Totaalsintese en toksisiteit van 'n nuwe 12a-O-metielrotenoied: fitochemie van verwante isoflavonoiede
Loading...
Date
1976-12
Authors
Oberholzer, Maria Elizabeth
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of the Free State
Abstract
Afrikaans: Hierdie proefskrif behels die chemiese ondersoek van 'n reeks
verwante natuurprodukte, waaronder 'n aantal fisiologies aktiewe
rotenoïede, uit die bol van Neorautanenia amboensis. Tydens
die ondersoek is daar ook gepoog om 'n voorstelling, gebaseer op
biogenetiese grondslag, van die onderskeie komponente daar te stel.
Die relatiewe toksisiteit van sintetiese en natuurlike rotenoïede
is bepaal deur die snelheid van inhibisie van sitochroom-c-reduktase
te volg terwyl 'n moontlike korrelasie tussen giftigheid en struktuur
bespreek word.
N. amboensis behoort tot die Leguminosae plantfamilie wat in Suider
Afrika verteenwoordig word deur sleg s 'n paar spesies, wat bekend is
vanwee die gebruik as visgif van veral N. ficifolia en N. amboensis.
Hierdie aktiwiteit het as stimilus gedien tot die chemiese ondersoek
van die plant. Met die toenemende kommer oor besoedeling en die
leemte wat ontstaan het met die verdwyning van gechlorineerde insektisiede
van die mark, het die vraag na geskikte plaasvervangers,
onder andere rotenoon, skerp gestyg veralomdat die toksisiteit van
rotenoïede deur oksidatiewe prosesse heeltemal verdwyn na slegs
enkele dae en dus geen besoedelingsgevaar inhou nie.
Met behulp van tweedimensionele dunlaag- en papierchromatografie is
bepaal dat die benseen- en metanolekstrakte van die plantmateriaal
baie komplekse mengsels is en voorlopige skeidings is uitgevoer deur kolomchromatografie en 'n teenstroomverdeling.
Die isolasie en struktuuropklaring van opties aktiewe (-)-(6aS,
12aS)-neobanoon en (-)-(6aS, 12aS)-12a-hidroksi-isomillettoon,
twee 12a-gesubstitueerde rotenoïede, en die bevinding dat beide
'n hoë mate van toksisiteit teenoor Lucilia serieata vertoon,
het daartoe gelei dat die sintese van neobanoon volgens 'n biogeneties
georïenteerde roete (chalkoon→isoflavoon→rotenoïed
12a-gesubstituteerde rotenoïed) aangepak is. Die sintese van
neobanoon verteenwoordig die eerste totaalsintese van 'n 12a-O-metielrotenoied.
Tydens die sintese is 'n baie bruikbare bydrae
gelewer in die vorming van komplekse chalkone deur die aanwending
van "Crown" eters.
Benewens die isolasie van struktuurvariante van isoflavone,
pterokarpane en rotenoïede, het hierdie ondersoek ook gelei tot
die identifisering van die eerste natuurlike opties aktiewe
isoflavan-4-ol, (+)-ambanol. Aan die hand van PMR-spektroskopie
is aangetoon dat ambanol die 3,4-cis konfigurasie besit. Die
struktuur is bevestig deur totaalsintese en omskakelingsreaksies.
Identifikasie van hierdie verbinding is van besondere belang,
aangesien dit 'n sleutelrol vervul in die biosintese van pterokarpane
en by die oksidatiewe interomskakelbaarheid van isoflavonoiede.
Die bol van N. amboensis bevat ook drie lede van die seldsame groep
2S-5-deoksi-flavonoïede, naamlik (-)-3',4',7-trihidroksi-2,3-transflavan-3,4-cis-diol, (-)-3',4',7-trimetoksi-2,3-trans-flavan-3,4-cis-diol en (-)-3,3',4,4'7-pentametoksi-2,3-trans-3,4-cis-flavaan waarvan laasgenoemde ‘n nuwe natuurprodruk verteenwoordig. Die struktuur en stereochemie van laasgenoemde korreleer met spektrometriese analises en is bewys deur omskakeling van eersgenoemde twee verbindings na die pentametoksiderivaat.
Die gesamentlike voorkoms van flavonoïede en isoflavonoïede in
N. amboensis is van biogenetiese belang, aangesien hierdie verskynsel daarop dui dat flavonoïed en isoflavonoïed biosintese langs gelyksoortige weë kan geskied.
Die pterokarpaanskelet en substitusiepatroon van (-)-(6aR, llaR)-
neobanol, ‘n nuwe 12a-hidroksipterokarpaan, is bepaal met behulp van
PMR- en massagegewens terwyl die chemiese omskakeling na ‘n pterokarpeen die struktuur onteenseglik vasgelê het.
2’7-Dimetoksisophorol en 2’-hidroksi-2-metoksi-4’,5’-metileendioksi-
6,7,4",5"-furanoisoflavanoon is twee nuwe isoflavanone waarvan laasgenoemde
nie alleen die eerste 2-metoksi-isoflavanoon is nie, maar
ook die eerste verbinding in hierdie klas verteenwoordig wat optiese
aktiwiteit vertoon. PMR- sowel as MS-gegewens is in ooreenstemming
met die voorgestelde strukture en bevestig die onderskeie substituente.
Twee nuwe isoflavoonglikosides, daidzein-7-D-xilosiel-β-D-glukosied
en genistein-7-D-xilosiel-β-D-glukosied, is in relatief hoë konsentrasies geïsoleer. Die aglikoongedeeltes is met behulp van PMR- en MS-spektrometrie gekarakteriseer terwyl die suikers deur middel van hul trimetielsilieleters gaschromatografies bepaal is.
Buitengewoon eenvoudige metaboliete, 6-hidroksi-2,3-dihidrobensofuraan,
α-OH, α:5(6-metoksi-2,3-dihidrobensofuraan)-etaan en p-metoksiasetofenoon,
tot op hede onbekend in natuurlike bronne, is uit
N. amboensis geïsoleer. Met betrekking tot die strukture bied
hierdie bevindings geen nuwigheid nie, maar die natuurlike voorkoms
daarvan mag wel belangrike biogenetiese implikasies inhou, aangesien
p-metoksi-asetofenoon moontlik as voorloper tot retrochalkone kan
dien.
Nadat voorlopige toksisiteitsbepalings belowend geblyk het, is twaalf
verskillende rotenotede getoets met betrekking tot inhibisie van die
mitochondriële nikotienamiedadeniendinukleotied oksidasie in die
asemhalingstelsel. Met behulp van kinetiese studies kon bepaal word
dat rotenoon, natuurlike neobanoon en 12a-hidroksi-isomillettoon van
vergelykbare toksisiteit is terwyl dit aan die lig gekom het dat die
stereochemie van rotenoïede (6aS, 12aS) 'n bepalende faktor is ten
opsigte van hul inhibisievermoë van die mitochondriële elektronvervoersisteem.
Hierdie bevinding is gerugsteun deur die feit dat sintetiese,
(±)-neobanoon 'n baie laer fisiologiese aktiwiteit as die natuurproduk
toon, asook deur die verskynsel dat (-)-cis-12a-hidroksirotenoon die
enigste isomeer van die vier 12a-hidroksirotenoondiastereoisomere
is wat toksisiteit vertoon.
Description
Keywords
Thesis (Ph.D. (Chemistry))--University of the Free State, 1976, Botanical chemistry, Toxicology