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Steringlucosidfettsureester in der Frucht von Cucumis sativus L.

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Steringlucosidfettscilweesterin Cucumis sativus L.
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P. Tunmann und W. Frank
Steringlucosidfetteester in der Frucht von Cucumis sativus L.
Aus dem Institut flir Pharmazie und Lebensmittelchemie der Universitat Wurzburg
(Eingegangenam 26. Juli 1971).
In der Frucht von Cucumis sativus L. kommen die Stigmastanol-, PSitosterin- und Stigmasterirr
glucoside als Palmitiw und Steatinsiiureestervor. Die Fettsiiuren sind mit der primiiren alkoholischen Gruppe der Glucose verestert.
Fatty Acid Esters of Sterol Glumsides in the Fruit of Cucumis sativus L.
The fruit of Cucumis sativus L. contains palmitic- and stearic acid esters of the stigmastanol-,
fl-sitosterol and stigmasterol glucosides. The fatty acids are linked with the primary hydroxyl
group of the glucose.
Im Rahmen unserer Arbeiten uber die Inhaltsstoffe der Zaunriibe, Bryonia dioica
Jacq., haben wir uns auch mit der ebenfalls zur Familie der Cucurbitaceen gehorenden Gurke, Cucumis sativus L., beschiiftigt.
Wenn das durch Ausfrieren getrocknete und mit Petrolather entfettete Fruchtmus
von geschhlten Hookeri-Gurken mit 96proz. Xthanol ausgezogen wird, so fiillt ein
brauner Extrakt an, aus dem sich mit Xther Bestandteile in einer Menge von etwa
5,3 % herauslosen lassen. Der Xtherauszug, auf einer Kieselgeldule mit FlieBmitteln
steigender Polaritat fraktioniert, lieferte mit Xther-Chloroform (8 + 2) Fraktionen,
aus denen sich 540 mg (etwa 0,2 5%) Substanzen abschieden, die beim Umkristallisieren wei5e Blattchen (220 mg) bildeten.
Der Schmelzpunkt des in Xther gut lijslichen Produktes liegt bei 120- 124O. Die
dc Priifung auf Kieselgelplatten unter Verwendung von ChloroformlXthanol(9 t 1)
als FlieBmittel zeigt beim Bespriihen mit Xthanol/Schwefelsaure (1 + 1) einen einheitlichen violetten Fleck. Die zum Vergleich aufgetragenen Substanzen PSitosterin
geben
(Roth) und ein Stigmastanol-8-Sitosterin-und Stigmasterin-fl-glucosidgemisch
gleichfarbige Flecke mit jedoch wesentlich groBeren bzw. kleineren Rf-Werten. Die
tiefblaue und allmiihlich nach griin umschlagende Farbreaktion mit LiebermannBurchard-Reagenssowie der positive Ausfall der Molisch-Reaktion deuten auf ein
Steringlykosid hin. Gestutzt wird dieses Ergebnis durch das IR-Spektrwn der Substanz. Fiir die glykosidische Bindung typisch ist die breite, starke Bande zwischen
1175 und 1000/cm. Die intensive Bande bei 3400/cm ist f& stark assoziierte Hydroxylgruppen und die bei 1640/cm f~ eine C=C-Valenzschwingungkennzeichnend. Bemerkenswert sind aber die Absorptionen bei 1730 und 1165/cm, die einer Estergrup-
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Arch. Pharmaz.
pierung zukommen und die starke CH2-Pendelschwingungbei 725/cm fiir langkettige
Verbindungen.
Das Massenspektrum der abgeschiedenen Substanz weist die Hauptmolekiilpeaks
m/e 814 und 842 auf. Diese kommen den Palmitinsaure- und Stearindure-PSitosteringlucosidestern zu. Daneben sind mit geringerer Intensitat die Massenzahlen 812
und 816 sowie 840 und 844 zu sehen. Diese sind Verbindungen mit Stigmastanol
und Stigmasterin als Sterinkomponente zuzuordnen. Die Spaltstucke m/e 574,576
und 578 kommen den 3 Steringlucosiden und die starken Peaks bei 401 und 429 dem
verbleibenden Palmitinsaure- und Stearinsaureglucoseesterrestzu. Die Aglyka haben
die Massenzahlen 412,414 und 416. Die Fragmente m/e 60 und 73 sind fur Glucose
typisch.
Zur Kliirung des Aufbaus der Esterglucoside wurde mit wasserfreier methanolischer Salzsaure hydrolysiert. Die abgespaltenen Aglyka wurden mit Chloroform ausgeschuttelt und sowohl gc unter Verwendung von authentischen Substanzen als auch
massenspektrometrisch als Stigmastano1,P-Sitosterinund Stigmasterin identifiiiert.
Daneben enthielt die Chloroformausschuttlung der sauren Hydrolysenlosung noch
die Methylester der Palmitin- und Stearindure, die wihrend der Hydrolyse mit methanolischer Salzdure durch Umesterung entstanden sein durften. Der eindeutige
Nachweis der beiden Methylester erfolgte dc und gc mit authentischen Substanzen.
In der verbliebenen Wasserphase konnte Glucose pc mit n-Butanol/Eisessig/Wasser
(4 t 1 + 5) als FlieBmittel und authentischer Vergleichssubstanz nach Besprbhen mit
Athanol/Schwefelsaure/Anisaldehyd(9 t 0,5 t 0,5) nachgewiesen werden.
Die mit athanolischer Kalilauge durchgefiihrte Verseifung der isolierten Substanz
ergab nach dem Anduern und Ausschiitteln mit Ather schliealich ein weiBes fettiges
Rodukt, das sich gc eindeutig als ein Gemisch aus Palmitinsaure und Stearindure
im Verhaltnis von 7 : 3 erwies. Die dc Rufung der Wasserphase auf Kieselgel-Platten
unter Verwendung von Chloroform/Xthanol(9 t 1) lieferte beim Bespriihen
mit Athanol/Schwefels;iure (1 t 1) und anschlieaendem Erhitzen einen rotvioletten
Fleck. Auch mit anderen FlieBmitteln zeigte dieser gleiches Verhalten in Farbe und
Rf-Wert wie ein als Vergleichssubstanz aufgetragenes Sterin-P-glucosidGemisch.
In der isolierten Substanz liegt die Glucose in flducosidischer Bindung vor. Dies
ergibt sich aus dem NMR-Spektrum des Steringlucosidacetats. Sowohl die Lage als
auch die Kopplungskonstante fiir das Proton am C-1 (4,56 ppm; 7,6 Hz) sind fiir die
bei der 8-Konfiguration vorliegende axiale-axiale Anordnung der Protonen am C-1
und C-2 kennzeichnend.
Die Veresterung der Fettsauren mit der Glucose kann uber die primiire oder eine
der drei sekundaen Hydroxylgruppen erfolgen. Zur Kliirung dieser Frage wurde der
Perjodatabbau vorgenommen. Nach der Theorie liefert dieser bei Vorliegen der
Glucose in der furanoiden Form Formaldehyd aber keine Ameisendure, in der pyranoiden Ameisensaure jedoch keinen Formaldehyd. Im Falle einer Veresterung kann
nur dann beim Perjodatabbau Ameisensaure entstehen, wenn die Glucose als P y a -
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nose vorliegt und die primhe Hydroxylgruppe verestert ist. Zur Orientierung wurde
nach erfolgtem Abbau das Reaktionsgemisch mit einigen ml Acetatpufferlosung versetzt. Bei anschliefiender Zugabe von 2-3 Tropfen HgC12-Losungfie1 sofort ein weiBer Niederschlag aus, der nach dem Trocknen mit einem Tropfen verd. Ammoniak
eine intensive schwarzgraue Firbung zeigte.
In einem 2. Versuch wurde wegen der schweren Loslichkeit der Substanz der
Perjodatabbau in Athanol bei Gegenwart von verd. Schwefeldure durchgefuhrt. Als
Endprodukt entstand hierbei Ameisensaureathylester, der gc auf einer R-Saule (15 %
Polypropylenglykol auf Chromosorb W silan) nachgewiesen wurde. Somit diirfte die
Fettsaure mit der primhen alkoholischen Gruppe der Glucose verestert sein und
letztere in der pyranoiden Form vorliegen.
Beschreibung der Versuche
Schmp.: Heiztischmikoskop nach Kofler. IR: Beckman IR-10. NMR: Bruker 90 MHz. MS:
Varian SM 1 B.
Saure Hydmlyse der Substanz
20 mg des Produktes wurden unter Ruhren in 50 ml 5proz. wasserfreier methanol. HCI gelost
und 70 Std. bei 30" stehen gelassen. Nach Versetzen mit Wasser wurden die ausgefallenen Agly
kone mit Chloroform ausgeschuttelt. Es wurde uber Natriumsulfat getrocknet, das Losungsmittel abgezogen und der Ruckstand aus Athano1 umkristallisiert.
Alkalische Verseifung der Substanz
Es wurde mit 0,5 n-athanol. KOH am RuckfluD wahrend 2 Std. verseift. Dann wurde mit 2nH#04
angesiuert, rnit Ather wiederholt ausgeschuttelt und nach dem Trocknen der Atherphase mit
Natriumsulfat das Losungsmittel im Vak. abgezogen.
Die GC der Sterine und Methylester der Fettauren erfokte auf einer SE 30 Saule (3 % Sibconkautschuk SE 30 auf Chromosorb W silan) mittels Temperaturprogramm. Die zum Vergleich
verwendeten Methylester der Fettsiiuren wurde-n wie ublich durch Veresterung mit Diazomethan
hergestellt.
Perjodrrtabbau der Substanz
a) Orientierender Versuch nach')
b) 15 mg Substanz wurden mit 1 ml Athanol, 5 Tropfen 5proz. Kaliumperjodatlosung, 3 Tropfen
nH2S04 versetzt und 24 Std. stehen gelassen. Hierbei entstand Ameisensaureathylester, der gc
auf einer R-Saule (s.o.) isotherm bei 35" nachgewiesen wurde.
1 F. Feigl, Tupfelanalyse 11, Org. TI. S. 181,343,Akad. Verlagsgesellschaft, Frankfurt 1960.
Anschrift: Prof.Dr.P. Tunmann, 87 Wiirzburg, Landwehr
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