Phenole

[kobayashi8]

Bei der Literatursuche zum Thema "Phenole" findet man immer zwei Schwerpunkte:
1- Industrielle Bedeutung/Verwendung von Phenol, Kresol etc. als Vorstufe beispielsweise von Kunststoffen oder -harzen und deren Toxizität.

2- Phenole als Bestandteile von Obst und Gemüse. Diese (Poly-)Phenole sind gesund und könne ggf. sogar bestimmten Krankheiten vorbeugen.

Nun fehlt mir aber die Verbindung von dem schlechten, simplen Phenol oder Kresol zu den "guten" Phenolen. Das ein Unterschied zwischen polyzyklischen Phenolen wie Catechinen und Phenol besteht ist verständlich. Aber worin ist der Unterschied in der Wirkweise z.B. von Tyrosin und Phenol oder Kaffeesäure und Phenol oder Eugenol und Phenol, etc. begründet. Warum ist das eine giftig, das andere gut für das Herz? Wie müssen die "guten" Phenole substituiert sein? Schliesslich sind auch Kresole alkyl-substituierte Phenole, aber dennoch eher unverträglich.

Wenn jemand Arbeiten oder Bücher dazu kennt, wäre ich sehr dankbar.
K

[Greifenberg]

Hallo Kobayashi8,

leider ist die Frage, welche Substituenten an welchen Positionen eine bestimmte physiologische Wirkung hervorrufen noch immer kaum vorherzusagen.

Der prinzipielle Unterschied zwischen den "simplen" und den "guten" Phenolen ist das Vorhandensein mehrerer Hydroxy- oder Alkoxy-Funktionen.

Solche zusätzliche Sauerstoff-Funktionen verbessern vor allem in ortho- oder para-Position die Mesomeriestabilisierung eines Radikals durch einen +M-Effekt und erhöhen damit das antioxidative Potential (siehe Flash-Animation des Vitamin E auf der Seite "Radikal besänftigt - Die Mesomeriestabilisierung" (http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/16/im/antioxsys/antioxsys.vlu/Page/vsc/de/ch/16/im/antioxsys/mesomerie.vscml.html))

Einen Überblick über verschiedene Strukturtypen antioxidativer Moleküle finden Sie in der Lerneinheit "Antioxidatives Schutzsystem" auf den Seiten des Abschnitts "Antioxidative sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe" (http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/16/im/antioxsys/antioxsys.vlu/Page/vsc/de/ch/16/im/antioxsys/sek_pfl_inhaltsstoffe.vscml.html).

Die "gesunden" antioxidativen Polyphenole allein können Krankheiten nicht effektiv vorbeugen. Sie benötigen dazu das "Antioxidatives Schutzsystem" (http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/16/im/antioxsys/antioxsys.vlu.html) des Körpers, dass ihnen das Radikal, das sie eingefangen haben, auch wieder abnimmt.

Sofern Phenole hormonelle Wirkungen entfalten, gehen sie auf eine strukturelle Ähnlichkeit mit den von Organismus verwendeten Hormonen zurück. Dazu müssen sie "zufällig" mehr oder weniger gut in die reaktiven Zentren der Hormon-Rezeptormoleküle passen. Ist die Struktur dieses Zentrums aufgeklärt kann man virtuell Moleküle "entwerfen", die in diese Tasche passen. Die exakte Wirkung, die dann von diesem synthetischen Molekül ausgeht, muss aber stets in Zellkulturversuchen und ggf. Tierversuchen überprüft werden. In der Regel erweisen sich dabei die meisten Moleküle trotz Berechnung am Computer als ungeeignet für den Einsatz am Menschen.

Viele Grüße
Stefan Greifenberg

[kobayashi8]

Vielen Dank für die schnelle Antwort. Die hat mir auch gut weitergeholfen. Trotzdem noch eine weitergehende Frage:

Kann man sagen, dass die simplen, "guten" Phenole durchweg hydroxy- oder alkoxy-substituierte Phenylpropan-Derivate sind (z.B. Eugenol, Kaffeesäure, etc.) und in geringerem Maße ebenso substituierte Benzoesäure- (z.B. Gallussäure, Vanillinsäure) und Phenylacetat-Derivate?

Nochmals vielen Dank,
K

[Greifenberg]

Hallo Kobayashi8,

nein, das kann man nicht sagen. Befreien Sie sich bitte von dem Gedanken, die mehr als 100.000 bisher bekannten sekundären Pflanzeninhaltsstoffe nach generellen Wirkungen oder nach "gut" und "schlecht" einteilen zu wollen.

Betrachten Sie nur das antioxidative Potential können Sie anhand der Größe des delokalisierten Systems grob schätzen, ob der Stoff ein gutes oder eher ein bescheidenes Antioxidans sein wird.

Sobald Sie sich aber in den Bereich der Rezeptorwirkung begeben sind Vorhersagen nicht mehr möglich. Die gesamte Pharmazeutische Forschung kämpft damit, durch überwiegendes "trial and error" das für den Einsatz am Menschen optimal wirkende Derivat eines (Natur)Stoffes zu finden.

Vergleichen Sie nur einmal die im Zentralnervensystem vorkommenden Neurotransmitter (Dopamin) mit den neuroaktiven Wirkstoffen der Natur (Mescalin). (http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/drug_design/intro.vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/drug_design/lsd.vscml.html) Man kann sicherlich darüber streiten, was an Mecsalin noch "gut" ist: Der LD50 bei der Maus (oral) beträgt 880 mg/kg Körpergewicht.

Ein zweites Beispiel: Kaffeesäure und die Gruppe der 6,7-Dihydroxy-cumarin-Derivate unterscheiden sich lediglich durch eine zusätzliche Hydroxy-Funktion in ortho-Stellung zum Propansäure-Substituenten. Unter diesen Cumarin-Derivaten befinden sich einige hochpotente Gifte!

Und es lassen sich viele solcher Beispiele aufzählen!

Letztlich entscheidet bei den meisten Stoffen die Dosierung zwischen "gut" und "böse" bzw. zwischen "nützlich" oder "schädlich" - ganz nach dem Lehrsatz von Paracelsus (http://www.chemgapedia.de/vsengine/popup/vsc/de/biography/p/pa/paracelsus_000451493_0004512_0004517.bio.html): "Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist."

Viele Grüße
Stefan Greifenberg

[Greifenberg]

Hallo Kobayashi8,

das ist auch so ein Effekt, den keiner vorhersagen konnte und der bisher nicht erklärt werden kann: Mit steigender Konzentration zeigen die selben Polyphenole unterschiedliche "positive" Effekte auf den Organismus.

"Wirkung von Polyphenolen hängt von Dosis ab" (http://de.news.yahoo.com/ap/20071102/tsc-gesundheit-service-wirkung-von-polyp-95f3e9b_1.html)
(Quelle: «The FASEB Journal», 2007, Vol. 21, S. 3511-3521)

Viele Grüße
Stefan Greifenberg