Wolfgang Schmitzberger

On the nature of “soluble” hypericin inHypericum species

SummaryThe two red and two violet “soluble” pigments ofHypericum species were isolated by means of extraction, chromatography, and counter-current droplet chromatography. In contrast to authentic hypericin, they are soluble in common organic solvents and even in water. Using NMR experiments it was deduced that hypericin, pseudohypericin, protohypericin, and protopseudohypericin are present in the plant as their rapidly interconverting 3- and 4-phenolate ions. From AAS the main counter-ion of these phenolates was derived to be potassium. The potassium and N-ethyl-N,N-diisopropylammonium salts of hypericin were synthesizcd for comparison. A preparative procedure to isolate hypericin and pseudohypericin from plant material was developed.ZusammenfassungDie zwei roten und zwei violetten „löslichen“ Pigmente ausHypericum Arten wurde durch Extraktion, Chromatographie und Tropfen-Gegenstromchromatographie isoliert. Im Gegensatz zu authentischem Hypericin sind diese in organischen Lösungsmitteln und sogar in Wasser löslich. Aus NMR-Experimenten wurde abgeleitet, daß Hypericin, Pseudohypericin, Protohypericin und Protopseudohypericin in diesen Pflanzen als deren rasch interkonvertierende 3- und 4-Phenolationen vorliegen. Durch AAS wurde gefunden, daß diese Phenolationen Kalium als Gegenion aufweisen. Das Kalium- und N-Ethyl-N,N-diisopropylammonium-Salz des Hypericins wurden zu Vergleichszwecken dargestellt. Ein präparatives Verfahren zur Isolierung von Hypericin und Pseudohypericin aus Pflanzenmaterial wurde entwickelt.

Tautomerism and stereochemistry of hypericin: Force field, NMR, and X-ray crystallographic investigations

SummaryStereochemistry and tautomerism of hypericin, pseudohypericin, and several of their partial structure models were investigated using an MM2 derived force field method. Besides the “propeller” type conformer, which was also found by the X-ray crystallographic study, the complicated energy hypersurface was shown to contain a novel “double-butterfly” conformer of similar stability. The upper limit interconversion barrier between these conformers and their enantiomers was found to be in the order of 115 kJ/mol.1H-NMR experiments suggested a lower limit interconversion barrier of at least 80 kJ/mol. From the ten tautomers possible in principle, the 7,14-species was derived to be the most stable one by at least 48 kJ/mol.ZusammenfassungDie Stereochemie von Hypericin, Pseudohypericin und einigen seiner Partialstrukturmodelle wurde mit Hilfe einer von MM2 abgeleiteten Kraftfeldmethodik untersucht. In der komplizierten Energiehyperfläche wurde neben dem auch durch Röntgenstrukturanalyse gefundenen „Propeller“-Konformeren ein neues „Doppelschmetterling“-Konformer ähnlicher Stabilität aufgefunden. Die obere Grenze für die Interkonversionsbarrieren zwischen diesen Konformeren und ihren Enantiomeren sind in der Größenordnung von 115 kJ/mol. Aus1H-NMR-Experimenten konnte eine untere Grenze von wenigstens 80 kJ/mol abgeleitet werden. Es wurde gefunden, daß von den zehn prinzipiell möglichen Tautomeren die 7,14-Spezies die um wenigstens 48 kJ/mol stabilste ist.

ON THE BROMINATION OF HYPERICIN : THE GYMNOCHROME CHROMOPHORES

SummaryStepwise electrophilic bromination of hypericin in pyridine as the solvent yields regioselectively 2,5-dibromohypericin, 2,5,9-tribromohypericin, and 2,5,9,12-tetrabromohypericin. The compounds were characterized by means of NMR-, UV-Vis-, and fluorescence-spectra, andpKa andpK*a measurements. These properties were compared with those of hypericin on the one hand and of the recently isolated gymnochromes on the other hand.ZusammenfassungSchrittweise elektrophile Bromierung von Hypericin in Pyridin als Lösungsmittel liefert regioselektiv 2,5-Dibromhypericin, 2,5,9-Tribromhypericin und 2,5,9,12-Tetrabromhypericin. Diese Verbindungen wurden durch NMR-, UV-Vis- und Fluoreszenz-Spektrometrie sowie durchpKa- undpk*a-Messungen charakterisiert. Diese Eigenschaften wurden mit jenen des Hypericins und der kürzlich isolierten Gymnochrome verglichen.

Reconstitution of apomyoglobin with bile pigments

SummaryApomyoglobin was reconstituted with bile pigments of the verdinoid, 2,3-dihydroverdinoid, pterobilinoid, and violinoid type. Absorption and circular dichroism data as well as formation constants of the complexes were measured. From these results it was concluded that chromophore binding and induced chirality of these pigments are mainly governed by a lipophilic region opposite to the propionic side chain(s) and the asymmetric position of the hydrogen bonding acceptors of the propionic acid side chain(s) at the entrance of the protein pocket.ZusammenfassungApomyoglobin wurde mit Gallenfarbstoffen des verdinoiden, 2,3-dihydroverdinoiden, pterobilinoiden und violinoiden Types rekonstituiert. Absorptions- und Circulardichroismus-Daten, ebenso wie die Bildungskonstanten der dabei gebildeten Komplexe wurden gemessen. Aus diesen Ergebnissen konnte abgeleitet werden, daß die Bindung des Chromophors und seine induzierte Chiralität hauptsächlich durch eine lipophile Region, die der Seite mit Propionsäurekette(n) gegenüber liegt sowie durch die asymmetrische Position der Wasserstoffbrückenakzeptoren für die Propionsäureketten an der Öffnung der Proteintasche bestimmt werden.

On the chemistry of pyrrole pigments, LXXXVII: The apomyoglobin heme pocket as a reaction vessel in bile pigment chemistry

SummaryAn apomyoglobin biliverdin complex was reduced to a bilirubin apomyoglobin complex with retention of the helix chirality of the chromophore. Chelation of the mesobiliverdin-XIIIα apomyoglobin complex with zinc ions in aqueous solution yielded an enantiomer of the corresponding derivative. These two systems document the possibility of using the heme pocket of apomyoglobin to execute stereospecific reactions. The chiroptical properties of the two product systems are discussed.ZusammenfassungDer Apomyoglobin-Biliverdin-Komplex wurde zum entsprechenden Apomyoglobin-Bilirubin-Komplex unter Retention der Helixkonfiguration des Chromophors reduziert. Chelierung des Apomyoglobin-Mesobiliverdin-XIIIα-Komplexes mit Zinkionen in wäßriger Lösung lieferte ein Enantiomer des entsprechenden Derivates. Diese beiden Systeme dokumentieren die Verwendbarkeit der Häm-Tasche des Apomyoglobins um stereospezifische Reaktionen durchzuführen. Die chiroptischen Eigenschaften der beiden Produktsysteme werden diskutiert.