Full text of DOI:10.1016/S0031-9422(00)89893-3

1
9 7 1 , Vol. 1 0 . pp. 2 4 6 5 t o 2 4 7 4 .
En glan d.
BIF LAVONE UND
GL YPTOSTROBOIDES’
SIEGFRIED BE C K M A N N, HANS G EIGER und W ALTER DE G ROOT
Lehrstuhl
organische Chemie der
Stuttgart-Hohenheim, Germany
6
1971)
dem Herbstlaub von Metasequoia glyptostroboides wurden die Biflavone
flavon, Isocryptomerin, Amentoflavon, Sotetsuflavon,
sin, die bisher unbekannten Dihydrobiflavone
und
dimethylather und
sowie das
Apigenin isoliert.
Abstract-From the autumn leaves of Metasequoia glyptostroboides have been isolated the biflavonyls
hinokiflavone, isocryptomerin, amentoflavone, sotetsuflavone,
the hitherto unknown dihydrobiflavonyls 2,3-dihydrohinokiflavone,
and 2,3-dihydrosciadopitysin, as well as the flavone apigenin.
die bisher
Ausnahmen abgesehen, nur in Gymnospermen
entdeckten neben Biflavanonen ausschliesslich in Pflanzen der
Pflanzeninhaltsstoffe ermittelten etwa 20 Biflavone, von vereinzelten
sind die wenigen kiirzlich
Gattung Garcinia (Guttiferae) gefunden
Verwandtschaft der Biflavone und Dihydrobiflavone
zu erwarten ist, lag die Vermutung nahe,
Da wegen der nahen strukturellen
ein enger biogenetischer
in Gymnospermen
biflavone
Stoffwechselprodukte auftreten
Im Rahmen unserer Untersuchungen
die Inhaltsstoffe der ostasiatischen Conifere
das einzige, in dieser Pflanze bislang gefundene
der Literaturvorschrift gewonnen wurde,
Metasequoia glyptostroboides
es auf,
Biflavon, das Hinokiflavon
wenn es
keineswegs rein war. Eine diinnschichtchromatographische Untersuchung zeigte,
erhaltene I in der Tat mehrere offenbar strukturell Verbindungen
Umkristallisieren
Zustand gewinnen.
das so
I, das etwa 75 des Gemisches ausmacht, liess
formamid/Aceton in chromatographisch
Die Mutterlaugen von I wurden einer mehrfach wiederholten Craig-Verteilung
worfen. Die weitere Auftrennung der dabei erhaltenen Fraktionen erfolgte
tive Diinnschichtchromatographie an Kieselgel, Chromatographie an Polyamid-oder
Sephadex LH und Umkristallisieren verschiedenen Lbsungsmitteln. Der
des Trennungsprozesses wurde diinnschichtchromatographisch verfolgt.
III. Mitteilung Inhaltsstoffe von
glyptostroboides II. Mitteilung: S.
und H.
G
EIGER , Phytochem. 7, 1667 (1968).
Pfleiderer, Dissertation Universitat Hohenheim (1969).
W. DE
J. B.
C.
H
AR BOR NE , Comparative Biochemistry of Flavonoids, S.96, 118. Academic Press, New York (1967).
KAR AJ GACICAR , P. V. R ADHAKRISHNAN und K. VE NKATAR AMAN , Tetrahedron Letters 3195 (1967).
M.
J .
M.
T.
T. KUBOTO und H.
Tetrahedron
Letters 12 (1969).
A.
B. J AC K S O N, H. D.
F.
und W. WO LS T E NH O LME , Phytochem. 9
1
970).
T.
8
M. TAKAHASHI, K.
und M.
J.
Japan
78
01 (1958); C.A.
(1958).
2
465

2
466
SIEGFRIED BECKMANN, HANS GEIGER und WALTER DE
PFLEIDERER
TABELLE 1. AUSBEUTEN
DER VERBINDUNGEN
HERBSTLAUB VON
glyptostroboides
Suhstanz
%
A
B
C
D
Hinokiflavon (I)
Isocryptomerin (II)
Amentoflavon (III)
Sotetsuflavon (IV)
Sciadopitysin (VI)
0,013
0,012
(VII)
dimethyllther (VIII)
Apigenin (X)
(IX)
Die Diinnschichtplatten
mit
Fliessmittel : Methanol-Eisessig (9
C: ‘Polyamid Fliessmittel: Methanol-Eisessig
mm Polyamid der Firma Machery, Nagel
beschichtet.
A ‘Polyamid 1
,
B
‘Polyamid 1 Fliessmittel:
methan-Methanol
D: ‘Polyamid
Fliessmittel: Nitromethan-Methanol
Von den in der
genannten Substanzen sind V, VII, VIII und IX erstmalig in
Pflanzen gefunden
Hinokifla von
lsocfyptomerin
R
H.
R =
Ame ntofla von
Sciodopitysin

Biflavone und
metasequoia glyptostroboides
2467
OH
0
2
, 3
OH
0
2, 3
Dihydroomentoflavon
OH
0
2
, 3
Apige nin
Die
wurde dadurch erschwert,
bzw. Identifizierung der einzelnen isolierten Verbindungen
die Biflavone zur Bildung von Einschlussverbindungen
neigen und vielfach nur in Gegenwart geeigneter
sind. Andererseits gelingt es
die amorphen Biflavone in
an sind. Dieses Verhalten ist
zum Kristallisieren zu
in Abwesenheit geeigneter
die kristallisierten Substanzen
die chromatographische Trennung von
zu
in
Bedeutung, es erschwert aber
oder Vergleich der IR-Spektren. Da
vielfach die Identifizierung durch Mischschmelzpunkt
der Vielzahl der
geniigend
Biflavonmethylather
ist, war es notwendig,
eine chromatographische Identifizierung
nur die neuen, sondern
die bereits bekannten Biflavone durch Derivate und
Abbauprodukte zu identifizieren.
Zur Ermittlung des Kohlenstoffgeriistes werden die Biflavone und Dihydrobiflavone in
die strukturell gesicherten Permethylather, Hinokiflavonpentamethyllther bzw.
Amentoflavonhexamethylather wobei die Dihydrobiflavone
send an die Methylierung einer Dehydrierung mit Chloranil” unterworfen werden. Die
Permethylather
durch
und durch Schmelzpunkt,
Fluoreszenz-verhalten, IR- und NMR-Spektrum
(Abb. l-4) einwandfrel identifizieren.
K. NAKAZAWA, Tetrahedron Letters 5223 (1967).
K. NAKAZAWA, Chem. Bull. (Japan)
K.
(1968).
Chem. Pharm. Bull. (Japan)
(1962).
R. T. ARNOLD und C. J.
H. HALPAAP ,
J. Am. Chem.
61, 1407 (1939).
35, 488 (1963).

SIE GF R IE D BE CKMANN , HANS GE IGE R u n d WALTER DE GROOT
ABB. 1. NMR-SPEKTRUM VON
(TMS =
A
BB. 2. NMR-SPEKTRUM VON

u n d
m eta sequ oia glyp tostr oboid es
2
469
A B B. 3.
VON
(XIII) IN
AB B. 4. NMR-SP EKTRUM VON
IN
D a s Vo r li e g e n e i n e s D i h y d r o b i fla v o n s e r g i b t
dem NMR-Spektrum, das ein
zeigt, deren Integrale einem
ppm und ein Multiplett
entsprechen. Es
dabei
die
der Protenen am
und
der beiden y-Pyronringe hydriert ist, ergibt
den Produkten des
alkalischen Abbaus des urspriinglichen Dihydrobiflavons.
T. J . MABRY, J .
u n d H.
Phytochem. 4, 177 (1965).

2
410
S IEGF RIED B E C K M AN N , HANS G EIGER und WALTER DE G R OOT P F L E I D E R E R
T AB E L L E 2. DE R
(
XI)
(XII)
(
XIII)
2
,3-Dihydrohinokiflavonpentamethyllther (XIV)
(Bezugssubstanz)
*
Mit Kieselgeldiinnschicht-Fertigplatten (Merck PF
Stunde 100” aktiviert, Fliessmittel:
Methanol v/v).
1
Die Zahl der Methoxylgruppen
Zeisel oder
dem NMR-Spektrum
ermitteln, ihre Stellung wird Reaktionen bestimmt, die
mit wenigen mg Substanz
Flavon-5-methylather, die in der Natur nur selten vorkommen,
sehr leicht selektiv entmethylieren.
1st so eine Methoxylgruppe in 5-oder 5”-Stellung
ausgeschlossen, dann das Methylierungsmuster den Abbauprodukten beim
Erhitzen mit Kalilauge oder beim alkalisch-oxydativen Abbau mit Kalilauge und
serstoffperoxid ermitteln. Da in stark alkalischem Milieu mit einer teilweisen
ung gerechnet werden
wenn in den Abbauprodukten in o-oder p-Stellung zur
Methoxylgruppe eine Carbonylgruppe vorhanden ist, wurde stets, wenn das Fehlen einer
Methylgruppe in bestimmter Stellung
abgebaut, das diese Methylgruppe
beweisen war, zum Vergleich ein Biflavon
Isocryptomerin (Hinokiflavon-7”-monomethylather) (II), das erst
der
fiihrung der vorliegenden Arbeit von japanischen Autoren in Chamaecyparis
gibt
entmethyliert, wodurch eine Methoxylgruppe in 5-oder 5”-Stellung
ist. Da beim Alkaliabbau p-Hydroxyacetophenon und Phloroglucin entstehen,
kommt als Sitz fiir die einzige Methoxylgruppe nur die 7”-Stellung in Betracht.
der Permethylierung XIII und wird von
in
benzol
Amentoflavon (III) hat keine Methoxylgruppe und liefert
der Permethylierung
einen Hexamethylather (XI), der mit Isogingketintetramethylather und
trimethylather identisch ist, und
der Acetylierung ein Hexaacetat, das mit einem
von authentischem III identisch ist. Der alkalische Abbau liefert p-Hydroxy-
acetophenon und Phloroglucin.
Sotetsuflavon (Amentoflavon-7”-monomethyllther) (IV) gibt
der Permethylierung
XI
der Acetylierung ein Pentaacetylderivat, beim alkalischen Abbau p-Hydroxyaceto-
phenon und
p-Methoxyisophthalsaure.
Der alkalisch-oxydative Abbau liefert weder
Befunden kommt nur die
die
der
Methoxylgruppe in Betracht.
(
V) liefert
der Permethylierung XI,
Acetylierung ein Tetraacetat. Beim alkalischen Abbau treten p-Methoxyacetophenon und
Phloroglucin auf, beim alkalisch-oxydativen Abbau aber keine p-Methoxyiso-
phthalsaure. der partiellen Entmethylierung mit Pyridinhydrochlorid entsteht IV. Diese
Befunde sind nur mit der Struktur V vereinbar.
H. M N R A, T.
T.
u n d N. KAWAN O , Tetrahedron Letters 2339 (1968).
u n d N. KAWAN O, Chem.
H.
Bull. (Japan) 17, 150 (1969).

Biflavone
metesequoia glyptostroboides
2471
Sciadopitysin
alkalisch-oxydativen
(VI) wurde durch alkalischen und
identifiziert.
2,3-Dihydrohinokiflavon (VII) gibt ein Pentaacetat und einen Pentamethylather (XIV),
der
der Dehydrierung mit Chloranil Hinokiflavonpentamethylather (XIII) liefert.
Das NMR-Spektrum von XIV (Abb. 4) zeigt die charakteristischen
an und
Die Entstehung von p-Hydroxyacetophenon beim alkalischen
Abbau beweist, der Ring B’ einem Flavonsystem ist die bislang
die
unbekannte Verbindung die Struktur VII bewiesen.
(
VIII) liefert
der Permethylierung
(
XII), dessen NMR-Spektrum (Abb. 2) wie
XIV die charakteristischen
die
und
zeigt. Die Integrale
unter Bildung von
die
sind etwas zu niedrig ausgefallen, weil
die
Chalkonzersetzte. Dehydrierung des Hexamethylathers XII mit Chloranil liefert XI.
Beim alkalischen Abbau erhalt man p-Methoxyacetophenon und Phloroglucin, beim
alkalisch-oxydativen Abbau
Diese Befunde ergeben die Struktur VIII.
IX), ein bisher unbekannter
der Permethylierung XII, dessen Dehydrierung mit Chloranil XI
liefert. Beim alkalischen Abbau von IX man p-Methoxyacetophenon und
beim alkalisch-oxydativen Abbau
ist die Lage der drei Methoyxlgruppen festgelegt und
(
gibt
und
p-Methoxyisophthalsaure.
die Strukturformel IX gesichert.
EXPERIMENTELLER TEIL
Die NMR-Spektren wurden mit dem
JEOL C-60 HL aufgenommen.
I-IX
von Metasequoia glyptostroiboides.
kg
und gemahlene
von
glyptostroboides Hu et Cheng, die im Herbst 1965 in
Stuttgart-Hohenheim gesammelt
wurden mit
40 Stdn. vorextrahiert
3 1. eingeengt und insgesamt
mit verd.
und
mit
extrahiert. Der Atherextrakt wurde
Der
mit 5
wurde filtriert und
X werden
rohen Biflavone,
getrocknet. Ausbeute: 14,0 g.
mit
gewaschen
iiber
Der Niederschlag wird in 25 ml
einem Monat
(DMF) heiss und mit 100 ml heissem
abgeschieden.
versetzt.
g
1
5 ml DMF und 45 ml
werden 2,565 g Hinokiflavon (I)
Nachdem auf diese Weise der
einer groben Auftrennung durch
sere Teil von I
dem Gemisch entfernt ist, wird der Rest
verteilung zwischen Ober- und Unterphase des Systems
v) unterworfen.
Dazu werden die vereinigten
einer
Trennung wird durch DC
zur Trockne eingedarnpft, in 200 ml Unterphase
und in 8
der
Craig-Verteilungsmaschine (25 ml
240
Der
im Durchlaufbetrieb kann eine Fraktion
entnommen werden, die nur die beiden Trimethylather VI und IX
ihr wird VI
und IX durch prlparative Schichtchromatographie gewonnen.
720
wandernde
nunmehr im
Fraktion, die I, II, III, IV, VII und wenig X
Apigenin abgetrennt und durch
identifiziert wird, und die dann
DC getrennt werden. Die
aufgetrennt. Insgesamt wurden
die 2 DMF
kann das DMF entfemt werden. Ausb. 3,915 g.
Gef. C Ber. C
ist eine Auftrennung des Restes
in eine
der 2200
und eine
mit authentischem Material
die Dimethylather V und VIII
die durch
und
wandernde Fraktion (I, II, III, IV, VII und X) wird durch
nen i. Vak.
Ber. C
H
H
H
Gef. C
W.
B
AKER und W. D.
in Recent Development of Natural
Products (edited by W. D.
S.156 ff., Pergamon Press, New York (1961).
W. BAKER, A. M. FINCH, W. D.
und K. W. ROBINSON, J. Chem.
1477 (1963).

2
4 7 2
S I E G F R I E D B E C K M AN N , HANS G EIGER und WALTER DE
P F L E I D E R E R
H
(XZZZ) wird durch
und Reinigung durch
Lit. Ausbeute:
DMF-Methanol
Erhitzen von I mit
DC erhalten.
und
in
trockenem
Schmp.
fast farblose
Zsocryptomerin
Nadeln, die 2 Mol DMF
ten. Schmp. 308-310”. Ausbeute 0,036 g.
Ber. C
Tetraacetat.
211”. Ausbeute 38%.
Schmp..
H
N
Gef. C 64.04; H
N
II mit
Pyridin. Farblose
II wie
Fluoreszenzverhalten identisch
Schmp.
der Methvlierunn von I beschrieben.
und
(
ZZZ).
100” im Hochvakuum
Gef. C
mikrokristallines Pulver mit 2
entfernt wird. Ausbeute 0,070 g.
Kristallwasser, das durch
Ber. C
III mit Essigslureanhydrid in Pyridin erhalten.
nen
H
H
Hexaacetat wird
Farblose Nadeln
Schmp. und Misch-Schmp.
(XI). Durch Umsetzung von III mit
und
die
in
durch prlparativk DC. Fast
2
00-220” erweichen und
Mikrokristallin
B e r .
schmelzen. Lit.
246.”
(Zers.). Ausbeute 0,090 g.
C
H
C
H
Wie
Schmp. mit authentischem Material
dargestellt. Schmp., Misch-Schmp.
V),
zen ca. erstarren wieder und schmelzen dann unter Zersetzung
Ber. C Gef. C
II-Tetraacetat beschrieben. Farblose Nadeln
Schmp. und
(XI).
entsprechend
XI
III
und Fluoreszenz identisch mit XI.
Die wasserhaltigen Kristalle
(
318-320”. Ausbeute 0,219 g.
H
H
Tetruucetat. Durch Erwlrmen von V mit Essigslureanhydrid und Pyridin auf 40”. Farblose Nadeln
Schmp. 235-237”. Ausb. 40%.
V durch Methylierung wie
Ber. C
XI beschrieben.
H
Gef. C
Schmp.,
H
Schmp.
und Fluoreszenzverhalten identisch mit XI.
zitronengelbe
Ber. C
III beschrieben.
Schmp.
Gef. C
Lit.
Ausb. 0,318 g.
Methylieren von VI wie
und Fluoreszenzverhalten identisch mit XI.
H
H
Durch
XI
Schmp., Misch-Schmp.
blassgelbe Nadeln, die 1 Mol Pyridin und
Ber. C
Mol
H
enthalten. Schmp. 314-315” (Zers.).
N
Gef. C
H
N
Pentaacetut. Wie
II-Tetraacetat beschrieben.
Ber. C 64,00; H
Farblose Nadeln
C
Schmp.
Gef.
H
(
XZV). VII wird wie
XIII beschrieben,
durch
iert. Die in
Schichtchromatographie gut abtrennen.
in und jedoch besser
Gef. C
gelb.
Menge entstehenden gelb
Nebenprodukte
oder
XIII.
Beim Stehenlassen der
farblose Nadeln, gut
in
Ber. C
H
H
diese
der mit
Mol Kristallwasser
Ber.
mikrokristallin ausscheidet. Schmp. 295-297” (Zers.). Ausb. 0,042 g.
Gef. C
Ubereinstimmung mit der
H
H
dem Integral des NMR-Spektrums
VIII in
der Analyse ermittelten 2 Methoxylgruppen.
Durch Methylierung von VIII wie
erweichen und
XI
beschrieben.
zen.
Kristalle, die
unter
Ber. C Gef. C
H
H
dem Integral des
Spektrums sind in
vorhanden
mit der durch Analyse belegten Summenformel 6 Methoxylgruppen
urn 4 ppm). Beim Stehen von
tritt
auf, wahrscheinlich
wegen Chalkonbildung.
Kurze,
Spiesse
Gef. C
Methanol. Schmp.
H
Ausb. 0,017 g.
Ber. C 66,OO; H
dem Integral des
Spektrums
IX in iibereinstimmung mit der
der Analyse errechneten Summenformel 3
gruppen. Die Methylierung von IX liefert XII, das mit dem
identisch ist.
VIII dargestellten
vollkommen
T.
H.
L.
G.
u n d I.
u n d N.
H. WAGNE R u n d H. R EINHARDT , Naturwissenschaften 52, 161 (1965).
und A. M. R I VE R O , Atti
78, 1020 (1958); C. 1963, 19565.
Phurmuc. Bull. (Japan) 1 5 , 232 (1967).
P. F.
27, 127 (1959).

Biflavone und
metasequoia glyptostroboides
2473
Apigenin. Mit authentischem Material in jeder Hinsicht identisch. Ausb. 0,240 g.
Partielle Entmethylierung von
in einem geschlossenen
aufgenommen und die Reaktionsproduktemit verd.
des Niederschlags an einer Sephadex mit
(V). 150 mg V werden mit 500 mg
14
auf 140-150” erhitzt. Die erkaltete Schmelze
wird in
ausgefallt.
Chromatographie
man 25 mg
Fluoreszenzverhalten und
flavon (IV) und 55 mg Amentoflavon (III). III und IV werden durch
Acetylderivate charakterisiert.
Dehydrierung von
(XIV)
in einer offenen Ampulle in einem
ml Xylol hinzugeftigt. Der Reaktionsverlaufwird DC
1
5 mg XIV und 450 mg
in
ml Xylol werden 5
siedenden Xylolbad erhitzt.
3 Std. wird
verfolgt.
digeriert.
Beendigung der Reaktion wird zur Trockene eingedampft und der
der filtrierten
mit 5 ml
wird durch
Schichtchromatographie XIII isoliert.
chromatographisches und Fluoreszenzverhalten. Ausb.
kation durch
Dehydrierang
der Dehydrierung, die wie oben
XI).
ausgefiihrt wurde,
fast farblose
man
(
und
Ausbeute
Alkalischer Abbau von
Es wurde wie
durch chromatographisches und Fluoreszenzverhalten.
und
beschrieben verfahren. Die Abbauprodukte wurden
graphisch
Alkalisch-oxydativer Abbau von
Ausftihrung wie
beschrieben. Die Trennung der sauren Reaktionsprodukte erfolgt durch
einem Objekttrager mit Hohlschliff an ein Deckglas auf dem Heiztisch eines
fraktionierte Sublimation
Schmelzpunktsmikroskops.
100-150” sublimiert
in
farblosen Nadeln.
180-250”; und
und
180-181”; p-Methoxyisophthalsaure sublimiert erst
Trennung wurden 2 Systeme verwendet (a) Polyamid 6 mit
glykolmonomethylather als Eluens. Die Reihenfolge der Elution war II, VII, I III + IV + XI, die
barkeit der 1 g (b) Sephadex LH-20 mit
als Eluens. Reihenfolge der Elution: X, IV, VII, III, I. Belastbarkeit der
Wenn die Rohkristallisate in Eluens zu schwer wurden
mit Wasser ausgefallt, im Vakuum getrocknet, im Eluens
gegeben. Dabei muss sehr gearbeitet werden, keine Kristallisation
g
verwandt. Es wnrde in DMF
und
eintritt.
auf die
Schichtchromatographie
wurden 20 x 20 cm Platten, die mit 2 mm Kieselgel PF
Diese Platten liessen mit ca. 100 mg Substanz belasten. Als Fliessmittel diente
fur die Trennung von V und VIII, sowie VI und IX; zur Reinigung der Permethylather XI, XII, XIII
und XIV wurde das Gemisch verwandt. Es wurde mehrfach der
(Merck) beschichtet
verwandt.
der Trennung wurde unter der UV-Lampe verfolgt.
beendeter Trennung wurden die Zonen
eluiert. Zur Entfernung kolloidalen Kieselgels wurden die
Schicht im Eluens gequollenen Sephadex LH-20 filtriert.
von der Platte geschabt und mit
Eluate vor dem Eindampfen
eine 5 cm
Unter den verschiedensten ausprobierten
den qualitativen Nachweis von
unter den gegebenen Bedingungen Dilnnschichten
Polyamid (Machery, Nagel
Dilren)
als die geeignetsten erwiesen. Als Fliessmittel dienten Mischungen
und
Zur Sichtbarmachung der Substanzen eignen
folgende Sprtihreagenzien:
J. B.
J. W.
und E. HALL, Phytochem. 3,428 (1964).
W. J.
R. E.
S. H.
B. J. LIME, R. F.
und F. P.
Anal. Biochem. 12,316 (1965).

2
474
S I E G F R I E D B E C K M AN N , HANS G EIGER und WALTER DE
PFLEIDERER
(
1) 1
erscheinen
I, II und VII zeigen eine zitronengelbe, V, VI, VIII und IX eine
leuchtend Fluoreszenz.
methanolische
von
(‘Flavognost’). Die Substanzen
die unter der UV-Lampe (366 nm) in verschiedenen
fluoreszieren:
III und IV eine dunkelgelbe, X eine
(
2) 1 Pthanolische von
Die Substanzen erscheinen
fluoreszieren: I, II, III, IV und VII zeigen einen
Fluoreszenz.
die unter der
Lampe (366 nm) in
VIII und IX eine zitronengelbe, X zeigt eine leuchtend
V, VI
(
3) von in Isopropanol. Die Substanzen erscheinen als
dem
Behandeln der Chromatogramme mit tritt den
Weise wie den
eme orangerote
in
auf. Die Biflavon-Flecken bleiben dabei
Die Biflavon-bzw.
chromatographisch auf
schichten auftrennen. Unter der UV-Lampe (366 nm) fluoreszieren XI und XII mit ttirkisblauer, XIII mit
stahlblauer und XIV mit kornblumenblauer
Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Fonds der chemischen Industrie
wir
die finanzielle
Herrn Prof. Dr. Buchloh, Hohenheim,
die
von
material u n d der Firma Jeolco (Europe) S.A., Paris,
die Aufnahme der NMR-Spektren.
R. M. HOROWITZ, org.
22, 1733 (1957).