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]

3-Hydroxyflavon – Grundgerüst der Flavonole

Nicht-glycosylierte Flavonole

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

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	7	3′	4′	5′	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

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

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

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

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

Algar-Flynn-Oyamada-Reaktion

Einzelnachweise

Peter Nuhn: Naturstoffchemie. 3. Auflage. S. Hirzel, Stuttgart/Leipzig 1997, ISBN 3-7776-0613-8, S. 602–605.
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
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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[Nuhn-1] Peter Nuhn: Naturstoffchemie. 3. Auflage. S. Hirzel, Stuttgart/Leipzig 1997, ISBN 3-7776-0613-8, S. 602–605.

[Herrmann-2] 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

[Terao-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