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Polyphenole und Polyketide
WS 16
PB III - Seminar
Dr. Weaam Ebrahim
www.hhu.de
Inhalt
Übersicht
Was sind Polyphenole?
Biosynthese
Phenolcarbonsäuren, Flavonoide, Gerbstoffe,
Anthranoide
- Drogen
- Versuche
Fußzeile 2
www.hhu.de
Polyphenole: Allgemeines
Phenolcarbonsäuren & Derivate (Bärentraubenblätter,
Javanische Gelbwurz, Ammi visnaga-Früchte)
Lignane
Flavonoide (Birkenblätter, Weißdornblätter,
Passionsblumenkraut)
Kava-Kava
Cannabinoide
Gerbstoffe (Eichenrinde, Teeblätter, Bärentraubenblätter,
Chinarinde)
Anthranoide (Faulbaumrinde, Sennesblätter,
Rhabarberwurzel)
3
Übersicht
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Polyphenole: Allgemeines
4
Was sind Polyphenole?
aromatische Verbindung mit einer oder mehr Hydroxygruppen am Aromaten. Es zählen auch:
Ester
Ether
Glykoside
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Polyphenole: Allgemeines
Vorkommen in jedem Pflanzenextrakt
Lignin
Flavonoide
Gerbstoffe
Anthranoide
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Was sind Polyphenole?
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Polyphenole: Allgemeines
physikalisch-chemische Eigenschaften sehr
unterschiedlich aufgrund unterschiedlicher chemischer
Konstitutionen
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Was sind Polyphenole?
Eugenol Arbutin Chrysanthemin
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Polyphenole: Allgemeines
am Substitutionsmuster des arom. Ringes ist
biogenetische Herkunft erkennbar (aus Aminosäuren
oder direkt aus Shikimisäureweg; Resorcin- bzw.
Phloroglucin-Substitutionsmuster aus Polyketidweg; aus
Isoprenen Thymol, Xanthorrizol sehr selten.)
Lignin: Bestandteil der Zellwand, die die Verholzung
bewirkt. Neben Cellulose und Chitin
Verantwortlich für die Festigkeit
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Was sind Polyphenole?
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Shikimisäureweg
8
3-Desoxyarabinose-
heptulosonat-7-phosphat-
Synthase
3-Dehydrochinat-
Synthase
3-Dehydrochinat-
Dehydratase
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Shikimisäureweg
9
Shikimat-
dehydratase
Shikimat-
kinase
5-Enolpyrovylshikimat-
3-phosphat-Synthase
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Shikimisäureweg
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Chorismat-
Synthase Chorismat-
Mutase
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Shikimisäureweg
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Prephenat-
dehydrogenase
Arogenat-
dehydrogenase
Prephenat-
aminotransferase
Transaminase
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Shikimisäureweg
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Prephenat-
dehydrogenase
Arogenat-
dehydratase
Prephenat-
aminotransferase
Transaminase
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Shikimisäureweg
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Acetat-Malonat-Weg
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Triketid Orsellinsäure
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Phenolcarbonsäure
und Derivate
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Benzoesäure und Zimtsäure
4-OH p-Hydroxybenzoesäure 4-OH p-Cumarsäure
2-OH Salicylsäure 2-OH o-Cumarsäure
3,4-Di-OH Protocatechusäure 3,4-Di-OH Kaffeesäure
3,4,5-Tri-OH Gallussäure 3-OCH3, 4-
OH
Ferularsäure
3-OCH3, 4-OH Vanillinsäure 3,5-Di-
OCH3, 4-OH
Sinapinsäure
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Phenolcarbonsäuren -
Bestimmung
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Emmerson-Reaktion
Bärentraubenblätter - Uvae ursi folium (Ericaceae)
getr. Blätter von Arctostaphylos uva-ursi
antibakterielle Wirkung
Phenolgykoside (6-15 % insb. Arbutin)
Emerson-Reaktion
4-Aminophenazon
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Phenolcarbonsäuren -
Bestimmung
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Komplexierung mit Oxal- und Borsäure
Javanische Gelbwurz - Curcumae xanthorrhizae rhizoma
(Zingiberaceae)
in Scheiben geschn. und getr. Wurzelstock
von Curcuma xanthorrhiza
gallentreibend
Curcuminoide (1-2 % Dicinnamoylmethanderivate)
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Phenolcarbonsäuren -
Bestimmung
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Oxoniumsalz
Ammi visnaga-Früchte – Ammeos visnagae fructus (Apiaceae)
getr. reife Früchte von Ammi visnaga
spasmolytisch
Furanochromone (2-4 %; Khellin mind. 0,7 %)
Pyranocumarine (0,2-0,5 %)
Furanochormon: 1,4 benzopyron Pyranocumarine: 1,2 benzopyron
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Flavonoide
19
www.hhu.de 20
www.hhu.de 21
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Diversität
22
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Flavonoide
23
Flavonoide Beispiele Quelle
Flavonole Quercetin, Rutin,
Kaempferol, Myricetin,
Isorhamnetin
Zwiebeln, Endivien
Flavone Luteolin, Apigenin Sellerie, Paprika
Flavanole Catechin, Gallocatechin,
Theaflavin, Thearubigin
Rotwein, Äpfel,
Grüner Tee
Flavanone Hesperetin, Naringenin,
Eriodictyol
Grapefruit, Orange
Flavanonole Taxifolin Ginkgo
Isoflavonoide Genistein, Daidzein,
Licoricidin
Sojabohnen
Anthocyanidine
(Anthocyane)
Cyanidin, Delphinidin,
Malvidin, Pelargonidin
Heidelbeere,
dunkele Trauben,
Kirschen
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Flavonoide
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Wirkung Flavonoide
Protektiv gegen Venenerkrankungen
Protektiv gegen Erkrankungen des Leberparenchyms
Spasmolytische Wirkung
Erhöhte Toleranz von Sauerstoffmangel
Diuretische Wirkung
Isoflavonoide
schwach östrogen
antimikrobielle Wirkung
Zusätzlich
antioxidativ
antiallergisch
antiphlogistisch
antiviral
antiproliferativ/ antikarzinogen
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Flavonoide
Aufnahme über den Magen nur als Aglykon
Magensäure zu schwach, um Glykoside zu
hydrolysieren
Gastrointestinale Absorption ist unbekannt
Glykoside zu hydrophil für passive Diffusion
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Bioverfügbarkeit
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Flavonoide
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Polyketid Shikimisäureweg
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Flavonoide - Biosynthese
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Flavonoide - Strukturmerkmale
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Flavonoide
Wilson-Tauböck-Test
Chelatbildung mit Aluminiumsalzen
Shinoda-Test
2,4-Dinitrophenylhydrazin
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Farbreaktionen
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Flavonoide
Flavonole
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Wilson-Tauböck-Test
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Flavonoide - Bestimmung
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Chelatbildung mit Aluminium-Komplex
Flavone, Flavonole
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Flavonoide - Bestimmung
Flavone, Flavonole
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Chelatbildung mit Aluminium-Komplex
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Flavonoide - Bestimmung
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Flavonoide - Bestimmung
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Shinoda-Test
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Flavonoide - Bestimmung
35
2,4-Dinitrophenylhydrazin -Nachweis für Flavanone)
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Flavonoide - Bestimmung
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Birkenblätter - Betulae folium
- Getr. Blätter von Betula pendula oder
B. pubescens (Betulaceae)
- Förderung der Harnbildung
- Flavonolglykoside
(mind. 1,5 %, Hyperosid, Quercetin u.a., Gehalt
bestimmt als Hyperosid)
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Flavonoide - Bestimmung
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Weißdornblätter mit Blüten – Crataegi folium cum flore
(Rosaceae)
getr. Blätter und Blüten von
Crataegus monogyna, C. laevigata,
C. azarolus, C. nigra, C. pentagyna
kardiotone, kardio-und
vasoprotektive Eigenschaft
Glykosylflavone
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Flavonoide - Bestimmung
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Passionsblumenkraut – Passiflorae herba (Passifloraceae)
- Getrocknetes Kraut (Blüte und Frucht) von
Passiflora incarnata
- gegen nervöse Spannungs- und Unruhe-
zustände, Einschlafstörungen
sedative und anxiolytische Effekte
- Glykosylflavone (mind. 1,5 % als Vitexin)
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Flavonoide - Bestimmung
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Mariendistelfrüchte - Silybi mariani fructus = Cardui mariae fructus
reife Früchte von Silybum marianum (Asteraceae)
gegenVerdauungsbeschwerden
bei toxischen Leberschäden, unterstützend bei
chronisch-entzündlichen Lebererkankungen,
Leberzirrhose
Silymarin = Flavanonolderivate (3 %, Silybin, Silydianin,
Silycristin) berechnet als Silybin
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Flavonoide
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Knollenblätterpilzvergiftung
Intoxikation mit Amatoxinen (Letalität Erw.: 10-20 %, Kinder: 50 %)
• Hemmung der RNA-Polymerase II (v.a. im stoffwechselintensiven Lebergewebe aktiv)
• 3-phasiger Verlauf
1. 11-24 h GI-Phase: schwere Emesis, Koliken, Diarrhö bis zur Exsikkose
2. 24-48 h scheinbare Erholung: symptomarm
3. ab 48 h hepatorenale Phase: Ikterus, Krämpfe, Blutungen bis zum Coma hepatica
Mechanismen der hepatoprotektiven Wirkung von Silybin
1. Stabilisierung der Leberzellmembranen
2. Radikalfänger-Antioxidans-Funktion
3. Beschleunigung der Leberzellregeneration durch Stimulation der Proteinbiosynthese
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Flavonoide - Bestimmung
Pulverisierte Droge
Zusatz von 1 ml Methenamin-Lösung
mehrmals mit Aceton/Salzsäure extrahieren (Rückfluss)
Filtrieren
Verdünnen mit Aceton und Wasser
mit EtOAc ausschütteln und waschen
mit Natriumsulfat trocknen und verdünnen
Aluminiumchlorid zusetzen
mit methanolischer Essigsäure verdünnen
nach 30 min photometrisch bei 425 nm vermessen
*Kompensationslösung: methanolische Essigsäure
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Gehaltbestimmung nach DAB
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Gerbstoffe
Wasserlösliche Polyphenole
kondensierte Proanthocyanidine: Catechingerbstoffe,
nicht hydrolysierbar
Gallotannine/ Ellagitannine:
hydrolisierbare Gerbstoffe
verestert mit Zucker (z.B. D-Glucose)
Lamiaceen-Gerbstoffe
Algen-Gerbstoffe
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Gerbstoffe
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hydrolisierbare Gerbstoffe
Ellagsäure Gallussäure
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Gerbstoffe
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Catechingerbstoffe (kondensierte Proanthocyanidine
PA):
oligomere PA
polymere PA
(+)-Catechin R = OH
(+)-Gallocatechin R = OH
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Gerbstoffe
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Proanthocyanidol C1
Catechingerbstoffe
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Gerbstoffe
Eisen(III)-Salz in alkoholischer Lösung blaue
Färbung
Bariumhydroxidlösung grüne Färbung
Ellagitannine in salpetriger Säure karminrot,
später braun grün bis blau
Proteine: Niederschlag
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Farbreaktionen der hydrolysierbaren
Gerbstoffe (Tannine)
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Gerbstoffe
Anwendung:
unspezifische Durchfälle
Entzündungen des Mund- und Rachenraumes
Entzündungen des Genital- und Analbereichs
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Gerbstoffe
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Drogen
Eichenrinde – Quercus cortex
Quercus robur + Q. petraea (Fagaceae)
- u.a. Entzündungen Zahnfleisch/Mundschleimhaut,
entzündl. Hauterkrankungen, akuter Durchfall
- Oligomere Proanthocyanidine, Ellagitannine
Teeblätter – Theae nigrae folium
- Camellia sinensis (Theaceae),
Schwarzer Tee: fermentierte Teeblätter
- u.a. als Antidiarrhoikum
- Gerbstoffe (Galloylcatechine, Catechine),
Coffein, Theobromin, Theophyllin u.a.
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Gerbstoffe
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Drogen
Bärentraubenblätter – Uvae ursi folium
- Arctostaphylos uva-ursi (Ericaceae)
- entzündl. Erkrankungen der ableitenden Harnwege
- 10-20% Gerbstoffe, Arbutin, Flavonolglykoside u.a.
Chinarinde – Chinae cortex
– Cinchona pubescens, C. calysaya, C. ledgeriana (Rubiaceae)
– Appetitlosigkeit, Verdauungsbeschwerden, Völlegefühl,
Blähungen
– Gerbstoffe (Catechine + Gallotannine, 4-8%)
Alkaloide (5-15%, Cinchonidin, Cinchonin, Chinin,
Chinidin)
Bitterstoffe
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Gerbstoffe
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Gehaltsbestimmung
Zwei verschiedene Lösungen
1. Bestimmung aller reduzierenden Phenole
2. Bestimmung aller reduzierenden Phenole nach
Ausfällung mit Casein
Wolfram (VI)/ Molybdän(VI) wird zu Wolframblau
(IV) und Molybdänblau (IV) reduziert *
Gehälter voneinander abgezogen ergeben alle
Gerbstoffe, die mit Casein ausgefällt wurden!
*Folin-Ciocalteus-Phenolreagenz = Mischung aus Wolframat und
Molybdat
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Anthranoide
1,8 hydroxylierte Anthracenderivate
51
1,8 Dihydroxyanthron
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52
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Anthranoide
53
Polyketidsynthese – Erinnerung!
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Anthranoide
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Biosynthese
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Anthranoide
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Anthranoide
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Wichtigsten Aglyka
1
1
2
2
2
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Anthranoide
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Die wichtigsten natürlich vorkommenden Typen von Anthranoide
- Frangulae cortex
- Rhamni cathartici fructus
- Rhei radix
- Sennae fructus
- Sennae folium
- Rhei radix
- Aloe
- Rhamni purshiani
cortex
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Anthranoide
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Anthrachinon- und Dianthronglykoside sind „Prodrugs“
wirksame Form: Anthrone
Wirkung:
Hemmung der Wasser und Elektrolytresorption durch Blockade der
Na+/K+-ATP-ase
gesteigerte Wassersektretion und Elektrolyteinstrom
Volumenzunahme
Anregung der Peristaltik
Hemmen stationärer Kontraktion des Colons (direkter Angriff an
glatter Darmmuskulatur)
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Anthranoide
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Achtung!! Nur kurzfristige Behandlung
Defäkationsreflex ↓
Obstipation Laxantien
Anwendung von Sennesblättern und Sennesfrüchten zur kurzfristigen
Behandlung gelegentlich auftretender Obstipation (Verstopfung) als „
medizinisch allgemein anerkannt“ („well-established medicinal use“)
akzeptiert.
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Anthranoide
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Aloe
Saft aus geschnittenen Blättern,
Aloeextrakt (Aloes extractum siccum normatum) aus Curaçao-Aloe
(Aloe barbadensis), Kap-Aloe (Aloe capensis) (Asphodelaceae)
oder Mischung (Xanthorrhoeaceae)
stark wirksames Dickdarmlaxans
Hydroxyanthracenderivate
(mind. 19 % Kap-Aloe)
Aloine A und B
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Anthranoide
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Faulbaumrinde – Frangulae cortex
Frangula alnus (Rhamnaceae)
Obstipation (Tee/ Extrakte)
Anthrachinon-Glykoside (mind. 6 %),
u. a. Glucofrangulina A + B, Frangulin A + B
Frische Rinde unverträglich
1 Jahr Lagerung/ Erhitzen
Oxidation der Anthrone
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Anthranoide
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Rhabarberwurzel – Rhei radix
Rheum palmatum /
Rheum officinale (Polygonaceae)
Eingestellter Rhabarbertrockenextrakt
Rhei extractum siccum normatum Ph. Eur.
Obstipation (Tee/ Extrakte)
Anthrachinonglykoside, Dianthronglykoside,
Gerbstoffe, u. a.
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Anthranoide
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Sennesblätter– Sennae folium
Senna C (Fabaceae) oder C. angustifolia
o. Mischung
Obstipation (Tee/ Extrakte)
Dianthronglykoside (Sennoside A-D),
Antrhachinonglykoside u. a.
Sennesfrüchte
Alexandriner-Sennesfrüchte, Sennae fructus acutifoliae, von S.
Salzsäure
Tinnevelly-Sennesfrüchte, Sennae fructus angustifoliae, von C.
angustifolia
Mind. 3,4 (Alexandriner) bzw. 2,2 % (Tinnevelly)
Hydroxyanthracenglykoside, berechnet als Sennosid B, bezogen auf
die getrocknete Droge
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Prinzip der Anthranoid-Gehaltsbestimmung
1. Hydrolyse der Glykosidbindung (HCl, DT)
2. Oxidative Spaltung von Glykosylverbindungen
3. Oxidation zu Anthrachinonen (FeCl3, DT)
4. Ausschütteln der freien Aglyka in org. Lösungsmittel
5. Modifizierte Bornträger-Reaktion mit Mg(AcO2)
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High Performance Liquid Chromatography
z. B. RP-18- Material
Acetonitril/ Methanol
Wasser + Säure
UV-Vis-DAD
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