Bongkreksäure ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der mehrfach ungesättigten Tricarbonsäuren und ein Toxin, das in bestimmten Bakterien vorkommt. Die Bakterien können sich während Fermentationsprozessen auf Lebensmitteln ansiedeln und die Bongkreksäure in der Folge zu Lebensmittelvergiftungen führen.

Vorkommen Bongkreksäure wird von Bakterien der Art Burkholderia gladioli produziert, wobei besonders der Pathovar cocovenerans eine große Menge des Toxins herstellt. Der Name der Verbindung leitet sich von einer mit Rhizopus oryzae fermentierten indonesischen Kokosspeise Tempeh Bongkrek ab. Diese wird hochgiftig, wenn sie beim Lagern der Speise von den Bakterien bewachsen wird. Wegen tausender von Vergiftungen verbot die indonesische Regierung 1998 die Herstellung der Speise. Die Bakterien wachsen jedoch auch auf fermentierten Mais und Reis. So starben 2018 75 Menschen in Afrika nach dem Verzehr eines mit Maismehl gebrauten Getränks und im Oktober 2020 neun Menschen in China an einer Vergiftung, die sie sich durch Nudeln aus fermentiertem Mais zugezogen hatten.Spektrum der Wissenschaft: Bongkreksäure: Tödliches Gift in fermentierten Lebensmitteln - Spektrum Gesundheit 03/26, Michaela Maya-Mrschtik, abgerufen am 15. März 2026. Des Weiteren sind noch viele weitere Vergiftungsfälle bekannt.

Gewinnung und Darstellung Eine Totalsynthese der Bongkreksäure ist bekannt. Die Synthese der Molekülhälfte ohne Methoxygruppe beginnt mit der Alkylierung eines Evans-Oxazolidinons (über Enolat, Deprotonierung mit Lithiumdiisopropylamid) mit einem Allyliodid mit Silylschutzgruppe. Das Evans-Auxiliar wird reduktiv mit Lithiumaluminiumhydrid entfernt und der so erhaltene Alkohol mittels Swern-Oxidation wieder zum Aldehyd oxidiert. Der Aldehyd wird unter Einwirkung von Chrom(II)-chlorid mit Dichlormethylboronsäurepinakolester gekuppelt und die Silylgruppe mit TBAF entschützt. Der erhaltene Boronsäureester wird unter Katalyse von Bis(triphenylphosphin)palladium(II)-chlorid mit einem Iodalken gekuppelt (Suzuki-Kupplung), wobei zwei Silylethergruppen eingeführt werden.

Für die zweite Molekülhälfte wird (S)-Glycidol silyliert und das Epoxid dann in Gegenwart von Bortrifluoriddiethyletherat mit einem Lithiumacetylid aus (4-Methoxybenzyl)propargylether und Butyllithium umgesetzt. Die dabei entstehende Hydroxygruppe wird Triisopropylsilyltriflat geschützt und das Alkin einer Lindlar-Hydrierung zum cis-Alken unterzogen. Die zuerst eingeführte Silylschutzgruppe wird entschützt und der terminale Alkohol mit Swern-Oxidation zum Aldehyd oxidiert und dann durch Reaktion mit Methylmagnesiumbromid und erneute Swern-Oxidation in ein Methylketon überführt. Durch Addition eines Lithiumenolats (aus Ethylacetat und Lithiumdiisopropylamid) an das Keton, Entschützung des Silylethers mit TBAF und Dehydratisierung mit Mesylchlorid werden die benachbart stehende Carbonyl- und Silyloxygruppe in ein Crotonolacton überführt. Die 4-Methoxybenzylgruppe wird mittels DDQ entschützt, der freigesetzte Allylalkohol mit Mangan(IV)-oxid zum Aldehyd oxidiert und einer Wittig-Reaktion mit Triphenylphosphoranylidenessigsäure-tert-butylester unterzogen. Der tert-Butylester wird mit Bortrifluorid-Diethyletherat hydrolysiert, mit Chlorameisensäureethylester aktiviert, mit Natriumborhydrid zum Allylalkohol reduziert und dieser durch Reaktion mit Tetrabrommethan / Triphenylphosphin in ein Allylbromid überführt.

Nachdem das erste Segment durch Reaktion mit Mesylchlorid / Natriumphenylsulfinat aktiviert und mittels Butyllithium deprotoniert wurde, können beide Fragmente verknüpft werden. Die Crotonolacton-Einheit kann durch Reduktion mit DIBAL / Natriumborhydrid in einen Diol überführt werden, die Sulfonylgruppe aus der Kupplung mit Natriumamalgam entfernt werden, der primäre Alkohol mit Pivaloylchlorid geschützt werden, der andere mit Methyltriflat methyliert werden, dann die Schutzgruppe mit DIBAL wieder entfernt werden. Der Alkohol wird dann mit dem Dess-Martin-Periodinan in ein Aldehyd überführt, einer Wittig-Reaktion mit 2-(Triphenylphosphoranyliden)propansäure-tert-butylester unterzogen und die verbleibenden Silylschutzgruppen durch saure Hydrolyse entfernt. Von den beiden Alkoholgruppen wird die erste zweistufig mittels Mangan(IV)-oxid / Pinnick-Oxidation zur Carbonsäure oxidiert, mit Chlor(tert-butyldiphenylsiloxy)methan verestert, dann die zweite Alkoholgruppe zweistufig mit Dess-Martin-Periodinan / Pinnick-Oxidation zu Carbonsäuren oxidiert. Durch Esterhydrolyse mit Salzsäure wird die Bongkreksäure erhalten.

Auch andere Syntheseverfahren (zum Beispiel durch Suzuki-Miyaura-Kupplung) sind bekannt.

Eigenschaften Bongkreksäure ist ein farbloses, amorphes und säurelabiles Pulver. Sie kann als substituierte Glutaconsäure betrachtet werden, die von der Aconitsäure abgeleitet ist. Die Verbindung ist hitzestabil und übersteht sogar eine Stunde bei 120 °C. Isobongkreksäure entsteht aus Bongkreksäure bei Alkalibehandlung, wird aber auch von Mikroorganismen gebildet. Sie unterscheidet sich von Bongkreksäure durch die (20E)-Konfiguration.

Wirkung Bei einer Vergiftung mit Bongkreksäure setzen die ersten Symptome einige Stunden nach der Aufnahme mit Kopfschmerzen, Schwindel und Krämpfen ein. Koma und Tod treten bei entsprechender Dosis nach 1–2 Tagen ein. Die Verbindung wirkt als Inhibitor für den Transport von ADP durch die innere Mitochondrienmembran. Die tödliche Wirkung auf höhere Tiere beruht (wenigstens teilweise) auf einer raschen Glykogenolyse in der Leber (die dann nicht mehr zur Neubildung von Glykogen fähig ist), während auch eine periphere Wirkung im Gewebe vorhanden ist. Dadurch tritt schließlich eine Hypoglykämie auf.

Einzelnachweise

Kategorie:Polyen Kategorie:Alkensäure Kategorie:Methoxyverbindung Kategorie:Tricarbonsäure