Untersuchungen zur Isolierung von Flavonoiden mit Hilfe der Oxide und Salze zweiwertiger Kationen 5. Mitt. IR- UV- und fluoreszenzspektroskopische Eigenschaften von Flavonoidkomplexen
код для вставкиСкачать316183 Isolierung von Flavonoiden 995 Arch. Pharm. (Weinheim) 316, 995-1000 (1983) Untersuchungen zur Isolierung von Flavonoiden mit Hilfe der Oxide und Salze zweiwertiger Kationen, 5. Mitt.') IR-, W- und fluoreszenzspektroskopische Eigenschaften von Flavonoidkomplexen Alois Hiermann*)"),Otto S. Wolfbeis =, Theodor Kartnig" und Monowara BegumxX Institut fiir Pharmakognosie der Universitat Graz, Universitatsplatz 4/I, A-8010 Graz Institut fir organische Chemie der Universitat Graz, HeinrichstraDe 28, A-8010Graz Eingegangen am 2. November 1982 xx Die Ca-, Mg- und Zn-Komplexe von 3-Hydroxy-, 5-Hydroxy- und 3',4'-Dihydroxyflavon wurden mittels IR-, UV- und Fluoreszenzspektroskopie untersucht. Die IR-Spektren der an CaO, MgO und ZnO adsorbierten Flavone sind mit denen der synthetisch dargestellten, analogen Komplexe derselben Flavone identisch. Weiter wurde der EinfluB der Wasserstoffionenkonntration auf die UV- und Fluoreszenzspektren untersucht. Isolation of Flavonoids Using Oxides and Salts of Bivalent Cations, V IR, UV and Fluorescence SpectroscopicProperties of Flavonoid Complexes The complexes of Ca, Mg and Zn with 3-hydroxy-, 5-hydroxy- and 3',4'-dihydroxyflavone were investigated by means of IR, UV and fluorescence spectroscopy. The infrared spectra of the flavonoidsadsorbed onto CaO, MgO and ZnO were found to be identical with those of the respective metal complexes that were obtained synthetically. The effect of pH on the W and fluorescence spectra also was studied. In den vorangegangenen Mitteilungen ")wurde iiber die Moghchkeit der Isolierungvon Flavonoiden aus Pflanzenextrakten durch Adsorption an saurelosliche Oxide und Sake zweiwertiger Kationen berichtet. Mittels W-und IR-spektroskopischer Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, daD das Adsorptionsverhalten in Wechselwirkungmit dem Flavonoidtypus, dem Sorptionsmittelund dem Sorptionsmilieusteht. Es zeigte sich zum SchluD, daD nur basische Oxide wie z. B. CaO und das zur Isolierung von Flavonoiden besonders geeignete MgO alle zur Komplexbildung befahigten Flavonoide binden. Die IR-Spektren der an CaO, MgO und ZnO gebundenen Modellflavonoide (3-Hydroxy-, 5-Hydroxy- und 3' ,4'-Dihydroxyflavon) lieBen vermuten, daB die Adsorption bestimmter Flavonoide unter Chelatbildungerfolgt war. Urn endgiiltig zu klaren, wie die verschiedenen Flavonoidtypen an CaO, MgO und ZnO gebunden werden, wurden die entsprechenden Flavonoidkornplexe praparativ dargestellt und die IR-Spektren mit den Spektren der an die Sorptionsmittelgebundenen Flavonoide verglichen. Zusatzlich wurde durch UV- und Fluoreszenzanalyse das Verhalten der praparativ dargestellten Flavonoidkomplexe bei verschiedener Ha-Ionenkonzentration in Losung untersucht. 0365-6233/83/1212-0995 S CL?.M/O 0 Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1983 996 Hiermann, Wolfbeis, Kartnig und Begum Arch. Pharm. 1. IR-spektroskopische Analyse Die Modellflavonoide wurden jeweils einzeln auf eine CaO-, MgO- und ZnO-Saule in methanolischer Losung aufgebracht3). Die Adsorptionszonen wurden anschlieaend abgehoben, getrocknet und mit KBr verrieben. Diese IR-Spektren wurden mit den Spektren der praparativ dargestellten Ca-, Mg- und Zn-Komplexe (s. exp. Teil) sowie denen der freien Flavone verglichen. Die Komplexierung an der 4-Ketogruppe und 3-Hydroxy- bzw. 5-Hydroxygruppe manifestiert sich dabei generell durch eine Verschiebung der Carbonylbande in den kiirzerwelligen Bereich (s. Abb. 1). Bei der Komplexierung der 3' ,4'-Dihydroxy-Gruppierung werden die im Bereich nvischen 3000 und 2500 cm-' gut ausgepragten OH-Banden der assoziierten Hydroxylgruppen deutlich reduziert. Die Ubereinstimmung der charakteristischen IR-Absorptionsbanden der adsorbierten Flavone und der praparativ dargestellten Komplexe lassen den SchluR zu, daB die angenommeneBindung der untersuchten Flavone an die Sorptionsmittel tatsachlich unter Chelatbildung erfolgt (s. Abb. 1). In Tab. 1 sind die IR-Spektren UbersichtsmaRig dargestellt. Abb. 1: IR-Uberlagerungs-Spktren von 3-Hydroxyflavon, synthetischem 3-Hydroxyflavon-Mg-Komplex und absorbiertem 3-Hydroxyflavon-Mg-Komplex _____ 1700 ,600 I500 1400 cm-' _ ._ ._ ._ ._ synthetischer 3-Hydroxyflavon-Mg-Komplex 3-Hydrox yflavon adsorbierter 3-Hydroxyflavon-Mg-Komplex /Ph68.lj 2. W-spektroskopiscbe Analyse Neben den IR-Spektren wurden auch die UV-Spektren der synthetischen, kristallinen Komplexe untersucht und mit den entsprechenden Spektren der in Losung dargestellten Hydroxykomplexe verglichen. Dazu wurden die synthetischen, kristallinen Komplexe in reinem Methanol sowie waRrig-methanolischen Pufferlosungen (pH 4,0, 7,O und 9,O) 316183 997 Isolierung von Flavonoiden Tab. 1: IR-Spektren (crn-l) der freien und synthetkch dargestellten Ca-, Mg- und Zn-Komplexe in KBr 3-H y drox y-Flavon 3260,1635,1620,1610,1565,1495,1485,1448,1418,1352, 1308,1290,1248,1211,1123,1072,1030,982,900,768,750, 691,677 3-H y drox y-Ca-Komplex 1610,1568,1486,1475,1449,1420,1352,1308,1290,1211, 1128,1070,1028,983,890,749,693,680 3-Hy drox y-Mg-Komplex 1620,1600,1560,1518,1490,1478,1447,1423,1358,1326, 1213,1149,1130,1116,1072,1030,993,904,748,680 3-H y drox y-Zn-Komplex 1620,1599,1563,1519,1491,1479,1447,1415,1385,1313, 1210,1148,1112,1070,1025,900, 748,680 5-H y drox y-Flavon 1668,1625,1599,1500,1473,1459,1419,1371,1363,1303, 1260,1230,1160,1078,995,838,796,758,620 5-Hy dr ox y-Ca-Komplex a) 5-Hy droxy-Mg-Komplex 1648,1600,1460,1439,1362,1298,1252,1223,1160,1083, 1060,1029,1002,994,903,834,790,740,653 5-H y drox y-Zn-Komplex 1660,1628,1587,1453,1440,1412,1362,1298,1253,1224, 1153,1073,1051,1026,990,832,790,740 3‘,4‘-Dihydroxy-Flavon 3520,3400,3100,1635,1608,1572,1532,1490,1473,1388, 1343,1311,1296,1277,1255,1212,1170,1134,1117,1049, 1017,952,873,763,748 3’,4‘-Dihydroxy-Ca-Komplex 1610, 1590, 1560,1523,1510,1500,1460, 1380, 1290, 1250, 1220,1128,1092,1018,953,880,838,795,777,753 3’,4’-Dihydroxy-Mg-Komplex 1628,1572,1471,1393,1300,1233,1135,1045,1018,953, 873,833,793,768,748 ~~ 3’,4’-Dihy&axy-Zn-Komplex ~ ~~ 1623,1574,1502,1482,1440,1378,1280,1253,1132,1015, 958,836,800,750 a) Der Ca-Komplex des 5-Hydroxy-Flavons scheint nur in DMSO-Losung stabil zu sein. Durch Zugabe yon MeOH oder H 2 0 tntt eine spontane Entfarbung der gelben Losung ein. Der kristalline Komplex war nicht erfa0bal2). vermessen. Zur Komplexierung der freien Hydroxyflavone in Lijsung wurden diese in Methanol aufgenommen, jeweils mit Ca-, Mg- und Zn-Acetat versetzt und anschlief3end die Spektren abermals in Methanol und den waRrig-methanolischen Pufferlosungen aufgenommen. Die Absorptionsmaxima der in unterschiedlichen Medien aufgenommenen Spektren sind in Tab. 2 zusammengefaOt (s. Seite 998). Uberraschenderweise sind die Absorptionsmaxima der synthetischen Komplexe von jenen der direkt in Liisung dargestellten Komplexe verschieden. Moglicherweise 998 Hiermann, Wolfbeis, Kartnig und Begum Arch. Pharm. Tab. 2: W-Spektren (nm) der reinen und synthetisch dargestellten Ca-, Mg- und Zn-Komplexe in verschiedenen Medien 3-Hydroxy-Flavon Zn-Komplex Mg-Komplex Ca-Komplex 346,308,244sh, 240 409,346,331sh, 308,238 412,347,330sh, 307, 246 346,307,240 407,350,315,247 405,345,307,239 407,350,314,248 405,347,310,242 348, 313, 245 346,310,243 346,314,249 346,310,242 345,314,246 346,309,242 345,310,243 346,310,243 5-H y drox y-Flavon Zn-Kompkx Mg-Komplex 338, 300sh, 273 338, 300sh, 274 338, 300sh, 274 338,300,272 338,303,273 338,302sh, 272 338,303,273 338,303,273 338,302,272 338, 300sh, 273 338,303,273 338,300&, 273 3',4'-Dihydroxy-Flavon Zn-Komplex Mg-Komplex Ca-Komplex 343, 310sh, 243 410,340,308 345,313,244sh 341,31Osh, 244 394,313 398,307,237 403,307,245sh 361,310 342, 310sh, 245 344, 312sh, 245 343, 310sh, 247 360,310 342, 310sh, 247 343,31Osh, 246 344, 310sh, 247 338, 310sh, 247 unterscheiden sich die wiederaufgelosten synthetischen Komplexe in ihrer Struktur (bzw. im stochiometrischen Verhaltnis Metall-Ligand) von den direkt in Losung dargestellten. Die Stabilitat der synthetischen Komplexe in Methanol ist unterschiedlich. Als stabil erweisen sich die Mg(I1)- und Zn(I1)-Komplexe des Flavonols. Weiter sind die Komplexe im allgemeinen in schwach alkalisch-wa0rigem Milieu stabiler als in neutralem oder saurem Milieu. 3. Fluoreszenzspektroskopische Analyse Da es mit Hilfe der UV-Spektroskopie nicht immer moglich war, die Flavonoid-Metallkomplexe von den in alkalischer Losung gebildeten Hydroxid-Anionen zu unterscheiden, wurde zusatzlich die Fluoreszenz-Spektroskopie herangezogen. Es ist bekannt, daB die angefiihrten Hydroxyflavone mit Metallionen stark fluoreszierende Komplexe bi1den5j6). Tab. 3: Excitationsmarima und Emissionsmaxima der Modellflavonoide und ihrer Metallkomplexe Excitationsmax. (nm) Emissionsmax. (nm) 410 478 476 485a) 3-Hydroxy-Flavon Zn-Komplex Mg-Komplex Ca-Komplex 345 424 412 412 5-Hydroxy-Flavon Zn-Komplex Mg-Komplex b) 410 412 540 5 20-5 30 3',4'-Dihydroxy-Flavon Zn-Komplex Mg-Komplex Ca-Komplex 355 360 354 410 464 455 45 1 5 34 a) sehr intensiv fluoreszierend, b, keine Fluoreszenz me5bar 316/83 999 Isolierung von Flavonoiden In Tab. 3 sind die Excitations- und Fluoreszenzmaxima der untersuchten Hydroxyflavone und ihrer Metallkomplexe in Methanol zusammengestellt. Praktisch alle Komplexe fluoreszieren im blauen oder griinen Spektralbereich. Da aber die UV-Spektren (s. Tab. 2) anzeigen, daD diese Komplexe in waBrigem Methanol zum Teil zerfallen, mu8 angenommen werden, da8 durch die Fluoreszenz-Spektroskopiedie Anwesenheit geringer Mengen an Komplex nachgewiesen wird. Beim Ubergang zu wa8rig gepufferten Losungen ist ein deutlicher Abfall der Fluoreszenzintensitat sowie eine Verschiebung der Maxima festzustellen. Tab. 4: Fluoreszenznuaxima(nm) der Hydroxyflavon-Metallkomplexe beim Obergang von methanolischen zu waflrigen Losungen Komplex Flu-Max MeOH pH 4,O pH 7,O pH 9,0 ~ 3-Hydroxy-Mg 3-Hy drox y-Ca 4 80 480 484 514 476,515 484,517 480,514 515 484,517 480 522 528 5-Hydroxy-Zn 5-Hydroxy-Mg 480 531 516 479,514 516 465 516 516 3',4'-Dihydroxy-Zn 3',4'-Dihydrox~-Mg 3',4'-Dihydroxy€a 524 480 505 476 480,518sh 480,505 480 480,518 535 520 530 3-Hydrox y-Zn 530 Schon bei der Synthese zeigte sich, daB viele Komplexe sich zwar in trockener Methanollosung bilden, da8 aber ein Zusatz von Wasser zur sofortigen Zersetzung dieser meist gelb gefarbten Komplexe fihrt. Es ist nicht auszuschlieflen, da8 die Fluoreszenz durch das freigesetzte Flavon hervorgerufen wird. Im alkalischen Milieu ist dabei die Anionenfluoreszenz zu erwarten, im neutralen die Neutralfluoreszenz. Experimenteller Teil Darstellung der Ca-, Mg- und Zn-Komplexe Je ein Molaquiv. Ca-, Mg- und Zn-Acetat werden inwenig Wasser und je zwei Molaquiv. 3-Hydroxy-, 5-Hydroxy- und 3',4'-Dihydroxy-Flavon in wenig DMSO gelost. Die vereinigten Liisungen versetzt man mit 1,5-Molaquiv.Morpholin, laBt 1h stehen und f a t anschlieknd in einem GUSdurch Zugabe von Wasser. Um Reste von unkomplexiertem Flavon herauszulosen, wird der Niederschlag mit wannem Pyridin behandelt und bei 110' getrocknet. Ca-Komplexe: 3-Hydroxy-Flavon 265" Zers.,hellgelb. 3',4'-Dihydroxy-Flavon 335" Zers., gelbbraun. Mg-Komplexe: 3-Hydroxy-Flavon > 250" Zers., tiefgelb. 5-Hydroxy-Flavon 300" Zers., gelb. 3',4'-Dihydroxy-Flavon 320" Zers., tiefgelb. Zn-Komplexe: 3-Hydroxy-Flavon338" Zen.,tiefgelb. 5-Hydroxy-Flavon 300" Zers., gelb. 3' ,4'-Dihydroxy-Flavon 340" Zers., gelbbraun. Pufferlosungen: pH 4 = Diphthalatpuffer, pH 7 = Phosphatpuffer, pH 9 = NaOH-Glycinpuffer. Gerate: IR: Perkin-Elmer 421, UV: Perkin-Elmer Lamda 5, Fluoreszenz: Aminco SPF 500. 1000 Reisch und Abdel-Khalek Arch. Pharm. Literatur 1 2 3 4 5 6 4. Mitt.: A. Hiermann und Th. Kartnig, Arch. Pharm. (Weinheim) 312, 763 (1979). Th.Kartnig und A. Hiermann, Arch. Pharm. (Weinheim) 310, 737 (1977). A. Hiermann und Th. Kartnig, Arch. Pharm. (Weinheim) 311, 609 (1978). Th. Kartnig und A. Hiermann, Arch. Pharm. (Weinheim) 312, 213 (1979). T. Hayashi, S. Kawai and T. Ohno, Chem. Pharm. Bull. 19, 792 (1971). E.M. Nevskaya and V.A. Nazarenko, Zh. Anal. Khim. 27, 1699 (1972); C.A. 78, 23457 (1973). [Ph 6851 Arch. Pharm. (Weinheim) 316, 1OOO-1006 (1983) Photochemische Abbauwege des Amino- und Hydroxyphenazons in Aceton')'') Johannes Reisch* und Magdi Abdel-Khalek Institut fur Pharmazeutische Chemie der Westfalischen Wilhelms-Universitat Munster , HittorfstraBe 58-62, 4400 Munster Eingegangen am 4.November 1982 Der photochemische Abbau des Aminophenazons fiihrt in Aceton zum 2-(l-Methyliminoethyl)-4-oxo-pent-2-ensaureanilid(7), 6-Methyl-2-(1-methylimino-ethyl)-4-oxo-hepta-2,5-diensaureanilid (9), N,N-Dimethyl-N'-phenyloxamid (10) und N,N-Dimethyl-N'-phenylharnstoff(11).In Acetonitril entstehen neben den beiden letztgenannten Produkten noch Oxanilid und N-Methyl-N'-phenyloxanid. Bei der Photolyse von Hydroxyphenazon in Aceton bildet sich 6-Methyl-2-(1-methylimino-ethyl)-4-oxo-hepta-2,5-diensaureanilid, Oxanilid und N-Methyl-N'-phenyloxamid. Der Zerfallsmechanismuswird diskutiert. Photodegradation of Amino- and Hydroxyphenazone in Acetone The photochemical degradation of aminophenazone in acetone leads to 2-[ 1-(methylhino)ethylJ-4-oxopent-2-enoicanilide (7), 6-methyl-2-fl-(methylimino)ethyl]-4-oxohepta-2,5-dienoic anilide (9), N, N,-dimethyl-N-phenyl oxamide (10) and N,N-dimethyl-N-phenylurea (11). In addition to the last two products, oxanilide and N-methyl-N-phenyl oxamide are obtained, when the irradiation is carried out in acetonitrile. 6-Methyl-2-[l-(methylimino)ethyl]-4-oxohe~ta-2,5-dienoic anilide, oxanilide and N-methyl-N'-phenyl oxamide are formed as a result of hydroxyphenazone photolysis in acetone. The degradation mechanism is discussed. i .42.Mitt.: Photo- und Strahlenchemische Studien, 41.Mitt.: J. Reisch, R. Ulbrich und G. Reisch, Dtsch. Apoth. Ztg. I20, 2385 (1980). ++ Teilergebnisse der Dissertation M . Abdel-Khalek, Munster 1980. 03654233/83/1212-1033 $ 02.5010 0 Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1983
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