I
INHALTSVERZEICHNIS
I. EINLEITUNG 1
1. Grundlegendes über Anthocyanine 1
1.1. Vorkommen 1
1.2. Strukturen 3
1.3. Biogenese 6
1.4. Chemische Synthesen 8
1.5. Reaktionen von Anthocyaninen in wässrigem Milieu 10
1.5.1. Prototrope Tautomerie 12
1.5.2. Hydratisierung von Flavylium-Kationen 13
1.5.3. Ring-Ketten-Tautomerie 14
1.6. Anthocyanine in vivo 15
2. Copigmentierung 17
2.1. Allgemeines 17
2.2. Klassische Vorstellungen 18
2.3. Moderne Modelle 19
2.3.1. Sekundärstrukturen 19
2.3.2. Intramolekulare Copigmentierung 21 2.3.3. Intermolekulare Copigmentierung 29 3. Praktische Anwendungen von Anthocyaninen 40
3.1. Lebensmittelfarbstoffe 40
3.2. Physiologische Wirkungen von Anthocyaninen 41
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II. EIGENE ARBEITEN 42
1. Problemstellung 42
2. Extraktion, Isolierung und Analytik eines stabilen Anthocyanins....43
2.1. Anthocyanin-Quelle 43
2.2. Extraktion, Anreicherung und Isolierung der Anthocyanine 46
2.2.1. Vorgehen 47
2.2.2. Fraktionierungs-Schema 47
2.3. Chromatographische Trennung der Anthocyanine 49
2.3.1. Gelchromatographie 49
2.3.2. HPLC-Trennung 49
2.4. Strukturaufklärungen zur Identifizierung der Anthocyanin-
Copigment-Komplexe 53
2.4.1. Eingrenzung des Molekulargewichtes,
Dialyseversuche 53
2.4.2. Elektrophorese 54
2.4.3. Bestimmung der Aglykone 54
2.4.4. Bestimmung der Zuckerkomponenten 55 2.4.5. Übersicht über die identifizierten Verbindungen 56 2.4.6. Diskussion der spektroskopischen Daten;
Strukturzuordnungen 57
2.5. Stabilität der einzelnen Fraktionen 58
2.6. Prüfung auf Ionen 60
2.6.1. Bestimmung der Gesamtionenkonzentration 60 2.6.2. Bestimmung der Na+-Konzentration in un-
assoziertem Cyanin und in Selbstassoziaten 61 2.7. Diskussion der Isolierung und Strukturaufklärung eines
stabilen Anthocyanin-Copigment-Komplexes 62
3. Chalkone als mögliche Copigmente 68
3.1. Allgemeines 68
3.2. Herstellung der Anthocyanin-Chalkonform aus der
Flavylium-Kation-Form und anschliessende Trennung 70 3.2.1. 1H-NMR-Spektroskopie der isolierten
Chalkonfraktion 72
III
3.3. Synthese von Hydroxychalkonen 75
3.3.1. Aldolkondensation 75
3.3.2. FRIEDEL-CRAFTS-Acylierung 79
3.3.3. Photo-FRIES-Umlagerung 80
3.3.4. WITTIG-Reaktion 80
3.3.5. Wahl der Synthese-Methode 81
3.3.6. Übersicht über die synthetisierten
Hydroxychalkone 82
3.4. Glycosidierung von Hydroxychalkonen 83 3.4.1. Heterogene Katalyse, Glycosidierung mit
unlöslichen Katalysatoren 83
3.4.2. Glycosidierung mit löslichen Katalysatoren 84 3.4.3. Glycosidierung ohne Katalysator 85
3.4.4. Weitere Methoden 86
3.4.5. Wahl der Glucosidierungs-Methode 86 3.5. Herstellung von Poncirin-Chalkon 91 3.6. Übersicht über die synthetisierten Chalkonglycoside und
isolierten Nebenprodukte 93
3.7. Diskussion der spektroskopischen Daten 94
3.7.1. UV-Spektroskopie 94
3.7.2.1H-NMR-Spektroskopie 95
3.7.3.13C-NMR-Spektroskopie 103
3.8. Genuine Chalkone als Copigmente 103 3.9. Copigmentierungs-Versuche an Cyanin
mit Chalkonen 105
3.9.1. Experimentelle Copigmentierungs-Methoden
in vitro 105
3.9.2. Ergebnisse 107
3.10. CD-Messungen an Pigment-Copigment-Komplexen 116
3.11.13C-Festkörper-Spektroskopie 117
3.11.1. Allgemeines 117
3.11.2. Messungen und Resultate 118
3.12. Zusammenfassung und Ausblick 125
IV
III. EXPERIMENTELLER TEIL 128
1. Allgemeines 128
2. Extraktion, Anreicherung und Isolierung der Anthocyanine 133 2.1. Extraktion der Anthoyanine aus Holunderbeeren 133
2.2. Gelchromatographie 134
2.3. Präparative HPLC 135
3. Strukturaufklärungen zur Identifizierung von Anthocyanin-
Copigment-Komplexen 136
3.1. Eingrenzung des Molekulargewichtes, Dialyseversuche.. 136
3.2. Elektrophorese 137
3.3. Bestimmung der Aglykone 137
3.4. Zuckerbestimmung 137
3.5. Daten der einzelnen Verbindungen 138
4. Stabilität der einzelnen Fraktionen 141
5. Prüfung auf Ionen 142
5.1. Bestimmung der Gesamtionenkonzentration in Holunder-
beeren-Pressaft 142
5.2. Bestimmung von Na+ in Cyanin und in einem Cyanin-
Selbstassoziat 142
6. Herstellung der Anthocyanin-Chalkonform aus der Flavylium- kation-Form und anschliessende Trennung 143
7. Synthesen 144
7.1. Synthesen von Hydroxychalkonen, Aldolkondensation 144 7.2. Glucosidierungen der Hydroxychalkone 149 7.3. Herstellung von Poncirin-Chalkon 165
V
8. Copigmentierungsversuche 165
8.1. Copigmentierung von Cyanin mit verschiedenen
Chalkonen 169
8.2. Copigmentierung in Abhängigkeit der Konzentration des
Copigmentes 173
8.3. Copigmentierung in Abhängigkeit des pH's 175 9. CD-Messungen an Pigment-Copigment-Kompiexen 177
10.13C-NMR-Festkörper-Spektroskopie 178
IV. LfTERATURVERZEICHNIS 179
V. DANK 186
VI. LEBENSLAUF. 187