Polyphenole und Polyketide

WS 16

PB III - Seminar

Dr. Weaam Ebrahim

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Inhalt

Übersicht

Was sind Polyphenole?

Biosynthese

Phenolcarbonsäuren, Flavonoide, Gerbstoffe,

Anthranoide

- Drogen

- Versuche

Fußzeile 2

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Polyphenole: Allgemeines

Phenolcarbonsäuren & Derivate (Bärentraubenblätter,

Javanische Gelbwurz, Ammi visnaga-Früchte)

Lignane

Flavonoide (Birkenblätter, Weißdornblätter,

Passionsblumenkraut)

Kava-Kava

Cannabinoide

Gerbstoffe (Eichenrinde, Teeblätter, Bärentraubenblätter,

Chinarinde)

Anthranoide (Faulbaumrinde, Sennesblätter,

Rhabarberwurzel)

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Übersicht

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Polyphenole: Allgemeines

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Was sind Polyphenole?

aromatische Verbindung mit einer oder mehr Hydroxygruppen am Aromaten. Es zählen auch:

Ester

Ether

Glykoside

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Polyphenole: Allgemeines

Vorkommen in jedem Pflanzenextrakt

Lignin

Flavonoide

Gerbstoffe

Anthranoide

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Was sind Polyphenole?

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Polyphenole: Allgemeines

physikalisch-chemische Eigenschaften sehr

unterschiedlich aufgrund unterschiedlicher chemischer

Konstitutionen

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Was sind Polyphenole?

Eugenol Arbutin Chrysanthemin

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Polyphenole: Allgemeines

am Substitutionsmuster des arom. Ringes ist

biogenetische Herkunft erkennbar (aus Aminosäuren

oder direkt aus Shikimisäureweg; Resorcin- bzw.

Phloroglucin-Substitutionsmuster aus Polyketidweg; aus

Isoprenen Thymol, Xanthorrizol sehr selten.)

Lignin: Bestandteil der Zellwand, die die Verholzung

bewirkt. Neben Cellulose und Chitin

Verantwortlich für die Festigkeit

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Was sind Polyphenole?

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Shikimisäureweg

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3-Desoxyarabinose-

heptulosonat-7-phosphat-

Synthase

3-Dehydrochinat-

Synthase

3-Dehydrochinat-

Dehydratase

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Shikimisäureweg

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Shikimat-

dehydratase

Shikimat-

kinase

5-Enolpyrovylshikimat-

3-phosphat-Synthase

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Shikimisäureweg

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Chorismat-

Synthase Chorismat-

Mutase

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Shikimisäureweg

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Prephenat-

dehydrogenase

Arogenat-

dehydrogenase

Prephenat-

aminotransferase

Transaminase

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Shikimisäureweg

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Prephenat-

dehydrogenase

Arogenat-

dehydratase

Prephenat-

aminotransferase

Transaminase

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Shikimisäureweg

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Acetat-Malonat-Weg

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Triketid Orsellinsäure

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Phenolcarbonsäure

und Derivate

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Benzoesäure und Zimtsäure

4-OH p-Hydroxybenzoesäure 4-OH p-Cumarsäure

2-OH Salicylsäure 2-OH o-Cumarsäure

3,4-Di-OH Protocatechusäure 3,4-Di-OH Kaffeesäure

3,4,5-Tri-OH Gallussäure 3-OCH3, 4-

OH

Ferularsäure

3-OCH3, 4-OH Vanillinsäure 3,5-Di-

OCH3, 4-OH

Sinapinsäure

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Phenolcarbonsäuren -

Bestimmung

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Emmerson-Reaktion

Bärentraubenblätter - Uvae ursi folium (Ericaceae)

getr. Blätter von Arctostaphylos uva-ursi

antibakterielle Wirkung

Phenolgykoside (6-15 % insb. Arbutin)

Emerson-Reaktion

4-Aminophenazon

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Phenolcarbonsäuren -

Bestimmung

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Komplexierung mit Oxal- und Borsäure

Javanische Gelbwurz - Curcumae xanthorrhizae rhizoma

(Zingiberaceae)

in Scheiben geschn. und getr. Wurzelstock

von Curcuma xanthorrhiza

gallentreibend

Curcuminoide (1-2 % Dicinnamoylmethanderivate)

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Phenolcarbonsäuren -

Bestimmung

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Oxoniumsalz

Ammi visnaga-Früchte – Ammeos visnagae fructus (Apiaceae)

getr. reife Früchte von Ammi visnaga

spasmolytisch

Furanochromone (2-4 %; Khellin mind. 0,7 %)

Pyranocumarine (0,2-0,5 %)

Furanochormon: 1,4 benzopyron Pyranocumarine: 1,2 benzopyron

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Flavonoide

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Diversität

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Flavonoide

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Flavonoide Beispiele Quelle

Flavonole Quercetin, Rutin,

Kaempferol, Myricetin,

Isorhamnetin

Zwiebeln, Endivien

Flavone Luteolin, Apigenin Sellerie, Paprika

Flavanole Catechin, Gallocatechin,

Theaflavin, Thearubigin

Rotwein, Äpfel,

Grüner Tee

Flavanone Hesperetin, Naringenin,

Eriodictyol

Grapefruit, Orange

Flavanonole Taxifolin Ginkgo

Isoflavonoide Genistein, Daidzein,

Licoricidin

Sojabohnen

Anthocyanidine

(Anthocyane)

Cyanidin, Delphinidin,

Malvidin, Pelargonidin

Heidelbeere,

dunkele Trauben,

Kirschen

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Flavonoide

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Wirkung Flavonoide

Protektiv gegen Venenerkrankungen

Protektiv gegen Erkrankungen des Leberparenchyms

Spasmolytische Wirkung

Erhöhte Toleranz von Sauerstoffmangel

Diuretische Wirkung

Isoflavonoide

schwach östrogen

antimikrobielle Wirkung

Zusätzlich

antioxidativ

antiallergisch

antiphlogistisch

antiviral

antiproliferativ/ antikarzinogen

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Flavonoide

Aufnahme über den Magen nur als Aglykon

Magensäure zu schwach, um Glykoside zu

hydrolysieren

Gastrointestinale Absorption ist unbekannt

Glykoside zu hydrophil für passive Diffusion

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Bioverfügbarkeit

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Flavonoide

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Polyketid Shikimisäureweg

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Flavonoide - Biosynthese

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Flavonoide - Strukturmerkmale

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Flavonoide

Wilson-Tauböck-Test

Chelatbildung mit Aluminiumsalzen

Shinoda-Test

2,4-Dinitrophenylhydrazin

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Farbreaktionen

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Flavonoide

Flavonole

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Wilson-Tauböck-Test

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Flavonoide - Bestimmung

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Chelatbildung mit Aluminium-Komplex

Flavone, Flavonole

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Flavonoide - Bestimmung

Flavone, Flavonole

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Chelatbildung mit Aluminium-Komplex

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Flavonoide - Bestimmung

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Flavonoide - Bestimmung

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Shinoda-Test

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Flavonoide - Bestimmung

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2,4-Dinitrophenylhydrazin -Nachweis für Flavanone)

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Flavonoide - Bestimmung

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Birkenblätter - Betulae folium

- Getr. Blätter von Betula pendula oder

B. pubescens (Betulaceae)

- Förderung der Harnbildung

- Flavonolglykoside

(mind. 1,5 %, Hyperosid, Quercetin u.a., Gehalt

bestimmt als Hyperosid)

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Flavonoide - Bestimmung

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Weißdornblätter mit Blüten – Crataegi folium cum flore

(Rosaceae)

getr. Blätter und Blüten von

Crataegus monogyna, C. laevigata,

C. azarolus, C. nigra, C. pentagyna

kardiotone, kardio-und

vasoprotektive Eigenschaft

Glykosylflavone

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Flavonoide - Bestimmung

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Passionsblumenkraut – Passiflorae herba (Passifloraceae)

- Getrocknetes Kraut (Blüte und Frucht) von

Passiflora incarnata

- gegen nervöse Spannungs- und Unruhe-

zustände, Einschlafstörungen

sedative und anxiolytische Effekte

- Glykosylflavone (mind. 1,5 % als Vitexin)

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Flavonoide - Bestimmung

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Mariendistelfrüchte - Silybi mariani fructus = Cardui mariae fructus

reife Früchte von Silybum marianum (Asteraceae)

gegenVerdauungsbeschwerden

bei toxischen Leberschäden, unterstützend bei

chronisch-entzündlichen Lebererkankungen,

Leberzirrhose

Silymarin = Flavanonolderivate (3 %, Silybin, Silydianin,

Silycristin) berechnet als Silybin

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Flavonoide

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Knollenblätterpilzvergiftung

Intoxikation mit Amatoxinen (Letalität Erw.: 10-20 %, Kinder: 50 %)

• Hemmung der RNA-Polymerase II (v.a. im stoffwechselintensiven Lebergewebe aktiv)

• 3-phasiger Verlauf

1. 11-24 h GI-Phase: schwere Emesis, Koliken, Diarrhö bis zur Exsikkose

2. 24-48 h scheinbare Erholung: symptomarm

3. ab 48 h hepatorenale Phase: Ikterus, Krämpfe, Blutungen bis zum Coma hepatica

Mechanismen der hepatoprotektiven Wirkung von Silybin

1. Stabilisierung der Leberzellmembranen

2. Radikalfänger-Antioxidans-Funktion

3. Beschleunigung der Leberzellregeneration durch Stimulation der Proteinbiosynthese

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Flavonoide - Bestimmung

Pulverisierte Droge

Zusatz von 1 ml Methenamin-Lösung

mehrmals mit Aceton/Salzsäure extrahieren (Rückfluss)

Filtrieren

Verdünnen mit Aceton und Wasser

mit EtOAc ausschütteln und waschen

mit Natriumsulfat trocknen und verdünnen

Aluminiumchlorid zusetzen

mit methanolischer Essigsäure verdünnen

nach 30 min photometrisch bei 425 nm vermessen

*Kompensationslösung: methanolische Essigsäure

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Gehaltbestimmung nach DAB

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Gerbstoffe

Wasserlösliche Polyphenole

kondensierte Proanthocyanidine: Catechingerbstoffe,

nicht hydrolysierbar

Gallotannine/ Ellagitannine:

hydrolisierbare Gerbstoffe

verestert mit Zucker (z.B. D-Glucose)

Lamiaceen-Gerbstoffe

Algen-Gerbstoffe

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Gerbstoffe

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hydrolisierbare Gerbstoffe

Ellagsäure Gallussäure

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Gerbstoffe

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Catechingerbstoffe (kondensierte Proanthocyanidine

PA):

oligomere PA

polymere PA

(+)-Catechin R = OH

(+)-Gallocatechin R = OH

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Gerbstoffe

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Proanthocyanidol C1

Catechingerbstoffe

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Gerbstoffe

Eisen(III)-Salz in alkoholischer Lösung blaue

Färbung

Bariumhydroxidlösung grüne Färbung

Ellagitannine in salpetriger Säure karminrot,

später braun grün bis blau

Proteine: Niederschlag

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Farbreaktionen der hydrolysierbaren

Gerbstoffe (Tannine)

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Gerbstoffe

Anwendung:

unspezifische Durchfälle

Entzündungen des Mund- und Rachenraumes

Entzündungen des Genital- und Analbereichs

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Gerbstoffe

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Drogen

Eichenrinde – Quercus cortex

Quercus robur + Q. petraea (Fagaceae)

- u.a. Entzündungen Zahnfleisch/Mundschleimhaut,

entzündl. Hauterkrankungen, akuter Durchfall

- Oligomere Proanthocyanidine, Ellagitannine

Teeblätter – Theae nigrae folium

- Camellia sinensis (Theaceae),

Schwarzer Tee: fermentierte Teeblätter

- u.a. als Antidiarrhoikum

- Gerbstoffe (Galloylcatechine, Catechine),

Coffein, Theobromin, Theophyllin u.a.

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Gerbstoffe

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Drogen

Bärentraubenblätter – Uvae ursi folium

- Arctostaphylos uva-ursi (Ericaceae)

- entzündl. Erkrankungen der ableitenden Harnwege

- 10-20% Gerbstoffe, Arbutin, Flavonolglykoside u.a.

Chinarinde – Chinae cortex

– Cinchona pubescens, C. calysaya, C. ledgeriana (Rubiaceae)

– Appetitlosigkeit, Verdauungsbeschwerden, Völlegefühl,

Blähungen

– Gerbstoffe (Catechine + Gallotannine, 4-8%)

Alkaloide (5-15%, Cinchonidin, Cinchonin, Chinin,

Chinidin)

Bitterstoffe

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Gerbstoffe

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Gehaltsbestimmung

Zwei verschiedene Lösungen

1. Bestimmung aller reduzierenden Phenole

2. Bestimmung aller reduzierenden Phenole nach

Ausfällung mit Casein

Wolfram (VI)/ Molybdän(VI) wird zu Wolframblau

(IV) und Molybdänblau (IV) reduziert *

Gehälter voneinander abgezogen ergeben alle

Gerbstoffe, die mit Casein ausgefällt wurden!

*Folin-Ciocalteus-Phenolreagenz = Mischung aus Wolframat und

Molybdat

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Anthranoide

1,8 hydroxylierte Anthracenderivate

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1,8 Dihydroxyanthron

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Anthranoide

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Polyketidsynthese – Erinnerung!

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Anthranoide

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Biosynthese

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Anthranoide

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Anthranoide

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Wichtigsten Aglyka

1

1

2

2

2

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Anthranoide

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Die wichtigsten natürlich vorkommenden Typen von Anthranoide

- Frangulae cortex

- Rhamni cathartici fructus

- Rhei radix

- Sennae fructus

- Sennae folium

- Rhei radix

- Aloe

- Rhamni purshiani

cortex

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Anthranoide

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Anthrachinon- und Dianthronglykoside sind „Prodrugs“

wirksame Form: Anthrone

Wirkung:

Hemmung der Wasser und Elektrolytresorption durch Blockade der

Na+/K+-ATP-ase

gesteigerte Wassersektretion und Elektrolyteinstrom

Volumenzunahme

Anregung der Peristaltik

Hemmen stationärer Kontraktion des Colons (direkter Angriff an

glatter Darmmuskulatur)

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Anthranoide

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Achtung!! Nur kurzfristige Behandlung

Defäkationsreflex ↓

Obstipation Laxantien

Anwendung von Sennesblättern und Sennesfrüchten zur kurzfristigen

Behandlung gelegentlich auftretender Obstipation (Verstopfung) als „

medizinisch allgemein anerkannt“ („well-established medicinal use“)

akzeptiert.

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Anthranoide

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Aloe

Saft aus geschnittenen Blättern,

Aloeextrakt (Aloes extractum siccum normatum) aus Curaçao-Aloe

(Aloe barbadensis), Kap-Aloe (Aloe capensis) (Asphodelaceae)

oder Mischung (Xanthorrhoeaceae)

stark wirksames Dickdarmlaxans

Hydroxyanthracenderivate

(mind. 19 % Kap-Aloe)

Aloine A und B

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Anthranoide

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Faulbaumrinde – Frangulae cortex

Frangula alnus (Rhamnaceae)

Obstipation (Tee/ Extrakte)

Anthrachinon-Glykoside (mind. 6 %),

u. a. Glucofrangulina A + B, Frangulin A + B

Frische Rinde unverträglich

1 Jahr Lagerung/ Erhitzen

Oxidation der Anthrone

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Anthranoide

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Rhabarberwurzel – Rhei radix

Rheum palmatum /

Rheum officinale (Polygonaceae)

Eingestellter Rhabarbertrockenextrakt

Rhei extractum siccum normatum Ph. Eur.

Obstipation (Tee/ Extrakte)

Anthrachinonglykoside, Dianthronglykoside,

Gerbstoffe, u. a.

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Anthranoide

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Sennesblätter– Sennae folium

Senna C (Fabaceae) oder C. angustifolia

o. Mischung

Obstipation (Tee/ Extrakte)

Dianthronglykoside (Sennoside A-D),

Antrhachinonglykoside u. a.

Sennesfrüchte

Alexandriner-Sennesfrüchte, Sennae fructus acutifoliae, von S.

Salzsäure

Tinnevelly-Sennesfrüchte, Sennae fructus angustifoliae, von C.

angustifolia

Mind. 3,4 (Alexandriner) bzw. 2,2 % (Tinnevelly)

Hydroxyanthracenglykoside, berechnet als Sennosid B, bezogen auf

die getrocknete Droge

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Prinzip der Anthranoid-Gehaltsbestimmung

1. Hydrolyse der Glykosidbindung (HCl, DT)

2. Oxidative Spaltung von Glykosylverbindungen

3. Oxidation zu Anthrachinonen (FeCl3, DT)

4. Ausschütteln der freien Aglyka in org. Lösungsmittel

5. Modifizierte Bornträger-Reaktion mit Mg(AcO2)

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High Performance Liquid Chromatography

z. B. RP-18- Material

Acetonitril/ Methanol

Wasser + Säure

UV-Vis-DAD

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