Totaalsintese en toksisiteit van 'n nuwe 12a-O-metielrotenoied: fitochemie van verwante isoflavonoiede
| dc.contributor.advisor | Rall, G. J. H. | |
| dc.contributor.author | Oberholzer, Maria Elizabeth | |
| dc.date.accessioned | 2018-02-09T10:40:32Z | |
| dc.date.available | 2018-02-09T10:40:32Z | |
| dc.date.issued | 1976-12 | |
| dc.description.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. | en_ZA |
| dc.description.sponsorship | W.N.N.R. | en_ZA |
| dc.description.sponsorship | Shell Suid-Afrika (Edms.) Beperk | en_ZA |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11660/7802 | |
| dc.language.iso | af | en_ZA |
| dc.publisher | University of the Free State | en_ZA |
| dc.rights.holder | University of the Free State | en_ZA |
| dc.subject | Thesis (Ph.D. (Chemistry))--University of the Free State, 1976 | en_ZA |
| dc.subject | Botanical chemistry | en_ZA |
| dc.subject | Toxicology | en_ZA |
| dc.title | Totaalsintese en toksisiteit van 'n nuwe 12a-O-metielrotenoied: fitochemie van verwante isoflavonoiede | en_ZA |
| dc.type | Thesis | en_ZA |