Fenolske kiseline. a) Hidroksibenzojeve kiseline C 6 -C 1 b) Cimetne kiseline C 6 -C 3 O H O H

Transcript

1 FENOLSKE KISELINE

2 Fenolske kiseline Općenito to su fenoli koji imaju karboksilnu grupu U prirodi se javljaju u dva jasno definisana skeleta, pa se dijele u dvije podgrupe; a) Hidroksibenzojeve kiseline C 6 -C 1 b) Cimetne kiseline C 6 -C 3 O H O O H a) H O O b) O H

3 Podjela Derivati cimetne kiseline 3

4 Podjela Derivati benzojeve kiseline 4

5 Vanilinska kiselina Vanilin Analozi u obliku aldehida, često se nalaze zajedno sa kiselinama; npr vanilin, cimet aldehid, salicil aldehid... Vanilin - najvažniji izvor vanilina je plod vanilije Vanillae fructus (nezreo ali potpuno izrastao plod koji se podvrgava dugoj fermentaciji). U plodu vanilije, vanilin je vezan u obliku bezmirisnog glikozida vanilozida iz kojeg se oslobađa tokom fermentacije, kao i vanilin alkohol iz glikozida vanilolozida te zatim oksidira u vanilin karakterističnog okusa i mirisa. 5

6 6

7 Analitičke metode kojima se određuju fenolske kiseline vezane su uglavnom za njihovu biološku ulogu kao i njihovu ulogu u kvalitetu hrane Fenolske kiseline obuhvataju gotovo 1/3 fenola u prehranbenim proizvodima Uglavnom se nalaze u obliku glikozida, estera i etera, samo male količine su prisutne u slobnodnom obliku. Fenolske kiseline vezane su za boju, miris, nutritivne vrijednosti i antioksidativne osobine hrane. U industriji hrane ispituje se sadržaj fenolskih kiselina i njihov efekat na sazrijevanje ploda, prevenciju truljenja i upotrebu kao konzervansi. 7

8 Biosinteza Sinteza fenolskih kiselina preko šikiminske kiseline 8

9 Cimetna kiselina nastaje deaminacijom iz fenilalanina. Biljke imaju sposobnost deaminacije fenilalanina pomoću enzima fenilalanin-amonij-liaze (PAL). Ostale kiseline dobivaju se naknadnim reakcijama hidroksilacije i metilacije u kojima se vežu supstituenti za benzenski prsten. Neke od najrasprostranjenijih derivata cimetne kiseline su: p-kumarinska, kafena, ferulinska i sinapna kiselina. 9

10 Biosinteza p-hidroksibenzojeva kiselina nastaje od fenilpropana skraćivanjem bočnog lanca. Npr. Stvaranje p-hidroksibenzojeve kiseline iz p-kumarinske prvo se nastaje ester s CoA; procesom β-oksidacije nastaje p-hidroksibenzoil CoA koji hidrolizira i daje odgovarajuću kiselinu. 10

11 Eliminacija bočnog lanca može se dogoditi u ranoj fazi biosinteze, tako p-hidroksibenzojeva kiselina može nastati direktno iz prefenata (koji nastaje iz korizminske kiseline). Međutim, većina ovih spojeva (C 6 -C 1 ) nastaje iz kiselina koje su derivati cimetne kiseline (C 6 -C 3 ). 11

12 Biološki značaj Fenolske kiseline se smatraju netoksičnim i često se mogu naći u tradicionalnim biljnim lijekovima, nisu esencijalne za čovjeka, ali imaju mnogo pozitivnih efekata na zdravlje Pokazuju izvrsnu antioksidatovnu aktivnost (AA), što zavisi od strukture prvenstveno od položaja i broja -OH grupa, što je uslovljeno steričkim efektom Monohidroksilni derivati u o- i p- položaju pokazuju značajno manju AA od m- derivata AA je u pozitivnoj korelaciji sa brojem -OH grupa vezanih za aromatski prsten 12

13 Biološki značaj Pored toga što štite od slobodnih radikala, pokazuju i antikancerogeno djelovanje antiviralno djelovanje antibakterijsko djelovanje reduciraju alergijske reakcije pojačavaju imuni sistem 13

14 Cimetna kiselina Cimetna kiselina nastaje deaminacijom iz fenilalanina. pomoću enzima fenilalanin-amonia-liaze (PAL). Ostale kiseline dobivaju se naknadnim reakcijama hidroksilacije i metilacije u kojima se vežu supstituenti za benzenski prsten. Neki od najrasprostranjenijih derivata cimetne kiseline su: p-kumarinska, kafena, ferulinska i sinapna kiselina Upotrebljava se u industriji parfema i u medicini Cimet aldehid je prisutan u esencijalnom ulju cimeta 14

15 Galna kiselina (3, 4, 5-trihidroksibenzojeva kiselina) jedan od najpoznatijih predstavnika fenolnih spojeva koja se uobičajeno se koristi za određivanje ukupnih fenola (Folin-Ciocalteau) Koristi se kao standard u mnogim antioksidativnim testovima, za proizvodnju boja... Koristi se u farmaceutskoj industriji jer su ispitivanja in vivo i in vitro pokazala da ima; antifungalne, antiviralne, citotoksične osobine Može se naći u biljkama u slobodnom obliku ili vezanom (npr. tanini) 15

16 Galna kiselina Molekula je planrna i može da gradi intermolekularne i intramolekularne veze između OH grupa. Jak je helatni agens te formira komplekse visoke stabilnosti sa Fe 16

17 Izolira se i iz gala(cecidije, šiške) koje su nastale usljed parazitskog načina života mnogih životinja na biljkama i izazivaju nenormalno razvijanje tkiva ili organa u cjelini (životinje luče u biljno tkivo materije koje difundujući po tkivu izazivaju njegovo razaranje) Gale su morfološke promjene u tkivu biljaka u vidu izraslina abiotske ili biotske prirode. Spadaju u simptome bolesti. 17

18 Kafena kiselina Blokira komponente koje su povezane sa imunoregulatornim bolestima; astma i alergijske rakcije Prisutna je u gotovo svim biljnim vrstama Derivati; dikafeoilkinska i dikafeoiltartaratna kiselina pokazuju mogućnost selektivne inhibicije virusa tipa 1 (HIV- 1) 18

19 Depsidi su spojevi koji nastaju između dvije fenolske kiseline, gdje karboksilna grupa jedne kiseline reaguje sa OH- grupom druge fenolske kiseline. 19

20 Ruzmarinska kiselina prvi je put izolirana i identificirana godine iz Rosmarinus officinalis (Lamiaceae) O O O H O H H O O O H H O ester kafene i 3,4-dihidroksifenillaktatne kiseline Salvia officinalis, Mentha piperita, Thymus vulgaris, Melissa officinalis Pokazuje antioksidativne, antiinflamatorne, antimutagene, antimikrobne i antiviralne osobine Pomaže kod ublažavanja alergijskih tegoba 20

21 Ruzmarinska kiselina Kod biosinzeze za esterifikaciju je potrebno da se kumarinska kiselina prevede u odgovarajuću aktivnu formu sa koenzimom A 21

22 O H Klorogenska kiselina H O O H O O O H O Mnogo više je rasprostranjena u biljnom svijetu od ruzmarinske, detektovana je i identificirana godine u zrnima zelene kafe, a struktura je određena 1932., pvi put sintetizirana javlja se sama ili često s ruzmarinskom kiselinom H O H O Thymus serpyllum 22

23 O H Klorogenska kiselina H O H O O O O H O Izolacija Frakciona kristalizacija iz vodenog ekstrakta sirove kafe zasićenog sa (CH 3 COO) 2 Pb Soxhlet i tečno-tečno ekstrakcija Kolonska hromatografija TLC Mikrovalna ekstrakcija Enzimatska ekstrakcija Određivanje Gravimetrijske i volumetrijske metode Elektrohemijske metode Hromatografske metode Spektroskopske metode H O H O 23

24 Metode određivanja Hromatografske metode Papirna TLC (na silikagelu, celulozi i poliamidnim vlaknima) HPLC na obrnutim fazama, sa stacionarnom fazom C18 i različitim detektorima (UV-Vis, elektrohemijski detektor, fluorescentni i maseni) 24

25 KUMARINI 25

26 Kumarin je spoj koji je prvi put izoliran godine iz sjemena Tonquino beans iz južnoameričkog drveta Dipterix odorata Willd. (Syn. Coumarouna odorata) Kumarini imaju C 6 -C 3 skelet, ali i kisik u heterociklusu kao dio C 3 jedinice lakton 2'-hidroksi-Z-cimetne kiseline Bogat izvor kumarina su biljke familija; Orhidaceae, Asteraceae, Leguminoceae, Rutaceae, Fabaceae, Umbelliferae i Lamiaceae 26

27 Jednostavni kumarini se međusobno razlikuju po supstituentima najčešće su to; hidroksilne i metoksi grupe pa se i oni nazivaju hidroksi- ili metoksi- kumarini. Uglavnom svi prirodni spojevi sadrže supstituent (hidroksi ili metoksi radikal) u položaju C7. To su i najrasprostranjeniji kumarini umbeliferon i herniarin. 27

28 Po kumarinu je nazvana čitava grupa hemijski sličnih spojeva 28

29 Podjela kumarina 29

30 Osobine Imaju gorak ukus i jako fiziološko dejstvo Pod dejstvom mikroorganizama njihova količina u voću se povećava, uzrokujući gorak ukus i truljenje ploda Heterozidi se lako rastvaraju u vodi i alkoholima. 30

31 Dokazivanje - specifičan miris; - fluorescencija bijele, plave, žute i zelene boje; - alkoholno-vodeni ekstrakt biljke fluorescira pod UV svjetlom; - fluorescencija se pojačava u prisustvu baze - kumarini imaju svojstvo sublimacije 31

32 Kumarin se koristi kao; sredstva za fiksiranje i pojačavanje mirisa u parfemima, dodaje se sapunu i deterdžentima, pasti za zube, duhanskim proizvodima i nekim alkoholnim pićima, Velike količine se koriste kao dodaci gumi i plastičnim materijalima, kao i u bojama i sprejevima za neutralizaciju neugodnih mirisa Sadržaj kumarina u kozmetičkim proizvodima reguliran je zakonom EU (European Commission,1976), koji zahtijeva označavanje na proizvodima o količini prisutnog kumarina, ukoliko je kumarin prisutan u količini većoj od 10 ppm u proizvodima koji se zadržavaju na koži i 100 ppm u proizvodima koji se ispiru s kože nisu prihvatljivi. 32

33 Djelovanje Kumarini pokazuju mnogo bioloških aktivnosti; Anti-inflamatorno Antifungalno Antimalarijsko Antitumorno Antiviralno Antikoagulacijsko Enzim-inhibitorno Antioksidativno 33

34 Biosinteza kumarina se odvija preko cimetne i p-kumarinske kiseline Važan korak u njihovoj sintezi jeste uvođenje hidroksline grupe u orto položaj u odnosu na bočni lanac cimetne kiseline. Na kraju dolazi do spontanog zatvaranja prstena i stavranje kumarinske strukture 34

35 Na kumarinskom prstenu postoji 6 položaja na kojima se može vršiti supstitucija, poznato je mnoštvo različitih derivata kumarina, bilo sintetičkih ili prirodnih, a takva strukturna raznolikost uzrok je mnoštvu različitih bioloških aktivnosti. Prisutnost kumarinskih derivata u biljkama je vrlo česta, a mnoge od tih biljaka se upotrebljavaju u tradicionalnoj medicini od davnina. 35

36 Umbeliferon 7-hydroxycoumarin Apsorbuje UV svjetlost pa se koristi u kremema za sunčanje Skopoletin 7-hidroksi 6-metoksikumarin Posjeduje antimikrobno, antifungalno i antitumorno dejstvo Eskulin Eskuletin 6-β-D-glucoside Koristi se jačanje krvnih sudova, djeluje protivupalno, uklanja otekline 36

37 Dikumarini Nastaju tako što se dva kumarinska molekula međusobno povežu metilenskim mostom. Do ovakvog povezivanja dolazi tokom procesa fermentacije, ali samo pod specifičnim uslovima: - u prisustvu mikroorganizama, - kada je biljna masa vlažna. Najpoznatiji spoj ovakve strukture je dikumarol (4-hidroksi kumarin; 3.3' veza) i izoliran je iz pljesnjivog sena koje je sadržalo dosta biljke, Melilotus officinalis (velika djetelina, kokotac). 37

38 Za određivanje kumarina se koriste kolorimetrijske, fluorometrijske metode metoda tečne hromatografije. 38

39 Sljedeće predavanje; FLAVONOIDI... 39