Dokument: Isolation and Structure Elucidation of Insecticidal Secondary Metabolites from Aglaia species collected in Vietnam

Titel:	Isolation and Structure Elucidation of Insecticidal Secondary Metabolites from Aglaia species collected in Vietnam
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3467
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20060727-001467-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Tu, Ngoc Duong [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 8,74 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Proksch, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Ebel, Rainer [Gutachter]
Stichwörter:	Aglaia, Rocaglamide, Insecticide, Spodoptera littoralis, Spodoptera litura, Brithys crini,
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Verschiedene Extrakte von mehreren Aglaia Arten Vietnams wurden auf ihre insektizide Wirkung auf Larven der Art S. littoralis untersucht. Aglaia oligophylla, Aglaia abbriviata, Aglaia eleagnoidae, Aglaia duppereana zeigten hierbei die höchste Aktivität. Nach 24 Stunden konnte eine 100% ige Mortalität der Larven auf Grund dieser Rohextrakte (1000ppm) beobachtet werden. Daneben ergaben A.rothii eine 80% ige, A. dasyclada eine 70% ige, A. gigantea eine 60 % ige, A. pleuroptiris eine 45% ige und A. macrocarpa eine 15% ige Sterblichkeit. Es konnten mittels einer Bioassay geleiteten Fraktionierung drei Fraktionen (F3,F4,F5) mit starker insektizider Wirkung gefunden werden, die von den Rohextrakten der Art Aglaia oligophylla stammten. Die qualitative Analyse der Fraktionen durch HPLC-DAD und HPLC-MS zeigte die Anwesenheit von Rocaglamid – Derivaten und weiteren Verbindungen. Die Fraktionen wurden über Silika aufgetrennt und es konnte ein neues Rocaglamid, Rocaglamid AY (Verbindung 8) isoliert werden. Außerdem wurden drei Lignane, Pinoresinol (Verbindung 10), 4´-O-Methyl-pinoresinol (Verbindung 11), and Eudesmin (Verbindung 12), gefunden, die eine interessante Stereochemie aufweisen. Daneben wurden drei bekannte Flavonoide, 4´,5,7-Trimethoxydihydroflavonol (Verbindung 15), 4´,5,7-Trimethoxyflavonol (Verbindung 16) and 4´,5,7-Trimethoxyflavanone (Verbindung 17) erhalten. Lutein (Verbindung 29) wurde als Tetratriterpen kristallin aus Fraktion F3 erhalten. Aus der Rinde von Aglaia duppereana wurden fünf bekannte Rocaglamide erhalten, die identisch waren zu to Rocaglamid A (Verbindung 1), Rocaglamid I (Verbindung 2), Rocaglamid W (Verbindung 3), Rocaglamid AB (Verbindung 4), Rocaglamid J (Verbindung 5) Daneben wurde Epicatechin (Verbindung 13) gefunden. Die Fraktionierung des Extraktes von Blätter von Aglaia gigantea ergab die Verbindungen Dasyclamid (Verbindung 20), Grandiamid D (Verbindung 22), Gigantamid A (Verbindung 25) und Foveolin B (Verbindung 27). Die Blätter von Aglaia dasyclada enthielten Niloticin (Verbindung 28) während aus den Blättern von Aglaia elaeagnoidea Rocaglaol (Verbindung 6) and Scopoletin (Verbindung 30) isoliert werden konnten. Aus dem Ethylacetat-Extrakt von Aglaia abbriviata wurden 4´,5,7-tri-O-Methyl-kaempferol, Odorinol (Verbindung 24) in kristalliner Form und Aglaxiflorin D (Verbindung 9), erhalten wohingegen aus den Blättern von Aglaia oligophylla Kaempferol-3-rutinoside (Verbindung 18), Kaempferol-3-O-(4-hydroxy-E-cinnamoyl)-(β)-glucopyranosyde (Verbindung 19), Grandiamid B (Verbindung 21), Gigantamid A (Verbindung 25) and Pyramidatin (Verbindung 26) isoliert wurden. Vorausgegangene Experimente mit dem Rohextrakt von Aglaia oligophylla zeigten eine isektizide Wirkung auch unter Feldbedingungen. Diese wurden im Juli 2003 im Tam Dao National Medicinal Garden in Vietnam durchgeführt. Fünf Zubereitungen mit unterschiedlichen Konzentrationen (500 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm, 4000 ppm and 6000 ppm) wurden aus den Methanol - Extrakten von Aglaia oligophylla hergestellt. Diese erwiesen sich als effektiv gegen eine in Vietnam neu auftretende Raupe (Brithys crini), die gravierende Schäden bei Crinum asiaticum (Amaryllidaceae) verursachte. Die Wirkung des Extraktes von Aglaia oligophylla an Brithys crini konnte nicht auf eine Abtötung zurückgeführt werden wie es für toxisch - chemische Insektizide (e.g. Monitor ®) üblich ist, sondern der Extrakt wirkte eher als Repellent. Der Extrakt war außerdem wirksam bei Macrosinum phoniella, die Cynara scolymus befallen. Hier wirkten die Inhaltsstoffe vernmundlich auf das zentrale Nervensystem der Insekten. 12 Stunden nach Besprühen mit dem Extrakt konnten Blattläuse mit unkontrollierten Bewegungen beobachtet werden, was auf eine Beeinflussung des Nervensystems zurückgeführt wurde. Bei einer Konzentration von 400 ppm kam es zu einer 100% igen Sterblichkeit nach 7 Tagen. Ein zweites Experiment mit Aglaia-Zubereitungen wurde auf einem Kohlfeld in Dong Anh, Hanoi October 2003 durchgeführt. Hier konnte die Wirksamkeit des Aglaia oligophylla-Extraktes an Spodotera litura gezeigt werden. Dabei war die Wirkung nicht so stark wie die eines chemischen Vertreters (Regent®), dafür hielt die Wirkung aber länger an. In Petrischalen durchgeführte Versuche mit Blättern von Brassica rapa, die mit Larven von S. litura befallen waren, zeigten die Zubereitungen von Aglaia eine 60% (5000ppm) Mortalität der Insekten. Bei 2500ppm von 40% im Vergleich zu 30% bei dem kommerziell erhältlichen Insektizid (Regent®). Die Letale Dosis (LD50) der Aglaia-Zubereitungen wurde mit 4500mg/kg im Mäuseexperiment bei oraler Zufuhr und 2000mg/kg bei Injektion des Extraktes direkt in die Speiseröhre. Die Stabilität der Zubereitung wurde unter Feldbedingungen getestet, wobei auf den Rückstand von Dasyclamid (ein Zimtsäurebisamid, welches in hohen Konzentrationen in den Blättern von Aglaia gigantea vorkommt) untersucht wurde, welches außerdem ein Grundbaustein der Rocaglamide ist. Nach 3 Tagen wurden keine Spuren von Dasyclamid mehr in den Blättern der besprühten Pflanzen gefunden. Thirty-eight extracts from thirteen different Aglaia species collected in Vietnam were screened for insecticidal activity against neonate larvae of S. littoralis using an anti-feedant assay. Aglaia oligophylla, Aglaia abbriviata, Aglaia eleagnoidae, Aglaia duppereana were found to be most active species. At a dose concentration of 1000 ppm of the crude organic extract (following incorporation into artificial food), 100% larval mortality was observed after 24 hours. While A.rothii gave 80% morality, A. dasyclada gave 70% mortality, A. gigantea caused 60 % mortality, A. pleuroptiris 45% and A. macrocarpa 15% mortality of the larvae. Following a bioassay-guided fractionation of all active crude extracts of Aglaia oligophylla, three fractions (F3,F4,F5) were found to exhibite very strong insecticidal activity at a concentration of 200 ppm each. Qualitative analysis of these fractions through HPLC-DAD and HPLC-MS showed the presence of rocaglamide congeners as well as of other natural products. Fraction F3, F4, and F5 were further fractionated over a Silica gel column and these gave a new rocaglamide derivative, Rocaglamide AY (compound 8). From these fractions, three lignans with interesting stereochemistry were also obtained which included pinoresinol (compound 10), 4´-O-methyl-pinoresinol (compound 11), and eudesmin (compound 12). Three other flavonoids were also obtained and were identical to known compounds : 4´,5,7-trimethoxydihydroflavonol (compound 15), 4´,5,7-trimethoxy-kaempferol (compound 16) and 4´,5,7-trimethoxyflavanone (compound 17). Lutein (compound 29), being a tetratriterpene was also obtained as a crystal from fraction F3. From the bark of Aglaia duppereana, five known rocaglamide derivatives were isolated which were identified as rocaglamide A (compound 1), rocaglamide I (compound 2), rocaglamide W (compound 3), rocaglamide AB (compound 4), rocaglamide J (compound 5) and epicatechin (compound 13). The fractionation of the extract from the leaves of Aglaia gigantea yielded dasyclamide (compound 20), grandiamide D (compound 22), gigantamide A (compound 25) and foveolin B (compound 27). Niloticin (compound 28) was obtained from the leaves of Aglaia dasyclada, while rocaglaol (compound 6) and scopoletin (compound 30) were isolated from the leaves of Aglaia elaeagnoidea. The ethylacetate extract of Aglaia abbriviata gave 4´,5,7-tri-O-methyl-kaempferol, odorinol (compound 24) in crystalline form and aglaxiflorin D (compound 9). Kaempferol-3-rutinoside (compound 18), kaempferol-3-O-(4-hydroxy-E-cinnamoyl)-(β)-glucopyranosyde (compound 19), grandiamide B (compound 21), gigantamide A (compound 25) and pyramidatine (compound 26) were obtained from the leaves of Aglaia oligophylla. Preliminary experiments indicated that the crude extract obtained from Aglaia oligophylla caused significant insecticidal activity also under field conditions. The field experiments were conducted at the Tam Dao National Medicinal Garden, in Vietnam in July 2003. Aglaia formulations at five different concentrations (500 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm, 4000 ppm and 6000 ppm) were prepared from the methanol extract of Aglaia oligophylla and proved effective against a newly occurring caterpillar in Vietnam (Brithys crini ) seriously damaging the medicinal plant Crinum asiaticum (Amaryllidaceae). The effects of Aglaia oligophylla extract on Brithys crini did not consist in directly killing as compared to most of the very toxic chemical insecticides (e.g. Monitor ®), but it acts rather as a repellent in driving the insects away from the sprayed plants. Aglaia oligophylla formulations were also effective against Macrosinum phoniella feeding on Cynara scolymus by apparently affecting the central nervous system of the insects. Twelve hours after spraying, aphids were observed to be affected at their central nervous system as shown by their uncontrolled movements. This was followed by 100% mortality after 7 days at concentration of 4000 ppm. A second experiment was done on the Aglaia formulation which was conducted in a cabbage field at Dong Anh, Hanoi October 2003. The Aglaia oligophylla extract was also shown to be effective against Spodotera litura encountered in the vegetable field. The effect of Aglaia formulation on S. litura was not as efficient as the chemical product (Regent®) at the beginning of the experiment. However the efficiency of the Aglaia formulation lasted longer. In a Petri dish experiment which was conducted on Brassica rapa leaves, Aglaia formulations exhibited efficiency to kill larvae of S. litura up to 60% at a concentration of 5 000 ppm and 40% at concentration of 2500 ppm in comparison to 30 % of the commercially available insecticide Regent ®. The toxicity levels (LD50) of the Aglaia extract were calculated as 4500 mg/kg, which could be considered to be in the range of a “very low toxicity” when tested with mice by administering the extract orally and showed a medium toxicity level at 2000 mg/kg by injecting the Aglaia extract directly into the gullet of the mouse. The stability of Aglaia formulation was also tested under field condition by analyzing the residue of dasyclamide (a cinnamoyl bisamide which was found in high amounts in the leaves of Aglaia gigantea), which is a biogenetic building block for the rocaglamides. After 3 days, no trace of dasyclamide was found in the leaves of plants sprayed with the Aglaia formulation.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:	27.07.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	19.01.2006
Datum der Promotion:	19.01.2006