Chromatographie sur couche mince des principaux cétoses

kvrnai of Chromatogrqhy,132 (1977) 339-343 @ Elswier Scien+Gl?c PublishingCompany, Amsterdam -Printed

in The Netherlands

CHROM. 9698

Note

Chromatographie

sur couche mince des principaux

&tows

J.-P. PAPIN et M. UDIMAN Luboraroire de Recherche Anafyfique, Service des Contrciles, L’lndusfrie Biologique FranGuise S.A.‘, B.P. No. 48, 9223i-Gennevilliers (France)

(Rqu le 28 juillet 1976) Depuis l’important travail de Strecker et Montreuil’, qui ont s&art5 les principaux c&oses par chromatographie sur papier, cette question B notre connaissance n’a pas &e trait&z dans son ensemble, bien qu’il s’agisse d’une sirie de sucres relativement homo&ne. Nous proposons done quelques solvants destines B &parer, sur couche mince de gel de silice, tous les dtoses de C, 5 C,, auxquels nous avons adjbint six des huit cCtoses connus en C, et deux cycloses. Cette m&hode a pour avantage l’usage de plaques de chromatographie sur couche mince toutes prt?par&s du commerce, qui ne &cessitent ni impr&nation, ni traitement prialable. PARTIE EXPeRIMENTALE C&oses de r&f&rence(Tableau I) Un certain nombre de ct5toses n’Ctant pas disponible i?tC pro&dC & des prkparations au laboratoire.

commercialement,

il a

Techniques de preparation des c&oses C&oses pr&parPspar kpimkrisation (Tableau 11). Le D-t/w&o-pentulose, le D&thro-pentulose, le D-psicose et Ie D-glucoheptulose ont Cte preparks par le procCdC classique d%pimCrisation des oses en milieu alcalin. Les trois premiers dtoses ont Ctk obtenus par action de ia pyridine sur respectivement le o-xylose, le D-arabinose et le D-fructose. Le D-glucoheptulose a Ctk pr&pare par CpimQrisation du D-glucoheptose dans l’eau de chaux. CPtoses p&par&s par oxydation biochimiqrre(Tableau III). Un autre groupe de cdtoses a &5 prepare B partir des polyols correspondants par action de l’Ac&tobacter suboxydans (Souche IP 53.162), cultivC h 30’ en pr&ence d’extrait de levure 8 pH 6.4. CPtoses p&par&s par aldolisation. Un autre groupe de dtoses a Ctt5prepare par aldolisation en milieu alcalin selon Schoffer6, par action CquimolCculaire du dihydroxy-1,3 propanone-2 sur un aIdot&rose dans l’eau de chaux & 20” pendant 20 min. Ainsi, avec le DCrythrose (origine: Fluka), on obtient un melange en proportions variables de D-altro-, D-&COet D-alloheptulose; de mi5me avec Ie D-thI%OSe on obtient un melange de D-ido- et D-galactoheptulose. (Le D-threose avait 6th p&pare par action du t&trac&ate de plomb sur le galactose’.) M&bodes particuZi&es. (a) Le rx-&pi-inosose a dtt5prkpad par oxydation par l

Filiale de Pkhiney-Ugine-Kuhlmann S.A.

340

NOTES

TABLEAU I PRODUITS I?l-UDII% Ct+ose

Compose’

Origine

C3

Dihydroxy-I,3 propanone-2 (dihydroxyadtone)

Aldrich (Milwaukee, Wise., Btats Unis)

-

r_-Glyc&o-tdtrulose’ (erytbndose) o-rhr&-Pentulose’ (o-xyIulose) DPryihro-Pentulose’ (o-ribulose) o-Tagatose

C, f=S C,

LSOdJoSlZ

E. Merck (Darmstadt, AIIemagne F&l&ale) Prolabo (Paris, France) Roquette (Lestrem, France)

rs-Mannoheptulose

E. Merck

D-Fructose o-Psico*5e’ (o-allulose) o-Idoheptdose’

C7

Cycloses

D--4ltroheptulose’ (&doheptulose) L-Galactoheptulose’ @ersiulose) o-Glucohept$ose’ o-Alloheptulose’ D,L-epi-Inosose 2’ scylio-Inosose -

* Prepart?au laboratoire. TABLEAU II &~osEs OBTENUS PAR JZPIMERISATION Cdose obteml

Ose de &par1

Origine

D-fhrko-Pentdo& D-Pr~rJzro-Pentulose

D-xylose D-arabinose D-frUCtOS’2

Baker (Phillipsburgh, N.J., Stats Unis)

o-Psicose3 D-Giucoheptulose

Ruka

o-mannoheptulose

(Buchs, Suase)

Prolabo E. Merck

TABLE4U III CGTOSES OBTENUS PAR OXYDATION BIOCHIMIQUE Cdose

obtenu

r-Gly&rotCtzulose

~-GalactoheptuIos& scyllo-Inoso&

Polyol m-erythritol

per&it01 m-inositol

Origine

E. Merck Sigma (St_ Louis. MO.. J&&s

E. Merck

This)

l’acide nitrique du m-inositol’. (b) L’altroheptulose a CtCprepare selon Streckerg par extraction du Sedum acre* et destruction des aldoses B l’eau de brome en pr&ence de carbonate de calcium, les aldoses s’oxydant en acides aldoniques qui sont Climin~ssur r&ines khangeuses d’ions. La solution finale ne contenait que de l’altroheptulose et du fructose. Technique chromatographique Plaqzes chromatographiques. Nousavons uti!iid les plaques finies pour CCM 20 cm x 20 cm (E. Merck, Art. 5721) de gel de silice 60, epaisseur de 0.25 mm sur support de verre. l

Famille: CrassuIac&s.

NOTES

341

TABLEAU IV SOLVANTS D’fLUTION No. 1 2 3 4 5 6 z 9 10 11 17

Sofvunt

Proportion

Rkference

Adione+eau Isopropanol-acktone-eau Propanol-acktone-eau Butanol-acktone-eau Isopropanol-a&ate d’ethyle-eau Isopropanol-a&ate d’&hyIe-eau Isopropanol-a&ate d’ethyle-eau Isopropanol-a&ate dVthyle+au Isopropanol-a&ate dWhyIe_eau Butanol-a&one-mtthanol-eau A&ate dvthyle-butanol-m&hanol-eau Ethanol-isobutanol-eau

!w:lO 405O:lO 4O:50rto 405O:lO 40:50:10 50:40:10 60:30:10 70:20:10 83:11:6 33:36:18:9 80:15:15:10 60:30:10

10 11

12 13 14

-..

TABLEAU V COLORATIONS OBTENUES AVEC LE NAPHTHALfiNE DIOL-1,3 Les aldoses prksententme coloration bleu B bleu violet avec ce revelateur. Cdose

Coulew

Dihydroxypropanone Glyckotetrulose Cetopentoses Cetohexoses Cetoheptoses Cycloses

rose violace gris vert acre jaune virant au bleu ensuite rouge vif rouge viola& veft p-Ale

DPp6ts. Le depot est punctiforme de l’ordre de 1~1 contenant environ 2-5 pg de cCtose a 1.5 cm du bord inferieur de la plaque. La plaque est deposke dam la cuve contenant le solvant prepare 1 h avant utilisation. La migration ascendante est effectuee sur environ 15 cm. Le s6chage se fait B l’air chaud. Solvants d’Piution. Nous avons retenu 12 solvants de prt+ration dire&e par simple melange (Tableau IV). D&e&on des taches. La revelation’ est effectuke par pulverisation d’une solution de naphtalene diol-1,3 (naphtorksorcinol) B 0.2 % dans I’ethanol contenant 5 % d’acide sulfurique concent.& suivie dun chat&age a 105-110” pendant quelques minutes. Les dtoses donnent les colorations variees et caracteristiques mentionn&s dans le Tableau V. l@SULTATS

ET DISCUSSLON

Les RF x 100 obtenus par la methode dkcrite ci-dessus sont don& a titre indicatif, car ils peuvent varier ligerement selon les conditions operatoires. Le &,, est le rapport x 100 entre le RF du corps et le RF du D-fructose (Tableau VI). On peut faire la constatation suivante: grossierement la migration tend a &tre inversement proportionnelle au poids mohkulaire. En effet, le coefficient de partage * Methode classiqued&rite entre autre dartsla r& 15.

hcptulosc I.-Galactoheptulosc 0,h?piInosose 2 scylto-lnososc .--

D-Ghco.

63

49

29 11

22

17

10 4

9 4 .___ _-

25

33 22

29 58

76

20 9 24 9 4 11 ____ _-.

57

75

6 2

15

20

21 7

54

71

6 3

19

23 19

26

20 6 IO 3 __-_-_

63

77

18 9

58

79

a = Rp X 100; b = RF,” X J00. S&ants dVlution l-12, voic le Tableau IV. .. ._---_- -_.. _._1 2 3 6 4 5 Y -- __ -.._---__I_ WC. -- -__I a 1) a b rt b R b u b a 1, _._---“_c.__-_L____ _.__- -.-__. -.-I -- ..._.-_-_-__-“-__ Dihydroxypropanonc 81 231 82 186 80 210 71 254 71 237 71 215 L-Glyckrot&rulose 75 214 78 177 74 I95 67 239 63 210 65 197 ~~ltrdo-Pcntutose 70 200 76 173 72 189 63 225 61 203 63 191 D-PrythroPentulose 60 171 64 145 GO 136 SO 179 49 163 51 155 o-Tagatosc 50 143 GO 136 54 123 43 154 41 137 45 136 D-bicOStT 49 140 55 125 50 114 39 139 41 137 43 130 I.-Sorbose 42 120 51 116 46 121 34 121 35 117 38 115 o-Fructose 35 100 44 100 38 100 28 100 30 IO0 33 100 D-Altroheptulosc 42 120 54 123 47 124 35 125 34 113 37 112 D-Manno. 11cptulose 32 91 43 98 39 103 27 96 29 97 32 97 bddohcptu~ose 33 94 41 93 36 95 28 100 30 100 31 94 o.Altoheptulosc 24 69 37 84 32 84 21 75 25 83 28 85

VALEURS DES RF ET Jr,”

TABLEAU VI

52 48 45 42 36 42

55 51 48 44 38 43

7 4

23

31

18 11

61

82

38 100 35 92 33 87

64

89

6 17 3 8 -----“I~-

23

32

38 IOG 35 97 33 92

144 133 125 117 100 117

64 178 64 178

70 184 69 182 145 134 126 116 100 113

68 189

195

74

7 8 ..--_I..-(1 6 n b ___- _---_--_ b

167 157 137 123 100 133

4 2

16

24

13 7

53

80

33 110 27 90 27 90

50 47 41 37 30 40

66 220 66 220

70 233

---. .-*

CI

9 --

190

148 135 123 120 100 120

10 5

23

32

25 13

58

80

41 103 35 88 33 83

S9 54 49 48 40 48

71 178 69 I73

76

6 3

12

14

18 19 14

38 28 29 24 21 21

29 14

57

67

86 90 67

181 133 138 114 100 ,100

54 257 46 219

64 305

127 127 114 114 100 II4

66

89

920 5 11

29

39

47 107 41 93 39 89

56 56 50 50 44 50

66 150 66 150

69 157

-__I_ I1 I2 - - . _,_-_,._. __n b a 6 a b .*._-._---WV _-_---c__IO ---

k!

8

NOTES

343

dans la phase mobile diminue proportionnellement au nombre de groupemeats OK du dtose. Cependant, cette remarque est bien moins rigoureusement suivie pour les dtoses que pour les alditoW. Les c&oses, surtout 5 partir des cetopentoses, paraissent migrer sous forme cycWe alors que les alditols Ie font sous forme lineaire. Ainsi s’expliquent Ies frequents chevauchements entre Ies cetohexoses et cetoheptoses par exemple. C’est alors que la difference de couleur produite par le r&Glateur est utile pour l’identification et permet de ne pas confondre c&ohexose et cetoheptose, mtme s’ils n&rent dans la meme zone. Choix d’un solvant d utiliser 31 s’effectuera en fonction des separations 5 effectuer. On utihsera Ies solvants suivants: No. 2 ou 3 pour la separation des Gtoheptoses, No. 2, 3,4, 7, g,9 pour la separation des cetohexoses, No. 1, 4 et 11 pour la separation des dtopentoses, du glyc&o-tdtrulose et de la dihydroxypropanone. On note que les deux cycloses et les deux cetopentoses sont convenablement &pares dans tous les systemes. On peut ainsi &parer Ies differems &toses, soit en solution pure, soit B partir dun hydrolysat de polyosides. Cc?NCLUSION

.

Apres avoir prepare au Laboratoire un certain nombre de cetoses non aisiment disponibfes, les auteurs ont choisi plusieurs systemes d’ilution et de r&v&lationpour la chromatographie sur couche mince des principaux cetoses. La technique peat s’appliquer non seulement aux solutions pures, mais aussi aux hydroIysats de polyosides contenant des cbtoses. REMERCIEMENTS

Nous remercions MM. les Professeurs J.-E_ Courtois, J. Montreuil et J. Storck de I’interEt qu’ils ont bien voulu montter pour ce travail et de leurs-cons’eils. BIBLIOGRAPHXE 1 G. Streckeret J. Montreuii, Vlnt. Symp. Chromatogr. Electrophor., Bncxelles,Presses Academiques Europ&nnes, Bruxelles, 1969, p_ 340. 2 L. Hough et R. S. Tbeobald, Methods Carbohyd. Chem., 1 (1962) 94. 3 S. Passeronet E. Recondo, J. C/zenz.Sot., (1965) 813. 4 S. C. Prescottet C. G. Dunn. Industrial Microbiolog_v, McGraw-Hill, New York, 38me &id.,1959, p. 461. 5 T. Posternak,Les cycI.+uls,Hermann, Paris, 1962, p. 164. 6 R. Schoffer, .l. Org. Chem., 29 (1964) 1471. 7 A. S. Perlin, Methou? Car&ohyd. Chem., I (1962) 64. 8 T. Postemak, Les cyclitols, Hermann, Paris, 1962, p. 162. 9 G. Strecker, Tht?se de doctorat, Faculte des Sciences de Lilie, 1970. 10 P. G. Pifferi,Anal. Chem., 37 (1965) 925. 11 C. Conain, I. Gallo et M. A. Capitauio, Biochim. Biol. Sper., 4 (1965) 217. 12 L. Wassermann et H. Hanus, Naturwfssens&fie~, 50 (1963) 351. 13 I. I. Gavrilyuk, Izv. Akad. Nauk. Mold. SSR, 4 (1971) 32. 14 F. Tateo, Sci. Aliment., 16 (1970) 150. I5 E. Staid, Thirr-Lnyer Clrramatograpky, Springer-Verlag,Berlin, New York, Xme &id.,1969, p- 888. 16 J.-P. Papin et M. Udiman, J. Chromatogr., 115 (1975) 267.