Formaldehyd gebildet worden. Ebensowenig kann Ameisensäure
direkt oder nach Destillation durch Reduktion mittels Magnesiumszu Formaldehyd nachgewiesen werden
Der lehmgelbe Niederschlag wird vor weiterer Untersuchung zu¬
nächst getrocknet (Ausbeute 35—38 °/« der verwendeten Aloinmenge)Auch dieser Niederschlag ist nicht einheitlich. Im Chromatogramm auf
Bariumsulfat erscheint über einer olivgelben, eluierbaren Schicht eine
violette, festsitzende Zone. Es konnte auch noch ein geringer Jod¬
gehalt im Oxydationsprodukt festgestellt werden. Die Löslichkeit in
Wasser, Chloroform und Benzol ist sehr gering. Besser löslich ist der
Niederschlag in Azeton, noch besser in Aethylalkohol; dabei entstehen
rötlich-orange Lösungen. Wird der Niederschlag in Azeton oder Aethyl¬alkohol in der Wärme gelöst, so scheint Verharzung einzutreten und
die Lösung färbt sich dunkler.
Kristallisation kann aus den verschiedensten Lösungsmitteln, auch
aus kalt gesättigten Lösungen, nicht erzielt werden. Versuche, Brom¬
oder Azetylderivate nach denselben Methoden wie beim Aloin dar¬
zustellen, schlugen fehl.
Das Oxydationsprodukt zeigt gute Löslichkeit in Alkalien. Beim
Kochen einer solchen gelben, alkalischen Lösung tritt rasch Rot¬
färbung ein und beim Ansäuern fällt ein brauner Körper aus, der nicht
Aloeemodin ist [Bornträgers (29) Reaktion negativ]. Wird das
Oxydationsprodukt in einer Borax-alkalischen Lösung gekocht, so tritt
nicht mehr die typische grüne Anthranolfluoreszenz auf, sondern es
erscheint eine rote Farbe, wie beim Kochen in verdünnter Lauge.»
Die Oxydation mit Perjodsäure hat also wahrscheinlich
nicht, oder nicht ausschliesslich an der zuckerartigen Seiten¬
kette des Aloins angesetzt, sondern im mittleren Ring des
Anthrachinonkernes. Wir setzten nun einige Versuche an, um
das Verhalten der Fluoreszenzreaktion während der Oxydationzu verfolgen und fanden pro V20000 Mol Aloin:
— 123 —
Vorgelegte Dauer der Temperatur Verbrauchte Fluoré
Menge HIO4 Oxydation bei der Menge HIOi zenz-
in 1/20 000 in Oxydation in 1/20 000 reaktic
Mol Minuten Mol
1 3 16" 0,25****
1 20 16° 0,65***
1 120 16° 1,0**
3 3 16° 0,25****
3 20 16° 1,2**
3 120 16° 1,9*
1 3 30° 0,7****
1 20 30° 1,0*
1 120 30" 1,0*
3 3 30° 1,5*
3 20 30° 1,9 —
3 120 30° 2,0 —
Die Fluoreszenz wird in ca. 3 cm3 der mit arseniger Säure austi¬
trierten Lösung durch Aufkochen mit 0,2 g Borax erzeugt. Nach Ver¬
dünnung auf 20 cm1 wird die Fluoreszenz mit derjenigen einer Aloin-
lösung 1 : 20 000 (Fluoreszenz ****) verglichen.
Auffallend ist, dass Verbrauch an Oxydationsmittel und Ab¬
nahme der Fluoreszenz parallel verlaufen. Die Oxydation geht
aber trotz gleichmässigen Verbrauches an Oxydationsmitteln zu
wenig glatt, um sichere Schlüsse ableiten zu können. Eine aus¬
schliessliche Oxydation an der zuckerartigen Seitenkette dürfte
wohl kaum stattgefunden haben. Nur unter der Annahme, dass
die Fluoreszenzreaktion, also die Anthranolbildung, durch die
reduzierende Wirkung von Spaltprodukten der Zuckerkompo¬
nente zustande kommt, ist diese Möglichkeit denkbar [vgl, hier¬
zu Léger (98)]. Eine ausschliessliche Oxydation des mittleren
Ringes des Anthrachinonkernes lässt sich bei Annahme der
Anthron- bzw. Anthranolstufe im Aloin sehr einfach formu¬
lieren.
CH20HH
0
Aloeemodin- Aloeemodin
anthranol
— 124 —
In Anbetracht aber, dass mindestens drei Oxydations¬produkte entstanden waren — zwei wasserunlösliche und ein
wasserlösliches — ist wohl wahrscheinlicher, dass das Aloin
an verschiedenen Stellen von der Perjodsäure angegriffen wurde.
ft) Oxydationen mit Bleitetraazetat.
Bleitetraazetat wird wie Perjodsäure in neuerer Zeit in der
Zuckerchemie häufig als Oxydationsmittel verwendet. Es zeigt in
seiner Wirkung gewisse Abweichungen gegenüber Perjodsäure[vgl. Criegee (154)]. Wir hofften, mit Bleitetraazetat bessere
Resultate als mit Perjodsäure zu erhalten, besonders weil hier
keine Möglichkeit für die Bildung jodierter Produkte bestand.
Bleitetraazetat ist ebenfalls schon zur Oxydation einfacher Gly¬koside herangezogen worden von Grossheintz (157) und
McClenahan u. Hockett (158). Unsere eigenen Resul¬
tate mit Aloin weichen kaum von denjenigen mit Perjodsäureab. Auch hier wurden zwei Mol Oxydationsmittel für ein Mol
Aloin verbraucht. Die Schwankungen im Verbrauch waren, selbst
bei erhöhter Oxydationstemperatur (40°), grossem Ueberschuss
an Tetraazetat und langer Einwirkungsdauer recht gering:
Vorgelegte Oxydation bei der Verbrauchte
4enge Pb(OAz)i Dauer der Temperatur Menge Pb(OAz)4in 1/10000 Mol in Stdn. Oxydation in 1/10000 Mol
1,5 1 40° 1,33 1 40° 1,93 3 40° 1,84 18 40» 2,36 3 40» 2,210 1 40° 1,8
Bei diesen Versuchen, die mit Vio ooo Mol Aloin in Eisessigdurchgeführt wurden, trat bei der Oxydation von Handelsaloineine violettrote Farbe (Isobarbaloin) schon in der Kälte auf.
Diese Färbung ging innert 20 Minuten über ziegelrot in orangeüber. Kapaloin zeigte einige Sekunden ebenfalls eine rötliche
Farbe, die dann gleichfalls in orange wechselte. Bildung von
Formaldehyd oder Ameisensäure konnte hier ebensowenig wie
bei den Oxydationen mit Perjodsäure nachgewiesen werden.Zur Isolierung anderer Oxydationsprodukte wurde die Eisessig¬lösung in Wasser gegossen und erst mit Chloroform, hierauf
mit Essigester ausgeschüttelt. Aus der nur geringe Mengen von
— 125 —
Oxydationsprodukten enthaltenden Chloroformlösung wurde
beim Eindampfen ein amorpher, orange gefärbter Körper ge¬
wonnen, der die Reaktion von Bornträger (29) auf Oxy-
methylanthrachinone gab. Da es sich dabei um ein in nur ge¬
ringen Mengen auftretendes Nebenprodukt handelte, wurde es
nicht weiter untersucht. In die Essigesterlösung war ebenfalls
nur ein Bruchteil der Oxydationsprodukte übergegangen. Kri¬
stallisierte Körper konnten aus ihr nicht erhalten werden. Im
Chromatogramm auf Bariumsulfat erschien eine leuchtend gelbeZone, ferner geringe Mengen einer bräunlichen Nebenzone. Die
in der wässerig-essigsauren Phase zurückgebliebene Haupt¬
menge der Oxydationsprodukte konnte nicht kristallin erfasst
werden.
Analoge Versuche wie bei den Perjodsäureoxydationenüber das Verhalten der Fluoreszenz bei der Oxydation ergabenmit je V10 ooo Mol Aloin:
Vorgelegte Dauer der Temperatur Verbrauchte Fluores¬
enge Pb(OAz)<i Oxydation bei der Meng'e Pb(OAz)4 zenz¬
in 1/10 000 in Oxydation in 1/10 000 reaktion
Mol Minuten Mol
3 3 25» 1,1 *
3 15 25» 1,7 (*)
3 60 25» 1,75 (*)
3 120 25» 1,8 —
3 240 25» 1,8 —
Die Oxydationen mit Bleitetraazetat ergaben prinzipiell die
gleichen Resultate, wie diejenigen mit Perjodsäure. Ueber die
Auswertung dieser Versuche gilt daher das bei den Perjodat-
oxydationen Gesagte.
d. Versuche zur Spaltung des Aloins.
et) Einleitung.
Die Spaltung des Aloins führt in der Hauptsache zu zwei
Körpern, zu einem, eventuell reduzierten, Oxymethylanthra-chinon und zu einem Zucker, d-Arabinose. Es ist daher wohl
verständlich, dass das Aloin als Glykosid aufgefasst und in die
Gruppe der Anthraglykoside [T s c h i r c h (1)] eingereiht wurde.
Das «Glykosid» Aloin lässt sich aber nicht wie andere Glykoside
— 126 —
durch verdünnte Säuren spalten. Die Spaltung verläuft, wie
nachstehend nochmals kurz dargelegt wird, ganz anomal und
die Ausbeuten an Spaltprodukten sind unbefriedigend.
Als Aglykon des Aloins sind zwei Körper vorgeschlagen
worden, Aloeemodin und Aloeemodin-Anthranol:
Reduktion,.H *
CH2OH Wdation
Aloeemodin Aloeemodin-Anthranol
Die Frage, welcher dieser beiden Körper dem Aloin zu¬
grunde liegt, ist noch umstritten, H a u s e r (92), Rosen-
thaler (93) (146) (159) und andere Autoren nehmen die redu¬
zierte Stufe an, wobei in den Versuchen, in denen Aloeemodin
abgespalten wurde, eine Oxydation eingetreten sein müsste.
In der Tat wird Aloeemodin oft bei oxydativen Spaltungen er¬
halten (vgl. S. 117). Léger (98) hingegen glaubt an die An¬
wesenheit von Aloeemodin im Aloin. Er kann als Argument die
Aloeemodinbildung bei Salzsäurespaltung nach 0 es ter le (83),bei der keine Oxydation stattgefunden haben sollte, anführen.
Die Entstehung von Anthranol bei der Boraxspaltung führt
Léger auf eine Reduktion des Emodins durch die Zucker¬
spaltprodukte zurück.
Die Arbeiten, die zur Isolierung der Zuckerkomponentedes Aloins durchgeführt wurden, ergaben mit Sicherheit die
Abspaltung einer Pentose, von Léger (72) als d-Arabinose
identifiziert. Die Abspaltung verläuft aber so schwer und in
nützlicher Frist eigentlich nur mit Oxydationsmitteln, dass keine
normale Glykosidbindung zwischen Aloeemodin (bzw. dessen
Anthranol) und Arabinose angenommen werden darf. Es sei
hier insbesondere auf die zahlreichen, negativ verlaufenen Spal¬
tungsversuche von G e r e c s (86) hingewiesen.
Ueber die Abspaltung von Zucker aus Aloin orientiert
Tabelle 13.
— 127 —
Tabelle 13.
Abspaltung von Zucker aus Aloin.
Jahr AutorAloin-
sorteSpaltung mit: Zucker Nachweis
1870 Tilden (47) Barb. H2SO4 verd. — Gärung —
1899 Oesterle
(83)
Barb. HCl alkohol. — Osazon —
Gärung —
1902 Léger (67) Barb. Na202 +Methyl-pentose
Reduktion +
Furfurol +
Osazon +
l-Drehung +
1910 Léger (71) Barb. HCl alkohol.
H2SO4 alkohol.
(1—5 Jahre)
+d-Ara-
binose
Benzylphenyl-hydrazon +
Spz. DrehungOsazon +
Pentose +
Reduktion +
1930 Gérées (86) Barb. PBrs, POCls,Azetolyse usw.
—
HCl alkohol.
(2 Jahre)
+Pentose
Umwandlg. in
Furfurol +
1930 Gibson u.
Simonsen
(75)
Barb. HCl alkohol. Ara-
binose
1932 Goldner
(90)Barb.,
Aloin,Aloe.
HCl, KOH, Na202,HCl alkohol.,Na-perborat.
+Pentose
Umwandlg. in
Furfurol +
Auf Grund dieser Angaben früherer Autoren und auf Grund
unserer neuen Aloinformel C21H22O9 vermuteten wir, dass im
Aloin keine Pentose, sondern eine Hexose vorliegt. Diese kann
aus unbekannten Gründen nicht normal abgespalten werden,
sondern wird bei der Spaltung zur Pentose abgebaut. Zur Be¬
stätigung dieser Vermutung führten wir, trotz der ungünstigen
Erfahrungen die bisher gemacht worden waren, nochmals ver¬
schiedene Spaltungsversuche durch. Insbesondere arbeiteten
wir auch mit bisher noch wenig an Aloin versuchten Glykosid-
spaltungsverfahren.
— 128 —
ß) Aloinspaltung durch Säuren,
aa) Aloinspaltung mit verdünnter
Schwefelsäure,
Dieses nach van der Haar (160) allgemein anwendbare
Verfahren zur Glykosidspaltung wurde von uns nochmals zur
Aloinspaltung benutzt.
«5 g Aloin werden in einer Stickstoffatmosphäre mit 5°/oigerwässeriger Schwefelsäure am Rückflusskühler erhitzt. Nach 3-tägigemKochen enthält die Lösung noch immer unverändertes Aloin; daneben
ist eine reichliche Menge eines schwarzen Niederschlages entstanden.
Dieser wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Aus¬
beute 2,7 g. Der nach dem Trocknen mattbraunschwarze Niederschlagerinnert an das Alonigrin von Tschirch u. Pedersen (28), nur
ist er etwas besser löslich als dieses. Ein Teil löst sich in warmem
Chloroform, ein weiterer in Methylalkohol, der geringe Rest ist nur
in Alkalien löslich. Weder in der Chloroform-, noch in der Methanol¬
lösung ist Aloeemodin nachweisbar (Reaktion von Bornträgerund Chromatogramm). Das schwarze Spaltprodukt ist, wie schon aus
der Löslichkeit hervorgeht, nicht einheitlich. Im Chromatogramm auf
Bariumsulfat erscheinen violette und orangegelbe Zonen.»
Spaltungsversuche mit 10%iger Schwefelsäure, und solche
im Rohr bei 120°, ergaben ebenfalls schwarze Produkte und
kein Aloeemodin. Diese Befunde decken sich mit denjenigen von
Tschirch u. Pedersen (28) (Alonigrin) und denjenigenvon Tschirch u. Klaveness (61), die bei analoger Spal¬tung mit Salzsäure ebenfalls nur schwarze Körper, aber kein
Aloeemodin erhielten. Das erscheint umso auffälliger als S t o e-
d e r (30) und Tschirch u. Aschan (32) angeben, dass Aloin
beim Stehen in wässeriger Lösung Aloeemodin abspaltet. Ent¬
weder ist die Bildung von Aloeemodin eine Oxydation und an
die Anwesenheit von Sauerstoff gebunden, weshalb sie bei
unseren Versuchen nicht eintreten konnte, oder dann hat die
Säure einen hemmenden Einfluss und verhindert die Bildungvon Aloeemodin. Zur Abklärung dieser Möglichkeiten wurden
Versuche in reinem Wasser, in 5%iger Schwefelsäure und in
Natronlauge durchgeführt. Diese Spaltungen wurden bei 35°
während 60 Stunden vorgenommen. Ein Teil der Lösungen war
während dieser Zeit der Einwirkung des Luftsauerstoffs aus¬
gesetzt, ein anderer Teil wurde durch Ueberschichten mit
Ligroin von der Luft abgeschlossen. Die Ergebnisse waren:
— 129 —
Natronlauge5 o/o ig
Luft Luft
anwesend abwesend
Reaktion
von +++++ (+)Bornträger
(29)
Bei Luftzutritt findet also eine stark erhöhte Bildung von
Aloeemodin statt. Aber auch bei Abwesenheit von Luft tritt
eine geringe Spaltung in Aloeemodin ein; diese Spaltung ist also
nicht unbedingt an die Anwesenheit von Luftsauerstoff gebun¬den. Die Wasserstoffionenkonzentration spielt ebenfalls eine
gewisse Rolle; bei Anwesenheit von Luft ist die Bildung von
Aloeemodin in saurer Lösung geringer als in neutraler oder garalkalischer Lösung. Ganz unerwartet ist das Verhalten der
alkalischen Lösung bei Luftabschluss, Die bei diesem Versuch
entstandene, dunkelbraune Lösung wird beim Ansäuern hellrot
und gibt nur Spuren von Oxymethylanthrachinonen an Chloro¬
form ab. Auch unverändertes Aloin ist aus der angesäuerten
Lösung nicht mehr auskristallisierbar, obwohl die Fluoreszenz¬
reaktion von Schoutelen (44) noch sehr stark positiv aus¬
fällt und mit Bromwasser ein kristallines Bromderivat vom
Schmelzpunkt des Bromaloins (Smp. 185°) entsteht. Es scheint
hier eine ähnliche Isomerisierung wie bei der Behandlung mit
Natriumalkoholat stattgefunden zu haben.
ßß) Aloinspaltung durch Alkoholyse.Die alkoholytische Spaltung, die von Oesterle (83) und
Léger (72) mit Erfolg zur Darstellung von Aloeemodin ver¬
wendet wurde, hat durch die Arbeiten von Voss u. Mit¬
arbeitern (161) erneute Bedeutung auf dem Gebiet der Gly-kosidchemie erlangt. Die Versuche, die wir mit 2—10%igemChlorwasserstoff in absolutem Methylalkohol während längererZeit (9—20 Tage) durchführten, ergaben nur eine Bestätigungder Resistenz des Aloins. Eine geringe Menge Aloeemodin war
gebildet worden, in der Hauptsache aber verblieb unverändertes
Aloin.
Wasser Schwefelsäure
5 °/oig
Luft Luft Luft Luft
anwesend abwesend anwesend abwesend
+++ ++ + (+)
— 130 —
Yy) Aloinspaltung durch Azetolyse.
1930 hat G e r e c s (86) vergeblich versucht, Aloin durch
Azetolyse aufzuspalten. In neuerer Zeit ist diese Methode zur
Spaltung von Glykosiden von Frère jacque (162) und
Hannu. Hudson (163) empfohlen worden. Hann u. Hud¬
son verfolgten den Verlauf der Spaltung anhand der Aenderungder optischen Drehung. Diese Methode war für unsere Ver¬
suche unbrauchbar, wegen der sehr starken Dunkelfärbung der
Spaltungsflüssigkeit. Frèrejacque wies die abgespalteneAzetylglykose mittels p-Toluidin nach. Er erzielte damit, auch
bei Spaltung geringer Mengen Glykosid, gute Resultate. Wir
führten daher zwei Versuche nach dieser Methode durch.
«2 g Aloin werden in 10 cm3 reinstem Essigsäureanhydrid gelöst undmit 6-7 Tropfen einer bei 0° hergestellten Mischung von einem Volumen
konzentrierter Schwefelsäure und zwei Volumen Essigsäureanhydridversetzt. Nach Vollendung der Azetylierung wird der rötlichen, dunk¬
len Lösung 10 cm3 obiger Schwefelsäure-Essigsäureanhydrid-Mischungzugesetzt und das Ganze während zwei Tagen bei 40° der Azetolyseüberlassen. Hierauf giesst man in 250 cm3 Wasser und schüttelt die
dunkle, rotbraune, intensiv grün fluoreszierende Lösung mit Aether
aus. Es geht nur eine sehr geringe Menge eines gelb gefärbten Körpers,der oxymethylanthrachinonähnliche Reaktion gibt (B o r n t r ä g e r), in
Aether über. Ein eventuell abgespaltener Azetylzucker lässt sich mit
p-Toluidin nicht fassen.»
Auffallend ist die bei dieser Spaltung auftretende, starke,grüne Fluoreszenz. Diese erscheint schon bei der Azetylierung,verstärkt sich aber bei der Spaltung noch wesentlich und bleibt
auch bei schwachem Alkalisieren der Flüssigkeit bestehen. Die
grüne Fluoreszenz ist bisher nur bei der alkalischen Borax¬
spaltung deutlich beobachtet worden. Sie wurde hier nun auch
bei saurer Spaltung erhalten. Wir haben den grün fluoreszieren¬
den Körper nicht isoliert oder näher untersucht. Nach Lieber¬
mann (164) [vgl. auch Houben (165)] fluoreszieren in der
Anthrazenreihe Körper, deren mittlerer Ring folgenden Bau
aufweist:
I
— 131 —
Es kann sich also keinesfalls um ein Anthrachinon handeln,
sondern es liegt wahrscheinlich ein Anthranolderivat vor. Diese
Spaltung ist demnach als Argument für die Anwesenheit von
Anthranol oder einem anderen, reduzierten Anthrachinon im
Aloinkern anzusehen. Eine Reduktion von Anthrachinon zu
Anthranol, wie sie Léger (98) bei der Boraxhydrolyse durch
Zuckerspaltprodukte annimmt, ist in saurer Phase viel wenigerwahrscheinlich.
M) Aloinspaltung durch Salpetersäure.
Die vielen erfolgreichen Aloinspaltungen durch Salpeter¬
säure, die zu Aloetinsäure und Chrysamminsäure führten (vgl.S. 25), wurden stets mit sehr konzentrierter Säure durchgeführt.Dabei wurde offenbar die Zuckerkomponente des Aloinmoleküls
zerstört, sodass nur noch Oxalsäure feststellbar war. Zunächst
versuchten wir nach den früheren Methoden durch Kochen auf
dem Wasserbad, allerdings mit verdünnter Säure, Spaltungen zu
erzielen. Wir verwendeten zu diesem Zwecke Säurekonzentra¬
tionen, die die Zuckerkomponente nicht zerstören sollten, bei¬
spielsweise 10-, 7- und 5%ige Salpetersäure. Solche Konzentra¬
tionen werden auch zur Oxydation von Glykose zu Zucker¬
säure angewendet. Es zeigte sich aber, dass bei Verwendung10- und 7,5%iger Säure noch starker Abbau in Oxalsäure ein¬
trat; selbst bei der 5%igen Säure konnte noch Oxalsäure in
geringen Mengen isoliert werden, daneben war noch viel unver¬
ändertes Aloin vorhanden. Ein Versuch mit einer Spaltungs¬
flüssigkeit, bestehend aus 5%iger Salpetersäure und 5%iger
Schwefelsäure, lieferte ebenfalls kein brauchbares Resultat. Wir
versuchten daher die Spaltung auf andere Weise durchzufüh¬
ren. In neuerer Zeit hat Kiliani (166) Spaltungen mit Sal¬
petersäure bei gewöhnlicher Temperatur vorgenommen. EigeneVorversuche ergaben, dass aus Aloin, nach vier Tagen Einwir¬
kung von 50%iger Salpetersäure bei gewöhnlicher Temperatur,schon ziemliche Mengen Oxalsäure gebildet worden waren, mit
20%iger Säure hingegen nach vier Tagen noch nicht alles Aloin
angegriffen worden war. Ein Versuch mit einer grösseren MengeAloin wurde folgendermassen durchgeführt:
«5 g Aloin werden mit 10 cm3 30%>iger Salpetersäure in einem
Kolben nach Kiliani (166) zur Spaltung angesetzt. Nach einem Tage
Stehen bei gewöhnlicher Temperatur ist noch keine Reaktion festzu-
— 132 —
stellen, nach zwei Tagen ist deutliche Rotfärbung eingetreten, nach
vier Tagen ist die Flüssigkeit tiefrot und an der Oberfläche schaum¬
artig bedeckt von einem orange gefärbten Körper. Beim Verdünnen
mit Wasser fällt noch eine grosse Menge dieses orange gefärbten Pro¬
duktes aus. Es ist nur in geringem Masse mit roter Farbe in Wasser
löslich. Besonders gut löslich ist dieser Körper in Essigester. Aus der
blutroten Essigesterlösung kann er nicht kristallin abgeschieden wer¬
den, hingegen kristallisiert eine ganz geringe Menge farbloser Kristalle
aus dieser Lösung. Dieselben konnten nicht näher identifiziert wer¬
den, jedenfalls handelt es sich aber nicht um Oxalsäure. Kristalli¬
sationsversuche des roten Körpers aus anderen Lösungsmitteln führten
nicht zum Ziel, Aus der Löslichkeit und dem Verhalten gegen Ammo¬
niak (Rotfärbung) darf geschlossen werden, dass es sich nicht um
Aloetinsäure handelt.»
Als weitere Spaltungen mit 25- und 40%iger Salpetersäurekeine besseren Resultate gaben, brachen wir diese Versuche
ab.
y) Aloinspaltung durch Alkalien.
Alkalische Aloinspaltungen ergaben bisher, im Gegensatzzu den Spaltungen normal gebauter Glykoside, bessere Resul¬
tate als die sauren Spaltungen. Wenn wir trotzdem nur verein¬
zelte Versuche in alkalischem Milieu durchführten, so geschahdies aus der Ueberlegung heraus, dass bei alkalischer Spaltungdie uns interessierende Zuckerkomponente des Aloins mit
grosser Wahrscheinlichkeit verändert wird. Im günstigsten Fall
hätten wir dann wohl die Pentosebildung nach Léger (67) (71)bestätigen können, kaum aber auf die Isolierung einer Hexosehoffen dürfen.
Bei der alkalischen Spaltung des Aloins interessierte uns
vor allem die Bildung von Methylalkohol bei der Boraxspaltungnach Cahn u. Simonsen (74). Rosenthaler (76) hat
zwar später die Bildung von Methylalkohol bestritten, es war
aber für uns von grossem Interesse, die Abspaltung von Methyl¬alkohol abzuklären. Das Auftreten von Methanol konnte uns
Anhaltspunkte über das Vorhandensein des zur Vervollständi¬
gung unserer neuen Aloinformel noch fehlenden Kohlenstoff¬atoms geben:
Aloeemodin + Arabinose + Methanol = Aloin
(bzw. dessen
Anthranol)Cl5 + Cs + Cl = C21
— 133 —
Zur Bestimmung von eventuell gebildetem Methylalkoholwurde die S. 84 beschriebene Apparatur nach Gold-
schmiedt (143) verwendet. In das U-Rohr wurde kristall¬
alkoholfreies Aloin, sowie 1—2 cm3 10%ige Boraxlösung ge¬
bracht. Das U-Rohr und das nachfolgende Gaswaschröhrchen
mit Jodwasserstoffsäure (d = 1,7) wurden auf 90° erwärmt und
eventuell abgespaltener Methylalkohol mittels eines Kohlen-
dioxydstromes durch die Jodwasserstoffsäure und anschliessend
durch die normal beschickte Methoxylbestimmungsapparaturgetrieben. Die Boraxspaltung trat rasch ein, erkenntlich am
Auftreten der grünen Fluoreszenz, Es konnten aber nur sehr
geringe Mengen von «Methoxyl» gefunden werden.
26,3 mg Aloin verbrauchten 0,02 cm3 0,1 n-Na'SsCh
44,2 mg Aloin verbrauchten 0,08 cm"1 0,1 n-NasS'Oa
Ber. (1 Mol CHaOH aus 1 Mol Aloin 7,4 »/o OCHs
Gef. 0,04 °/o OCHs
0,1 %> OCHs
Die Bildung von Methylalkohol bei der Boraxspaltung nach
Cahn u. Simonsen (74) kann also nicht bestätigt werden.
Möglicherweise enthielt das Aloin dieser Autoren Kristall¬
methanol, das dann bei der Boraxspaltung frei wurde und daher
zur Bestimmung gelangte.
Ô) Orientierende Versuche über Ferment¬
spaltungen des Aloin s.
Die Möglichkeit, Aloin durch Fermente aufzuspalten,erschien infolge des aussergewöhnlichen Verhaltens des Aloins
nicht sehr gross, Auf Grund der Befunde Wasickys (167)über die Spaltbarkeit von Anthraglykosiden durch Fermente
entschlossen wir uns jedoch, einige Versuche vorzunehmen.
Ueber diese Untersuchungen, die nur orientierenden Charakter
besitzen, sei Folgendes bemerkt:
Die Versuche wurden mit je 100 mg Aloin, gelöst in 10 cm3
Wasser, angesetzt. Die schwach sauer reagierenden Lösungen(pH 5—6) wurden nicht weiter gepuffert. Wir Hessen die Ver¬
suche während 48 Stunden bei 35° in Gärröhrchen vor sich
gehen, um eventuell auftretende Kohlensäure sofort feststellen
zu können. Nachstehend eine kurze Zusammenstellung dieser
Versuche:
— 134 —
Substanz Ferment
Aloin .
Aloin Bierhefe
Aloin Emulsin
Aloin +
20 mg !Dextrose Bierhefe
Aloin Saft frischer
Aloeblätter
Eine deutliche Abspaltung von Oxymethylanthrachinonenfindet demnach nur in reinem Wasser statt, während die Fer¬
mentzusätze diese Spaltung eher hemmen.
4, Ueberblick und Diskussion,
Unsere Untersuchungen konnten nicht so weit bereinigt
werden, dass wir in der Lage wären, eine eindeutige Konsti¬
tutionsformel für das Aloin aufzustellen. Vor allem führten die
Versuche zur Oxydation und Spaltung des Aloins nicht zu ein¬
heitlichen, chemisch gut definierten Körpern. Dennoch ist es
möglich, auf Grund unserer eigenen Resultate, zusammen mit
den Befunden früherer Autoren, einiges über den Bau des Aloin-
moleküls auszusagen.
Nachdem gezeigt werden konnte, dass die Formel von
Cahn u. Simonsen (S. 33) den Molekulargewichtsbestim¬
mungen nicht gerecht wird, darf als gesichert gelten, dass das
Aloin aus zwei Komponenten besteht:
1. dem, eventuell reduzierten, Anthrachinonkern,2. der zuckerartigen Seitenkette.
Es sind daher für den Bau des Aloins nachstehende drei
Punkte von ausschlaggebender Wichtigkeit:
a) Die Form, in welcher der Anthrachinonkern vorliegt,b) Die Natur der Zuckerkomponente des Aloins.
c) Der Ort und die Art der Verknüpfung von Anthrachinon-
und Zuckerkomponente.
a. Die Form des Anthrachinonkernes im Aloin.
Umstritten ist, ob im Aloin ein Anthrachinonkörper (Aloe-emodin) vorliegt, oder die entsprechende, reduzierte Anthranol-
stufe (Aloeemodinanthranol), Prinzipiell besteht daneben noch
Kohlendioxyd- Reaktion von
bildung Bornträger— + +
— ( + )
+ ( + )— +
— 135 —
die Möglichkeit, dass im Aloin die Zwischenstufe dieser beiden
Körper, die Oxanthron-Anthrahydrochinon-Stufe, vorliegt. Die
Beziehungen dieser Körper unter sich und zum Aloin sind in
nachstehendem Schema festgehalten:
Aloin
Aloeemodin Aloeeraodinoxanthron
tautomer
OHun
,jjRed.
II«
Aloeemodinanthron
rtautomer
OH
CH OHOl.
Aloeemodin-
anthrahydrochinon
S/^CH20HH
Aloeemodinanthranol
Die Existenz von Aloeemodin als solchem im Aloin er¬
scheint wenig wahrscheinlich.
Dafür spricht nur die Spaltung von Aloin in Aloeemodin
durch alkoholische Salzsäure nach Oesterle (83).
Dagegen sprechen:Die Boraxspaltung des Aloins in Aloeemodinanthranol
nach Hauser (92).Die Azetolyse ergibt einen grün fluoreszierenden Körper
(vgl. S. 130).
Oxydative Spaltungen geben bessere Ausbeuten an Aloe¬
emodin als normale Spaltungen (vgl. S. 117).Nach milder Oxydation mit Perjodsäure oder Bleitetra¬
azetat gibt die Boraxspaltung keine grüne Fluoreszenz
mehr (vgl. S. 123 und S. 125).Auch die grosse Zahl von Hydroxylgruppen im Aloin
kann als Argument gegen die Anwesenheit von Aloe¬
emodin angeführt werden. Von 9 Sauerstoffatomen liegen7 in freien Hydroxylgruppen vor. Werden die beiden ver-
— 136 -
bleibenden als Karbonylsauerstoffatome angenommen,
dann muss der Zucker mit C-C-Bindung am Kern be¬
festigt sein, was unwahrscheinlich ist. Von einem solchen
Körper mit zwei freien, phenolischen Hxdroxylgruppenim Kern (in Stellung 1 und 8), erwarten wir eine rote
Lösung in Alkalien [vgl. Siegfried (168)]. Aloin aber
gibt eine gelbe Alkalilösung.
Wir dürfen also annehmen, dass im Aloin eine Reduktions¬
stufe des Aloeemodins vorliegt. Ob Anthrahydrochinon oder
Anthranol angenommen werden muss, kann nicht entschieden
werden. Auf Grund der Boraxspaltung von H a u s e r (92)erscheint die Existenz eines Anthranolkernes im Aloin näher¬
liegend.
Tabelle 14.
Das Vorkommen von Hexose in Aloe.
Jahr AutorFraktion
aus:
Spaltungmit:
Zucker Nachweis
1863 Kosmann (6) Kapaloe H2SÜ4,verd.
Glykose + alkalische Kup-fersulfatlösg., ba¬
sische Wismut-
nitratlösg., Gä¬
rung
1866 Rochleder u.
Czumpelik(5)
Socotra-
aloe
Säuren
verd.
Glykose ?
1902 Aweng (89) Barbados-
aloe (?)
HCl
verd.
Glykose (?) alkalische Kup¬fersulfatlösung,Osazon
1903 Tschirch u.
Aschan (32)Kapaloe alkalische Kupf-
fersulfatlösung,Osazon
1905 Tschirch u.
Hoffbauer
(33)
Curaçao-aloe
H2SO4 Osazon
1913 Tutin u.
Naunton
(38)
Curaçao-aloe
Wasser¬
dampfGlykose + Osazon
H2SO4,alkohol.
Glykose +
Pentose —Osazon
1941 Rowe u.
Parks
(58)
frische Aloe Hexose
(Fruktose ?)Pentose —
— 137 —
b. Die Natur der Zuckerkomponente des Aloins.
Eindeutig nachgewiesen wurde im Aloin bisher nur eine
Pentose, nämlich d-Arabinose. Es fällt nun aber auf, dass aus
frischer Aloe und amorphen Aloefraktionen keine Pentose, son¬
dern in mehreren Fällen Hexosen gefunden wurden, wie aus
Tabelle 14 zu entnehmen ist.
Nun wurde zu verschiedenen Malen die nahe Verwandt¬
schaft zwischen dem Aloin und den amorphen Fraktionen der
Aloe festgestellt, vor allem von Léger (34). Auch unsere
eigenen Befunde mit Natriumäthylat (S. 116) und Lauge bei Luft-
abschluss (S. 129) sprechen für die Möglichkeit, dass Teile der
amorphen Aloebestandteile als «amorphes Aloin» angesehenwerden müssen. Ferner legt unsere neue Bruttoformel C21H22O9
die Annahme einer Hexose statt einer Pentose nahe:
C15 + Co = C21
Aloeemodin, bzw. Hexose Aloin.
Aloeemodinanthranol
Die Möglichkeit, dass im Aloin eine Hexose enthalten ist,
besteht also durchaus. Es kann natürlich nur eine Hexose in
Betracht kommen, die leicht in d-Arabinose abgebaut werden
kann, also d-Mannose oder vor allem d-Glykose. Für die An¬
wesenheit von d-Glykose im Aloin an Stelle von d-Arabinose
spricht ferner die Tatsache, dass d-Arabinose im Pflanzenreich
bisher nicht gefunden wurde, während d-Glykose sehr verbreitet
ist. Zu bemerken ist schliesslich noch, dass d-Arabinose in
nützlicher Frist und guter Ausbeute nur mit Natriumsuperoxyd
aus Aloin dargestellt werden konnte. Die Abspaltung von
d-Arabinose geschieht hier also unter Bedingungen, die an jene
Methoden der Umwandlung von d-Glykose in d-Arabinose mit¬
tels Wasserstoffsuperoxyd erinnern.
Die Möglichkeit, dass andere Zucker als Arabinose oder
Glykose im Aloin vorliegen, scheint gering. Eine Methylpentose,
wie Léger (67) zuerst annahm, kann kaum in Betracht kom¬
men. Eher ist die Anwesenheit einer Säure denkbar, beispiels¬
weise Glukuronsäure. Paarlinge mit Glukuronsäure sind schwer
spaltbar; ferner kann mittels Säuren eine Pentose abgespalten
werden. Beides trifft beim Aloin zwar zu, hingegen konnte nie
eine freie Karboxylgruppe nachgewiesen werden, auch spricht
eine Laktontitration beim Aloin nicht an,
— 138 —
c. Ort und Art der Verknüpfung von Anthrachinon-
und Zuckerkomponente.
Durch die neue Aloinlormel C21H22O9 ist das Aloin in
nächste Beziehung zu anderen Anthrachinonglykosiden, z. B.
aus Frangula [vgl. Schwabe (169)] und Senna, getreten, Auf
einige dieser Körper sei hier eingegangen, weil sie einerseits
nahe verwandt mit dem Aloin sind, anderseits aber aus den
Unterschieden dieser Körper zum Aloin gewisse Schlüsse über
die Konstitution des Aloins möglich scheinen,
Straub u, Gebhardt (170) haben aus Sennadroge ein
Glykosid erhalten, dem sie folgende Formel zuteilen:
HexoseI
HO °OH
H
CH20H
Dieser Körper gibt, wie das Aloin, die Anthranolfluoreszenz
erst nach Boraxspaltung. Er ist aber viel leichter spaltbar als
das Aloin und weist ganz andere physikalische Daten auf, so¬
dass es sich nicht um einen stereoisomeren Körper des Aloins
handeln dürfte.
Interessant sind ferner die Angaben, die Stoll, Kussmaulu. Becker (171) über die von ihnen entdeckten Sennagly-koside (Sennosid A und B) machen. Sennosid A und B besitzen
die Formeln C21H20O10. Stoll u. Mitarbeiter erwähnen
die Möglichkeit, dass es sich um Anthranolglykoside des Rheins
handeln könnte. Das Rhein, die dem Aloeemodin entsprechendeKarbonsäure, unterscheidet sich von diesem durch einen Min¬
dergehalt von zwei Wasserstoffatomen und einen Mehrgehaltvon einem Sauerstoffatom. Genau diese Differenzen erscheinen
auch zwischen Sennosiden und Aloin. Es wäre also denkbar,dass diese Körper sich nur durch die Differenz Karboxylgruppe-Karbinolgruppe unterscheiden. Die Sennoside sind aber nach
— 139 —
den Angaben von Stollu. Mitarbeitern leichter spaltbar
als das Aloin, ferner geben sie, im Gegensatz zu Aloin, mit
Tunmanns (172) Reagens positive Reaktion auf Anthranole.
Bei den Sennosiden scheint demnach das meso-Hydroxyl des
Anthranolkernes frei vorzuliegen, beim Aloin hingegen gebun¬
den.
Léger (91) nimmt eine ätheroxydartige Bindung zwischen
Zucker und Aglykon am Hydroxyl in Stellung 1 oder 8 des
Anthrachinonkernes an. Diese Ansicht ist nach den Arbeiten
von Gibson u. Simonsen (75) und Cahnu. Simonsen
(74) nicht mehr haltbar. Gibson und Simonsen fanden
nach Oxydation von Azetylaloin mit Chromsäure Diazetylrhein.
Analoge Befunde erhielten Cahnu. Simonsen bei der Oxy¬
dation von Aloinmethyläther mit Kaliumpermanganat. Die bei¬
den Hydroxyle in Stellung 1 und 8 des Kernes waren im Aloin
also azetyliert, bzw. methyliert worden. Sie müssen also frei
vorgelegen haben und kommen als Ansatzstelle für den Zucker
nicht in Frage. Es verbleiben infolgedessen als mögliche Ansatz¬
stellen, wenn man keine C-C-Bindung zwischen Kern und
Seitenkette annehmen will, nur noch die primäre Alkoholgruppe
oder Hydroxylgruppen in meso-Stellung des Kernes. Nun
ergibt sich aber aus den oben erwähnten Oxydationen von Aloin-
derivaten nach Simonsen u. Mitarbeitern (74) (75), dass die
Karbinolgruppe des Aloinkernes nicht frei vorliegt, denn sonst
hätten bei diesen Oxydationen Triazetylaloeemodin bzw. Tri-
methylaloeemodin statt Diazetylrhein undDinethylrhein erhalten
werden müssen. Nimmt man auf Grund dieser Untersuchungen
eine Bindung zwischen Zucker und Aglykon bei der primären
Alkoholgruppe an, so kann damit das chemische Verhalten des
Aloins noch immer nicht völlig erklärt werden. Vor allem ist
die schwere Spaltbarkeit aus einer derartigen Formel nicht ab¬
zuleiten. Bei einer solchen Annahme kann der mittlere Ring
kein Chinonring sein, denn von einem solchen Körper würden
wir eine rote Alkalilösung erwarten (vgl. S. 136), auch würden
uns gar nicht genügend Sauerstoffatome für eine solche Formel
zur Verfügung stehen, nämlich sieben in freien Hydroxylgrup¬
pen, zwei in zwei Karbonylgruppen und ein Aethersauerstoff.
Nimmt man den mittleren Ring des Kernes als Oxanthron
oder Anthron an, so wäre zufolge des leichten Ueberganges in
— 140 —
Anthrahydrochinon, bzw. Anthranol, Fl'ioreszenz zu erwarten.
Auch die Anthranolreaktion nach T u n m a n n (172) müsste
positiv ausfallen, wie beispielsweise bei den Sennosiden. Dies
ist beim Aloin bisher nicht beobachtet worden. Daher kann der
mittlere Ring nicht als Anthranolring mit freier Hydroxylgruppevorliegen. Durch diese Ueberlegungen wird man dazu geführt,eine zweite Verknüpfungsstelle zwischen Zucker und Aglykonanzunehmen in der meso-Stellung des Kernes.
Durch eine solche zweite Bindung des Zuckers an das
Aglykon wird die Resistenz gegen Spaltungen, wie Helferich
u. Werner (173) feststellten, ausserordentlich erhöht. Es sind
also Formeln wie beispielsweise die nachstehende denkbar:
HOVC
H
Ç ,c,0H
i "H OH H'|HOCH
-C-H
HO-CH,
Auch zahlreiche andere Formeln ähnlicher Bauart kom¬
men in Betracht. Wesentlich erscheint die doppelte Verknüpfungvon Zucker und Aglykon, die bei einer Zusammensetzung ent¬
sprechend der Formel C21H22O9 mit sieben Hydroxylgruppendie schwere Spaltbarkeit in Aloeemodin, bzw. Aloeemodin-
anthranol zu erklären vermag. Auch die Abspaltung von
d-Arabinose erscheint möglich.Es sind uns keine Tatsachen bekannt, die Formeln der
obigen Art ausschliessen würden, sodass diese wohl als Diskus¬
sionsbasis geeignet erscheinen.
Genaueren Einblick in die Konstitution des Aloins wird
man vielleicht erhalten, wenn man den Saft frischer Aloeblätter
untersucht. Es ist doch sehr auffällig, dass im frischen Aloesaft
nie Aloin gefunden werden konnte, und dass Condo-Visic-c h i o (36) aus frischer Aloe einen farblosen Körper, Sicaloin,
— 141 —
isolierte. Diese Befunde weisen darauf hin, dass das Aloin erst
sekundär gebildet wird, und es ist wohl denkbar, dass diese
Bildung aus einem pharmakologisch noch wirksameren Körperals Aloin geschieht. Schon aus diesem Grunde erscheint die
Untersuchung einer aus dem frischen Saft von Aloeblättern
schonend hergestellten Aloedroge wünschenswert. Wenn es
dann auch gelingen sollte, die Verharzung des Drogenmaterialszu verhindern, dann müsste es möglich sein, neben Aloin und
Aloeemodin weitere kristalline Anthrachinonkörper aus der
Aloe zu isolieren.
— 142 —
E. Zusammenfassung der Resultate
1. Es wird eine Uebersicht gegeben über die bisherigen Unter¬
suchungen und die heutigen Kenntnisse der Zusammen¬
setzung der Aloedroge; anschliessend werden die bisherigenArbeiten zur Aufklärung von Zusammensetzung und Konsti¬
tution wichtiger Aloebestandteile referiert.
2. Es wurden chromatographische Versuche zur Zerlegung der
Aloe durchgeführt. Dabei wurden analytisch verwertbare Re¬
sultate erhalten; zur präparativen Gewinnung von Aloin
wurde die Chromatographie als ungeeignet befunden.
3. Es wurde versucht nach verschiedenen Methoden Aloin aus
Kapaloe zu gewinnen und ein Verfahren gefunden, das ge¬
stattete 12 % Aloin aus Kapaloe zu isolieren (bisherige Aus¬
beuten ca. 6 %).
4. Es wurde reines, kristallalkoholfreies Kapaloin hergestellt,und für dieses auf Grund von Elementaranalysen und Mole¬
kulargewichtsbestimmungen des Aloins selbst, sowie einigerDerivate, die Bruttoformel C21H22O9 neu vorgeschlagen.
5. Zahlreiche Versuche zur Reduktion, Oxydation und Spaltungdes Aloins wurden durchgeführt, ohne dass prinzipiell neue
Resultate erhalten wurden.
6. Die bisherigen Untersuchungen über das Aloin wurden kri¬
tisch gesichtet, und auf Grund bisheriger und eigener Befunde
neae Konstitutionsformeln für das Aloin zur Diskussion ge¬
stellt.
— 143 —
IV. Zusammenstellung der Literatur
1. Tschirch, Handbuch der Pharmakognosie II/2, Leipzig, 1917, S. 1421.
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Lebens- und Bildungsgang.
Als Sohn des Apothekers Willi Georg Zinn und der Bertha,
geb. Kupferschmid, wurde ich am 25. Mai 1915 in Basel geboren.
1920 siedelten meine Eltern nach Brugg über. Dort besuchte
ich Gemeinde- und Bezirksschule. 1930 trat ich in das Real¬
gymnasium der Kantonsschule Zürich ein, wo ich im Herbst
1934 die Maturität bestand.
Die Hochschulstudien absolvierte ich an der pharmazeu¬
tischen Abteilung der E.T.H, Die praktische Ausbildung erhielt
ich von Herrn Dr. H. Oehrli, Lausanne, die Assistentenzeit ver¬
brachte ich in Zürich und Lugano. Im Sommer 1940 bestand ich
an der E.T.H. die pharmazeutische Fachprüfung.
Seit März 1941 bin ich als Assistent am pharmazeutischen
Institut der E.T.H. tätig. In dieser Zeit entstand, durch häufigen
Militärdienst verzögert, die vorliegende Promotionsarbeit.