SKRIPT: PHARMAZEUTISCHE BIOLOGIE II
INHALT
Flavonoide .......................................................................................................................................................................................... 5
Grundstrukturen und Biosynthesen .............................................................................................................................................. 5
Funktionen ..................................................................................................................................................................................... 6
Flavonoiddrogen ............................................................................................................................................................................ 7
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Flavonoiddrogen .......................................................................................... 7
Betulae folium (Birkenblätter) ................................................................................................................................................... 7
Aurantii amari epicarpium et mesocarpium (Bitterorangenschalen) ....................................................................................10
Sambuci flos (Holunderblüten) ...............................................................................................................................................12
Hyperici herba (Johanniskraut) ...............................................................................................................................................14
Tiliae flos (Lindenblüten) .........................................................................................................................................................16
Equiseti herba (Schachtelhalmkraut) .....................................................................................................................................17
Crataegi folium cum flore (Weißdornblätter mit Blüten)........................................................................................................19
Silybi mariani fructus (Mariendistelfrüchte) ...........................................................................................................................21
Phytochemische Analytik von Flavonoiden.................................................................................................................................23
Wilson-Tauböck-Test ................................................................................................................................................................23
Nachweis nach Shinoda oder Pew ..........................................................................................................................................23
Dünnschichtchromatographien ...............................................................................................................................................24
Gerbstoffe.........................................................................................................................................................................................25
Grundstrukturen und Klassfikation ............................................................................................................................................25
Catechin-Gerbstoffe .................................................................................................................................................................25
Tannin-Gerbstoffe ....................................................................................................................................................................25
Lamiaceen-Gerbstoffe .............................................................................................................................................................26
Gerbstoffdrogen ...........................................................................................................................................................................27
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Gerbstoffdrogen .........................................................................................27
Uvae-ursi folium (Bärentraubenblätter) ..................................................................................................................................27
Rubi fruticosi folium (Brombeerblätter) ..................................................................................................................................29
Quercus cortex (Eichenrinde) ..................................................................................................................................................31
Anserinae herba (Gänsefingerkraut) ......................................................................................................................................33
Hamamelidis folium (Hamamelisblätter) ................................................................................................................................34
Hamamelidis cortex (Hamamelisrinde) ..................................................................................................................................36
Agrimoniae herba (Odermennigkraut) ....................................................................................................................................38
Ratanhiae radix (Ratanhiawurzel) ...........................................................................................................................................40
Tormentialle rhizoma (Tormentillwurzelstock) .......................................................................................................................42
Phytochemische Analytik von Gerbstoffen .................................................................................................................................44
Komplexbildung mit Eisen(III)-Ionen .......................................................................................................................................44
Reaktion mit Formaldehyd und Salzsäure .............................................................................................................................44
Ätherische Öle ..................................................................................................................................................................................45
Grundlagen ...................................................................................................................................................................................45
Definitionen ..............................................................................................................................................................................45
, Eigenschaften ätherischer Öle ................................................................................................................................................45
Lagerorte ätherischer Öle innerhalb einer Pflanze ................................................................................................................45
Gewinnung ätherischer Öle .....................................................................................................................................................45
Grundstrukturen und Klassifikation............................................................................................................................................46
Terpene und Terpenoidsynthese ............................................................................................................................................46
Phenylpropane .........................................................................................................................................................................52
Ätherisch-Öl-Drogen .....................................................................................................................................................................52
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Ätherisch-Öl-Drogen ...................................................................................52
Thymi herba (Thymiankraut) ...................................................................................................................................................53
Eucalypti folium (Eukalyptusblätter) .......................................................................................................................................55
Anisi fructus (Anisfrüchte) .......................................................................................................................................................57
Foeniculi fructus (Fenchelfrüchte) ..........................................................................................................................................59
Salviae officinalis folium (Salbeiblätter) .................................................................................................................................61
Salviae trilobae folium (Dreilappige Salbeiblätter) ................................................................................................................63
Angelicae radix (Angelikawurzel) .............................................................................................................................................64
Carvi fructus (Kümmelfrüchte) ................................................................................................................................................66
Menthae piperitae folium (Pfefferminzblätter) .......................................................................................................................68
Menthae crispae folium (Krauseminzblätter) ........................................................................................................................70
Melissae folium (Melissenblätter) ...........................................................................................................................................72
Lavandulae flos (Lavendelblüten) ...........................................................................................................................................74
Levistici radix (Liebstöckelwurzel) ...........................................................................................................................................77
Matricariae flos (Kamillenblüten) ...........................................................................................................................................79
Cinnamomi camphorae lignum (Campher) ............................................................................................................................82
Iridoide und Secoiridoide .................................................................................................................................................................83
Grundstrukturen und Klassifikation............................................................................................................................................83
Iridoid- und Secoiridoiddrogen ....................................................................................................................................................83
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Iridoid- und Secoiridoiddrogen ..................................................................83
Valerianae radix (Baldrianwurzel) ...........................................................................................................................................84
Plantaginis lanceolatae folium (Spitzwegerichblätter) ..........................................................................................................87
Gentianae radix (Enzianwurzel) ...............................................................................................................................................89
Menyanthidis trifoliatae folium (Bitterkleeblätter) .................................................................................................................91
Centaurii herba (Tausendgüldenkraut) ...................................................................................................................................93
Harpagophyti radix (Teufelskrallenwurzel) .............................................................................................................................95
Agni casti fructus (Mönchspfefferfrüchte/Keuschlammfrüchte) ..........................................................................................97
Sesquiterpenlactone ........................................................................................................................................................................99
Grundstrukturen und Biosynthesen ............................................................................................................................................99
Sesquiterpenlacton-Drogen ...................................................................................................................................................... 100
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Sesquiterpenlacton-Drogen ................................................................... 100
Absinthii herba (Wermutkraut) ............................................................................................................................................. 100
Arnicae flos (Arnikablüten) ................................................................................................................................................... 103
Cnici benedicti herba (Benediktenkraut) ............................................................................................................................. 105
Matricariae flos (Kamillenblüten) ........................................................................................................................................ 107
Millefolii herba (Schafgarbenkraut) ..................................................................................................................................... 108
,Saponine ....................................................................................................................................................................................... 112
Grundstrukturen und Biosynthesen ......................................................................................................................................... 112
Steroidsaponine .................................................................................................................................................................... 113
Triterpensaponine ................................................................................................................................................................. 114
Steroidalkaloidsaponine ....................................................................................................................................................... 115
Saponindrogen .......................................................................................................................................................................... 115
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Saponindrogen ........................................................................................ 115
Primulae radix (Primelwurzel)............................................................................................................................................... 116
Hippocastani semen (Rosskastaniensamen) ...................................................................................................................... 119
Polygalae radix (Senegawurzel)............................................................................................................................................ 121
Quillajae cortex (Seifenrinde) ............................................................................................................................................... 123
Liquiritiae radix (Süßholzwurzel) .......................................................................................................................................... 126
Phytochemische Analytik von Saponinen ................................................................................................................................ 129
Schaumprobe ........................................................................................................................................................................ 129
Hämolyse-Versuch ................................................................................................................................................................ 129
Herzglykoside ................................................................................................................................................................................ 130
Grundlagen und Wirkungen ..................................................................................................................................................... 130
Grundstrukturen und Biosynthesen ......................................................................................................................................... 130
Herzglykosid-Drogen ................................................................................................................................................................. 132
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Herzglykosid-Drogen ............................................................................... 132
Adonidis herba (Adoniskraut) ............................................................................................................................................... 132
Digitalis purpureae folium (Rote Fingerhutblätter) ............................................................................................................. 134
Digitalis lanatae folium (Wollige Fingerhutblätter) .............................................................................................................. 136
Convallariae herba (Maiglöckchenkraut) ............................................................................................................................. 138
Oleandri folium (Oleanderblätter) ........................................................................................................................................ 140
Scillae bulbus (Meerzwiebel) ................................................................................................................................................ 140
Phytochemische Analytik von Herzglykosiden ......................................................................................................................... 142
Farbreaktionen mit Polynitroaromaten (Kedde, Raymond, Baljet) .................................................................................... 142
Farbreaktion nach Liebermann-Burchard ........................................................................................................................... 142
Farbreaktion mit Xanthydrol (Pesez-Reagenz) .................................................................................................................... 142
Farbreaktion nach Keller-Kiliani........................................................................................................................................... 142
Anthranoide ................................................................................................................................................................................... 143
Grundstrukturen und Biosynthesen ......................................................................................................................................... 143
Wirkungen ................................................................................................................................................................................. 145
Anthranoiddrogen ..................................................................................................................................................................... 145
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Anthranoiddrogen ................................................................................... 145
Frangulae cortex (Faulbaumrinde) ....................................................................................................................................... 146
Rhamni purshianae cortex (Cascararinde) .......................................................................................................................... 148
Rhei radix (Rhabarberwurzel) ............................................................................................................................................... 151
Aloë (Aloë) .............................................................................................................................................................................. 153
Sennae folium (Sennesblätter) ............................................................................................................................................ 155
Sennae fructus (Sennesfrüchte) .......................................................................................................................................... 158
Phytochemische Analytik von Anthranoiden ........................................................................................................................... 159
, Schouteten-Reaktion ............................................................................................................................................................ 159
Bornträger-Reaktion ............................................................................................................................................................. 160
Alkaloide ........................................................................................................................................................................................ 161
Grundlagen und Klassifikation ................................................................................................................................................. 161
Grundstrukturen und Biosynthesen ......................................................................................................................................... 161
Gewinnung und Extraktion ....................................................................................................................................................... 161
Alkaloiddrogen .......................................................................................................................................................................... 162
Überblick über alle im Praktikum verwendeten Alkaloiddrogen ........................................................................................ 162
Belladonnae folium (Tollkirschblätter) ................................................................................................................................. 162
Hyoscyami folium (Bilsenkrautblätter) ................................................................................................................................. 164
Stramonii folium (Stechapfelblätter) ................................................................................................................................... 165
Cinchonae cortex (Chinarinde) ............................................................................................................................................. 167
Ipecacuanhae radix (Ipecacuanhawurzel) ........................................................................................................................... 169
Rauwolfiae radix (Rauwolfiawurzel) ..................................................................................................................................... 171
Coffeae semen (Kaffee)........................................................................................................................................................ 173
Theae nigrae folium (Schwarzer Tee) .................................................................................................................................. 174
Theae viridis folium (Grüner Tee) ......................................................................................................................................... 174
Cacao semen (Kakaosamen) ............................................................................................................................................... 176
Colae semen (Colasamen) ................................................................................................................................................... 177
Mate folium viride (Mateblätter) .......................................................................................................................................... 179
Phytochemische Analytik von Alkaloiddrogen ......................................................................................................................... 181
Tropanalkaloide - Vitali-Morin-Reaktion ............................................................................................................................... 181
Purinalkaloide – Dünnschichtchromatographie ................................................................................................................. 181
,FLAVONOIDE
Während essentielle Stoffe wie Proteine, Kohlenhydrate und Fette den Primärstoffwechsel einer Pflanze ausmachen, sind
nicht-essentielle Stoffwechselprodukte wie die Flavonoide Bestandteil des Sekundärstoffwechsels. Sie kommen in allen hö-
heren Pflanzen vor. Der Ursprung der Bezeichnung dieser Stoffklasse liegt in der früheren Verwendung als gelbfärbende Bei-
zenfarbstoffe (lat. flavus = gelb).
GRUNDSTRUKTUREN UND BIOSYNTHESEN
Die Flavonoide leiten sich formal vom Grundkörper Flavan (2-Phenylchroman) ab.
Die Biosynthese der Flavonoide beginnt mit aktivierter para-Cumarsäure, dem para-
Cumaroyl-Coenzym A, an welches dann von dem Enzym Chalkon-Synthase
nacheinander drei Einheiten Malonyl-Coenzym A unter Abspaltung von Coenzym A
und Decarboxylierung zu einer Polyketidzwischenstufe umgesetzt wird. Von
demselben Enzym katalysiert wird ein weiteres Molekül Coenzym A von der
Polyketidzwischenstufe eliminiert, sodass Chalkon (mit dem cyclisierten A-Ring)
vorliegt. Das Enzym Chalkon-Flavanon-Isomerase katalysiert die Isomerisierung
zum Flavanon unter der Cyclisierung des C-Rings. Nach Hydroxylierung in Position 3 1 Strukturformel des Flavans (2-Phenylchroman).
zum Dihydroflavonol und Reduktion dessen Oxogruppe in Position 4 erhält man das
Flavan-3,4-diol. Im letzten Schritt wird in Position die Hydroxygruppe in Position 4 durch das Enzym Anthocyanidin-Synthase
abgespalten, sodass Anthocyanidin vorliegt. Dieses zeichnet sich daduch aus, die A- und B-Ringe über den nun ebenfalls
konjugierten C-Ring im Hinblick auf das delokalisierte π-Elektronensystem miteinander verbunden sind, sodass der Sauerstoff
positiv partialgeladen ist. Anthocyanidine absorbieren sichtbares Licht.
2 Biosynthese einiger Gruppen von Flavonoiden, ausgehend von para-Cumaroyl-Coenzym A und Malonyl-Coenzym A. Quelle: Kadereit, J. W. et al, Lehrbuch
der Pflanzenwissenschaften (37. Auflage)
Die Flavonoidgrundstrukturen werden sowohl durch anschließende Substitutionen des B-Rings als auch durch
Glykosylierungen verschiedener Positionen zusätzlich variiert, sodass sich die große Strukturvielfalt ergibt. Die
Glykosylierungen erfolgen hierbei meist an den Hydroxygruppen des A-Rings und des Heterozyklus, Glykosylierungen an den
Hydroxygruppen des C-Rings sind eher selten.
,Der Ursprung für die Substitutionen am C-Ring
liegt in der vorliegenden Säure. Im Falle einer
Aktivierung der trans-Zimtsäure mit Coenzym A
würde das Flavonoid beispielsweise am C-Ring
unsubstituiert sein. Die trans-Zimtsäure ihrer-
seits wird aus der Umsetzung von L-Phenylala-
nin durch Phenylalanin-Ammonium-Lyase er-
halten. Dabei wird das sekundäre Amin sowie
der entgegengesetzte Wasserstoff am β-
Kohlenstoff in Form von Ammoniak eliminiert.
Grundsätzlich lässt sich sagen, dass an bereits 3 Bildung und Substitution der trans-Zimtsäure. Quelle: Kadereit, J. W. et al, Lehrbuch der Pflan-
zenwissenschaften (37. Auflage)
im Molekül vorliegenden Hydroxygruppen so-
wohl eine Methylierung als auch eine Glykosi-
dierung möglich ist. Hierzu muss jedoch die
Hydroxygruppe vorliegen. Die entsprechenden
Positionen sind 5 und 7 im A-Ring, 3 im C-Ring
sowie die Position 4‘ im B-Ring. Ferner ist an
Position 8 häufig eine Glykosylierung oder eine
Hydroxylierung zu beobachten. Aufgrund der -I-
Effekte der beiden Hydroxygruppen in 5 und 7
am A-Ring kommt es häufig zu einer Methoxy-
lierung oder einer Hydroxylierung am gleichen
Ring in Position 6. Zusätzlich kann oft eine Hyd-
roxylierung bzw. einer Methoxylierung am C- 4 Häufige Substitutionen am Flavonoidgrundgerüst.
Ring in den Positionen 3‘ und 4‘ beobachtet werden.
Naringenin 3,4-Dihydrocaempherol Apigenin Caempherol
(Flavanon) (Flavanonol) (Flavon) (Flavonol)
Leukoanthocyanidin/Flavandiol Anthocyanidin Quercetin
FUNKTIONEN
Die Flavonoidglykoside werden in den Vakuolen gespeichert. Sie wirken als UV-Schutzpigmente und haben daher in den Epi-
dermiszellen die höchste Konzentration. Zusätzlich können Flavonoide als Antioxidantien dienen. Beim Menschen können
den Flavonoiden, welche nur in besonderen Fällen bitter schmecken, folgende Wirkungen zugeschrieben werden:
antioxidativ
schützend und •Brenzcatechinstrukturen sind
protektiv gegen positive Auswirkung auf leicht oxidierbar
regenerierend auf das
Venenerkrankungen Durchblutungsstörungen
Leberparenchym
diuretische Wirkung antimikrobielle Wirkung
•Quercetin-Derivat Hyperosid •Phenole weisen stets eine
bei Betulae folium antimikrobielle Wirkung auf
antiinflammatorisch spasmolytische Wirkung
,FLAVONOIDDROGEN
ÜBERBLICK ÜBER ALLE IM PRAKTIKUM VERWENDETE N FLAVONOIDDROGEN
Dünnschicht-
Drogenbezeichnung lateinisch Drogenbezeichnung deutsch Teeanalyse
chromatographie
Betulae folium Birkenblätter X X
Aurantii amari epicarpium et mesocarpium Bitterorangenschale X X
Urticae herba Brennnesselkraut X
Ononidis radix Hauhechelwurzel X
Sambuci flos Holunderblüten X X
Hyperici herba Johanniskraut X X
Galii veri herba Echtes Labkraut X
Tiliae flos Lindenblüten X X
Silybi mariani fructus Mariendistelfrüchte X
Orthosiphonis folium Orthosiphonblätter X
Passiflora herba Passionsblumenkraut X
Rutae herba Rautenkraut X
Equiseti herba Schachtelhalmkraut X X
Pruni spinosae flos Schlehdornblüten X
Crataegi folium cum flore Weißdornblätter mit Blüten X X
Crataegi flos Weißdornblüten X
Crataegi fructus Weißdornfrüchte X
BETULAE FOLIUM (BIRKENBLÄTTER)
SYSTEMATIK UND HERKUNFT
Stammpflanzen: Betula pendula (Hängebirke) und Betula pubescens (Moorbirke)
Familie: Betulaceae (Birkengewächse)
Herkunft: Die Hängebirke sowie die Moorbirke wachsen in der klimatisch gemäßigten Zone Eurasiens. Die Drogen wer-
den aus China, Russland, Polen und weiteren osteuropäischen Ländern importiert. Meist werden die Blätter
im Frühjahr gesammelt.
INHALTSSTOFFE
Den Hauptanteil mit 1,5-3,5% bilden die Flavono-
ide. Die Hauptkomponente hierbei ist das Hypero-
sid (Quercetin-3-O-galactosid), dessen Gehalt laut
Monographie des Europäischen Arzneibuchs min-
destens 1,5% betragen soll. Neben dem Hyperosid
sind Avicularin sowie Quercetin-3-O-glucuronid als
Hauptkomponenten zu nennen. Weitere Kompo-
nenten sind das Rutosid, Quercitrin sowie weitere
Quercetin-, Myricetin- und wenige Kämpferolglyko- 5 Strukturformel des Hyperosids (links) sowie weitere Inhaltsstoffe (rechts, verallgemeinert):
Avicularin R1: H, R2: Arabinosyl
side.
Quercetinglucuronid R : H, R : Glucuronyl
1 2
Quercitrin R1: H, R2: Rhamnosyl
Die Blätter von Betula pubescens haben meist ei- Myricetingalactosid R1: OH, R2: Galactosyl
nen geringeren Flavonoidgehalt als diejenigen von
Betula pendula, enthalten aber im Unterschied zu diesen Flavanonderivate. Junge Blätter besitzen grundsätzlich einen höhe-
ren Gehalt als ältere.
Zusätzlich enthalten Birkenblätter geringe Mengen an Ascorbinsäure, ätherischem Öl sowie Kaliumsalze.
, WIRKUNGEN UND INDIKATIONEN
Bei den Birkenblättern macht man sich die diuretische Wirkung der enthaltenen Flavonoide in Form von sogenannten Blasen-
Nieren-Tees zunutze. Die verstärkte Diurese beugt der Ausbildung einer Nephrolithiasis bzw. Urolithiasis vor.
MAKROSKOPISCHE MERKMALE
6 Aufnahmen von Betula spec.
Oben links: Probe im Behälter
Oben rechts: Probe ausgeschüttet
Unten links: Der Winkel zwischen der Hauptader und den von dieser
ausgehenden Nerven liegt charakteristischerweise bei etwa 45°.
Unten rechts: Der Fruchtschuppen ist dreilappig (a), die Früchte sind
geflügelt (b). Quelle: Rahfeld, B., Mikroskopischer Farbatlas pflanzli-
cher Drogen (3. Auflage)
Die ganzen oder geschnittenen Blätter sind auf der Blattoberseite dunkelgrün, die Unterseite hingegen ist hellgrün. Die dicht
netzartig angeordneten Blattnerven sind typischerweise hellbraun bis weiß. Die Birkenblätter riechen schwach aromatisch
und schmecken etwas bitter.
Betula pendula Betula pubescens
Die Blätter sind kahl und beidseitig dicht drüsig gepunktet. Die Blätter sind beidseitig schwach flaumig behaart und wei-
Sie sind 3-7 cm lang und 2-5 cm breit. Der Blattstiel ist sen wenige Drüsenhaare auf. Sie sind 2,5-5 cm lang und 1,8-
lang. Die Blattspreite ist doppelt gezähnt, dreieckig oder 4 cm breit. Auf der Blattunterseite sind gelblich-graue Haar-
rautenförmig und am Blattgrund breit keilförmig oder ge- büschel in den Aderwinkel zu erkennen. Die Blattspreite ist
stutzt. Die Blattspitze ist lang und zugespitzt. Die Seitenwin- rauer und regelmäßiger gezähnt sowie insgesamt oval oder
kel sind gar nicht oder wenig gerundet. rautenförmig und rundlich, am Blattgrund ist sie rundlicher.
Die Blattspitze ist spitzer.
