Flavonoid

Praktikum
Pharmazeutische Biologie III
Flavonoide
Christina Moser
Allgemeines
lateinisch flavus - gelb
Vorkommen
Weitestverbreitete Gruppe sek. Pflanzenstoffe bei allen höheren Pflanzen
(nicht vorhanden bei Bakterien, Algen, Pilzen und Tieren)
vorwiegend in oberirdischen Pflanzenteilen
Hydrophile Formen (Glykoside; stark hydroxylierte o. geladene Formen)
 z.B. Blütenfarbstoffe  vor allem in Vakuolen
Lipophile Formen
(vor allem Aglyka)
 z.B. Farbhölzer  insbesondere in totem Gewebe
Flavonoid-Drogen
 Gehalt ca. 0,5-3% Flavonoide (Ausnahmen)
 primäre pharmazeutische Bedeutung beruht auf den Flavonoiden
Allgemeines
biologische Funktion
technische Funktion
Anlockung von Insekten
Farbstoff
Kontrolle von Wachstumsvorgängen
Beteiligung an Redoxsystemen
Schutzmechanismen
Antioxidantien
Nachweisreaktionen
Süßungsmittel
Pharmakologischer Einsatz
keine einheitliche Indikation
Antihämorrhagisch
Antihepatotoxisch + choleretisch
(Citrusbioflavonoide, Rutin und Derivate)
(Silymarin, Helichrysum)
Antiphlogistisch/-ödematös
Estrogen
(Rutin, Quercetin, Apigenin)
(versch. Isoflavone)
Koronardilatierend + pos.inotrop
Spasmolytisch
(versch. Procyanidine)
(Apigenin-Glykoside, Isoliquiritigenin)
Antiallergisch
Diuretisch
Grundgerüst
3`
8
1
O 2
A
C
7
4`
B
3
6
5
4
Struktur
O-Heterocyclen
C15-Grundgerüst - C6-C3-C6-Körper
(Phenylpropan-Einheit + 3 Acetat-Einheiten)
Diversität
OH
HO
OH CH3 O
OH
OH
O
HO
OH
O
O
OH
OH
O
OH
OH
O
HO
o - ru tin o se
OH
OH
O
OH
O
O- H
OH
OH
O
O
OH
O-H
OH
OH
HO
O
OH O
HO
OH
OH
O
Glu-O
OH
Glu-O
OH
OH
OH
O
OH
OH
OH
O M e OH
O
OH
HO
O
OH
HO
O
Glu
OH O
OH
OH
Glu O
t in o s e
O
OH
O CH3
O
OH
O
OH
OH
O- Glu
HO
O
OH
+
O
o-rha mnose
OH
O
O
HO
ClOH
OH
O
Unterscheidung - Basissubstitutionen
Ring A und B: Substituenten
3`
Ring A C-5, C-7 (Phloroglucin)
Ring B C-3´, C-4` (Shikimaten)
 -OH und -O-Alkyl
 -Alkyl
8
7
A
1
O
4`
B
2
C
3
6
5
4
Variationsmerkmale
Substitutionen am Ring A und B 
Unterscheidung - Oxidationsgrad
Oxidation des C-Rings
3`
Doppelbindung zw. C-2 + C-3
 -OH am C-3 u/o C-4
 Keton-Funktion am C-4
 Ordnungsfaden!
8
1
O 2
A
C
7
4`
B
3
6
5
4
Variationsmerkmale
Substitutionen am Ring A und B 
Oxidationsgrad im Ring C
Unterscheidung - Unterklassen
HO
HO
OH
OH
OH
OH
HO
O
Ox.
O
HO
OH
O
Chalkone
O
OH
OH
OH
Flavandiole
Anthocyanidine
-H2
OH
Ox.
O
Red.
OH
OH
O
Flavonole
OH
HO
OH
OH
HO
O
O
HO
O
-H2
OH
O
Flavanone
OH
OH
O
Flavone
XOH
OH
Flavanonole
HO
O
+
Oxy.
Red.
OH
OH
OH
OH
Flavanole
Unterscheidung - Zuckersubstituenten
Zuckersubstituenten
3`
O-Glykoside C-3 > C-7 > C-4‘
C-Glykoside (Glykosyle) C-6,C-8
C6-Zucker (Glu, Gal, Rham)
8
7
A
C5-Zucker (Arabinose, Xylose)
2fach-Zucker (Rutinose)
1
O
4`
B
2
C
3
6
5
4
Gluc-/Galacturonsäure
Variationsmerkmale
Substitutionen am Ring A und B 
Oxidationsgrad im Ring C

Art, Zahl und Stellung der Zuckerreste 
Nomenklatur - 3-O-Glykoside
Vorgehen
Flavonoid-Unterklasse
Substitutionsmuster
Zuckersubstituenten
Beispiele aus der Flavonol-Reihe
R
Beispiele für Zuckersubstituenten
OH
OH
HO
OH
O
HO
O
OH
OH
O
Aglykon: Kämpferol
Quercetin
Isorhamnetin
...
R
H
OH
OCH3
O-R
R
OH
O
Rh Quercetin-3-O-rhamnosid = Quercitrin
Gal Quercetin-3-O-galactosid = Hyperosid
Rut Quercetin-3-O-rutinosid
...
= Rutin
7-O-Glykoside + C-Glykoside
7-O-Glykoside
C-Glykoside
Flavon-Reihe
Aglykon = Apigenin
Flavon-Reihe
Aglykon = Apigenin
OH
HO
Glu O
HO
O
CH2 OH
RO
OH
O
O
HO
OH
O
Apigenin-7-O-glucosid
Flavanon-Reihe
Aglykon = Hesperetin
OH
OH
O
Vitexin
Apigenin-8-C-glucosid
(R: H)
O
Vitexin-2“-O--L-rhamnosid
(R: Rha)
OMe
rutinose
O
OH
O
Hesperidin
Hesperetin-7-O-rutinosid
Chalkone
OH
Flavanone
O
Isomerie
O
Chemische Besonderheit
konjugiertes  System
Halochromie bei Säurezusatz
Nachweis im Chromatogramm
Gelbe Zone im Tageslicht
Fluoreszenz im UV-Licht
Reaktion mit Vanillin-H2SO4
Reaktion mit Phenolreagenzien
Beispiele Xanthohumol aus dem Hopfen
Carthamon aus Saflorblüten
O
Chemische Besonderheit
kein konjugiertes  System
(farblos)
Nachweis im Chromatogramm
Naturstoffreagenz nach „NEU“
Nachweisreaktion
Shinoda Farbreaktion
Unterscheidung zu Flavonen
2,4-Dinitrophenylhydrazin
Beispiele Hesperetin (=Aglyka)
z.B. Neoeriocitrin (Bitterorangenschale)
Identität - DC
Naturstoffreagenz nach Neu
Nachweis nach DC Besprühung
Sprühreagenz
Diphenylboryloxyethylamin
Farbintensivierung Anschließendes Besprühen mit PEG
Fluoreszenzfarbe
HO
Variation durch Anzahl freier OH-Gruppen im B-Ring
1 freie OH-Gruppe
gelb
2 freie OH-Gruppen
orange-gelb
3 freie OH-Gruppen
grün
OH
HO
O
O
OH
OH
+
B
OH
O+
NH2
OH
O
O B-
+
HO
NH2
O
Kämpferol
Cave
Fluoreszenzfarben abhängig von der Konz. des Sprühreagenz
Chalkone
OH
Flavanone
O
Isomerie
O
Chemische Besonderheit
konjugiertes  System
Halochromie bei Säurezusatz
Nachweis im Chromatogramm
Gelbe Zone im Tageslicht
Fluoreszenz im UV-Licht
Reaktion mit Vanillin-H2SO4
Reaktion mit Phenolreagenzien
Beispiele Xanthohumol aus dem Hopfen
Carthamon aus Saflorblüten
O
Chemische Besonderheit
kein konjugiertes  System
(farblos)
Nachweis im Chromatogramm
Naturstoffreagenz nach „NEU“
Nachweisreaktion
Shinoda Farbreaktion
Unterscheidung zu Flavonen
2,4-Dinitrophenylhydrazin
Beispiele Hesperetin (=Aglyka)
z.B. Neoeriocitrin (Bitterorangenschale)
Nachweisreaktion
Shinoda-Test
Voraussetzung
Flavanone
Mg/HCl
Nachweis von Flavonen, Flavonolen und Flavanonen
substituierter Seitenphenylring
Bildung eines Polymethinkations
-H2O
Reduktion
Polymethinkation
(orangerot-violett)
Flavone (R=H) + Flavonole (R=OH)
O
Nachweis im Chromatogramm
R
O
Chemische Besonderheit
konjugiertes -System
Naturstoffreagenz nach „Neu“
Reakt. mit Phenolreagenzien
Nachweisreaktion
Shinoda Farbreaktion
Vorkommen
Aglyka, Glykoside, Glykosyle
Substitutionen durch Isopren
Kaliumsulfatester(3-o.7-OH verestert)
„lipophile Flavone“
(Methylierungen der freien OH-Gruppen)
diverse Polaritäten!
Beispiele Flavon-Aglyka
Apigenin, Luteolin
Beispiele Flavonol-Aglyka
Quercetin, Kämpferol,
Isorhamnetin
Nachweisreaktion
Shinoda-Test
Voraussetzung
Nachweis von Flavonen, Flavonolen und Flavanonen
substituierter Seitenphenylring
Flavone/Flavonole Induktion der Anthocyanidin-Bildung
OH
Mg/HCl
HO
O
OH
-H2O
Reduktion
HO
O
R
HO
+
H
H
R
H
Anthocyanidin (rot)
Anthocyane
Vorkommen
Farbe in Blüten, Blättern und Früchten
O
(rot, violett oder blau)
Struktur
Glykosidisch, wasserlösliche 2-Phenylchromenolderivate
OH
Grundtyp Pelargonidin
HO
O
+
ClOH
OH
rotorange bei pH < 1
 Anthocyan-Aglyka = Anthocyanidine
chemische Besonderheit
Farbwechsel bei pH-Wert Erhöhung
Nachweis im Chromatogramm
rot - blauviolette Farbe im Tageslicht
Anisaldehyd-Schwefelsäure
Verwendung
Schmuckdrogen (Ausnahme Heidelbeere)
+
Proanthocyanidine
Flavan-3,4-diol + kondensierte Flavanole
I
Definition
OH
Farblosen Pflanzenstoffe, die unter Erhitzen + verd.
Mineralsäuren gefärbte Anthocyanidine bilden!
HO
O
H
I Leukoanthocyanidine (Flavan-3,4-diol)
OH
monomer
OH
II Kondensierte Proanthocyanidine (Catechingerbstoffe)
di- bis polymer (hier Procyanidin B2)
FlavanolBausteine (+)-Catechin
HO
OH
Verwendung
Beispiele
II
OH
OH
OH HO
O
OH
Nachweis
OH
(-)-Epicatechin
O
OH
OH
HO
O
OH
OH
OH
Proanthocyanidinereaktion
v.a. Adstringenz (Gerbstoffdrogen)
Eichenrinde, Weißdorn
OH
OH
4
OH
OH
HO
8
O
OH
OH
OH
OH
Flavonoid-Drogen
Drogen des Praktikums
Crataegi folium com flore Weißdornblätter mit Blüten
Crataegi fructus
Weißdornfrüchte
Passiflorae herba
Betulae folium
Calendulae flos
Weitere Flavonoid-Drogen
Kamille
Mariendistelfrüchte
Roter Weinlaubextrakt
...
Passionsblumenkraut
Birkenblätter
Ringelblumenblüten
Weißdornblätter mit Blüten
Droge
Stammpflanze
Crataegi folium cum flore
Crataegus monogyna
Crataegus laevigata ...
Rosaceae
Familie
Hauptinhaltsstoffgruppen
Bis 2,5% Flavonoide
Flavonol-O-Glykoside (Rutin, Hyperosid)
Flavon-C-Glykoside (Vitexin, Vitexinrhamnosid)
Catechine ((+)-Catechin, (-)-Epicatechin)
Bis 4% oligomere Procyanidine (Procyanidin B2 ...)
Aromatische Carbonsäuren (Chlorogensäure)
PhEur 5
Mind. 1,5% Flavonoide; berechnet als Hyperosid
Indikation
Vorbeugend bei Herzmuskelinsuffizienz
(Stadium II nach NYHA)
Weißdornfrüchte
Droge
Stammpflanze
Crataegi fructus
Crataegus monogyna
Crataegus laevigata
Rosaceae
Familie
Hauptinhaltsstoffgruppen
bis 2,5% oligomere Procyanidine
(Procyanidin B1 + 5)
Catechine ((+)-Catechin und (-)-Epicatechin)
0,05 % Flavonoide (Hyperosid, Rutin)
Aromat. Carbonsäuren (Chlorogen- + Kaffeesäure)
PhEur 5
mind. 1,0% Procyanidine; berechnet als
Cyanidinchlorid
Indikation
Herz- und Kreislaufbeschwerden
Passionsblumenkraut
Droge
Stammpflanze
Familie
Passiflorae herba
Passiflora incarnata L.
Passifloraceae
Hauptinhaltsstoffgruppen
Bis 3% Flavon-C-glykoside (Glykosylflavone)
(Vitexin, Schaftosid, Isoorientin, Swertisin, Isovitexin)
cyanogene Glycoside (Gynocardin)
Zucker, Polysaccharide, äth. Öl, Glykoproteine
PhEur 5
Mind. 1,5% Flavonoide; berechnet als Vitexin
Indikation
nervöse Spannungs- und Unruhezustände;
Einschlafstörungen
Birkenblätter
Droge
Stammpflanze
Betulae folium
Betula pendula - Hängebirke
Betula pubescens - Moorbirke
Betulaceae
Familie
Hauptinhaltsstoffgruppen
2-3% Flavonoide
(Hyperosid, Quercitrin, Quercetinglykoside, Rutin...)
Triterpenester
Phenolcarbonsäuren (Chlorogensäure, Kaffeesäure)
Ascorbinsäure, ätherisches Öl ...
PhEur 5
Mind. 1,5% Flavonoide; berechnet als Hyperosid
Indikation
Diuretikum bei Erkrankungen der Harnwege;
unterstützend bei rheumatischen Beschwerden
Ringelblumenblüten
Droge
Stammpflanze
Calendulae flos
Calendula officinalis L.
Asteraceae
Familie
Hauptinhaltsstoffgruppen
0,3-0,8% Flavonoide
(Quercetin-, Kämpferol- +Isorhamnetin-O-glykoside)
Triterpensaponine (2-10%, Saponoside A-F)
Triterpenalkohole (4-5%)
Carotinoide (Carotinen, Xanthophyllen)
Polysaccharide, äth. Öl und weitere
PhEur 5
Mind. 0,4% Flavonoide; berechnet als Hyperosid
Indikation
Wundheilungsmittel
(antiphlogistisch, granulationsfördernd)
Identität - DC
Referenzen
Kaffeesäure
1. Chlorogensäure + Vitexin
Quercitrin
OH
O
HO
Kaffeesäure
O
HO
HO
HO
OH
RO
OH
Chlorogensäure
O
Chlorogensäure
Rutin
OH
OH
O
Isorhamnetinrutinorhamnosid
OH
2. Flavonol-Glykoside
OH
Rutin (R=Rutinose)
HO
Hyperosid (R=Galaktose)
Quercitrin (R=Rhamnose)
O
O R
OH
Chlorogensäure
Narcissin
Rutin
Chinasäure
Hyperosid
Hyperosid
O
HO
Vitexin
Isorhamnetin-3-Oglycosid
CH2 OH
OH
Quercitrin
Vitexin
Vitexin
O
Kaffeesäure
Quercitrin-3-Oarabinosid
O
Detektion
Naturstoffreagenz nach NEU
Auswertung UV 365 nm
Rutin
Gehalt - Procyanidine
Procyanidinreaktion [Gehaltsbestimmung von Weißdornfrüchten]
Durchführung
Laut Arzneibuch für Procyanidine
Extraktion mit EtOH 70%, Hydrolyse
OH
HO
Proanthocyanidine
Leukoanthocyanidine
O
H
OH
OH
HO
OH
verd. HCl
-H2O
OH
O
OH
+
OH

-H
- 2e
OH
3-Flaven-3-ol
(farblos)
OH
+
O
HO
OH
OH
Auswertung
Absorbtionsmessung bei 545 nm
OH
Cyanidinkation
(rot)
Gehalt - Methode A
Aluminium-Chelatkomplex-Bildung [Gehaltsbestimmung von Birkenblättern/Ringelblume]
Methode A laut Arzneibuch für O-Glykoside
Durchführung
Saure Hydrolyse /Aglyka Extraktion mit Ethylacetat /Zugabe von AlCl3
Flavonol
HO
OH
OH
Al3
O

HO
O
+
OH
OH
O
Flavon
HO
OH
Auswertung
Störung
O
+
O Al
OH
OH
O
O
+H
gelbes
fünfgliedriges
Al-Chelat
OH
Al3
HO
O
+H
O
O
Al+ +
Absorptionsmessung bei 425nm
Leukoanthocyanidine + Proanthocyanidine

gelbes
sechsgliedriges
Al-Chelat
Gehalt - Methode A
Entstörung
Problem
Leuko- + Proanthocyanidine bilden mit Mineralsäuren
Anthocyanidine
Anthocyanidine bilden blaue Al-Chelate
 Stören photometrische Auswertung!
Zusatz
Methenamin-Zusatz
H2O/H
N
N
N
O
6
H
N
Ergebnis
+
H
4 NH4
CH2O fängt Anthocyanidin-Vorstufe (3-Flaven-3-ol) ab
OH
O
H
+
HO
O
H
H
OH
OH
OH
farbloses
Kondensationsprodukt
Gehalt - Methode B
Wilson-Tauböck-Test
[Gehaltsbestimmung von Weißdornblättern mit Blüten,Passionsblumenkraut]
Methode B laut Arzneibuch für C-Glykoside
Durchführung
Extraktion mit EtOH 60%, Hydrolyse
Umsetzung mit Borsäure und Oxalsäure!
Zucker
+
O
HO
OH
Zucker
OH
HO
O
O B-O
O
Flavonolborinsäure
O
OH
O
OH
O
O B O
O
O
Auswertung
Absorptionsmessung bei 410nm bzw. bei 401nm
O
O
Literatur
Hänsel und Sticher
Pharmakognosie / Phytopharmazie
8. Auflage Springer
Hildebert Wagner
Arzneidrogen und ihre Inhaltsstoffe
6. Auflage WVG
Max Wichtl
Teedrogen und Phytopharmaka
3. Auflage WVG
Wagner / Bladt / Zgainski
Drogenanalyse
Springer