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Urnschlagbild: Fliegenpilzgruppe aur Magerwiese (Buschwald) bei Biel ob Bürglen (1650 in 6. M.),

Schächental. Aufnahme September 1963. Sr. FURGER, Altdorf

EUJAHRSB LATT

herausgegeben von der

Naturforschenden Gesellschaft

in Zürich

auf das Jahr 1967

169. Stück

1967

Kommissionsverlag Leemann AG Zürich

Veröffentlichung

der

Naturforschenden Gesellschaft in Zürich

im Anschluss an den Jahrgang 111 der

Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich

Redaktion : Prof. Dr. E. A. Thomas, Fehrenstrasse 15, 8032 Zürich

Ausgegeben am 31. Dezember 1966

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Quellenangabe gestattet

Über den Fliegenpilz

Von

CONRAD HANS EUGSTER Organisch-Chemisches Institut der Universität Zürich

Inhaltsverzeichnis

1. Vorwort 5

2. Kurze Beschreibung des Fliegenpilzes 6

3. Der Fliegenpilz als zentralaktive Droge 8

4. Die «Fliegen» und der Fliegenpilz 11

5. Historischer Abriss der chemischen Untersuchungen 13

6. Die Chemie des Muscarins 16

7. Isolierung zentralaktiver Isoxazolole (Muscimol und IIbotensäure) 20

8. Eigenschaften und Struktur des Muscimols 24

9. Eigenschaften und Struktur der Ibotensäure 26

10. Eigenschaften und Struktur des Muscazons 28

11. Synthesen des Muscimols 29

12. Synthesen der Ibotensäure 31

13. Synthese des Muscazons 32

14. Hinweis auf Wirkstoffe anderer halluzinogener Pilze 34

15. Andere Inhaltsstoffe des Fliegenpilzes 35

16. Schlusswort 37

17. Literaturverzeichnis 38

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1. Vorwort

In den letzten Jahren sind eine Reihe neuer chemischer und pharmakologischer Befunde am Fliegenpilz erhoben worden, die eine Zusammenfassung der Resultate sinnvoll machen. Es mag zwar ungewöhnlich scheinen, ein Neujahrsblatt der Be-sprechung einer einzelnen Pflanze zu widmen, ist doch ihr Chemismus genau so speziell, wie der irgendeiner anderen. Die heutige Chemie hat als hochspezialisierte Wissenschaft immer Mühe, ihre Ergebnisse allgemeinverständlich darzustellen. Am ehesten gelingt dies noch im Zusammenhang mit Naturstoffarbeiten, wo Forschungs-gegenstand und Ziel allgemein einleuchtend sind. Hiezu diene diesmal der Fliegen-pilz, obwohl auch er nur eines von den am Organisch-Chemischen Institut gepflegten Naturstoff-Arbeitsgebieten darstellt.

Wir haben die Arbeiten am Fliegenpilz im Herbst 1953, zunächst mit einem vom Schweizerischen Nationalfonds zugesprochenen Forschungsbeitrag und in Zusam-menarbeit mit dem Pharmakologen Prof. P. G. WASER begonnen. Seit 1954 sind sie dann materiell und personell von der Firma J. R. GEIGY AG, Basel, grosszügig unterstützt worden. Ihr Umfang spiegelt sich etwa im verwendeten Ausgangsmaterial: bis Herbst 1966 sind für unsere Arbeiten Ober 6000 kg frische Fliegenpilze gesammelt und verarbeitet worden.

An die Isolierungsprozesse schlossen sich Strukturaufklärungen, chemische Synthesen sowie pharmakologische Untersuchungen an. Ein derartig umfangreiches und kostspieliges Vorhaben kann von einem Hochschuldozenten, der über relativ beschränkte personelle und finanzielle Hilfsmittel verfügt, erfolgreich und innert nützlicher Frist nur in enger Zusammenarbeit mit der Industrie angegangen werden, vor allem dann, wenn um einzelne Probleme ein scharfer internationaler Konkurrenz-kampf entbrennt.

Allen seit 1953 direkt am Fliegenpilzprojekt tätigen oder tätig gewesenen Mit-arbeitern, sowie der Geschäftsleitung der Firma GEIGY, insbesondere den Herren Direktoren Dr. Dr. h. c. A. KREBSER und Dr. Dr. 11. C. W. G. STOLL, sei an dieser Stelle für langjährige und erfolgreiche Zusammenarbeit und Ermöglichung des Pro-jektes gedankt.

Zürich, Mitte Oktober 1966.

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2. Kurze Beschreibung des Fliegenpilzes

Der Fliegenpilz, Amanita muscaria (L. ex FR.) HOOKER, gehört systematisch zur Gattung Amanita (Wulstlinge) und diese wiederum zur Familie der Amanitaceae, Ordnung der Agaricales (Röhren- und Blätterpilze).

Der Fruchtkörper, von dem in der Folge allein die Rede sein wird, kommt mit der Gesamthülle (velum universale) aus dem Boden; er gleicht zunächst einem weissen Ei, das charakteristisch mit ebenfalls weissen Warzen gegürtet ist. Ein Längsschnitt durch dieses knollige Gebilde zeigt die gefärbte Huthaut als kräftig zitronengelben Strich dicht unter der weissen Aussenhülle. Innert ein bis zwei Tagen setzt sich der Hut vom Stiel deutlich ab und beginnt aufzuschirmen. Dabei zerreisst die äussere Hülle, die das Wachstum nicht mehr mitmacht. Sie bleibt auf der nun prachtvoll scharlach- oder mennigroten Huthaut in Form von regelmässig angeordneten weissen Flocken zurück. Zusätzlich zur Gesamthülle besitzt der Pilz noch einen Schleier (velum partiale), der die jungen Lamellen schützt. Beim Ausbreiten des Hutes reisst er am Hutrand ab und bleibt am Stiel als weisse, häutige, hängende Manschette (Ring) zurück, oft noch deutlich gerieft vorn Abdruck der Lamellen. Lamellen und Stiel sind meist rein weiss. Der Stiel ist schlank, bis zu 25 cm hoch und steht im Grund in einer verdickten, wulstigen Knolle. Der Hut misst meist 10-15 cm im Durch-messer, man findet aber gelegentlich Exemplare, die mehr als 25 cm messen. Ein Exemplar mit Hutdurchmesser von 10-15 cm wiegt durchschnittlich 60 70 g. Die rote, fettige Huthaut lässt sich abziehen. Sie wiegt etwa 1/12 des Gesamtpilzes. Am Licht bleicht ihre Farbe stark aus.

Das Pilzfleisch ist, ausser direkt unter der Huthaut, rein weiss und hat keinen auffallenden Geruch oder Geschmack. Es enthält eine Oxydase, die Phenolreagens allmählich weinrot färbt.

Die Sporen sind weiss, mit Jodreagens nicht blauend, und nach Versuchen von DUJARRIC DE LA RIVIèRE ebenfalls giftig. Der Fliegenpilz ist ein Mykorrhizapilz, vergesellschaftet mit Fichten, Kiefern und Birken. Er erscheint vom Juli bis zu den Frösten 1 in der gemässigten Zone von Europa und Asien. Ei kommt auch in Nord-amerika, N.- und S.-Afrika vor, fehlt aber in den Tropen.

Verschiedene Unterarten sind beschrieben: var. aureola KALCHBR., mit leuchtend goldgelbem Hut (oft ohne Hüllreste) und gelbflockig gerandeter Manschette; var. regalis FRIES, mit dunkelrotem, fast lederbraunem Hut und ockergelber, äusserer Hülle. Die Form fällt auf durch Grösse und derben Wuchs; var. umbrina FRIES,

1 Sommer- und Herbstpilze scheinen sich chemisch etwas zu unterscheiden; vermutlich ist der Muscazongehalt in Herbstpilzen grösser (vgl. die späteren Ausführungen).

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mit umbrabraunem Hut und weissen Hüllresten. Manschette mit dunkelgelbem Ring; var.formosa FRIES, mit zitronengelbem Hut und gelblicher Hülle.

Die ursprüngliche nordamerikanische Art soll von Anfang an orangegelb gefärbt sein`-'.

2 Moderne chemische Untersuchungen sind meines Wissens an den Unterarten bisher nicht ausgeführt worden. Die nachstehend beschriebenen Untersuchungen beziehen sich auf die Normal-form.

7

3. Der Fliegenpilz als zentralaktive Droge

Der Fliegenpilz ist nicht nur der schönste unserer Grosspilze, sondern auch der bekannteste. Leute, die sonst keinen einzigen Pilz zu unterscheiden und benennen vermögen, kennen wenigstens ihn. Er gilt oftmals geradezu als Symbol für einen Giftpilz. Giftig ist er ohne Zweifel, aber nicht tödlich. Es sind auch kaum Vergif-tungsfälle mit letalem Ausgang authentisch bekannt geworden.

Das grosse Interesse, das ihm seit langem entgegengebracht wird, beruht auf seinem augenscheinlichen Gehalt an psychotropen Wirkstoffen. Nach einer von A. HOFMANN r 1 gegebenen Einteilung kann man psychotrope Stoffe wie folgt klassifizieren:

Tabelle 1

Analgetica Sedativa Hypnotica Inebriantia Stimulantia Psychotomimetica

Euphorica Tranquillizer Halluzinogene

Opium, Metha-

don etc., Pyra-

micion

Meprobamat,

Ranwolfia etc.

Barbiturate,

Chlorat-

hydrat

Alkohol,

Chloroform

Äther

Weckamine,

Coffein

Cocain etc.

Peyotl (Mescalin),

Haschisch,

Psilocybe. Siro-pharia etc.

Substanzen der Gruppen 1 bis 5 beeinflussen im wesentlichen die Stimmungslage, sie beruhigen, schläfern ein, stimulieren; die Halluzinogene wirken aber auf den psychischen Bereich viel tiefer: «sie bewirken in spezifischer Weise tiefgreifende seelische Veränderungen, die mit einem veränderten Erleben von Raum und Zeit, also zwei Grundkategorien unserer Existenz, verbunden sind. Auch das Erleben der eigenen Körperlichkeit und der eigenen geistigen Person wird zutiefst verändert. Bei alledem bleibt das Bewusstsein klar erhalten ...» «Die Psychotomimetica bringen uns bei vollem Bewusstsein in andere Welten, in eine Art Traumwelten, die aber ganz real erlebt werden, meistens sogar realer und intensiver als die gewöhnliche Alltagswelt. In jener Traumwelt scheint alles bedeutungsvoller; die Gegenstände verlieren ihren symbolischen Charakter; sie stehen für sich selbst da; sie strahlen ein eigenes intensives Sein aus. Die Farben sind leuchtender, von erhöhter Bedeu-tung.» (Zitiert nach A. HOFMANN [1].)

Zu den natürlichen Drogen, welche halluzinogene Wirkung ausüben können, werden seit langem die in Tabelle 2 erwähnten gezählt [1], [2].

Auf Grund von einzelnen, in der Literatur beschriebenen Selbstmidonhen [3], von Reiseberichten (siehe unten) und aus der toxikologischen Analyse von Vergif-tungsfällen ist der Fliegenpilz in die Gruppe der halluzinogenen Drogen gestellt

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Tabelle 2

Drogen

Peyotl (Anhalonium Lewinii s.

Lophophora

Haschisch (Cannabis indica)

Cohoba, Nopo (Piptadenia peregrina, P. macrocarpa)

Teonanacatl (Psilocybe sp., Stropharia cubensis)

Ololiuqui (Rivea corymbosa)

Epenä (Virola calophylla) etc.

Kawa-Kawa (Piper methysticum)

Fliegenpilz (Amanita muscaria)

Wirkstoffe

Mescalin und homologe Phenyläthylamine

Tet rahydrocannabinole

Tryptaminderivate

Psilocin, Psilocybin

Lysergsäuredeiivate 5-Methoxy-N,N-dimethyl-tryptamin

Tryptamin- und Harmin-Derivate

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worden. Ob zu Recht oder zu Unrecht, steht heute noch nicht endgültig fest, vor allem deshalb nicht, weil er ein sehr vielfältiges und komplexes Vergiftungsbild liefert, ferner weil die neuen und erst vor kurzer Zeit daraus isolierten, zentralaktiven Stoffe Muscimol und Ibotensäure pharmakologisch noch nicht abschliessend getestet woiden sind und schliesslich, weil vermutlich immer noch nicht alle Wirkstoffe des Fliegenpilzes bekannt geworden sind. Sein sehr komplizierter Chemismus und das Nebeneinander von strukturell und physiologisch ganz verschiedenen Wirk-stoffen erschweren die Untersuchungen beträchtlich. Die nachgesagte Giftigkeit und seine Reputation als Rauschdroge haben aber zu vielen Untersuchungen angeregt, denn gerade heute stösst eine Droge mit zentralangreifenden Wirksubstanzen auf ein grosses Interesse in Chemie, Pharmakologie, Neurologie, Psychiatrie und ver-wandten Gebieten. Nicht zuletzt bedeutet einem Naturwissenschafter die geglückte Lösung eines alten Rätsels an sich recht viel.

Berichte über die gewohnheitsmässige Verwendung des Fliegenpilzes als Rausch-droge besitzen wir nur aus Sibirien'. Der erste und bekannteste stammt vom Schwe-den PHILIPP JOHANN VON STRAHLENBERG (Stockholm 1730), der seine russische Kriegsgefangenschaft zu einer ergiebigen Forschungsreise durch Russland und Sibirien benutzen konnte. Er berichtet von den Korjaken (NE-Sibirien), dass sie getrocknete Fliegenpilze, die sie von russischen Händlern gegen Pelze eingetauscht hatten, zu Berauschungen verwendeten. Bemerkenswert ist seine Beobachtung, dass die Wirkstoffe offensichtlich in den Harn übergehen, da dieser wieder zu Berauschun-gen verwendet wurde. Spätere Forschungsreisende haben ähnliche Gebräuche bei weiteren sibirischen Völkern gefunden, so bei den Tschuktschen, Kamtschadalen und Jukagiren (E- und NE-Sibirien), Jenissei-Ostjaken (unterer Ob), Wogulen, Ostjak-Samojeden (oberer Ob), Tscheremissen und Mord wirren (westlich der Wolga) 2 .

1 Laut einer Privatmitteilung von R. GORDON WASSON am 20. Nov. 1965, hat er noch Fliegen-pilzesser unter Holzfällern in einer japanischen Präfektur angetroffen. — Damit nichts zu tun hat die bekannte Tatsache, dass Fliegenpilze nach geeigneter Vorbehandlung zu Speisezwecken oft verzehrt worden sind [4].

2 Das Material ist zusammengetragen und gesichtet in dem bibliophilen Prachtwerk der WASSONS [5], zahlreiche Angaben finden sich auch in den leichter zugänglichen Büchern von R. HEIM [6], RAMSBOTTOM [7] und GESSNER [8].

9

Noch 1926 hat der Finne KAI DONNER bei Samojeden am Ket Schamanen ange-troffen, die Fliegenpilze verzehrten, um leichter in Trance zu kommen.

Die Berauschung tritt nach der Einnahme ziemlich rasch ein. Anfänglich herrscht eine Periode der Erregung vor (Euphorie, Singen, Tanzen und Rededrang werden angegeben), darauf folgen Halluzinationen (Gefühl für wunderbare Beweglichkeit, für unerhörte Körperkräfte, akustische und optische Täuschungen mit Dimensions-veränderungen), dann setzt kräftige Sedation ein, Schlaf (eventuell mit Wunsch-träumen). Wieweit mitgenossene (alkoholische?) Getränke 3 eine Rolle gespielt haben, ist nicht bekannt.

Verschiedene, medizinisch genau beschriebene :Fliegenpilzvergiftungen in neuerer Zeit [8], [10], bestätigen die zentrale Wirkung, heben aber auch offenbar periphere Symptome (Muscarin?) hervor.

3 Es wird in der Sekundärliteratur einmal von einem likörartigen Getränk, bereitet aus dem

Saft einer Epilobium-Art gesprochen [8], ein andermal [9] ein Saft aus Beeren von Vaccinium

uliginosum erwähnt. ----- Die Originalliteratur ist mir unbekannt.

10

4. Die «Fliegen» und der Fliegenpilz

Das auffällige Wort «Fliegen» taucht in Verbindung mit unserem Pilz in mehreren Sprachen auf: französisch tue-mouche (Fausse-Oronge), englisch fly agaric, auch bug agaric (!), russisch muchomor (Fliegentöter), italienisch moscario usw. Einzelne Bezeichnungen dürften indessen einfach neuere Übersetzungen sein. Die Etymologie ist umstritten. Es sind drei verschiedene Erklärungen vorgebracht worden, die nach-folgend diskutiert werden sollen.

1. Die banalste Erklärung bezieht sich auf die flockigen Hüllreste auf dem Hut, die mit Fliegen verglichen werden.

2. Eine ernsthaftere geht auf die angebliche Verwendung des Fliegenpilzes zum Töten von Fliegen (und Bettwanzen!) zurück. Es gibt darüber in der Literatur zu zahlreiche Berichte, als dass man ihnen nicht wenigstens ein Körnchen Wahrheit zubilligen möchte'. Wir haben darüber natürlich auch mehrfache Versuche ange-stellt, entweder mit zuckerbestreutem Hut oder mit in Milch eingelegten Exemplaren, wie angeblich früher in gewissen Gegenden Europas praktiziert, doch ohne deut-lichen Erfolg. Auch R. HEIM berichtet [6] von eigenen, nicht schlüssigen Versuchen. Die zudem in der Insektizid-Abteilung der J. R. GEIGY AG vor über 10 Jahren durch-geführten Versuche waren ebenfalls negativ. Um so grösser war für uns die Über-raschung, als TAKEMOTO und Mitarbeiter, Universität Tohoku, Sendai (Japan), sowie BOWDEN und Mitarbeiter in England 1965 die Isolierung, bzw. den Nachweis von Wirksubstanzen mit Hilfe eines Fliegentestes beschrieben. Es handelte sich um teilweise dieselben Stoffe, die wir bereits früher mit Hilfe eines anderen Testes, der auf die Entdeckung von zentral aktiven Substanzen angelegt war, isoliert hatten (Muscimol und lbotensäure, siehe Abschnitt 7).

BOWDEN et al. [11] benutzten für ihren Test ausgehungerte Fliegen (zuerst Nahrungsabgabe in Form von Zuckerlösung, dann Entzug für 17 Stunden), denen die Testsubstanz ebenfalls in Zuckerlösung verabreicht wurde. Nach Einsaugen der Fliegenpilzextrakte waren die Fliegen bereits nach 10-15 Minuten «überwältigt» («overcome»): dem zunächst raschen Flügelschlagen folgte Verlust der Flügelbewe-gung, während die Gehbewegung noch für eine Weile erhalten blieb und erst später ver-loren ging. Der Zustand des Scheintodes herrschte für ca. 50 Stunden, wenn nicht zuviel Aktivsubstanz eingenommen worden war. Die Fliegen erholten sich darauf mit reiner Zuckerlösung.

Die Hauptaktivität im Pilz wurde in der gelben Zone, direkt unter der roten Hut-

1 Vgl. z. B. ALBERTUS MAGNUS in De vegetabilibus (1256): «vocatur fungus muscarum, eo quod in lacte pulverisatus interficit muscas.»

11

haut festgestellt. Eine langsam wirkende Substanz wurde auch im Stiel festgestellt. Die chromatographische Auftrennung von Extrakten ergab 3 aktive Zonen, von de-nen zwei dem Muscimol und der Ibotensäure entsprechen. Eine dritte scheint che-misch noch unbekannt zu sein. Die Substanzen wirken nur oral, nicht aber im Kontakt. Muscarin hat oral und im Kontakt keine derartige Wirkung auf Fliegen.

Erneute quantitative Versuche an den Reinstoffen (Muscimol und lbotensäure) 2 mit normal sensiblen Musca domestica und Aedes aegypti (Mücken) zeigten mit dem

Massstab der praktischen Verwendungsmöglichkeit im Pflanzenschutz, bzw. in der Hygiene gemessen, keine insektizide Wirkung.

Im Frassversuch erfolgte bei Fliegen nur eine geringe und erst bei hohen Kon-zentrationen deutliche Abtötung. Mücken erwiesen sich als etwas empfindlicher.

Es steht somit fest, dass der Fliegenpilz schwach insektizide Substanzen enthält. Dies gilt auch für die Fruchtkörper von Tricholoma muscarium KAWAMURA, Amanita pantherina (DC. ex FR.) SECR. und A. strobiliformis (VITT.) Quél. (sive A. solitaria (FR.) Quél.), die teilweise dieselben Substanzen enthalten.

Zusammenfassend stellen wir fest, dass der Name Fliegenpilz mit einer zwar nur geringen und nur unter besonderen Bedingungen zutage tretenden insektiziden Wir-kung des Pilzes in Beziehung gebracht werden kann.

3. Eine letzte und m. E. zutreffende Erklärung des Namens stammt von R. G. WASSON. Er deutet die «Fliegen» als symbolische Bezeichnung für die dämonischen (halluzinogenen) Kräfte im Pilz. Delirium und Wahnsinn sind ja im Mittelalter oft mit Insekten in Beziehung gebracht worden.

Auch die heute noch weit verbreitete Verwendung des Fliegenpilzes als Amulett und Glückssymbol in Form von Anhängern und in Bildern, seine häufige Erschei-nung in Illustrationen zu Märchen und seine allgemeine Bekanntheit, deuten in die-selbe Richtung. Es handelt sich dabei eher um Reste von Erinnerung an eine uralte und verschwundene Verwendung zu Berauschungen und Kulten, denn als eigentliches Wissen um seine Giftigkeit — der sehr viel giftigere Knollenblätterpilz ist vergleichs-weise kaum bekannt. Ein nur giftiger Pilz ist weniger interessant als ein von Dämonen besessener. Der Fliegenpilz berauscht, er tötet aber nicht, und alle primitiven Völker haben Delirium und sogar Wahnsinn als Ausdruck göttlicher Kräfte in Ehren gehalten.

2 Freundlicherweise von der Abteilung Angewandte Biologie der J. R. GEIGY AG, Basel, durch-

geführt. ich danke den Herren Dres. G YSIN und GASSER für die Überlassung der Resultate

(27. 7. 1965).

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5. Historischer Abriss der chemischen Erforschung des Fliegenpilzes

Tastende Versuche von SCHRADER (1811), VAUQUELIN (1813), LETELLIER (1830 bis 1870), APOIGER (1853), BORNTRÄGER (1857), KAISER (1862) und BOUDIER (1867) seien übergangen'.

1869 Darstellung von Konzentraten durch 0. SCHMIEDEBERG und R. KOPPE, Ent-deckung des Muscarins; Name, Nachweis der Alkaloidnatur, grundlegende pharmakologische Untersuchung: im Muscarin das erste parasympatho-mimetische Erregungsgift aufgefunden; Monographie: Das Muscarin.

1875 E. HARNACK weist Cholin (—«Amanitin») im Muscarinkonzentrat von SCHMIEDEBERG und KOPPE nach. Versuche zur Trennung mit Hilfe der Tetra-chloroaurate. Gibt eine analytische Zusammensetzung an, die zu C5H 14O2N AuCl4 führt. Er schliesst auf ein «oxydiertes» Cholin. HARNACKS Präpa-rat hat vermutlich gegen 20% Muscarin enthalten.

1877 SCHMIEDEBERG und HARNACK versuchen, ein «oxydiertes Cholin» durch Salpetersäureoxydation des Cholins zu erhalten. Produkt wurde als Hexachloroplatinat kristallisiert: sog. «synthetisches Muscarin». Sehr hohe Mus-carinwirkung am Froschherz. Annahme der Identität mit dem Naturprodukt. Vorgeschlagene Struktur : (CH3)3N®-CH2-CH(OH)2Xe, d. h. Betainaldehyd-hydrat.

1880/1881 E. PETRI und 0. SCHMIEDEBERG finden in einem Muscarinpräparat des Handels eine atropinartige Wirkung. Führen Begriff «Pilzatropin» ein.

1885 R. BOEHM zeigt, dass das «synthetische Muscarin» im Tierversuch eine starke Curarewirkung aufweist, welche von Atropin nicht aufgehoben werden kann, und folgert auf Nichtidentität mit natürlichem Muscarin.

1886 M. v. NENCKI zeigt, dass Extrakte aus sibirischen Fliegenpilzen Muscarin-wirkung aufweisen.

1892 R. KOBERT bestätigt Ergebnisse von PETRI und SCHMIEDEBERG. Neuer Begriff « Muscaridin». E. SCHMIDT und J. BODE synthetisieren ein «Isomuscarin». Unwirksam.

1893 Betainaldehyd hat pharmakologisch mit Muscarin nichts zu tun. 1903 E. HARMSEN findet kein «Pilzatropin» in Fliegenpilzen. «Eine Fliegenpilz-

vergiftung ist mit einer Muscarinvergiftung nicht identisch.» Die viel zu hohen Gehaltsangaben von HARMSEN finden sich heute noch in der Pilz-literatur.

Zitate der nachstehend aufgeführten Abhandlungen finden sich in [12], [13], [14], [15].

13

1904/1923 J. ZELLNER isoliert Fettsäuren, ein Cerebrin, «Amanitol», Ergosterin. 1911 Versuche von J. HONDA, Cholin und Muscarin über die sauren Tartrate zu

trennen; er erreicht eine gewisse Anreicherung. Seine sog. «Myketosine», das sind mit Phosphorwolframsäure füllbare «Basen», sind in ihrer Natur bis heute unbekannt geblieben.

1912 E. BUSCHMANN isoliert Xanthin und Hypoxanthin. 1914 A. KLING findet Betain, Putrescin und vermutet Hercynin. A. J. EWINS beweist,

dass das «synthetische» Muscarin von SCHMIEDEBERG und HARNALK Cholin-nitrit ist.

1923 H. KING isoliert von neuem Muscarin. Er erhält ein vermutlich ziemlich reines, kristallisiertes Tetrachloroaurat durch Kontrolle der Aufarbeitung mit biologischen Testen.

1924 Die Basen des Fliegenpilzes sollen aus Cholin bestehen. «Ein Stoff von der Zusammensetzung des Muscarins ist nicht aufzufinden» (B. Guth).

1930 F. KöGL et al. isolieren den roten Farbstoff «Muscarufin». 1931 Umfangreiche Versuche von F. KöGL et al. am Muscarin; Isolierung von

370 mg Muscarinreineckat aus 1250 kg Pilzen; Summenformel CsHisC2N 2 ; Strukturvorschläge: (CH3)3N°—CH(CH0)—CHOH—C9H 5 ] oder (CH3)3N 2—CH(C9H5)—CHOH—CHO] X°.

1942 Synthese dieser Stoffe durch KöGL und VELDSTRA. Erwiesen sich als pharma-kologisch unwirksam. Erklärung durch Stereoisomerie.

1953 Papierchromatographischer Nachweis von Indolen, eventuell Bufotenin (TH. WIELAND et al.).

1954 Isolierung des reinen, kristallisierten Muscarinchlorids. Richtige Summenfor-mel C9H2002N@C1e durch C. H. EUGSTER und P. G. WASER.

V. KWASNIEWSKI verneint die Anwesenheit von Atropinbasen im Fliegenpilz. 1955 Erneute Isolierung von Muscarin durch F. A. KUEHL et al. (USA) und K.

BALéNOVIC et ah (Jugoslawien), Bestätigung der C9-Formel. Nachweis von Acetylcholin im Pilz (F. KÖGL et ah). Angeblicher Nachweis von

l-Hyoscyamin in südafrikanischen Fliegenpilzen durch B. LEWIS.

1955/1958 Strukturaufklärung des Muscarins, Synthesen aller Isomeren 2 (C. H. EUGSTER, F. HÄFLIGER, R. DENSS und E. GIROD; F. KÖGL, F. JELLINEK und E. HARDEGGER et al.).

1960 Isolierung und Strukturaufklärung von Muscaridin (ein reduziertes, offen-kettiges Muscarin, nicht identisch mit dem KOBERTschen Stoff gleichen Namens) durch F. KöGL et al.

1960/1961 Isolierung von Muscimol, Ibotensäure und Muscazon 3 (C. H. EUGSTER,

G. F. R. MÜLLER et ah [13] [16]. 1962 MANIKOWSKI und NIEZGODZKI finden in polnischen Fliegenpilzen Atropin

d, l-Hyoscyamin) und Scopolamin [33]. 1963 C. A. SALEMINK et al. finden in holländischen Fliegenpilzen kein 1 -Hyoscyamin

[ 1 7].

2 Auf die Zitierung der zahlreichen Arbeiten wird hier verzichtet; Überblick siehe [14], [15]. 3 Es wird hier die bereinigte Nomenklatur dieser Stoffe benutzt, vgl. [19].

14

1963 Strukturaufklärung und Synthese von Muscimol [18] (GAGNEUX, HÄFLIGER,

GOOD und EUGSTER).

1964 Strukturaufklärung und Synthese von lbotensäure [20] (GAGNEUX, HÄFLIGER

und EUGSTER).

Unabhängige Isolierung und Strukturaufklärung von Muscimol und lboten-säure durch T. TAKEMOTO et al. [21] in Japan.

1965 Unabhängige Isolierung von Muscimol durch BOWDEN und DRYSDALE [22] in England. Strukturaufklärung von Muscazon durch H. FRITZ et al. [23].

1966 Synthese des Muscazons (H. GöTH et al. [24]). Neue Synthesen der I boten- säure durch SIRAKAWA et al. [25] und KISHIDA et al. [26].

Dieser knappen (und nicht ganz vollständigen) Übersicht ist zu entnehmen, dass sich die nun über hundertjährige, chemische Erforschung des Fliegenpilzes in zwei deutliche Abschnitte gliedert: zuerst dominiert das Ringen um die Lösung des Muscarinrätsels und dann treten die halluzinogenen Stoffe in den Vordergrund. SCHMIEDEBERG und KOPPE arbeiteten für die damalige Zeit durchaus verständlich auf die Isolierung eines Alkaloides hin. Der geglückte Nachweis des Muscarins in ihren noch sehr unreinen Konzentraten ist einzig der ausserordentlichen biologischen Aktivität dieses Stoffes zu verdanken. Die damals neuartige Wirkungsweise (erstes Parasympathomimeticum!) hatte gewaltiges Aufsehen erregt. Damit war der For-schung eine Richtung gewiesen, die bis in die Neuzeit anhielt, obwohl wir schon seit längerer Zeit wissen, dass Muscarin im Grunde genommen nur ein Nebenwirkstoff im Fliegenpilz ist. Risspilze und andere Inocybearten enthalten sehr viel höhere Mengen [27] und verursachen demzufolge reine Muscarin-Toxikosen, die von der-jenigen durch den Fliegenpilz stark abweichen.

Man wird sich auch in Kenntnis der gesicherten und relativ einfachen Struktur des Muscarins (siehe den folgenden Abschnitt) wundern, dass so viele Irrtümer und Fehler begangen worden sind. Sie sind teilweise auf das Arbeiten mit unreinen Präparaten zurückzuführen. Es sind eben erst in neuester Zeit mit dem Auf-kommen der schonenden und spezifischen chromatographischen Trennverfahren Wege zur sicheren Isolierung derartig extrem wasserlöslicher Substanzen gegeben worden. Auch ist in der Periode der Strukturermittlung des Muscarins seine Schwer-zugänglichkeit ein bedeutendes Hindernis für rasche Fortschritte gewesen.

Die Übersicht lehrt ferner, dass bisher noch kaum moderne Arbeiten über die im Pilz reichlich vorhandenen Lipoide ausgeführt worden sind. Die meisten Unter-suchungen beschränken sich auf die wasserlöslichen Stoffe.

Schliesslich ist deutlich sichtbar, dass Fortschritte auf dem Gebiet neuer natür-licher Wirkstoffe ganz auf der Isolierungsarbeit beruhen. Sie verlangt Geduld und Aufmerksamkeit, besonders im Zusammenspiel mit pharmakologischen Testen. Konstitutionsermittlung und vor allem Synthesen folgen dann rasch. Die jungen Chemiker arbeiten heute aber lieber in den letztgenannten Sparten. Die Isolierung gilt eher als Kunsthandwerk, denn als Wissenschaft.

15

CH3 CH3 OH

H e/ OH e/ CH3

CH3 CH2-N-CH3 xe CH3 CH2--N-CH3 xe \ H / \

H CH3

H CH3

na t (irl ( )-1M uscarin epi-Muscarin

CH3 e/ X 9

CH2-N-CH3

CH3

epiallo-Muscarin

OH

Hji CH3 CH3 jC

e/ Xe CH3 CH2--N-CH3

CH3

unnatüi I. (---)-Muscarin

CH3 e/ X 9

CH2-N-CH3

CH3

allo-Muscarin

6. Die Chemie des Muscarins

In der Zeitspanne 1954-1965 sind etwa 50 chemische Arbeiten über Muscarin veröffentlicht worden. Die Anzahl der pharmakologischen Arbeiten ist mir nicht bekannt, doch dürften es nicht viel weniger sein. Zudem ist in jüngster Zeit, wie aus den zahlreichen Anfragen aus aller Welt uni Substanzproben geschlossen werden kann, ein erneutes pharmakologisches Interesse am Muscarin festzustellen. All dies, obschon Muscarin bis heute keine praktische Bedeutung erlangt hat.

Der Grund liegt wohl in seiner hohen und spezifischen biologischen Wirkung, an der überschaubaren Stereochemie und an der Zugänglichkeit aller Stereoisomeren, die die kleine und kompakte Molekel zu einem dankbaren Studienobjekt für Struk-tur-Wirkungsbeziehungen gemacht haben.

Nachfolgend wird aus der Fülle von Information nur ein kurzer Abriss gegeben'.

Formelschema 1

Nur je ein Spiegelbild gezeichnet.

CH3 CH3 0 e/ e/

CH3-C'' CH2CH2-N-CH3 X> HO-CH2 -CH2-N-CH3 Xe ''0"' \ \

CH3 CH3

Acetylcholin Cholin

1 Für Einzelheiten und Literaturhinweise konsultiere man die Übersichtsartikel [14], [15].

16

H H CH3 1 e/

CH3-C—C-CH2CH2CH2-N-C1-13 Xn

011 011 CH3

«ivluscaridin».

CH3

CH

C1-13"0-'CH2-N-CH3

3

Xe

Dehydromuscaron

0, CH3

J e, cH3 0 xe

CH3

Muscaron

Muscarin ist seiner quaternären Ammoniumgruppe wegen ein Salz. Das Anion kann beliebig variiert werden. Bekannt ist das farblose, neutrale, hygroskopische und extrem wasserlösliche, kristalline Chlorid (Xe = Cle"); das blassgelbe, wenig hygroskopische, sehr wasserlösliche Jodid (J 6); das in goldgelben Blättchen kri-stallisierende, in Wasser ziemlich schwer lösliche Totnichtoromtrat (AuCl4e); das rote Reineckat (RNH3)9Cr(SCN)4] 9), das wegen seiner Schwerlöslichkeit in Wasser (und guter Löslichkeit in Aceton) zur Abscheidung und Reinigung von Muscarin aus Konzentraten dient. Muscarinchlorid ist stabil und wird, entgegen von Meinun-gen in der Literatur, durch Kochen nicht zerstört. Da Muscarin im Pilz grösstenteils in Form wasserlöslicher Salze vorkommt 2 geht es beim Zubereiten der Pilze wenig-stens teilweise ins Kochwasser über.

Strukturell ist Muscarin ein Derivat des Tetrahydrofurans. Die stickstoffhaltige

Seitenkette –0–C–C–N–CH3 kommt auch im Cholin vor, das im Fliegenpilz in CH3

grossen Mengen enthalten ist. Die älteren Muscarinpräparate waren meist grob mit Cholin verunreinigt. Cholin ist physiologisch relativ wenig wirksam. Hingegen ist A cet ylch olin, das unter den Inhaltsstoffen des Fliegenpilzes und anderer Pilze nach-gewiesen worden ist, ähnlich wie Muscarin wirksam, jedoch viel instabiler. Ältere biologische Muscarinbestimmungen in Pilzen etc. sind wegen der Nichtberücksich-tigung eines wahrscheinlichen Acetylcholingehaltes (und wegen eines falschen Standards) suspekt und in allen überprüften Fällen viel zu hoch. Der Tetrahydro-furanring trägt drei Substituenten: eine Methyl-, Hydroxyl- und die kationische Seitenkette. Das führt zur Voraussage von 8 stereoisomeren Muscarinen: nämlich zu Bild und Spiegelbild von Muscarin, epi-Muscarin, epiallo-Muscarin und allo-Muscarin. (Im Formelschema 1 sind beide Spiegelbilder nur beim Muscarin gezeich-net). Alle Isomere sind synthetisiert worden 3 . Der Pilz erzeugt, soweit man bisher sieht, ausschliesslich eine Stereoform. Die Isomeren unterscheiden sich in ihrer biologischen Aktivität bedeutend. Daraus ist zu schliessen, dass der Muscarinrezeptor sehr hohe Anforderungen an den speziellen Bau der Molekel stellt: (—)-Muscarin,

2 Ob Muscarin in der Huthaut eventuell auch in lipoidlöslicher Form vorkommt, z. B. lecithin-artig gebunden, ist noch nicht gesichert.

3 Epiallo-Muscarin ist noch nicht in Spiegelbilder gespalten worden.

17

das Spiegelbild des natürlichen (+)-Muscarins ist nahezu unwirksam (Faktor 1000!). Auch die isomeren Muscarine sind sehr wenig wirksam. Ersatz der Methylgruppe durch längere Seitenketten oder des Äthersauerstoffs durch ein Schwefelatom führen ebenfalls zu starken Aktivitätsverlusten. Das natürliche (--)-Muscarin zeigt optimale Geometrie für hohe und spezifische Aktivität. Hingegen sind die Dehydromuscarone und Muscarone noch stärker aktiv, dafür ist aber ihre Spezifität verloren gegangen 4 .

Für solche Spezifitätsuntersuchungen sind in den letzten Jahren eine grosse Zahl von muscarinartigen Verbindungen synthetisiert worden.

Wie bereits erwähnt wurde, ist Muscarin nur ein Nebenwirkstoff des Fliegenpilzes und dazu noch, wegen seiner vermutlich viel geringeren Wirksamkeit bei oraler Verabreichung, kaum von Bedeutung bei Fliegenpilzvergiftungen. Tabelle 3 gibt einen Überblick über Muscarin-Vorkommen und -Gehalte [27].

Tabelle 3

Amanda musearia 0,0002 % Inocybe patouillardi (BRES.) 0,037 % Muscarinchlorid I. fastigiata (FR. ex Sen.) QuEt... 0,01 % im Frischpilz 1. umbrina (BREs.) 0,003 % 1. bongardi (WEINm.) QuEL. nil

Die Zahlenangaben der Tabelle beziehen sich auf chemisch isoliertes Muscarin. In der Literatur finden sich ferner Angaben über Muscarinvorkommen in A. panthe-rina (DC. ex FR.) SECR., BO/e/US hiridUS (SCHAEFF. ex FR.), Russula emetica (SCHAEFF. ex FR.), Clitocybe dealbata (SOw. ex FR.) GILL., Cl. rivulosa (PERS. ex FR.) Quél. und anderen Clitocybearte.n, ferner von WIckt und LOuP über zahlreiche Inocybe-arten. Dazu ist folgendes zu bemerken: Einwandfrei nachgewiesen ist Muscarin in C. dealbata5 . Die ganze Gattung, wie auch Inocybe ist muscarinverdächtig. Jedoch sind alle in der Literatur erschienenen Zahlenangaben neu zu überprüfen (falscher Muscarinstandard, Nichtberücksichtigung von eventuell vorhandenem Acetylcholin). Die Angaben für R. entetica und B. luridus sind wahrscheinlich falsch. In A. panthe-rina schweizerischer Herkunft konnten wir zweimal kein Muscarin feststellen, doch scheinen sich japanische (obige Angabe stammt aus Japan) und schweizerische Pantherpilze auch in bezug auf den Gehalt an Ibotensäure zu unterscheiden. Alle Angaben über Vorkommen von Muscarin ausserhalb des Pilzreiches sind vermutlich falsch.

Erwähnenswert ist die Tatsache, dass die Huthaut des Fliegenpilzes, die bei jungen und älteren, ausgewachsenen Pilzen ziemlich konstant etwa 8,5% des Gesamt-gewichtes ausmacht, einen gegenüber dem Gesamtpilz um etwa 50% erhöhten Muscaringehalt aufweist. — Das in der mykologischen Literatur immer wieder zitierte Enthäuten des Pilzes hat somit, wenigstens in bezug auf das Muscarin, doch einen Sinn! Vermutlich ist die grösste Muscarinkonzentration unmittelbar unter der Huthaut vorhanden.

Eine ausführliche Behandlung der Pharmakologie von Muscarin-lsomeren, -Analogen und -Homologen gibt P. G. WASER [28].

3 Privatmitteilung von Dr. D. W. HUGHES (23. 12. 65), Ottawa, Kanada.

18

Aus getrockneten mexikanischen Fliegenpilzen konnten wir Muscarin in ähnlicher Menge wie aus europäischen Pilzen isolieren. Der im Abschnitt 5 zitierte Nachweis von Muscarin in sibirischen Fliegenpilzen durch NENCKI braucht nicht angezweifelt zu werden. Die Fähigkeit zur Muscarinsynthese durch den Pilz ist somit nicht lokal bedingt, sondern eine der Spezies innewohnende Eigenschaft.

Allerdings ist Amanita muscaria eine wenig ergiebige Quelle zur präparativen Herstellung von Muscarin, müssen doch zur Gewinnung von 1 g Muscarinchlorid mindestens 500 kg Frischpilze aufgearbeitet werden'! Eine reichere Quelle ist hin-gegen der ziegelrote Risspilz (1. patouillardi (BRES.)) [29], der als gefährlicher Giftpilz bekannt ist. Er ist bei uns in grösseren Mengen leider schwer erhältlich. Am leichtesten dürfte Muscarin heute durch die Synthese zugänglich sein.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die intensive und eingehende Bear-beitung des Muscarinproblems zu einem gewissen Abschluss seiner Chemie geführt hat. Offen geblieben sind noch die Abklärung gewisser konformationeller Eigen-tümlichkeiten der isomeren Molekeln in Lösung, einige stereochemische Beziehun-gen zwischen optisch aktiven Isomeren sowie die Biogenese des Muscarins im Fliegenpilz. Die Beschäftigung mit der Muscarinchemie hat darüber hinaus zur Bearbeitung eines neuen Gebietes geführt: Dehydromuscaron, ein Ausgangsmaterial für die Darstellung der isomeren Muscarine erwies sich spektroskopisch als reines

ß-ungesättigtes Keton ohne nachweisbaren Gehalt an Enolform. Dies regte zur Untersuchung der sog. i3-Hydroxyfurane an, deren Tautomerieverhältnisse in letzter Zeit abgeklärt werden konnten. Verschiedene Vertreter dieses Systems wurden syn-thetisiert. Einige weisen intensive und eigentümliche Geruchsnuancen auf, z. B. das 2,5-Dimethylderivat starken Brotgeruch. Das 2,5-Dimethyl-3-hydroxyderivat ist neu-estens sogar als Hauptkomponente des Aromas der Ananasfrucht erkannt worden (R. M. SILVERSTEIN et al.) [30]. Auf Grund der zuerst am Dehydromuscaron erarbei-teten Resultate ist dieses neue System in letzter Zeit immer häufiger nachgewiesen worden.

6 Wir haben mehrmals Anfragen von Pharmakologen zur Überlassung von 1g und mehr reinem Muscarinchlorid erhalten, selbst zu einer Zeit als Muscarin noch nicht synthetisch zugänglich war!

19

7. Isolierung zentralaktiver Isoxazolole (Muscimol und Ibotensäure)

Einleitung: Die offensichtliche Diskrepanz zwischen den Symptomen einer Fliegenpilz-Toxikose und einer experimentellen Muscarinvergiftung ist schon früh aufgefallen. Bereits R. KOPPE hat dies in der von ihm redigierten Zusammenstellung der Fliegenpilzvergiftungen [31] erkannt und Erklärungsversuche gegeben. Muscarin-chlorid ist nicht in der Lage, die Blut-Gehirn-Schranke zu passieren. Auch dürfte es bei der geringen Konzentration im Fliegenpilz (2 mg/kg Fliegenpilz) und wesentlich geringeren Wirksamkeit hei oraler Verabreichung wenig zum Gesamtbild der Fliegen-pilzvergiftung beitragen. Auf der Suche nach den verantwortlichen Stoffen kamen nach und nach das «Pilzatropin» (=.Muscaridin von KOBERT) in Diskussion. Es konnte wohl nicht ausbleiben, dass irgendeinmal ein Untersucher auf Atropin (=

d,l-Hyoscyamin) selbst oder eine andere Belladonna-base stossen werde. Dies geschah 1955 für südafrikanische Fliegenpilze [32] und 1962 für polnische Fliegenpilze [33].

LEWIS' Arbeit erregt wegen der simplen Methodik, die dem komplexen Sach-verhalt nicht adäquat erscheint, mehrfach Bedenken. Die polnischen Autoren beschränkten sich auf papierchromatographische Nachweismethoden, machten auch semiquantitative Studien über Alkaloidgehalte von Hut, Stiel, Sommer- und Herbst-pilzen. Sie wollen überall, mit geringen Variationen Atropin- und Scopolamin fest-gestellt haben. Es sei erwähnt, dass KWASNIEWSKI 1954 das Vorkommen von atropin-artigen Basen in deutschen Fliegenpilzen verneint hatte. (Diese Arbeit ist weder von [32] noch von [33] zitiert.) Für holländische Pilze erfolgte eine sorgfältige Nach-prüfung durch SALEMINK et al. [17], die zwar zahlreiche, noch nicht identifizierte Basen, jedoch keine Spur von Atropin, bzw. Hyoscyamin feststellten.

Das Auftreten ein und desselben kompliziert gebauten Alkaloids in zwei so völlig verschiedenen Pflanzenfamilien, wie sie die Solanaceae und Amanitaceae darstellen, erregt allein aus biogenetischen Gründen höchste Aufmerksamkeit. Jeder Chemiker hätte deshalb gewünscht, dass die strukturelle Identifikation mit überzeugenderen Me-thoden durchgeführt worden wäre. In Anbetracht der geringen festgestellten Mengen (0,0001 % [32], bzw. 0,00005-0,000085 % Basen [33] im Frischpilz) wird man die weit-gehenden Schlüsse von LEWIS «that the neurological signs due to poisoning by mushrooms (d. h. Amanita muscaria) of the species studied are due to this alkaloid» ablehnen. Zwar enthält der Fliegenpilz in geringer Menge Basen, die sich bei pH-Werten zwischen 8-10 mit Chloroform oder Äther ausziehen lassen, vermutlich so-gar solche mit mydriatischer Wirkung 2 , doch ist deren chemische Natur noch unklar.

1 Ein rein pharmakologischer Begriff ohne Beziehung zu einem Strukturverhalt. 2 Unpublizierte, noch nicht reproduzierte Versuche von G. F. R. MÜLLER und C. H. EUGSTER

(1959).

20

Eine weitere Verwirrung entstand, als TH. WIELAND und MOTZEL 1953 B u fo teil i n (5-Hydroxy-N,N-dimethyltryptamin) in bedeutender Menge aus A. mappa (BATSCH

ex FR.) Quél. s. A. citrina (SCHAFFE.) GRAY isolierten und seine Anwesenheit in A. pan-therina und A. muscaria in geringen Mengen papierchromatographisch festgestellt zu haben glaubten [34]. Da Bufotenin im Mensch definitiv halluzinogen wirkt, war der Schluss auf seine Rolle in Fliegenpilzvergiftungen offenbar unvermeidlich. Weder TYLER, der diesem Problem mehrere Studien gewidmet hat [35], noch wir [13] fanden Bufotenin in Fliegenpilzen, TYLER jedoch reichlich in A. porphyrea (A. und S. ex FR.) SECR. und A. tomentella KROMBH. Wäre Bufotenin das aktive Agens der Fliegen-pilzberauschung, so sieht man nicht ein, weshalb nicht auch A. 'wippt( zum selben Zweck verwendet worden wäre. Es übt übrigens oral kaum eine psychotrope Wir-kung aus.

Indolbasen sind immerhin im Fliegenpilz ohne Zweifel vorhanden. Sie verdienen im Zusammenhang mit den sehr aktiven 4- Hydroxy-N, N-dimethyl-tryptaminen der mexikanischen Zauberpilze (Psilocybin und Psilocin, siehe Abschnitt 14) eine auf-merksame Beurteilung 3 .

Isolierung von Muscimol, 1 botensäure und Muscazon: Eine von W. THEOBALD et al. 1959 durchgeführte pharmakologische Überprüfung zahlreicher, von uns hergestellter, möglichst muscarinfreier Fraktionen mit Hilfe verschiedener Testverfahren ergab, dass unter den stark wasserlöslichen Anteilen signifikant narkose-potenzierende Substanzen enthalten waren. Da die Beurteilung der Narkosepoten-zierung einen Hinweis auf unser Ziel, nämlich der Erfassung zentralaktiver Stoffe im Fliegenpilz ergab, wurde beschlossen, diese Stoffe zu isolieren.

Der pharmakologische Leittest`, der die Verfolgung einer eventuellen Anrei-cherung des Wirkstoffes gestattete, beruht auf der Beeinflussung der Schlafwirkung eines Kurznarkotikums durch die zu testierende Substanz. Sie wirkt selber nicht narkotisch.

Die ersten Fraktionen wiesen eine geringfügige Wirkung auf. Mit dem allmäh-lichen Verbessern der Trennmethoden wurden immer höhere Aktivitäten entdeckt. Viele Reinigungsverfahren führten allerdings oft auch zu unerwarteten Aktivitäts-verlusten, so beispielsweise die an sich sehr schonende Verteilungschromatographie an

Zellulosepulver-Säulen. Zu schaffen machte uns auch die Instabilität verdünnter und noch unreiner Konzentrate. Lange Zeit war auch nicht ersichtlich, dass zwei Wirkstoffe vorlagen, von denen der eine sehr labil ist und leicht in den anderen übergeht. Als geeignete Trennverfahren für diese polaren, wasserlöslichen Substanzen erwiesen sich die Verteilungschromatographie an Kieselgel-Säulen und vor allem die lonenaustauscherchromatographie. Bei der Vielzahl von Inhaltsstoffen in den Fraktionen waren wir für längere Zeit ausschliesslich auf den pharmakologischen Test zur Kontrolle der Anreicherung angewiesen.

Schliesslich gelang die Korrelation von Aktivität und chemischem Nachweis-verfahren. Es handelte sich um Substanzen, die auf Papierchromatogrammen mit

3 Über vorläufige Resultate siehe [13]. Die Wahl der Narkosepotenzierung als pharmakologische Testmethode und die Durchführung

der pharmakologischen Untersuchung erfolgte durch Herrn Dr. W. THEOBALD, Basel.

21

Ninhydrin gelbe, mit GROTES Reagens blaue Flecke gaben. 1960 wurde der erste Wirkstoff, der den Namen Muscimol 5 erhielt, kristallisiert; 1961/62 folgte der zweite, Ibotensäure 6 und gleichzeitig das nah verwandte, aber kaum aktive Muscazon. Den Verlauf einer solchen Isolierung gibt Figur I. Dargestellt ist ein

.• gelb

Äther-unlösliche Anteile

HCOOH-Eluat aus Dowex 1-X10 (CI -)

Hyclrolysat

K ite-Vertei lung

Aluminiumoxid-Chromatogramm

Fig. I. Reinigung von Muscimol.

Elektropherogramm einer angereicherten Fraktion, nach Trennung an einem Ionen-austauscher, Hydrolyse, Verteilungschromatographie an Kieselgel und Aluminium-oxyd. Die Substanzen wurden mit Ninhydrin sichtbar gemacht.botensäureigte Muscimol wurde aus Wasser-Methanol kristallisiert. Figur 2 stellt Muscimol dar.

Fig. 2.

Die Reinstoffe Muscimol und ITbotensäure erwiesen sich in der Folge als phar-makologisch hochwirksame Substanzen. Im erwähnten Narkosepotenzierungstest sind beide enorm wirksam'. Da der Gehalt im Fliegenpilz etwa das 500 fache gegenüber

Von den verschiedenen Bearbeitern auch ß-Toxin, Pyroibotensäure, Marin und Pantherin

genannt, vgl. [19].

Auch a-Toxin oder Prämuscimol genannt, vgl. [19].

7 Dr. W. THEOBALD et al. werden nach Abschluss der laufenden pharmakologischen Unter-

suchungen darüber berichten.

22

Muscarin und das 1000fache gegenüber den behaupteten Atropinbasen beträgt, sind wir überzeugt, erstmals einen wesentlichen Wirkstoff des Flie-genpilzes isoliert z11 h aben. Aus 700 kg Frischpilzen der Ernte 1961 isolierten wir vorwiegend Muscazon, aus 770 kg der Ernte 1962 etwa 250 g reine kristalli-sierte lbotensäure (0,03%). In Sommerpilzen dieses Jahres (1966) fanden wir Gehalte bis 0,1 % Ibotensäure. Hüte enthalten mehr als Stiele, junge Pilze etwas weniger als vollentfaltete. Ein 50 g schwerer Pilzhut kann demnach bis zu 50 mg Ibotensäure enthalten.

Genuiner Hauptwirkstoff des Fliegenpilzes ist ohne Zweifel die lbotensäure. Muscimol das wesentlich wirksamer ist kommt im intakten Pilz nur in geringen Mengen vor. Es entsteht aber leicht aus Ibotensäure durch Wasser- und CO2-Abspal-tung. Das kann schon während der Aufarbeitung oder beim Auftragen auf Papier-chromatogramme geschehen. Bei sehr schonender Aufarbeitung stellten wir in ganz jungen Pilzen (Sommer 1966) nur Spuren von Muscimol, viel lbotensäure, jedoch kein Muscazon fest; in ausgewachsenen Pilzen ebenfalls viel lbotensäure, Spuren von Muscimol und Muscazon. 1964 und 1965 wurden etwa gleich hohe Gehalte an Muscazon und Ibotensäure festgestellt. Die grossen Schwankungen im Muscazon-gehalt sind noch nicht geklärt (vgl. die Ausführungen im Abschnitt 13).

23

NH 2- CO-CH 2

cNy 2- C HCONH 2 _ N Ämax 273nm

-0

cs,

1 1-1 2/ P d

OH

NH3 -CH 2 C bo-NH-C H2 N

pK mc5 7,95

OH

Ac-NH-CH2 „,N Ärnax ca2l0nm

Ac -NH-CH2

0 Cl NH3CHICO -CH2CONH2

Cb0-NH-CHiCO - C HiCONH2

8. Eigenschaften und Struktur des Muscimols

Muscimol hat die Formel C414002N2. Smp. 155 —156' (aus Wasser), 174 —175° (aus Wasser-Methanol). Es ist ein sehr kleines Molekül. Seine Chemie ist unkompli-ziert, vgl. das Formelschema 2.

Formelschema 2

M u sc im o l

Muscimol ist das Enolbetain des 5-Aminomethy1-3-hydroxy-isoxazols, d. h. es ist eine ungesättigte, cyclische Hydroxamsäure. Sol

5-Aminomethyl-3-hydroxy-isoxazols,

Arbeit noch nicht mit Sicherheit bekannt. Die Entwicklung der Chemie dieser Substanzklasse ist erst mit der Entdeckung des Muscimols und der Ibotensäure in Gang gekommen. Suhstanzklasse

en wird bevorzugt die O-N-Bindung gespalten.

24

Das entstehende y - A minoacetessigsäureamid kann bei geeigneter Arbeitsweise gefasst werden; in neutralem Milieu dimerisiert es unter Wasserabspaltung und Dehydrie-rung zu einem hochpolaren, schwerlöslichen Pyrazinderivat mit charakteristischem U V-Spektrum.

In der VAN SLYKE-Reaktion, die üblicherweise zum Nachweis einer primären Aminogruppe benutzt wird, täuscht Muscimol zwei, das N-Cbo-Derivat immer noch eine primäre Aminogruppe vor. Das anomale Verhalten ist, soweit wir sehen, für 3-Hydroxy-isoxazole typisch.

3-Hydroxy-isoxazole sind keine Lactame, sondern Lactime, also deren Enol-formen. Das gilt auch für 3-Hydroxy-isoxazole mit Alkylseitenketten. Sie geben schwer lösliche Silbersalze, die mit Methyljodid zu 0- und N-Methylderivaten alky-liert werden. Die Säurestärke der 3-Hydroxyisoxazole ist beträchtlich, sie übertrifft die des p-Nitrophenols. Bei Acetylierungen kommt es vermutlich zu einer 0 a N-Acylwanderung und damit zur Ausbildung der Lactamform. Dann tritt starke UV-

Absorption auf. Somit ist das tautomere Verhalten der 3-Hydroxyisoxazole anders als das der

3-Hydroxyfurane, also der Stoffgruppe, die im Abschnitt 6, im Anschluss an die Besprechung der Muscarinsynthesen, erwähnt worden ist.

Muscimol ist wie Muscarin ein 5-Ringheterocyclus. Mit ihm hat es Polarität, extreme Wasserlöslichkeit, hohe biologische Wirksamkeit und das Strukturelement N C C C C O gemeinsam. Aber wie verschieden verhalten sich die beiden Mole-

O küle in anderer Hinsicht!

25

• 1'2°

H2O "2/Pd

CONH2

CH2 / ..NH

NH „NN 0

H COOE) Tricholomasiure

2 Mole N2

OH

9. Eigenschaften und Struktur der Ibotensäure

Ibotensäure, C5H8N205, Smp. NS' (Zers.) aus Wasser, ist eine farblose Substanz mit in Reinzustand erheblich geringerer Löslichkeit in Wasser als Muscimol. Die Verbindung geht, wie bereits erwähnt, durch Decarboxylierung leicht in Muscimol über. Dies tritt schon beim Lösen in Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Pyridin,

Formelschema 3 e

0

Ibotensäur e NH3—CH2

0

cle Amax. 209 nm H N 0

"2 COOC2H 5

CONH2

Ac—NH — CH flu.e213/2520m

Or

CO0C2 H5

Dicarbonsäure

Di-Cho,Di-acetat HCI C 2 1-1 5 011

/

etc. OH

A c NH — CH --/

0.” 7111.1ae 206 nry,

cO0c2H,

26

oder beim Erhitzen von wässerigen Lösungen ein. Ibotensäure dürfte das Kochen des Pilzes kaum überleben.

Die Verbindung ist optisch inaktiv. Die VAN SLYKE-Reaktion ist anomal und spricht für 2 NH2-Gruppen an. Die Hydrierung spaltet ebenfalls bevorzugt die O-N-Bindung, liefert durch die vom Muscimol her bekannte Dimerisierung und

weitergehende Reduktion jedoch das trans-Piperazinderivat, eine polare, hoch-schmelzende Verbindung.

Veresterungen und Acylierungen sind an der Ibotensäure bei vorsichtigem Arbei-ten möglich. Das N-Acetat verseift als Diacylamin sehr leicht, z. B. beim Chromato-graphieren an SiO2 oder Behandeln mit Alkohol.

Weiter sei die von TAKEMOTO aus Tricholoma KAWAMURA [36] isolierte Tricholomasäure = erythro-Dihydroibotensäure erwähnt. Sie erregt zur Zeit besondere Aufmerksamkeit wegen ihrer ausgesprochenen geschmacksverbessernden Wirkung, die diejenige des Na-L-Glutamates erheblich übertrifft. Sie erhöht syner-gistisch den Geschmack der Inosinsäure und Guanylsäure. Sie ist kürzlich syntheti-siert worden. Die Überführung der Ibotensäure in Tricholomasäure wurde noch nicht beobachtet.

27

C00,, COO R t CH-NH3 -NH-CO R 2

/ '1r

'o

0

r N 0

1-1/ 0

,NHCOCH3

CH COCH3

H R2 CH 3 R t = H R2 = C6 H 5

Ri H R2 = OCH 2 C6H 5

R t = CH3 R2 = C6 H 5 R 1 = CH3 R 2 = OCH 2 C 6 H 5

CH3

10. Eigenschaften und Struktur des Muscazons

Muscazon, C5H 6O4N9, Smp. > 190" (Zers.), ist stabiler als lbotensäure, mit der es, abgesehen vom Kristallwasser, ismer ist. Die Verbindung kann ohne weiteres aus Wasser umkristallisiert werden. Die Farbreaktionen entsprechen weitgehend denen der Ibotensäure; die gelbe Färbung mit Ninhydrin ist allerdings länger beständig.

Formelschema 4

O NH3 cH 2

N

▪

ehenfa lls

H

I CH NH 3

H NH3

I OH H

COOH • 2 CI

CO0H • 2 CI

•

-- ■•••

Derivate Synthese

Derivate ♦_Synthese

Muscazon ist ebenfalls ein Glycinderivat, aber der heterocyclische Teil ist ein 2(3 H)-Oxazolonring. Die VAN SLYKE-Reaktion ist normal. Zahlreiche Derivate lassen sich unschwer, viel leichter als bei der Ibotensäure herstellen. Allerdings ver-laufen die Acylierungen nur unter ScnoTTEN-BAumANN-Bedingungen normal. Unter anderen Umständen folgen komplizierte Umlagerungsreaktionen, welche hier nicht näher besprochen werden sollen. Die katalytische Hydrierung gelingt leicht: Sie liefert das erythro-Dihydro-muscazon (mit kleinem Anteil des threo-Isomeren), eine Aminosäure mit normalem Verhalten in der Derivatbildung und gegenüber Nin-hydrin. Davon sei die DAKAN-WEST-Reaktion und die Anhydrisierung des Acyl-aminoketons ins Oxazol erwähnt. Dies geschieht schon bei Kernresonanzaufnahmen in Trifluoressigsäure. Saure Hydrolyse am Dihydromuscazon gibt CO2 und die erythro-a, - Dia i no-y- yd ro xy b uttersä u re, die mit einem authentischen Präparat verglichen werden konnte.

28

OH

OH KOH/CH301-.1

30 Std NH2-CH2

HCI J1 3 - C H2 -1.4Std

OCHS

R - CH3 PKMCS 8,2 R=

= CH2C1 p K MCS Z.

(C2 H5)3 N

MusciM0(

Br - CH2- COCH 2 CH2- NO2 HB r ► Br-CH N H3

13> NH2-CH

11. Synthesen des Muscimols

Für Synthesen von 3-Hydroxyisoxazolen bieten sich in erster Linie ß-Ketoester an, die allerdings nicht direkt mit Hydroxylamin umgesetzt werden dürfen, da sich sonst die Oxazolone-(5), d. h. Lactone bilden. Wir arbeiteten deshalb mit den

Ketalen, isolierten die Hydroxamsäure mit Hilfe von Ionenaustauschern und zyklisierten sie — das ist der Trick — mit wasserfreier HCI in Methanol oder Eisessig. Mit wässeriger Säure hydrolysiert die Hydroxamsäure schneller als das Ketal.

Formelschema 5

0

R-CO-CH2-CO0C21-15 -->F2 C CH 2 - CO0C2 H 5

0/

R C CH2- CO-NHOH

0

29

Das Chlormethylderivat lässt sich aus Diketen über den y-Chloracetessigester darstellen. Durch Umsatz mit konzentriertem wässerigem Ammoniak entsteht Muscimol fast quantitativ.

Eine andere Synthese geht vom 3-Brom-5-aminomethylisoxazol aus, das in der Literatur beschrieben war (Fusco). Die weiteren Schritte umfassen nucleophilen Austausch am Halid und Ätherspaltung durch Rückflusskochen mit konzentrierter Salzsäure.

Muscimol hält das alles aus! Seine pharmakologische Aktivität geht aber verloren, wenn verdünnte Lösungen bei mittlerem pH an Zellulosesäulen chromatographiert werden!

Mit diesen Verfahren ist es leicht möglich, grössere Mengen Muscimol oder ande-rer lsoxazolole herzustellen.

30

12. Synthesen der Ibotensäure

Die sehr empfindliche Ibotensäure verlangte schonendere Syntheseverfahren. Das Ziel wurde auf zwei We gen erreicht:

Formelschema 6

Br OCI-t2C6 H5 ( CH2C6H 5

OH

KCN CL-CHr(‚ CN-CH

OH ( OH NBS

hr CN- CHZ 0

Br

NH3 ° / 0

CN-H oz

N °N H3

Pinner

Hydrolyse etc. 3botensäure

C61-15CHi0H

Hooc-(N0 0

KOH HOOC „..N 2) CHO -- 0 ,...N

C2H S O00- C2H5OCO-CH-9R00/.

40% LiAl 1-14

0 Pinner Ts Cl

OH OH OH 1 Py

0 Ts

Br e C2H5OCO-CH-R

DMSO Br

0° NH4

00 C- CH -1.„. _,,N %43 0

Amberlite 3bot ensäure

3R120He

HBr

CH377P0 HOOC-CH Br

NH3

Reaktion von Chlormethylisoxazol, dem Ausgangsmaterial einer Muscimol-synthese, mit KCN gab das empfindliche Nitril. Dieses liess sich mit Hilfe von Brom-succinimid in der Seitenkette bromieren. Anschliessend folgte Ammonolyse des Halides und Alkoholyse der Nitrilgruppe zum Iminoäther. Dessen kontrollierte Ver-seifung gab lbotensäure.

Eine damit fast identische Synthese haben Chemiker der Takeda-Laboratorien 1966 publiziert [25]. Eine andere Synthese [20] geht von der Bromisoxazolcarbon-säure aus, die über verschiedene Stufen auf dem im Formelschema angegebenen Weg in Ibotensäure übergeführt wird.

31

13. Synthese des Muscazons

In der Arbeitsgruppe von Prof. H. SCHMID ist vor einiger Zeit gezeigt worden, dass sich gewisse N-Heterocyclen durch UV-Bestrahlung umlagern lassen; so Pyra-zole in Imidazole und Benzisoxazole in Benzoxazole. Es lag nun nahe, die am selben Institut ausgearbeitete Methodik auf ein Problem unseres Arbeitskreises zu über-tragen. 3-Hydroxyisoxazole sind, wie bei den Synthesen beobachtet wurde, oft lichtempfindlich.

Formelschema 7

H -

H N

00C Y.--""0 C

CH ',e0

NH3

00C— CH

NH 3 ee

hsr

I-120, 25 ° 11>

e 00C-C 0

I 0 NH 3

35% Kris t.

Tatsächlich liess sich die photochemische Umwandlung der lbotensäure in Musca-zon durch UV-Bestrahlung von verdünnten wässerigen Lösungen erstaunlich gut durchführen. Bei geeigneter Aufarbeitung lässt sich kristallisiertes Muscazon in 30-40% Ausbeute isolieren. Wir nehmen an, dass die Reaktion mit der Spaltung der N-O-Bindung beginnt und dann zu einem ce -Lacta m führt, das die notwendigen strukturellen Voraussetzungen zur Umlagerung in das 2(3 H)-Oxazolon-System, d. h. in Muscazon aufweist. Die Reaktion lässt sich auch auf andere 3-Hydroxyisoxazole anwenden, wodurch die wenig bekannten 2(3H)-Oxazolone besser zugänglich wer-den dürften. Auch Muscimol ist photolabil.

Wirksamkeitsverlust im Pilz durch Umwandlung der 3- H y dr o x yisoxazole in 2(3 H)-Oxazolone?

Die soeben geschilderte photochemische Uniwandlung der physiologisch aktiven 3-Hydroxyisoxazole in, soweit man sieht, physiologisch kaum wirksame Oxazolone, muss noch näher diskutiert werden, da die Frage im Zusammenhang mit der längst bekannten schwankenden Toxizität des Fliegenpilzes von grosser Bedeutung ist. Experimentell haben wir festgestellt, dass der Gehalt des Fliegenpilzes an Muscazon grossen und in der Ursache noch nicht erkannten Schwankungen unterliegt (Abschnitt 7). Ferner gibt es Anzeichen dafür, dass ältere Pilze mehr Muscazon enthalten als jün-gere. Die Frageist nun: entsteht Muscazon im Pilz aus lbotensäure ? Dafür gibt es noch

32

keine Beweise, sondern nur einen, allerdings sehr gewichtigen Hinweis: Ibotensäure und Muscazon sind asymmetrisch gebaute Moleküle, müssten also als Naturprodukte, d. h. Erzeugnisse einer enzymatisch gesteuerten Synthese, optisch aktiv sein. Das ist die Regel für die Grosszahl der Naturstoffe, allerdings nicht für alle. Nun sind aber beide optisch inaktiv, d. h. racemisch. Der Racematcharakter der Ibotensäure kann verstanden werden, da der Wasserstoff am Asymmetriezentrum, wie experimentell bewiesen wurde, sehr sauer ist und leicht als Proton abgelöst wird". Dieser Vorgang muss zur Racemisierung führen. Er könnte beispielsweise schon im Pilz, dann aber leicht bei der Aufarbeitung eintreten. Im Muscazon ist aber, wie Versuche ergaben', die Protonenabspaltung am Asymmetriezentrum viel schwerer, da die Azidität geringer ist. Folglich müsste Muscazon als schwer racemisierbare Verbindung optisch aktiv sein. Aus diesem Widerspruch ergibt sich seine vermutliche Entstehung aus einer racemischen Vorstufe in einer vielleicht nicht enzymatisch gesteuerten Reak-tion, folglich aus Ibotensäure.

Ob die Umwandlung bei der Aufarbeitung auftreten kann, ist nicht ganz von der Hand zu weisen, wenn wir auch kaum an diese Möglichkeit glauben. Es ist wahr-scheinlicher, dass der Pilz selbst Ibotensäure in Muscazon umzuwandeln vermag. Damit ergäbe sich eine einleuchtende und überraschende Erklärung für die mehr-fach festgestellte Schwankung in der Wirkungsstärke des Fliegenpilzes.

Über die Biogenese der neuen 3-Hydroxy-isoxazol-Verbindungen (Muscimol und Ibotensäure) ist noch nichts Gesichertes bekannt. Sie sind die ersten und bisher einzigen in der Natur entdeckten Vertreter dieser Verbindungsklasse.

Dass der Fliegenpilz so verschiedenartig wirkende Substanzen (Muscarin mit seiner vor allem peripheren, parasympathomimetischen Aktion, Muscimol und I botensä eire mit der zentralen Wirkung) erzeugt, ist in diesem Ausmass ganz ungewöhn-lich. Die Situation hängt natürlich mit der Kleinheit der aktiven Moleküle zusammen, bei denen sich relativ geringfügige strukturelle Änderungen stark auswirken. Anderer-seits gibt es auch nicht allzu viele kleine organische Moleküle mit dieser hohen Wirkungsstärke.

Experimentell festgestellt von Dr. 1-1. FRITZ mittels NMR-Messungen.

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14. Hinweis auf Wirkstoffe anderer halluzinogener Pilze

Zu den halluzinogen wirkenden Basidomyceten wird immer wieder der Panther-

pilz, Amanita pantherina (DC. ex. FR.) SECR. gezählt. Laut Literatur sind die Ver-

giftungserscheinungen denen des Fliegenpilzes ähnlich, aber gravierender. Er gilt

einerseits als Muscarinpilz (INOKO 1891) und andererseits als psychotrop. Muscarin

haben wir in Pilzen schweizerischer Herkunft nicht nachweisen können. Versuche,

auch lbotensäure oder Muscimol aufzufinden, waren ebenfalls ergebnislos. Hingegen

hat TAKEMOTO [21] erstere aus japanischen Exemplaren isoliert'. Der Nachweis von

Bufotenin und 1-Hyoscyamin ist wie beim Fliegenpilz umstritten [37].

Weiter ist Panaeolus campanulatus (L.) FR. zu erwähnen, von dem einzelne Auto-

ren vermuten, dass er dem «Narrenschwamm» von CAROLUS CLUSIUS (Fungorum

historia, 1601) entspreche. Er und andere Panaeolusarten (P. retirugis, papilionaceus, sphinctrinus, subbalteatus) sollen halluzinogen wirken. Psilocybin oder Psilocin sind

jedenfalls ausser in einem Fall — nicht nachgewiesen worden [6].

Sehr grosses und berechtigtes Aufsehen haben jedoch die Untersuchungen von

R. G. WASSON, R. HEIM und A. HOFMANN an den sog. mexikanischen Zauberpilzen

in den letzten Jahren erregt. Es handelt sich um Vertreter der Gattungen Psilocybe

mit 12 Arten, Stropharia (eine Art) und Conocybe (zwei Arten), welche als Wirkstoffe

die Indolderivate Psilocin und Psilocybin enthalten :

R ■CY CI43

R=H Psilocin

11 CIT3

R=P03143 Psilocybin

H

Die umfangreiche Literatur ist z. B. von R. HEIM zusammengefasst worden [6].

Für europäische Wildpilze scheint Psilocybin bisher nur in einer Copelandia-Art, die

1965 in Menton eine Pilzvergiftung in einer Familie verursachte, nachgewiesen zu

sein [38].

Der Fliegenpilz enthält ebenfalls mehrere Indolverbindungen, wie im Abschnitt 7

bereits erwähnt wurde. Ihre vorläufige Untersuchung hat ergeben, dass es sich laut

Spektren und Farbreaktionen um Verwandte des Psilocybins handeln muss. Die

Identität mit 4-Hydroxyindolen ist aber nicht gesichert [13] und bedarf der weiteren

Überprüfung. Jedenfalls ist die Menge im Pilz sehr gering.

1 Sowie aus 4. strobiliformis (VirT.) Quft. s. A. solitaria (FR.) QUft. [211.

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11?

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•

Fliegenpilz, Forren-Irchel, 15. September 1963

Aufnahme C. H. EUGSTER

(Alpa 6b, Makroswitar 50 mm, Agfa CT 18)

15. Andere Inhaltsstoffe im Fliegenpilz

Im Verlauf der Extraktionen und Trennprozesse sind dem einen oder anderen Bearbeiter noch verschiedene Inhaltsstoffe aus den Stoffklassen der Aminosäuren, Carbonsäuren, Polyalkohole, Basen, Steroide usw. in die Hände gefallen. Da diesen in unserem Zusammenhang kein weiteres Interesse zukommt, werden sie hier nicht erwähnt, mit einer Ausnahme: dem roten Hutfarbstoff.

Mehrere Autoren haben sich um seine Isolierung und strukturelle Enträtselung bemüht (GRIFFITHS 1896, 1900; ZELLNER 1906). Die in allen Lehrbüchern der orga-nischen Chemie anzutreffende Strukturformel und der Name M uscar u fin stammen von KÖGL und ERZLEBEN (1930).

OH 0 COOTI

> \ / HOC° 0 CH=CH-CH-C1-1-COOH

Muscarufin nach KiiciL und ERNLEBEN.

Zur Isolierung hatten diese Autoren 500 kg Pilze enthäutet, den Farbstoff mit Alkohol extrahiert, ihn aus der Lösung dann als schwer lösliches Silbersalz gefällt und dieses mit methanolischer Salzsäure zerlegt, worauf das Muscarufin als orange-rote Kristalle mit Smp. 275,5° erhalten werdenKögl'schen

Die Strukturherleitung soll hier nicht weiter diskutiert werden. Der Köci2schen Struktur ist in neuerer Zeit aus verschiedenen Gründen immer mehr Skepsis ent-gegengebracht worden. Syntheseversuche in 3 verschiedenen Arbeitsgruppen (Born,- MReaktivität, NILSSON) blieben ergebnislos, liessen aber Rückschlüsse auf die .Reaktivität der vorgeschlagenen Muscarufin-Konstitution zu. Doch wiederholte bisher offensichtlich niemand mehr die beschriebene Isolierung des Pigmentes. Eigene, unveröffentlichte Versuche, die wir 1958 an den abgezogenen Häuten von 457 kg Frischpilzen ausgeführt hatten, führten zu einigen überraschenden Ergebnissen:

Getrocknete Pilze behalten zwar ihre schöne rote Farbe bei Lichtausschluss über längere Zeit nahezu unverändert. Die Farbstoffe sind aber äusserst labil. Sie sind extrem löslich in Wasser und ganz unlöslich in mit Wasser nichtmischbaren Lösungs-mitteln. Sobald aber die Lipoidanteile durch Extraktion mit Äther, Chloroform und dergleichen entfernt worden sind, wird das zurückbleibende Pigment instabil. Es entfärbt sich sehr rasch und wird missfarben. Mit derselben Instabilität hat man bei allen Trennoperationen zu rechnen. Es dürfte sich um Oxydationsvorgänge handeln, die durch die schützenden Lipoide verhindert werden. Im Hinblick auf die vorge-schlagene Chinonstruktur für Muscarufin prüften wir durch Elektronenspin-Resonanz-

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messungen 1, ob eventuell eine instabile radikalische Vorstufe, etwa ein Semichinon im Pilz vorliege. Tatsächlich wurde ein sehr starkes und spezifisches Signal entdeckt, das einer beträchtlichen Konzentration an einer Vanadium (IV)-Verbindung zuzuschreiben ist! Die Konzentration im Hut ist noch nicht bestimmt worden, doch steht ausser Zweifel, dass der Pilz gegenüber der Konzentration im Waldboden eine sehr starke Anreicherung ausführt. Der Zusammenhang mit dem Hutpigment, also die Frage, ob es sich um einen rotgefärbten Vanadium-Komplex handelt, ist noch nicht geklärt. Jedenfalls kommen stark gefärbte Schwermetallkomplexe auch in anderen Pilzen vor. So stellten wir feste, dass die prachtvollen, roten Farbstoffe von Täublingen (Russula lepida FR. , R. paludosa BRITZ., R. emetica FR., R. sanguinea FR. etc.) Kupferkomplexe mit erstaunlich hohem Kupfergehalt darstellen. Es handelt sich meist um Gemische, die sich aber durch Chromatographie an Sephadex-Säulen trennen lassen. Die Farbstoffe sind ebenfalls polar und in organischen Lösungs-mitteln schwerlöslich.

Vielleicht lohnt es sich, der Frage nachzugehen, ob die Schwermetallanreicherung im Mycel solcher Pilze einen limitierenden Faktor für die Fruchtkörperbildung dar-stellt.

Die Amanitafarbstoffe lassen sich mit 70 %ig em Methanol bei pH 4-6 extra-hieren. Die Auftrennung der Pigmente gelingt durch Verteilungschromatographie an Zellulose mit Butanol-Äthanol-Eisessig-Wasser, oder an Polyamid mit 50 %igem Aceton oder an Sephadex-Säulcn. Das führt zu gelben, orangeroten und einer blau-roten Zone, die im Sichtbaren eine charakteristische, schmale und hohe Absorptions-bande mit 474 in// aufweist. Somit ist der Hutfarbstoff des Fliegenpilzes ein Gemisch und laut Absorptions-Spektrum kein Terphenylchinon der vorgeschlagenen Struktur gin .

Ich habe den Herren Dr. PROCTOR, Varian AG, Zürich, sowie Herrn Prof. Dr. F. WALDNER, Physikinstitut der Universität, für Hilfe bei den Messungen zu danken.

C. H. EUGSTER, unveröffentlicht. 3 Prof. Dr. H. Musso, Marburg/Bochum, mit dem ich freundschaftlich verbunden bin, hat nun

die Weiterbearbeitung des «Muscarufins» übernommen.

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16. Schlusswort

Unsere Darstellung zeigt, dass die chemische Erforschung des Fliegenpilzes durch-aus nicht geradlinig vor sich gegangen ist. Nach langen und gelegentlich bitteren Kontroversen ist heute das Muscarinproblem gelöst. Auch die Strukturen von lbotensäure und Muscimol sind in jeder Hinsicht gesichert. Die beiden Verbindungen dürf-ten die eigentliche Ursache für die zentralen Wirkungen des Fliegenpilzes sein. -ihre Chemie liegt nicht in der Richtung, die von etlichen Autoren angenommen wurde. Offen geblieben sind die Strukturen der alkaloidartigen Verbindungen (Belladonna-

basen?, Psilocin-artige Stoffe?) und der roten und gelben Hutfarbstoffe. Es ist ferner zu vermuten, dass der Pilz noch weitere Wirkstoffe erzeugt, deren Nachweis und Iso-lierung neue Untersuchungsmethoden notwendig machen.

Es darf schliesslich mit Befriedigung festgestellt werden, dass die bisher an Fliegen-pilzstoffen erzielten Ergebnisse über die Chemie hinaus Bedeutung auch in anderen Wissenschaften gewonnen haben.

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17. Literaturverzeichnis

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