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1,2,3,4,5-Cyclopentanpentol

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1,2,3,4,5-Cyclopentanpentol
Cyclopentanpentol.svg
Namen
Bevorzugter IUPAC-Name Cyclopentan-1,2,3,4,5-pentol
Andere Namen1,2,3,4,5-Cyclopentanepentol 1,2,3,4,5-Pentahydroxycyclopentan
Bezeichner
CAS-Nummer
  • 56772-25-9prüfenJa
  • 1α,2α,3α,4α,5β: 18939-02-1
3D-Modell ( JSmol )
ChemSpider
PubChem- CID
InChI
  • InChI=1S/C5H10O5/c6-1-2(7)4(9)5(10)3(1)8/h1-10H [ pubchem ]prüfenJa Schlüssel: XNAUSUVBDKISHM-UHFFFAOYSA-N [ pubchem ]prüfenJa
LÄCHELN
  • C1(C(C(C(C1O)O)O)O)O
Eigenschaften
Chemische Formel C 5 H 10 O 5
Molmasse 150,130 gmol -1
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ink-Referenzen
Chemische Verbindung

1,2,3,4,5-Cyclopentanepentol, auch Cyclopentan-1,2,3,4,5-Pentol oder 1,2,3,4,5-Pentahydroxycyclopentan genannt, ist eine chemische Verbindung mit der Formel C 5H 10Ö 5oder (–CHOH–) 5, dessen Molekül aus einem Ring aus fünf Kohlenstoffatomen (einem Cyclopentan- Gerüst) besteht, die jeweils mit einer Wasserstoff- und einer Hydroxylgruppe verbunden sind. Der unqualifizierte Begriff "Cyclopentanpentol" bezieht sich normalerweise auf diese Verbindung. Es gibt vier verschiedene Stereoisomere mit derselben Struktur.

Die Verbindung ist ein fünffacher Alkohol von Cyclopentan und technisch ein zyklischer Zuckeralkohol (ein Cyclitol ). Es kommt jedoch in der Natur sehr selten vor und hat daher viel weniger Aufmerksamkeit erhalten als die allgegenwärtige Sechs-Kohlenstoff-Version, Inositol.

Inhalt

  • 1 Isomere
  • 2 Derivate
  • 3 Natürliches Vorkommen
  • 4 Geschichte
  • 5 Siehe auch
  • 6 Referenzen

Isomere

Es gibt vier verschiedene Stereoisomere von Cyclopentan-1,2,3,4,5-pentol, die sich durch die Position der Hydroxyle relativ zur mittleren Ringebene unterscheiden. Alle haben eine Symmetrieebene und sind daher nicht chiral. Eine Namenskonvention für die Isomere kennzeichnet jede Kohlenstoffzahl 1-5 mit "α" für die Seite der Ringebene mit den meisten Hydroxylen (drei oder mehr) und "β" für die andere Seite. Eine andere Konvention listet die Hydroxylgruppen auf der Majoritätsseite und dann die auf der Minoritätsseite auf, wobei die beiden Gruppen durch einen Schrägstrich getrennt sind (und eine "0" wird geschrieben, wenn die zweite Liste leer wäre).

Die vier möglichen Isomere sind:

  • 1α, 2α, 3α, 4α, 5α, 1,2,3,4,5 / 0 oder Nur- cis (alle Hydroxyle auf derselben Seite). CAS34322-89-9. Lange Nadeln, Schmelzpunkt 283 °C (dunkelt bei 220 °C). Erhalten aus Cyclopentan-1α,2α-epoxi-3α,4α,5α-triol durch Behandlung mit Bromwasserstoff, um Cyclopentan-1β-brom-2α,3α,4α,5α-tetrol zu erhalten, gefolgt von Benzoylierung und Behandlung mit DMSO und Natriumbicarbonat.
  • 1α,2α,3α,4α,5β oder 1,2,3,4/5. CAS 18939-02-1. Löslich in heißem Ethanol. Schmelzpunkt 220 °C oder 209-210 °C. Erhalten durch Solvolyse zweier tetra-O-acetyl-O- Tosyl -cyclopentanepentol und auch durch Hydroxylierung von 3,4,5-Trihydroxy-1-Cyclopentenen.
  • 1α,2α,3α,4β,5β oder 1,2,3/4,5. CAS 18939-07-6. Löslich in Ethanol. Schmelzpunkt 168-169 °C oder 176 °C. Erhalten durch Desaminierung von (1,4/2,3,5)-5-Amino-1,3-di-O-acetyl-2,3-O-cyclohexyliden-1,2,3,4-cyclopentanetetrol und auch durch Hydroxylierung von 3,4,5-Trihydroxy-1-cyclopentenen.
  • 1α,2α,3β,4α,5β oder 1,2,4/3,5. CAS 57784-52-8. Schmelzpunkt 149,5-150,5 °C. Erhalten aus Cyclopent-4-en-1,3/2-trio1 durch Epoxidierung und anschließende Hydrolyse ; auch durch saure Hydrolyse eines Anhydro-Cyclopentanpentols, DL-1,2-Anhydro-4,5-O-Cyclohexyliden-1,2,3/4,5-Cyclopentanpentol; und auch aus einer D- Xylo- Pento- Dialdose.

Die letzten drei Isomere wandeln sich durch Erhitzen auf etwa 104 ° C mit 95 % Essigsäure in Gegenwart einer starken Säure ineinander um. Die Umwandlung zwischen 1,2,3,4/5 und 1,2,3/4,5 ist schneller und führt zu einem Wechsel von Wasserstoff und Hydroxyl an einem der beiden Kohlenstoffatome, die sich zwischen einem "α" und einem "β" befinden. Position. Die Bildung von 1,2,4/3,5 ist viel langsamer und das Gleichgewicht wird erst nach vielen Tagen erreicht. Die relativen Stabilitäten sind 1,2,4/3,5 gt; 1,2,3/4,5 gt; 1,2,3,4/5, mit Gleichgewichtsverhältnissen 72: 17,5: 10,5.

Die Isomere können qualitativ durch ihre Mobilität bei der Papierionophorese in einer Lösung von Calciumacetat und Essigsäure identifiziert und mit einem Mangansulfat / Kaliumpermanganat- Reagenz nachgewiesen werden. Die Mobilitäten der Isomere, bezogen auf die von cis- Inosit, betragen 0,95 (12345/0), 0,44 (1234/5), 0,18 (123/45) und 0,04 (124/35). Die Variation wird zur Bildung zurückzuführen Chelate mit den Calciumkationen, mit unterschiedlichen Stärken auf der Anzahl der Hydroxylgruppen, die paarweise je an den Kationen binden kann. Ähnliche Ergebnisse können mit Lanthan- Kationen und Dünnschichtchromatographie erhalten werden.

Massenspektrometrie der Verbindung erzeugt hauptsächlich das Ion HO–CH=CH=CH=O + H (Masse-Ladungs-Verhältnis 73) und ein neutrales Radikal C 2H 5O •.

Derivate

Viele Ester sind bekannt, wie beispielsweise Pentabenzoyle und Pentaacetyle.

Trteatment des Derivats 3,4,5-tri-O-acetyl-1,2-O-ethyliden- (1,2,4 / 3,5) -cyclopentanepentol mit Triphenylcarbenium - tetrafluorborat [(C 6H 5) 3C]+ [BF 4]− um das Kation 3,4,5-Tri-O-acetyl-(1,2,4/3,5)-cyclopentanpentol-1,2-O-acetoxonium zu ergeben, das eine eigentümliche 10-stufige cyclische Umlagerung zeigt.

Cyclopentanepentols bilden dihydrogen Phosphatester analog zu Inosit von Phytinsäure Ester.

Die verwandte Verbindung 1,2,3,4,5-Pentakis(hydroxymethyl)-cyclopentan (ein farbloses viskoses Öl, löslich in tert- Butanol und DMSO ) wurde 1985 von LM Tolbert und anderen synthetisiert. Es wurde gehofft, dass die dehydratisierende Dimerisierung dieses Produkts Dodekaeder ergeben würde.

Natürliches Vorkommen

Organische Verbindungen, ähnlich zu (und möglicherweise nachahmt) Glycoglycerolipide, mit einem 1,2,4 / 3,5-cyclopentanepentol Gruppe an die angeschlossenen Glycerin Kern anstelle der Zuckergruppe, wurden in mehreren Gattungen von Meeres gefunden worden, Schwämmen mit weit getrennten Bereichen.

Calditol ist eine Substanz in dem gefundenen Archaeen in der Größenordnung Sulfolobales. Es ist ein Ether, der als Kondensation von Glycerin und 3α-Hydroxymethyl-1α,2α,3β,4α,5β-hydroxycyclopentan angesehen werden kann, wobei eine Etherbrücke –O– zwischen dem 1-Kohlenstoff des ersteren und dem 4- Kohlenstoff des letzteren. Es scheint die Zellen in sauren Umgebungen zu schützen.

Spurenmengen von cyclopentanepentol wurden in einigen Pflanzen, wie zum Beispiel der roten Blume identifiziert Kelche von Hibiscus sabdariffa (Roselle); die Pflanze Maclura pomifera (Osage-Orange); und das Cyanobakterium Oscillatoria willei sowie in den Produkten seiner Hydropyrolyse.

Geschichte

Das 1,2,4/3,5-Isomer wurde 1963 von HZ Sable und anderen kurz beschrieben. 1968, Th. Posternak berichtete über die Beobachtung von 1,2,3,4/5 und 1,2,3/4,5, ohne die Synthesemethode. Bessere Synthesemethoden für diese drei wurden 1970 von SJ Angyal und BM Luttrell veröffentlicht. Alternative Methoden für 1,2,3,4/5 und 1,2,3/4,5 wurden im selben Jahr von G. Wolczunowicz und veröffentlicht Andere. Das verbleibende all- cis- Isomer (1,2,3,4,5/0) wurde 1971 von FG Cocu und Posternak synthetisiert.

Siehe auch

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