Flavonole

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3-Hydroxyflavon – Grundgerüst der Flavonole

Die Flavonole sind eine Untergruppe sekundärer Pflanzenstoffe innerhalb der Stoffgruppe der Flavonoide. Die Flavonole besitzen im Unterschied zu den Flavonen, einer weiteren Untergruppe der Flavonoide, eine zusätzliche Hydroxygruppe in Position 3. Das Grundgerüst der Flavonole ist somit die Verbindung 3-Hydroxyflavon. Die einzelnen Flavonole unterscheiden sich voneinander durch das Substitutionsmuster des 3-Hydroxyflavon-Grundgerüsts mit Hydroxygruppen und durch die Art der weiteren Derivatisierung dieser hydroxylierten 3-Hydroxyflavone durch u. a. O-Alkylierung, meist in der Form von O-Methylierung und/oder durch die O-glycosidische Anbindung von Saccharid-Resten unter Bildung von Glycosiden.[1][2]

Nicht-glycosylierte Flavonole

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Die häufigsten Flavonole sind Kaempferol, Quercetin, Isorhamnetin und Myricetin. Typisch für die gängigen Flavonole ist, dass neben der Position 3 auch die Positionen 5 und 7 am A-Ring Hydroxygruppen tragen. Bzgl. der Substitution des B-Rings ist die gleichzeitige Hydroxylierung der Positionen 3' und 4' am gängigsten gefolgt von der einfachen Hydroxylierung in Position 4'. Die typischsten Flavonole sind somit Quercetin und Kaempferol.[2]

Beispiele für Flavonole
Name CAS 3 5 6 7 8 2′ 3′ 4′ 5′ 6′
Azaleatin 529-51-1 OH OCH3 H OH H H OH OH H H
Fisetin 528-48-3 OH H H OH H H OH OH H H
Galangin 548-83-4 OH OH H OH H H H H H H
Gossypetin 489-35-0 OH OH H OH OH H OH OH H H
Isorhamnetin 480-19-3 OH OH H OH H H OCH3 OH H H
Kaempferid 491-54-3 OH OH H OH H H H OCH3 H H
Kaempferol 520-18-3 OH OH H OH H H H OH H H
Morin 480-16-0 OH OH H OH H OH H OH H H
Myricetin 529-44-2 OH OH H OH H H OH OH OH H
Natsudaidain 35154-55-3 OH OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 H OCH3 OCH3 H H
Pachypodol 33708-72-4 OCH3 OH H OCH3 H H OCH3 OH H H
Quercetin 117-39-5 OH OH H OH H H OH OH H H
Rhamnazin 552-54-5 OH OH H OCH3 H H OCH3 OH H H
Rhamnetin 90-19-7 OH OH H OCH3 H H OH OH H H
Robinetin 490-31-3 OH H H OH H H OH OH OH H

Glycosylierte Flavonole

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Häufig kommen die Flavonole nicht in freier Form, sondern als Glycoside vor. Die Anbindung der Zucker erfolgt hauptsächlich über die Hydroxygruppe in der 3-Position. Deutlich weniger häufig ist die Anbindung von Zuckern über die Position 7 und selten über die Positionen 4', 3' oder 5.[2] Bei der Anbindung von zwei Zuckereinheiten ist die Anbindung eines Disaccharids über die Position 3 am häufigsten (vgl. z. B. Rutin) gefolgt von der Anbindung von zwei Monosacchariden über die Positionen 3 und 7.[2]

Beispiele für Glycoside der Flavonole
Glycosid Aglycon 3 5 6 7 8 2′ 3′ 4′ 5′ 6′ CAS
Astragalin Kaempferol Glc OH OH OH 480-10-4
Azalein Azaleatin Rha OCH3 OH OH OH 29028-02-2
Hyperosid Quercetin Gal OH OH OH OH 482-36-0
Isoquercetin Quercetin Glc OH OH OH OH 482-35-9
Kaempferitrin Kaempferol Rha OH Rha OH 482-38-2
Myricitrin Myricetin Rha OH OH OH OH OH 17912-87-7
Quercitrin Quercetin Rha OH OH OH OH 522-12-3
Robinin Kaempferol Robinosyl OH Rha OH 301-19-9
Rutin Quercetin Rutinosyl OH OH OH OH 153-18-4
Spiraeosid Quercetin OH OH OH OH Glc 20229-56-5
Legende zur Tabelle

Glc = β-D-Glucopyranosyloxy,
Rha = α-L-Rhamnopyranosyloxy,
Gal = β-D-Galactopyranosyloxy,
Robinosyl = α-L-Rhamnopyranosyl-(1→6)-β-D-galactopyranosyloxy,
Rutinosyl = α-L-Rhamnopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosyloxy

Eigenschaften

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Die Flavonole besitzen zum Teil stark antioxidative Eigenschaften. Besonders Flavonole mit benachbarten Hydroxygruppen am B-Ring wirken antioxidativ. So besitzt Quercetin mit benachbarten OH-Gruppen in Position 3' und 4' eine Catechol-Struktureinheit und Myrecitin mit benachbarten OH-Gruppen in Position 3', 4' und 5' eine Pyrogallol-Struktureinheit, die jeweils leicht oxidierbar sind. Kaempferol mit einer einzelnen Hydroxygruppe in Position 4' des B-Rings wirkt dagegen weniger antioxidativ.[3]

Biosynthese

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Die Biosynthese der Flavonole erfolgt durch Dehydrierung der entsprechenden Flavanole (Dihydroflavonole) unter Bildung der CC-Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen C2 und C3. Die Reaktion wird durch Enzyme aus der Gruppe der Flavonol-Synthasen katalysiert.[1]

Synthese

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Bereits 1908 entdeckte Karl von Auwers durch Zufall die später nach ihm benannte Auwers-Synthese mit der sich ausgehend von 3-Cumaranonen in einer Ringerweiterungsreaktion Flavonole herstellen lassen.

Auwers-Synthese
Auwers-Synthese

Die Algar-Flynn-Oyamada-Reaktion ist eine basenkatalysierte Ringschlussreaktion mit Wasserstoffperoxid, mit der ebenfalls Flavonole hergestellt werden können.

Algar-Flynn-Oyamada-Reaktion
Algar-Flynn-Oyamada-Reaktion

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b Peter Nuhn: Naturstoffchemie. 3. Auflage. S. Hirzel, Stuttgart/Leipzig 1997, ISBN 3-7776-0613-8, S. 602–605.
  2. ↑ a b c d Herrmann, K.: Flavonols and flavones in food plants: a review, International Journal of Food Science & Technology, 1976, 11(5), S. 433–448, doi:10.1111/j.1365-2621.1976.tb00743.x
  3. ↑ Terao, J.: Flavonols: Metabolism, Bioavailability, and Health Impacts, Chapter 8 in Plant Phenolics and Human Health: Biochemistry, Nutrition, and Pharmacology, Wiley-Online Library, 2009, S. 185–196, doi:10.1002/9780470531792.ch8
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