Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--St. Louis, 2007. / Includes bibliographical references. Also available via the Internet: https://apps.umsl.edu/webapps/weboffice/ETD/query.cfm?id=r2641 (viewed May 19, 2009).

Title from title page of PDF (University of Missouri--St. Louis, viewed March 22, 2010). Includes bibliographical references.

Plants of the family Guttiferae produce polycyclic polyprenylated acylphloroglucinols (PPAPs), which have interesting biological activities including anticancer and antibacterial properties. The main structural features of PPAPs comprise of bicyclo[3.3.1]nonane-2,4,9-triketone with one acyl group together with prenyl, geranyl, or other C10H17 groups. 7-epi-Clusianone, a type B PPAP with C-7 endo stereochemistry, is being approached by establishing the cis relationship with C(4) allyl group and C(2) methyl ester in the early stage of the synthesis. Then C(2) methyl ester is converted to alkyne aldehyde and syn reduction followed by intramolecular aldol reaction to give bicyclo[3.3.1]nonane structure with C(7) endo stereo chemistry.

Thesis (Ph. D.)--Universität Bern. / Includes bibliographical references.

O gênero Hypericum, família Guttiferae, engloba uma grande variedade de espécies, tendo para várias delas relatos de uso popular na terapêutica. Na região sul do Brasil ocorrem cerca de 20 espécies. Algumas delas vêm sendo estudadas e compostos de interesse farmacológico vêm sendo obtidos. Desta forma, para aprofundar estudos pré-existentes, deu-se continuidade à análise química de Hypericum carinatum e a investigação do potencial inseticida de Hypericum polyanthemum, ambas espécies nativas do RS. A partir do extrato hexânico de Hypericum carinatum, foram isolados e identificados, por métodos espectroscópicos, o derivado de floroglucinol uliginosina B e as benzofenonas carifenona A e carifenona B, as duas últimas de ocorrência restrita a esta espécie até o momento. Os demais compostos, isolados em menor quantidade, foram insuficientes para identificação espectroscópica.Da fração acetato de etila desta mesma espécie, dois flavonóides foram identificados, um deles o hiperosídeo, confirmado por CCD comparativa com padrão, e quercitrina, identificada por RMN 1H. Nos experimentos para avaliação da atividade inseticida foi utilizado o inseto Dysdercus peruvianus, uma praga do algodoeiro. Testes realizados com o extrato hexano de Hypericum polyanthemum demonstraram uma potencial atividade inseticida, visto que existe uma tendência a fagoinibição a partir da concentração de 1%. O fato de haver na literatura relatos de atividade inseticida para compostos derivados de benzopiranos, como o precoceno I e II, encecalina e desmetilencecalina, impulsionou a realização de ensaios com os benzopiranos isolados do extrato acima. Foram então analisados os produtos HP1 (6-isobutiril- 5,7-dimetóxi-2,2-dimetil-benzopirano), HP2 (7-hidróxi-6-isobutiril-5-metóxi-2,2- dimetil-benzopirano) e HP3 (5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2-dimetilbenzopirano), sendo que apenas HP2 apresentou perfil inseticida, na concentração de 0,2%. / The genus Hypericum, family Guttiferae encompasses a great number of species many of them used in the popular medicine. In the southern Brazil there are approximately 20 species. Some of these species have been studied and interesting compounds in the pharmacological point of view have been isolated. In this way, aiming to continue the studies with the Hypericum species, in this work we investigated the chemical composition of H. carinatum and evaluated the potencial insecticide of H. polyanthemum, both species native to south Brazil. From the hexane extract of Hypericum carinatum we isolated and identificated by spectroscopic methods the phloroglucinol derivative uliginosin B and the benzophenones carifenone A e carifenone B, both restrict to this species until now. The other compounds, isolated in very small amount were not sufficient for the spectroscopic analysis. From the ethyl acetate fraction of this species there were obtained two flavonoids, one of them identified as hyperoside by chromatographic comparison with authentic sample and the other, quercitrin, identified by NMR spectroscopy. In the insecticidal experiments it was used the cotton stainer, Dysdercus peruvianus.Tests performed with the hexane extract demonstrated a potential insecticidal activity since it was observed a tendency of phago-inhibition in concentrations up to 1%. The well established insecticidal activity of benzopyran derivatives as precocene I, precocene II, encecalin and demethylencecalin led us to investigate the activity of the benzopyrans isolated from the above extrac. There were analysed the compounds HP1 (6-isobutyiryl-5,7-dimethoxy-2,2-dimethyilbenzopyran), HP2 (7-hydroxi-6-isobutyryl-5-methoxi-2,2-dimethyl-benzopyran) and HP3 (5-hydroxi-6-isobutyryl-7-methoxi-2,2-dimethyl-benzopyran). Only HP2 presented insecticidal activity at the concentration of 0,2%.

O gênero Hypericum, família Guttiferae, engloba uma grande variedade de espécies, tendo para várias delas relatos de uso popular na terapêutica. Na região sul do Brasil ocorrem cerca de 20 espécies. Algumas delas vêm sendo estudadas e compostos de interesse farmacológico vêm sendo obtidos. Desta forma, para aprofundar estudos pré-existentes, deu-se continuidade à análise química de Hypericum carinatum e a investigação do potencial inseticida de Hypericum polyanthemum, ambas espécies nativas do RS. A partir do extrato hexânico de Hypericum carinatum, foram isolados e identificados, por métodos espectroscópicos, o derivado de floroglucinol uliginosina B e as benzofenonas carifenona A e carifenona B, as duas últimas de ocorrência restrita a esta espécie até o momento. Os demais compostos, isolados em menor quantidade, foram insuficientes para identificação espectroscópica.Da fração acetato de etila desta mesma espécie, dois flavonóides foram identificados, um deles o hiperosídeo, confirmado por CCD comparativa com padrão, e quercitrina, identificada por RMN 1H. Nos experimentos para avaliação da atividade inseticida foi utilizado o inseto Dysdercus peruvianus, uma praga do algodoeiro. Testes realizados com o extrato hexano de Hypericum polyanthemum demonstraram uma potencial atividade inseticida, visto que existe uma tendência a fagoinibição a partir da concentração de 1%. O fato de haver na literatura relatos de atividade inseticida para compostos derivados de benzopiranos, como o precoceno I e II, encecalina e desmetilencecalina, impulsionou a realização de ensaios com os benzopiranos isolados do extrato acima. Foram então analisados os produtos HP1 (6-isobutiril- 5,7-dimetóxi-2,2-dimetil-benzopirano), HP2 (7-hidróxi-6-isobutiril-5-metóxi-2,2- dimetil-benzopirano) e HP3 (5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2-dimetilbenzopirano), sendo que apenas HP2 apresentou perfil inseticida, na concentração de 0,2%. / The genus Hypericum, family Guttiferae encompasses a great number of species many of them used in the popular medicine. In the southern Brazil there are approximately 20 species. Some of these species have been studied and interesting compounds in the pharmacological point of view have been isolated. In this way, aiming to continue the studies with the Hypericum species, in this work we investigated the chemical composition of H. carinatum and evaluated the potencial insecticide of H. polyanthemum, both species native to south Brazil. From the hexane extract of Hypericum carinatum we isolated and identificated by spectroscopic methods the phloroglucinol derivative uliginosin B and the benzophenones carifenone A e carifenone B, both restrict to this species until now. The other compounds, isolated in very small amount were not sufficient for the spectroscopic analysis. From the ethyl acetate fraction of this species there were obtained two flavonoids, one of them identified as hyperoside by chromatographic comparison with authentic sample and the other, quercitrin, identified by NMR spectroscopy. In the insecticidal experiments it was used the cotton stainer, Dysdercus peruvianus.Tests performed with the hexane extract demonstrated a potential insecticidal activity since it was observed a tendency of phago-inhibition in concentrations up to 1%. The well established insecticidal activity of benzopyran derivatives as precocene I, precocene II, encecalin and demethylencecalin led us to investigate the activity of the benzopyrans isolated from the above extrac. There were analysed the compounds HP1 (6-isobutyiryl-5,7-dimethoxy-2,2-dimethyilbenzopyran), HP2 (7-hydroxi-6-isobutyryl-5-methoxi-2,2-dimethyl-benzopyran) and HP3 (5-hydroxi-6-isobutyryl-7-methoxi-2,2-dimethyl-benzopyran). Only HP2 presented insecticidal activity at the concentration of 0,2%.

O gênero Hypericum, família Guttiferae, engloba uma grande variedade de espécies, tendo para várias delas relatos de uso popular na terapêutica. Na região sul do Brasil ocorrem cerca de 20 espécies. Algumas delas vêm sendo estudadas e compostos de interesse farmacológico vêm sendo obtidos. Desta forma, para aprofundar estudos pré-existentes, deu-se continuidade à análise química de Hypericum carinatum e a investigação do potencial inseticida de Hypericum polyanthemum, ambas espécies nativas do RS. A partir do extrato hexânico de Hypericum carinatum, foram isolados e identificados, por métodos espectroscópicos, o derivado de floroglucinol uliginosina B e as benzofenonas carifenona A e carifenona B, as duas últimas de ocorrência restrita a esta espécie até o momento. Os demais compostos, isolados em menor quantidade, foram insuficientes para identificação espectroscópica.Da fração acetato de etila desta mesma espécie, dois flavonóides foram identificados, um deles o hiperosídeo, confirmado por CCD comparativa com padrão, e quercitrina, identificada por RMN 1H. Nos experimentos para avaliação da atividade inseticida foi utilizado o inseto Dysdercus peruvianus, uma praga do algodoeiro. Testes realizados com o extrato hexano de Hypericum polyanthemum demonstraram uma potencial atividade inseticida, visto que existe uma tendência a fagoinibição a partir da concentração de 1%. O fato de haver na literatura relatos de atividade inseticida para compostos derivados de benzopiranos, como o precoceno I e II, encecalina e desmetilencecalina, impulsionou a realização de ensaios com os benzopiranos isolados do extrato acima. Foram então analisados os produtos HP1 (6-isobutiril- 5,7-dimetóxi-2,2-dimetil-benzopirano), HP2 (7-hidróxi-6-isobutiril-5-metóxi-2,2- dimetil-benzopirano) e HP3 (5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2-dimetilbenzopirano), sendo que apenas HP2 apresentou perfil inseticida, na concentração de 0,2%. / The genus Hypericum, family Guttiferae encompasses a great number of species many of them used in the popular medicine. In the southern Brazil there are approximately 20 species. Some of these species have been studied and interesting compounds in the pharmacological point of view have been isolated. In this way, aiming to continue the studies with the Hypericum species, in this work we investigated the chemical composition of H. carinatum and evaluated the potencial insecticide of H. polyanthemum, both species native to south Brazil. From the hexane extract of Hypericum carinatum we isolated and identificated by spectroscopic methods the phloroglucinol derivative uliginosin B and the benzophenones carifenone A e carifenone B, both restrict to this species until now. The other compounds, isolated in very small amount were not sufficient for the spectroscopic analysis. From the ethyl acetate fraction of this species there were obtained two flavonoids, one of them identified as hyperoside by chromatographic comparison with authentic sample and the other, quercitrin, identified by NMR spectroscopy. In the insecticidal experiments it was used the cotton stainer, Dysdercus peruvianus.Tests performed with the hexane extract demonstrated a potential insecticidal activity since it was observed a tendency of phago-inhibition in concentrations up to 1%. The well established insecticidal activity of benzopyran derivatives as precocene I, precocene II, encecalin and demethylencecalin led us to investigate the activity of the benzopyrans isolated from the above extrac. There were analysed the compounds HP1 (6-isobutyiryl-5,7-dimethoxy-2,2-dimethyilbenzopyran), HP2 (7-hydroxi-6-isobutyryl-5-methoxi-2,2-dimethyl-benzopyran) and HP3 (5-hydroxi-6-isobutyryl-7-methoxi-2,2-dimethyl-benzopyran). Only HP2 presented insecticidal activity at the concentration of 0,2%.

Thesis (MSc (Paraclinical Sciences, Veterinary Science)--University of Pretoria, 2009. / Includes bibliographical references. Also available in print format.

Hypericum polyanthemum é uma planta nativa do Sul do Brasil que contém compostos como flavonóides, taninos, derivados de floroglucinol (uliginosina B) e benzopiranos: HP1 (6-isobutiril-5,7-dimetóxi-2,2-dimetilbenzopirano), HP2 (7-hidróxi-6-isobutiril-5- metóxi-2,2-dimetilbenzopirano), e HP3 (5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2- dimetillbenzopirano). Esses metabólitos são responsáveis por uma série de atividades biológicas como inibidores da monoaminoxidase (IMAO), antiproliferativa e antitumoral. No presente trabalho modificações na biomassa vegetal e no teor de metabólitos bioativos de plantas de H. polyanthemum cultivadas sob condições controladas e após 18 semanas de aclimatação foram investigadas após elicitação com o fungo Nomuraea rileyi através da adição do microrganismo liofilizado e pulverizado (LP), ou liofilizado, autoclavado e pulverizado (LAP) por curtos e longos períodos de tempo. Plantas cultivadas sob condições controladas tratadas com LAP demonstraram aumento na concentração dos benzopiranos HP1, HP2 e HP3 enquanto LP provocou efeito negativo ou ainda, não alterou a síntese destes compostos. Porém, baixos níveis do floroglucinol uliginosina B foram detectados em todos os tratamentos. Tratamentos com LAP por longos períodos de tempo em plantas cultivadas a campo provocaram aumento de biomassa (2x) e a análise química demonstrou elevação do teor de compostos fenólicos totais nas partes vegetativas das plantas submetidas a todos os tratamentos. Ainda, a análise apontou um diferente grau de acúmulo dos metabólitos, com maiores teores de HP1, HP2, HP3 e uliginosina B sendo encontrados nas partes reprodutivas das plantas tratadas com LAP. A elevação dos metabólitos bioativos em resposta ao elicitor fúngico sugere que estes compostos são induzíveis na resposta de defesa de H. polyanthemum. Os resultados obtidos nesse trabalho são relevantes em virtude da planta não sofrer danos. Assim, o sistema descrito representa uma nova abordagem em pesquisas com plantas visando otimizar condições para a produção de biomassa e metabólitos secundários de interesse medicinal. / Hypericum polyanthemum is a native plant of South Brazil that contains compounds such as flavonoids, tannins, phloroglucinol derivatives (uliginosin B) and benzopyrans: HP1 (6-isobutyryl-5,7-dimethoxy-2,2-dimethylbenzopyran), HP2 (7-hydroxy-6-isobutyryl-5- methoxy-2,2-dimethylbenzopyran), and HP3 (5-hydroxy-6-isobutyryl-7-methoxy-2,2- dimethylbenzopyran). These metabolites are responsible for biological activities such as monoamine oxidase inhibitor, antiproliferative and antitumoral. In this work changes in biomass and bioactive metabolites after elicitation with the fungi Nomuraea riley added as freeze dried culture (DC) or as freeze dried autoclaved cell powder (DACP) for short and long periods of time have been investigated in Hypericum polyanthemum plants grown under controlled conditions and after 18 weeks of field acclimatization. Plants treated with DACP showed increased concentrations of the benzopyrans while the DC affected negatively or did not alter the synthesis of these compounds. Nevertheless, low levels of uliginosin B were detected in all treatments. Long time treatment of field grown acclimatized plants with DACP triggered plant growth doubling the biomass and chemical analyses demonstrated increased total phenolic compounds yields in the vegetative parts of plants submitted to the treatments. Furthermore, the analysis showed different pattern of metabolites accumulation, with higher yields of benzopyrans and uliginosin B accumulated in the reproductive parts of the plants treated with DACP during all experiment. The elevation of bioactive metabolites levels in response to the elicitor suggests that these compounds are inducible in plant defense response of H. polyanthemum. The results obtained are relevant since the plant did not suffer injury. Then, the system described represents a new approach in plant research aimed to optimize the conditions for biomass and accumulation of secondary metabolites.

Aproximadamente vinte espécies do gênero Hypericum (Guttiferae) têm ocorrência natural no Brasil, e concentram-se principalmente na região Sul do País. Considerando a importância deste gênero como fonte de substâncias com variadas atividades biológicas, tais como analgésica, antidepressiva, antimicrobiana, antiviral, antiproliferativa, entre outras, o presente trabalho teve como objetivos analisar a constituição química e o potencial antioxidante de espécies de Hypericum, desenvolver protocolos para manutenção de algumas espécies nativas através de culturas de tecidos e células e validar metodologia para quantificação de benzopiranos em H. polyanthemum proveniente de cultivo a campo, in vitro e aclimatizado. Utilizando-se métodos cromatográficos e espectroscópicos, foram isolados e identificados o ácido fenólico ácido 5-O-cafeoil-1-metoxi-quínico e os flavonóides 3,7-dimetil-quercetina, 3-Ometil- quercetina, I3,II8-biapigenina, guaijaverina, isoquercitrina e hiperosídeo, todos derivados da quercetina e obtidos da fração acetato de etila das partes aéreas de H. ternum. Ainda desta espécie, porém da fração n-hexano das raízes, obteve-se o derivado de floroglucinol uliginosina B. De H. myrianthum foram isolados e identificados os flavonóides quercetina e hiperosídeo, da fração metanólica das partes aéres, bem como os derivados de floroglucinol japonicina A e uliginosina B, fração n-hexano das raízes. Através do método colorimétrico de Folin-Ciocalteau, foram quantificados os teores de fenólicos totais das espécies H. caprifoliatum, H. carinatum, H. myrianthum e H. polyanthemum, verificando-se teores variando entre 37,40 a 228,36 mg EQ/g de extrato seco. Utilizando as técnicas de TRAP (Total Radical-trapping Antioxidant Parameter), ORAC-PGV (Oxygen Radical Absorbance Capacity) e reação bioautográfica e espectrofotométrica com radicais DPPH• (2,2 difenil-1-picril-hidrazil) evidenciou-se que extratos brutos metanólicos, e frações metanólicas e n-hexânicas das espécies H. caprifoliatum, H. carinatum H. myrianthum e H. polyanthemum, bem como produtos isolados de espécies de Hypericum nativas do Estado apresentam potencial antioxidante. A regeneração in vitro foi obtida em meio Murashige & Skoog modificado (MΔ) para as espécies H. campestre, H. caprifoliatum, H. carinatum, H. myrianthum, H. polyanthemum e H. ternum utilizando diferentes combinações e concentrações dos reguladores de crescimento 6-benzilamino-purina (BAP), ácido naftaleno-acético (ANA) e ácido 2,4 dicloro-fenóxi-acético (2,4-D). Plântulas dessas espécies foram posteriormente aclimatizadas com sucesso, sendo cultivadas a campo. As espécies micropropagadas demonstraram perfis químicos qualitativamente similares aos apresentados pelas plantas desenvolvidas no campo, de modo que o cultivo in vitro apresenta-se como uma alternativa interessante aos métodos convencionais de produção de biomassa para extração de metabólitos secundários bioativos. Culturas de calos foram estabelecidas em meio MΔ para H. myrianthum, H. polyanthemum e H. ternum, utilizando diferentes combinações e concentrações dos reguladores de crescimento cinetina (CIN), BAP, ANA e 2,4-D. Considerando-se as importantes atividades biológicas de produtos obtidos de H. polyanthemum foi estabelecida uma metodologia para quantificação, através da técnica de CLAE, de benzopiranos no extrato apolar desta planta, espécie de ocorrência restrita. A validação analítica foi avaliada conforme o preconizado por normas reconhecidas internacionalmente, com análise dos parâmetros linearidade, seletividade, precisão (repetibilidade e precisão intermediária), exatidão e limites de detecção e quantificação, demonstrando resultados coerentes com os exigidos pela legislação vigente. Foram evidenciadas variações no teor de benzopiranos na planta micropropagada, aclimatizada e desenvolvida a campo, provavelmente devido a fatores, que vão desde a regulação endógena de processos fisiológicos até variações sazonais no cultivo. / Approximately twenty species of Hypericum genus (Guttiferae) are native of Brazil, occurring mainly in the South region. Considering the importance of the genus as a source of compounds with different biological activities, such as analgesic, antidepressant, antimicrobial, antiviral, antiproliferative, among others, the objectives of this work were to evaluate the phytochemistry and antioxidant potential of some Hypericum species, to develop protocols for the maintenance of the species through in vitro cultures and to validate a technique to quantify the benzopyrans in H. polyanthemum grown in field, in vitro and acclimatized plants. Chromatographic and spectroscopic techniques were used for the isolation and identification of the phenolic acid 5-O-caffeoyl-1-methyl ester-quinic acid and the flavonoids quercetin 3,7-dimethyl ether, quercetin 3-methyl ether, I3,II8-biapigenin, guaijaverin, isoquercitrin and hyperoside, all of them quercetin derivatives and obtained from ethyl acetate fraction of H. ternum aerial parts. From n-hexane fraction of the roots of this species the phloroglucinol derivative uliginosin B was obtained. The flavonoids quercetin and hyperoside (from aerial parts of methanolic fraction), and the phloroglucinol derivatives japonicin A and uliginosin B (from n-hexane fraction of roots) were isolated from H. myrianthum. Total phenol concentration ranging from 37.40 to 228.36 mg QE/g dry extract (Folin–Ciocalteu colorimetric method) in H. caprifoliatum, H. carinatum, H. myrianthum and H. polyanthemum was measured. The antioxidant potential of the extracts obtained from H. caprifoliatum, H. carinatum, H. myrianthum and H. polyanthemum and isolated compounds was determined using TRAP (Total Radicaltrapping Antioxidant Parameter), ORAC-PGR (Oxygen Radical Absorbance Capacity) and bioautographic and spectrofotometric reaction with DPPH• (2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl radical techniques. In vitro regeneration of H. campestre, H. caprifoliatum, H. carinatum, H. myrianthum, H. polyanthemum and H. ternum was obtained in Murashige & Skoog modified medium (MΔ) supplemented with differents combinations and concentrations of the growth regulators 6-benzylaminopurine (BAP), α-naphthalene acetic acid (ANA) and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). Plantlets were acclimatizated and transferred to open field. The micropropagated species showed chemical pattern qualitatively similar to field grown plants, demonstrating that the in vitro cultures are an alternative to conventional methods for biomass production of bioactive secondary metabolites. Callus cultures of H. myrianthum, H. polyanthemum and H. ternum were established in MΔ medium using different combinations and concentrations of kinetin (CIN), BAP, ANA and 2,4-D. Considering the important biological activities of the benzopyrans isolated from H. polyanthemum, an HPLC quantification methodology was established. Analytical validation was performed according to international rules (linearity, selectivity, precision, accuracy, detection and quantitation limits) showing results coherent with those required by the current legislation. Variation of the benzopyrans concentration was observed among the micropropagated plantlet, acclimatizated and field grown plants, probably due to factors as endogenous regulation of physiological process and seasonal variation of the culture.