De synthese van een procatenaan

INLEIDING In verbindingen, bestaande uit twee of meer ringen, kunnen de cycli op verschillende wijzen aan elkaar gekoppeld zijn. Hebben naburige ringen geen atomen gemeenschappelijk, dan kunnen we nog twee gevaIlen onderscheiden: 1.de ringen zijn door een chemische binding aan elkaar verbonden; 2.de ringen zijn niet door een chemische maar door een "mechanische" binding aan elkaar gekoppeld. Tot het laatste geval behoren systemen waarvan de ringen als schakels van een ketting in elkaar grijpen. Figuur 1 geeft schematisch het meest eenvoudige systeem weer. 1 2 Door WASSERMAN werd de naam catenanen* voorgesteld voor systemen zoals 1. Behalve deze naam worden ook gebruikt de uitdrukkingen "interlocking rings" en "sich umfassende Ringe'" of "in einander verhangte Ringe". Wij verstaan onder catenanen of schakelverbindingen, behalve de systemen, weergegeven door figuur 1, ook aIle verbindingen die bestaan uit drie of meer ringen welke op dezelfde wijze in elkaar grijpen als de ringen in systeem 1. Volgens deze definitie behoren "Borromeische" ringsystemen, dus niet tot de catenanen (figuur 2). Catenanen die bestaan uit twee ringen betitelen wij als monocatenanen. Het doel van het onderzoek was de bereiding van een verbinding van het type 1. Een deel van het onderzoek is in dit proefschrift beschreven. Wij zijn er niet in geslaagd de synthese van een catenaan te verwezenlijken. De laatste stap van het reactieschema voor de bereiding van een dergelijke stof, nl. de omzetting van een ver- binding -die wij een procatenaan hebbengenoemd -in een catenaan, mislukte. In het beginstadium van dit onderzoek was de synthese van catenanen nog niet beschreven. FRISCH en WASSERMAN hebben in 1961 in een publicatie over chemische topologie een overzicht gegeven van de literatuur die betrekking heeft op catenanen. Hieruit blijkt dat WILLSTATTER in de periode 1906-1912 op een colloquium schakelmoleculen in discussie heeft gebracht. Door BACKER is in een rede de vraag over de mogelijkheid van het bestaan van catenanen naar voren gebracht. Blijkbaar is een aantal chemici door catenanen gefascineerd, zowel wat betreft hun synthese als hun te verwachten gedrag. MARK en FRISCH, MARTIN en MARK meenden verschillende eigenschappen van polysiloxanen te kunnen verklaren door aan te nemen dat deze polymeren voor een groot deel kunnen bestaan uit schakelmoleculen, opgebouwd uit een groot aantal ringen. PATAT en DERST concludeerden op grond van de kinetiek van de depolymerisatie van polymeer fosfomitridechloride, dat deze polymeren bestaan uit "statistisch in einander verhangte Ringe". FRISCH en WASSERMAN hebben echter terecht critiek geleverd op de conclusie van beide groepen onderzoekers. Van verschillende polymeren is bekend dat deze grote ringvormige moleculen bevatten. Zo is in extracten van polycaprolactam o.a. het cyclische nonameer aangetoond en in extracten van nylon-66 het cyclische tetrameer. Ook in polysiloxanen kunnen macrocyclische verbindingen voorkomen. FRISCH en WASSERMAN opperden de mogelijkheid dat in deze polymeren ook catenanen voorkomen. ... Zie: Inleidin