kumariner

Kumariner er kjent i mange hundre planter, og over 1800 ulike kumariner er identifisert. De finnes stort sett i alle plantedeler, som røtter, blomster, blader, fruktskall, bark og frø. Skjermplantefamilien, rutefamilien, erteblomstfamilien og kurvplantefamilien er særlig rike på kumariner. Kumariner kan være glykosylert (bundet til sukkermolekyler) og lagret i vakuolene i plantecellene, eller de forekommer som aglykoner (ikke bundet til sukker). Kumariner er også rapportert i noen mikroorganismer og dyrearter.

Noen kumariner er kjent for å ha antimikrobielle effekter og kan beskytte plantene mot angrep fra mikroorganismer. Det antas at kumariner har en viktig rolle for opptak av jern i planterøttene.

Kumariner finnes i en rekke mat- og medisinplanter. Kanel er kjent for et høyt innhold av stoffet kumarin, men mengden varierer avhengig av kanelart. Kassiakanel (Cinnamomum aromaticum) som kommer fra Sørøst-Kina inneholder opptil én prosent kumarin, mens ceylonkanel, også kalt ekte kanel (Cinnamomum verum), med opprinnelse fra Sri Lanka, inneholder kun små mengder kumarin, rundt 0,004 prosent. Kassiakanel er den kanelsorten som brukes mest i Norge og er hovedkilden til kumarin i norsk kosthold. Kumarin har en karakteristisk søtlig aroma, lukten kan minne om nyslått høy, og ble tidligere benyttet som aromastoff i matvarer. Et høyt inntak av kumarin kan være skadelig for leveren, og det er derfor satt grenseverdier for innhold av kumarin i mat. Det er ikke lenger tillatt å tilsette kumarin i mat, men inntak av kanel i normale mengder er greit.

Sitrusfrukter (rutefamilien) og særlig skallet inneholder en rekke ulike kumariner. Grapefruktskall og bergamottskall har et høyt innhold av både enkle kumariner og furanokumariner, mens appelsinskall kun inneholder små mengder enkle kumariner.

Kumaringlykosidet aesculin og aglykonet aesculetin finnes naturlig blant annet i hestekastanje (Aesculus hippocastanum). Kumarinene daphnin og daphnetin er blant hovedkomponentene i giftplanten tysbast (Daphne mezereum), men hvor diterpener er ansvarlig for den giftige effekten. I kamilleblomst (Matricaria chamomilla) finnes enkle kumariner som herniarin, umbelliferon og kumaringlykosidet skimmin.

De fleste planter i skjermplantefamilien, som koriander, dill, fennikel og anis, inneholder kumariner, men mengde og type kumarin i plantene varierer. Plantesaft fra kjempebjørnekjeks (Heracleum mantegazzianum) og tromsøpalme (Heracleum tromsoensis) gir fototoksiske reaksjoner (reaksjoner med sollys) på huden, også kjent som fytofotodermatitt, som skyldes et høyt innhold av furanokumariner. Kvann (Angelica archangelica), også i skjermplantefamilien, inneholder en blanding av både enkle kumariner og furanokumariner: osthol er hovedkumarinet i røttene (rundt 0,2 prosent), mens frøene er rikest på imperatorin.

Warfarin er det viktigste legemiddelet med kumarinstruktur. Legemiddelet framstilles syntetisk, men den kjemiske strukturen ble utvikla basert på bikumarinet dikumarol. Dikumarol ble oppdaget etter at det i USA på begynnelsen av 1900-tallet ble observert en rekke ganger at kuer som spiste råttent høy ble rammet av indre blødninger. I 1939 oppdaget den amerikanske biokjemikeren Karl Paul Link (1901–1978) at stoffet dikumarol var årsaken til blødningene, og at dikumarol dannes når kumarin fra kløver kommer i kontakt med muggsopper i fuktig miljø. Dikumarol ble tatt i bruk som blodfortynnende (antikoagulerende) legemiddel i 1941, men stoffet var ustabilt og hadde lav vannløselighet. En rekke kjemiske forbindelser ble kunstig fremstilt basert på dikumarol-strukturen. Warfarin var en av dem og ble først brukt som rottegift fra 1948. Natriumsaltet av warfarin viste seg å ha god vannløselighet og stabilitet, og ble godkjent som blodfortynnende legemiddel i 1954. Det kan være vanskelig å dosere warfarin riktig, så i de seineste årene er det til dels blitt avløst av nyere stoffer som er enklere å dosere (se direktevirkende antikoagulantia).

Furanokumarinet 8-metoksypsoralen, også kjent som metoksylen, sammen med UVA-lys benyttes i PUVA-behandling mot psoriasis. UVA strålene starter en fotokjemisk reaksjon mellom psoralen og DNA slik at DNA-syntesen i hudceller og immunceller i huden hemmes. Da behandlingen har en del bivirkninger brukes den i mindre grad i dag.

Kumariner har fått sitt navn fra kumarú, som er det lokale navnet på tonkabønner (tidligere latinsk navn Coumarouna odorata, nå Dipteryx odorata) i Guyana. Tonkabønner er rike på kumarin, og i 1820 isolerte den tyske kjemikeren Heinrich August Vogel (1778–1867) stoffet kumarin for første gang, men feilaktig identifiserte han stoffet som benzosyre. Samme år ble kumarin isolert av den franske farmasøyten Nicolas Jean Baptiste Gaston Guibourt (1790–1867), han ga det navnet kumarin. Kumarin ble første gang kunstig fremstilt i 1868 av den britiske kjemikeren William Henry Perkin (1838–1907), deler av syntesen ble seinere kjent som Perkins reaksjon. Kumarin har en særegen aroma og har blitt anvendt både som smaksstoff i næringsmidler og i parfymeindustrien.

Kumariner er aromatiske forbindelser sammensatt av en benzenring bundet til en alfa-pyronring. De er også kjent som 1,2-benzopyron, orto-hydroksykanelsyre-8-lakton, eller 5,6-benzo-2-pyron. I kumariner som finnes i naturen er benzenringen oftest bundet til andre kjemiske grupper. Dette kan være hydroksylgrupper, metoksylgrupper, terpener eller karbohydratmolekyler og gir opphav til en lang rekke ulike kumarin-forbindelser med forskjellige egenskaper.

Naturlig forekommende kumariner kan deles inn i seks hovedgrupper avhengig av den kjemiske strukturen:

• enkle kumariner
• furanokumariner (lineære og vinkla)
• pyranokumariner (lineære og vinkla)
• dihydrofuranokumariner
• fenylkumariner
• bikumariner

I naturen lages kumariner fra shikimisyre via aminosyra fenylalanin og videre til kanelsyre. Kanelsyre hydroksyleres på karbonatom 2 (orto-posisjon) til 2-kumarsyre, eventuelt kan det også skje en hydroksylering på karbonatom 4 (para-posisjon) til 2,4-dihydroksykanelsyre. Dobbeltbindingen i sidekjeden isomeriseres fra trans til cis, før det skjer en spontan laktonisering og dannelse av alfa-pyronringen.

Kumariner har høy UV-absorbans og gir karakteristisk blå fluorescens ved bestråling med UV-lys. De kan også ha fotosensitiviserende egenskaper og gi hudskade sammen med sollys. Dette gjelder særlig for furanokumarinene. Den sterke UV-absorbansen over 300 nm utnyttes i kjemiske analyser av kumariner, for eksempel ved HPLC-UV eller tynnsjiktskromatografi (TLC).

• farmakognosi
• kumarin
• warfarin

• Abernethy, John Leo (1969). The historical and current interest in coumarin. Journal of Chemical Education (46) 561–568
• Dewick Paul M. (2009). Medicinal Natural Products, tredje utgave. Wiley, Chichester