Colnelsäure
Colnelsäure ist eine mehrfach ungesättigte Fettsäure, die eine Ethergruppe (Divinylether) und drei Doppelbindungen trägt. Zwei Doppelbindungen sind trans- und eine cis-konfiguriert, wobei zwei konjugiert sind. Sie zählt zu den Polyenen und ist strukturell verwandt mit der Colnelensäure, die vier Doppelbindungen aufweist.
| Strukturformel | |||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||
| Name | Colnelsäure | ||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C18H30O3 | ||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||
| Molare Masse | 294,43 g·mol−1 | ||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||
Vorkommen
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Colnelsäure kommt in verschiedenen Arten der Gattung Solanum vor. Zuerst nachgewiesen wurde sie in der Kartoffel[2], sie kommt jedoch auch im Tabak[3][4][5] und der Tomate[6] vor. In Kartoffeln tritt sie zum Teil in Form von Phospholipiden auf, dort jedoch nur an die C2-Position des Glycerins gebunden.[7]
Das (8Z)-Isomer der Colnelsäure tritt in der Gewöhnlichen Waldrebe auf.[8]
Biologische Bedeutung
BearbeitenColnelsäure wird auf in Reaktion auf bestimmte äußere Einflüsse gebildet, z.B, bei Befall mit Bakterien, Pilzen oder Nematoden.[3][4][5][6] Sie inhibiert Phytophthora infestans, die Kartoffeln befällt.[5]
Biosynthese
BearbeitenDie Biosynthese geht von Linolsäure aus, die zunächst durch eine Lipoxygenase zum (S)-9-Hydroperoxid umgewandelt wird. Diese wird dann durch eine Divinylether-Synthetase zur Colnelsäure umgewandelt.[2][3][9][10] Zum Teil wird die Umlagerung auch durch die Lipoxygenase katalysiert. Die Biosynthese der Colnelsäure ist selbstregulierend, da die Verbindung die Lipoxygenase hemmt.[10] Zum Teil wird durch die Lipoxygenase auch ein 13-Hydroperoxid gebildet (z B. zu etwa 8 % in der Kartoffel), die Divinylethersynthetasen aus Kartoffel und Tomate sind jedoch spezifisch für das 9-Hydroperoxid.[6][11][12]
Der Bildungsmechanismus in der Kartoffel wurde untersucht. Er läuft vermutlich über ein Epoxy-Carbeniumion. Experimente mit 18O2 haben ergeben, dass das Ether-Sauerstoffatom vor allem aus molekularem Sauerstoff stammt.[11]
In Knoblauch kommt eine andere Divinylether-Fettsäure (Etherolsäure) vor, die sich vom 13-Hydroperoxid der Linolsäure ableitet. Bei der heterologen Expression der entsprechenden Divinylether-Sythetase in Arabidopsis thaliana hat sich allerdings gezeigt, dass sie auch das 9-Hydroperoxid zu Colnelsäure umwandeln kann.[13]
Synthese
Bearbeiten8-Pivaloyloxyoctanoylchloride und 3-Noninal werden mit Natrium-bis(trimethylsilyl)amid gekoppelt. Die Dreifachbindung wird dann unter Palladiumkatalyse zu einer Z-Doppelbindung hydriert. Die Esterfunktion kann mittels Lithiumdiisopropylamid und Diethylbromphosphat zu einem Enolphosphat phosphoryliert werden. Durch Hydrogenolyse mittels Triethylaluminium und Tetrakis(triphenyphosphin)palladium(0) kann das Phosphat abgespalten werden, wodurch Colnelsäure erhalten wird.[10]
Eine biomimetische Synthese aus dem (S)-9-Hydroperoxid der Linolsäure mittels einem enzymhaltigen Extrakt aus Kartoffeln ist ebenfalls möglich.[14]
Nachweis
BearbeitenEs wurde eine chromatographische Methode publiziert, die speziell für die Analyse von Divinylether-Fettsäuren wie Colnel- und Colnelensäure optimiert ist.[15]
Weblinks
Bearbeiten- Divinylether fatty acids bei Cyberlipid.
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
- ↑ a b T. Galliard, D.R. Phillips, D.J. Frost: Novel divinyl ether fatty acids in extracts of Solanum tuberosum. In: Chemistry and Physics of Lipids. Band 11, Nr. 3, Oktober 1973, S. 173–180, doi:10.1016/0009-3084(73)90017-0.
- ↑ a b c Alessandro Fammartino, Francesca Cardinale, Cornelia Göbel et al.: Characterization of a Divinyl Ether Biosynthetic Pathway Specifically Associated with Pathogenesis in Tobacco. In: Plant Physiology. Band 143, Nr. 1, 8. Januar 2007, S. 378–388, doi:10.1104/pp.106.087304.
- ↑ a b Vladimir Y. Gorshkov, Yana Y. Toporkova, Ivan D. Tsers et al.: Differential modulation of the lipoxygenase cascade during typical and latent Pectobacterium atrosepticum infections. In: Annals of Botany. Band 129, Nr. 3, 11. Februar 2022, S. 271–286, doi:10.1093/aob/mcab108.
- ↑ a b c Hans Weber, Aurore Chételat, Daniela Caldelari, Edward E. Farmer: Divinyl Ether Fatty Acid Synthesis in Late Blight–Diseased Potato Leaves. In: The Plant Cell. Band 11, Nr. 3, März 1999, S. 485–493, doi:10.1105/tpc.11.3.485.
- ↑ a b c Payal Sanadhya, Anil Kumar, Patricia Bucki et al.: Tomato Divinyl Ether-Biosynthesis Pathway Is Implicated in Modulating of Root-Knot Nematode Meloidogyne javanica's Parasitic Ability. In: Frontiers in Plant Science. Band 12, 25. August 2021, doi:10.3389/fpls.2021.670772.
- ↑ Marie-Laure Fauconnier, Todd D. Williams, Michel Marlier, Ruth Welti: Potato tuber phospholipids contain colneleic acid in the 2-position. In: FEBS Letters. Band 538, Nr. 1-3, 13. März 2003, S. 155–158, doi:10.1016/S0014-5793(03)00171-6.
- ↑ Mats Hamberg: Isolation and structures of two divinyl ether fatty acids from Clematis vitalba. In: Lipids. Band 39, Nr. 6, Juni 2004, S. 565–569, doi:10.1007/s11745-004-1264-9.
- ↑ Tatyana Savchenko, Evgeny Degtyaryov, Yaroslav Radzyukevich, Vlada Buryak: Therapeutic Potential of Plant Oxylipins. In: International Journal of Molecular Sciences. Band 23, Nr. 23, 23. November 2022, S. 14627, doi:10.3390/ijms232314627.
- ↑ a b c E. J. Corey, Stephen W. Wright: Total synthesis of colneleic acid. In: The Journal of Organic Chemistry. Band 55, Nr. 5, März 1990, S. 1670–1673, doi:10.1021/jo00292a049.
- ↑ a b Leslie Crombie, David O. Morgan, Elisabeth H. Smith: An isotopic study (2H and 18O) of the enzymic conversion of linoleic acid into colneleic acid with carbon chain fracture: the origin of shorter chain aldehydes. In: Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1. Nr. 3, 1991, S. 567, doi:10.1039/P19910000567.
- ↑ Alexander N Grechkin: Hydroperoxide lyase and divinyl ether synthase. In: Prostaglandins & Other Lipid Mediators. Band 68-69, August 2002, S. 457–470, doi:10.1016/S0090-6980(02)00048-5.
- ↑ M. Stumpe, J.-G. Carsjens, C. Gobel, I. Feussner: Divinyl ether synthesis in garlic bulbs. In: Journal of Experimental Botany. Band 59, Nr. 4, 7. März 2008, S. 907–915, doi:10.1093/jxb/ern010.
- ↑ E.J. Corey, Ryu Nagata, Stephen W. Wright: Biomimetic total synthesis of colneleic acid and its function as a lipoxygenase inhibitor. In: Tetrahedron Letters. Band 28, Nr. 42, Januar 1987, S. 4917–4920, doi:10.1016/S0040-4039(00)96658-9.
- ↑ Marcus Öhman, Hong Wang, Mats Hamberg, Lars G. Blomberg: Separation of divinyl ether fatty acid isomers by micellar electrokinetic chromatography. In: Electrophoresis. Band 22, Nr. 6, April 2001, S. 1163–1169, doi:10.1002/1522-2683()22:6<1163::AID-ELPS1163>3.0.CO;2-M.