KR100523336B1

KR100523336B1 - 수불용성 쿠르쿠민의 수용화 방법

Info

Publication number: KR100523336B1
Application number: KR20040017091A
Authority: KR
Inventors: 정광회; 정인학
Original assignee: (주)바이오버드; 현대약품공업주식회사
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-10-24
Also published as: KR20040080385A; WO2004081023A1

Abstract

본 발명은 쿠르쿠민 (curcumin)의 수용화 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 수용성 쿠르쿠민에 관한 것으로, 쿠르쿠민에 당 (糖)을 공유결합적으로 결합시킴으로써 수용성 쿠르쿠민을 제조하는 본 발명의 방법에 의하면 수불용성인 쿠르쿠민을 수용화함으로써 식품, 수용성 약제 및 염료 등으로의 응용 범위를 크게 확대시킬 수 있다.

Description

수불용성 쿠르쿠민의 수용화 방법{Solubilization method of water-insoluble curcumin}

본 발명은 수불용성 (水不溶性) 쿠르쿠민 (curcumin)의 수용화 (水溶化) 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 수용성 쿠르쿠민에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쿠르쿠민에 당 (糖)을 공유결합적으로 결합시킴으로써 수용성 쿠르쿠민을 제조하는 방법에 관한 것이다.

울금 (학명 : Curcuma longa. L)은 생강과 (Zingiberaceae)에 속하는 여러해살이풀로서, 뿌리줄기를 울금 또는 천옥금 (川玉金, Curcumae Rhizoma)이라고 하며, 인도를 중심으로 중국 등 아시아 지역에서 재배되며, 고대로부터 뿌리를 이용하여 식용, 약용, 염색용 등의 용도로 사용되어 왔다. 우리 나라에서는 을금 (乙金), 걸금 (乞金), 옥금 (玉金), 왕금 (王金), 심황 (深黃)이라고도 부르며, 뛰어난 약효를 발휘하는 생약으로 이용되는 것은 봄울금의 뿌리로 알려져 있다.

울금의 주성분인 쿠르쿠미노이드 (curcuminoid)는 노란색 염료로 이용되고 있으며, 카레가 노란색을 띠게 하는 성분이기도 하다. 그리고 pH에 따라서 색이 변하는 특성으로 인하여 지시 시약 (pH paper)로 이용되고 있다. 또한 여러 가지 질환에 대한 예방효과가 보고되면서 주목받고 있다.

현재 국내에서 한약재로 이용되고 있는 울금의 생리활성물질은 3-6% 정도 함유된 황색색소 성분인 쿠르쿠미노이드로 쿠르쿠민 (Curcumin) (I)과 그의 유도체인 쿠르쿠민 (II) 및 (III)으로 구성된 페놀계 혼합물이다 (Paolo S. et al., J. Ethnopharm 72: 23-43, 2000; Ammon HP et al., Planta Med 57: 1-7, 1999). 이들 중에서 쿠르쿠민 (I)의 약리작용이 가장 강하다.

쿠르쿠민의 화학명은 1,7-비스(4-하이드록시-3-메톡시페닐)-1,6-헵타다이엔-3,5-다이온이고, 그 구조식은 하기 화학식 1과 같다.

<화학식 1>

쿠르쿠민의 약리작용으로는 항산화 (Jitoe VR et al., J Agri Food Chem 40: 1337-1340, 1992; Meydani M. et al., Mech Ageing Dev 111: 123-132, 1999),항혈전 (Bukhtiar HS et al., Biochem Pharm 58: 1167-1172, 1999), 혈중 콜레스테롤 저하 (Babu PS et al., Mol Cell Biochem 166: 169-175, 1997) 및 간에 과다 축적된 중성지방 분해작용 (Akira A et al., J Nutr 131: 2932-2935, 2001)이 보고되고 있으며, 세포 사멸을 유도하여 암세포의 성장과 전이를 억제한다는 보고도 있다 (Lin JK et al., Proc Natl Sci Counc 25(2): 59-66, 2001). 또한, 뇌에서 일어나는 베타아밀로이드 형성을 억제함으로써 노인성치매 치료와 예방에도 효과가 있을 것으로 기대되고 있다 (Giselle PL et al., J Neurosci 21(21): 8370-8377, 2001).

혈소판 응집과 혈관 프로스타글란딘 [prostacyclin (PGI₂)] 합성에 대한 쿠르쿠민의 효과는 쥐 실험에서, 쿠르쿠민 100-300 mg/kg 처리시 아데노신 디포스페이트 [adenosine diphosphate (ADP)], 에피네프린 [epinephrine (adrenaline)]과 콜라겐 (collagen)에 의해 유발되는 혈소판 응집을 강하게 억제하고 PGI₂의 증가를 나타내었음을 알 수 있었다 (Srivastava R et al., Arzneimittelforschung 36: 715-7, 1986). 또한, 스트렙토조신 (Streptozotocin)에 의해 유발된 당뇨성 쥐에 0.5% 쿠르쿠민을 8주간 투여한 결과 혈중 콜레스테롤 저하가 관찰되었고, 콜레스테롤-7α-가수분해효소 (cholesterol-7α-hydroxylase)의 활성도도 매우 증가하는 것으로 보고되었다 (Ramirez-Tortosa MC et al., Atherosclerosis 147: 371-8, 1999). 이 외에도 고 콜레스테롤 식이를 시킨 토끼에서 쿠르쿠민이 산화 스트레스 감소와 동맥경화 억제 효과를 나타내었고 (Quiles JL et al., Arterioscler Thromb Vasc Biol 22: 1225-1231, 2002), 배양세포를 이용한 실험에서도 쿠르쿠민에 의한 혈관 평활근 세포의 증식억제 효과가 관찰되었다 (Zhang W et al., Chin Med J (Engl) 112: 308-311, 1999). 이상의 보고들을 종합해 보면, 울금 유래 쿠르쿠민이 혈중 콜레스테롤의 저하, 혈소판 활성 및 혈액응고활성의 억제, 혈관 평활근 세포의 증식억제 효과를 나타내므로 기타 다른 소재들과 최적의 배합조건을 확립하면 심혈관계 질환을 효과적으로 예방할 수 있을 것으로 예측할 수 있다. 특히 혈관협착에 이용되는 스텐트에 처리하여 혈관재협착을 예방하는 재제로서 이용할 수 있다.

이와 같이 쿠르쿠민은 다양한 약효로 인해 응용 가능성이 매우 큰 물질이지만 물에 잘 녹지 않는 특성으로 인하여 생체내 투여 효과가 떨어지고, 식품 및 수용성 약제로 개발하기에 어려운 점이 있어, 그 효능에 비해 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 울금의 유효 성분인 쿠르쿠민 등을 에탄올 등에 용해시키거나 식용유지에 녹여 식품이나 의약에 응용하려는 시도가 있었으나, 하기와 같은 문제점이 존재한다.

에탄올을 사용하는 경우, 에탄올의 사용한계에 한정되어 광범위한 이용이 불가능하고, 유지에는 녹지 않아 이용할 수 없다. 따라서 효과적인 용매가 존재하지 않는 상황이다.

또한, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 불용성 생리활성 물질을 물과 혼합될 수 있는 에탄올과 같은 유기 용매에 녹이는 방법들도 사용되고 있으나 이러한 용액이 혈액이나 위장액과 섞이는 경우, 지용성 생리활성 물질들이 종종 고형이나 용액 에멀젼의 형태로 침전이 되어 낮은 생체이용도를 갖는다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수불용성인 쿠르쿠민의 수용화 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 수용성 쿠르쿠민을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 쿠르쿠민에 당을 결합시켜 쿠르쿠민을 당화시킴으로써 수용성 쿠르쿠민을 제조하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서는 우선, 상기 화학식 1의 수불용성 쿠르쿠민을 당과 반응시켜 당화 (糖化; sugar conjugation)하는 것을 특징으로 하는 쿠르쿠민의 수용화 방법을 제공한다.

상기 당으로는 리보오스 (ribose), 글루코오스 (glucose) 또는 글루쿠론산 (glucuronic acid) 등의 단당류, 말토오스 (maltose) 또는 수크로오스 (sucrose)와 같은 이당류 및 덱스트린 (dextrin), 사이클로덱스트린 (cyclodextrin) 또는 폴리글루코오스 (polyglucose) 등과 같은 다당류를 포함하는 모든 종류의 당을 사용할 수 있다.

당을 사용하여 쿠르쿠민을 당화시키는 반응을 하기 반응식 1로 나타낼 수 있다.

상기 반응식 1에서, S는 일반적인 당을 의미한다.

상기 반응식 1에서 볼 수 있듯이, 수불용성인 화학식 1의 쿠르쿠민을 당(Sugar)과 반응시키면 당이 쿠르쿠민의 -OH기가 있는 자리에서 산소 원자와 공유결합하여 화학식 2 또는 화학식 3의 당화 (sugar conjugated) 쿠르쿠민이 합성되고, 이러한 당화 쿠르쿠민은 화학식 1의 쿠르쿠민과 달리 수용성의 화합물이다. 즉, 쿠르쿠민을 수용화할 때, 필요에 따라 화학식 2 또는 화학식 3의 화합물을 제조하여 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 수용화 방법은

글루코실 어셉터인 쿠르쿠민을 하기 화학식 14, 화학식 15, 화학식 16 또는 화학식 17의 당 합성을 유도하는 글루코실 도너 그룹(할라이드그룹, 알파-이미데이트 그룹)을 가지고 있는 여러 가지 당과 반응시킴으로서 화학식 4, 화학식 6, 화학식 8, 화학식 10 또는 화학식 11과 같은 당화 쿠르쿠민을 제조한다.

쿠르쿠민을 하기 화학식 14의 알파-아세토브로모 글루코오스와 반응시켜 하기 화학식 4의 쿠르쿠민-모노아세틸글루코사이드 (화학명 : 1,7-비스[4-하이드록시-4'-(2,3,4,6-테트라-O-아세틸-D-글루코실옥시)-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타다이엔-3,5-다이온)이 제조되며, 화학식 15의 테트라아세틸 글루코실 트리클로로아세토나이트라일, 화학식 16의 테트라아세틸 리보사이드 또는 화학식 17의 헵타아세틸 말토실 트리클로로아세토나이트라일과 각각 반응시켜 하기 화학식 6의 쿠르쿠민-모노테트라아세틸글루코사이드 (화학명 : 1,7-비스[4,4'-비스(2,3,4,6-테트라-O-아세틸-D-글루코실옥시)-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타다이엔-3,5-다이온), 화학식 8의 쿠르쿠민-비스(트리아세틸리보사이드) (화학명 : 1,7-비스[4-하이드록시-4'-(2,3,5-트리-O-아세틸-D-리보실옥시)-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타디엔-3,5-다이온), 화학식 10의 쿠르쿠민-헵타아세틸말토사이드 (화학식 : 1,7-비스[4-하이드록시-4'-(2,2',3,3',4,4',6,6'-헵타-O-아세틸-D-말토실옥시)-3,3'-디메톡시페밀]-1,6-헵타디엔-3,5-다이온), 또는 화학식 11의 쿠르쿠민-비스(헵타아세틸말토사이드) (화학식 : 1,7-비스[4,4'-비스(2,2',3,3',4,4',6,6'-헵타-O-아세틸-D-말토실옥시)-3,3'-디메톡시페밀]-1,6-헵타디엔-3,5-다이온)를 제조하는 제1 단계와,

상기 쿠르쿠민-아세틸글루코사이드에 탈보호 (deprotection) 반응을 수행하여 하기 화학식 5의 쿠르쿠민-모노 들루코사이드 (화학명 : 1,7-비스[4-하이드록시-4'-D-글루코실옥시-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타다이엔-3,5-다이온), 화학식 7의 쿠르쿠민-디글루코사이드 (화학명 : 1,7-비스[4,4'-D-글루코실옥시-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타다이엔-3,5-다이온), 화학식 9의 쿠르쿠민-모노리보사이드 (화학명 : 1,7-비스[4-하이드록시-4'-D-리보실옥시-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타다이엔-3,5-다이온), 화학식 12의 쿠르쿠민-헵타아세틸 말토사이드 (화학식 : 1,7-비스[4-하이드록시-4'-(D-말토실옥시)-3,3'-디메톡시페밀]-1,6-헵타디엔-3,5-다이온) 또는 화학식 13의 쿠르쿠민-디말토사이드 (화학명 ; 1,7-비스[4,4'-(D-말토옥시)-3,3'-디메톡시페닐]-1,6-헵타다니엔-3,5-다이온)를 각각 제조하는 제2 단계를 포함한다.

<화학식 4>

<화학식 5>

<화학식 6>

<화학식 7>

<화학식 8>

<화학식 9>

<화학식 10>

<화학식 11>

<화학식 12>

<화학식 13>

<화학식 14>

<화학식 15>

<화학식 16>

<화학식 17>

상기 제1 단계는 유기용매 중에서

18-크라운-6 혹은 TMS-OTf(Trimethylsilyl trifluoromethanesulfonat)을 촉매로 사용하여 글루코실 도너의 종류(화학식 14, 15, 16, 17의 화합물)에 따라 -78^oC 또는 상온에서 약 0.5-18시간 정도 반응시키며, 제2 단계는 쿠르쿠민 화합물에 결합된 당에 존재하는 보호기인 아세틸기를 탈리시키는 반응으로서 상온에서 약 0.5-12시간 정도 반응시킨다.

당으로 글루코오스를 사용하여 쿠르쿠민을 당화시키는 예를 각각 하기 반응식 2, 반응식3, 반응식 4 또는 반응식5에 나타내었다.

본 발명에서는 또한, 상기 방법에 의해 당화된 수용성 쿠르쿠민을 제공한다 상기 수용성 쿠르쿠민은 상기 화학식 5, 화학식 7, 화학식 9, 화학식 13의 화합물인 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 수용성 쿠르쿠민의 제조

실시예 1-1. 쿠르쿠민-모노글루코사이드의 제조

(단계 1) 쿠르쿠민-테트라아세틸글루코사이드의 제조

쿠르쿠민(화학식1) 3.0g(8mmol)과 건조아세토나이트라일 (dried AcCN) 250ml에 완전히 녹인 후 포타슘 tert-부톡사이드 (tert-BuOK)(1.84g, 16mmol, 2eq.)를 0^oC에서 천천히 첨가하였다. 10분 후 촉매인 18-크라운-6(220mg, 0.8mmol, 0.1eq.)과 알파-아세토브로모 글루코오즈 (화학식 14)(2,3,4,6-tetra-O-acetyl-D

-glucosyl bromide)를 0^oC에서 차례로 넣었다. 이 반응물을 상온에서 18시간 동안 반응 시킨 후, 결과물을 물과 에틸아세테이트룰 이용하여 추출하여 유기층만을 분리한 후 무수 황산 마그네슘(MgSO₄, anhydrous)으로 물을 제거하고 이베퍼레이터(evaporator)에 의해 농축한다.

이렇게 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피(Hexane : Ethyl acetate = 1 : 2)에 의해 정제하여 360mg (0.056mmol, 수율 : 6.5 %)의 화학식 4의 화합물을 수득하였다.

화학식 3의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 1에 나타내었다.

1H NMR (CDCl3) : 2.0-2.1 (m, 12H), 3.78-3.8 (m, 1H), 3.82 (S, 3H), 3.92 (S, 3H), 4.2 (m, 2H), 4.99-5.01 (m, 1H), 5.14-5.19 (m, 1H), 5.28-5.30 (m, 2H), 5.8 (S, 1H), 6.44-6.52 (m, 2H), 6.83-7.0 (m, 2H), 7.02-7.10 (m, 4H), 7.37-7.49 (m, 1H), 7.52-7.60 (m, 2H)

(단계 2) 쿠르쿠민-모노글루코사이드의 제조

상기 단계 1에서 제조한 화학식 4의 화합물 쿠르쿠민-테트라아세틸글루코사이드 (350mg, 0.052mmol)을 건조 메탄올 20ml에 녹인 후 상온에서 0.5M 소듐 메톡사이드 (0.5M NaOMe) (20ml, 0.52mmol, 10eq.)를 천천히 떨어뜨렸다. 이 반응물을 30분 동안 반응시키고 DOWEX 50W X8 수지를 조금씩 넣으면서 중화시킨 후 수지를 메탄올에 의해 필터하여 걸러내고 메탄올 층은 농축하였다. 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피 (MeOH : Methylene chloride = 5 : 95)에 의해 정제하여 32mg (0.06mmol, 수율 : 85%)의 화학식 5의 화합물을 수득하였다. 화학식 5의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 2에 나타내었다.

1H NMR (CD3OD) : : 3.38-3.55 (m, 5H), 3.68-3.72 (m, 1H), 3.9 (bs, 6H), 4.97 (d, 1H), 6.57-6.7 (m, 2H), 6.8 (d, 2H), 7.08-7.45 (m, 4H), 7.46-7.59 (m, 3H)

또한, 질량 분광분석법 (Mass Spectroscopy)에 의해 화학식 5의 화합물의 분자량을 측정한 결과, 분자량 측정값이 530.24로서 이론값 (530.18)과 질량분석기의 오차범위에서 동일한 값을 나타내었다. 도 3은 화학식 5의 화합물의 MS 스펙트럼을 나타낸 것이다.

실시예 1-2. 쿠르쿠민-디글루코사이드의 제조

(단계 1) 쿠르쿠민-비스(테트라아세틸글루코사이드)의 제조

쿠르쿠민(화학식1) 1.5g(0.004mol)과 테트라아세틸-D-글루코실 트리클로로아세토나이트라일(화학식15) 4.9g(2.5eq.)을 100ml의 무수메틸렌크로라이드에 녹인다. 이 반응물을 -78^oC로 옮기고 1.64ml(1.5eq.)의 TMS-OTf(Trimethylsilyl trifluoromethane sulfonate)를 천천히 넣는다.

이 반응을 -78^oC에서 2시간 반응시킨다.

이 반응의 종결 시, 반응물에 트리에틸아민(Triethylamine)을 천천히 떨어트리면서 중화 한 후 이베퍼레이터(evaporator)에 의해 농축한다.

이렇게 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피(Hexane : Ethyl acetate = 4 : 1)에 의해 정제한다. 이 반응은 25%의 수득률로 Curcumin-Bis(tetraacetyl glucoside)를 1.03g(0.001mol)을 생산한다.

화학식 6의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 4에 나타내었다.

1H NMR (CDCl3) : 2.0-2.2 (m, 24H), 3.95 (m, 10H), 4.3 (m, 2H), 5.18(m, 2H), 5.38 (m, 2H), 5.9-6.0 (m, 3H), 6.7 (d, 2H), 6.9 (m, 2H), 7.1 (m, 4H), 7.52 (m, 2H), 8.0 (d, 1H)

(단계 2) 쿠르쿠민-디글루코사이드의 제조

상기 단계 1에서 제조한 화학식 6의 화합물 쿠르쿠민-비스(테트라아세틸글루코사이드) (1g, 0.001mol)을 건조 메탄올 20ml에 녹인 후 상온에서 0.5M 소듐 메톡사이드 (0.5M NaOMe) (20ml, 0.52mmol, 10eq.)를 천천히 떨어뜨렸다. 이 반응물을 30분 동안 반응시키고 DOWEX 50W X8 수지를 조금씩 넣으면서 중화시킨 후 수지를 메탄올에 의해 필터하여 걸러내고 메탄올 층은 농축하였다. 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피 (MeOH : Methylene chloride = 1 : 9)에 의해 정제하여 345mg (5mmol, 수율 : 50%)의 화학식 7의 화합물을 수득하였다. 화학식 7의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 5에 나타내었다.

1H NMR (CD3OD) : : 3.3 (m, 2H), 3.52 (m, 4H), 3.7 (m, 2H), 3.9(s, 6H), 4.0 (d, 2H), 5.02 (d, 2H), 6.3(d, 1H), 6.8(m, 3H), 7.04-7.25(m, 4H), 7.44-7.62(m, 3H), 8.0 (d, 1H).

또한, 질량 분광분석법 (Mass Spectroscopy)에 의해 화학식 7의 화합물의 분자량을 측정한 결과, 분자량 측정값이 693.4로서 이론값 (692.23)과 질량분석기의 오차범위에서 동일한 값을 나타내었다. 도 6은 화학식 7의 화합물의 MS 스펙트럼을 나타낸 것이다.

실시예 1-3. 쿠르쿠민-모노리보사이드의 제조

(단계 1) 쿠르쿠민-트리아세틸리보사이드의 제조

쿠르쿠민(화학식1) 2.3g(0.00628mol)과 테트라아세틸-리보사이드(화학식16) 5g(2.5eq.)을 150ml의 무수메틸렌크로라이드에 녹인다. 이 반응물을 상온에서 1.7ml(1.5eq.)의 TMS-OTf(Trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate)를 천천히 넣는다.

이 반응을 상온에서 6시간 반응시킨다.

이 반응의 종결 시, 반응물에 과포화 소듐바이카보네이트 수용액(NaHCO3)을 천천히 떨어트리면서 중화시킨다. 이 반을물의 유기층 만을 분리하여 무수 황산 마그네슘 (MgSO4, Anhydrous)으로 물을 제거한 후 이베퍼레이터(evaporator)에 의해 농축한다.

이렇게 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피(Hexane : Ethyl acetate = 4 : 1)에 의해 정제한다. 이 반응은 22%의 수득률로 Curcumin-Bis(Triacetyl riboside)를 870mg(1.39mmol)을 생산한다.

화학식 8의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 7에 나타내었다.

1H NMR (CDCl3) : 2.0-2.2 (m, 9H), 3.82 (S, 3H), 3.95 (S, 3H), 4.1 (m, 1H), 4.4 (m, 2H), 5.5 (m, 2H), 5.8 (S, 1H), 6.48(m, 2H), 6.9 (d, 2H), 7.0-7.1 (m, 5H), 7.47 (m, 1H), 7.57 (m, 2H)

(단계 2) 쿠르쿠민-디리보사이드의 제조

상기 단계 1에서 제조한 화학식 8의 화합물 쿠르쿠민-트리아세틸리보사이드 (770mg, 1.23mmol)을 건조 메탄올 20ml에 녹인 후 상온에서 0.5M 소듐 메톡사이드 (0.5M NaOMe) ( 3.7ml, 5eq.)를 천천히 떨어뜨렸다. 이 반응물을 12시간 동안 반응시키고 DOWEX 50W X8 수지를 조금씩 넣으면서 중화시킨 후 수지를 메탄올에 의해 필터하여 걸러내고 메탄올 층은 농축하였다. 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피 (MeOH : Methylene chloride = 1 : 9)에 의해 정제하여 200mg (0.4mmol, 수율 : 32.5%)의 화학식 9의 화합물을 수득하였다. 화학식 9의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 8에 나타내었다.

1H NMR (CD3OD) : 3.6 (m, 1H), 3.75 (m, 1H), 3.9 (d, 6H), 4.07 (m, 1H), 4.25 (m, 2H), 5.55 (S, 1H), 6.3 (m, 2H), 6.8 (d, 1H), 7.04-7.25 (m, 6H), 7.54 (m, 3H)

실시예 1-4. 쿠르쿠민-모노말토사이드와 쿠르쿠민-디말토사이드의 제조

(단계 1) 쿠르쿠민-헵타아세틸말토사이드와 쿠르쿠민-비스(헵타아세틸말토사이드)의 제조

쿠르쿠민(화학식1) 500mg(1.56mmol)과 헵타아세틸-D-디말토시 트리클로로아세토나이트라일(화학식17) 2.5g(2.1eq.)을 150ml의 무수메틸렌크로라이드에 녹인다.

이 반응물을 -78^oC로 옮기고 0.425ml(1.5eq.)의 TMS-OTf(Trimethylsilyl trifluoro

methanesulfonate)를 천천히 넣는다.

이 반응을 -78^oC에서 1시간 동안 반응시킨다.

이렇게 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피(Hexane : Ethyl acetate = 2 : 1)에 의해 정제한다. 이 반응은 CurCurcumin-heptacetyl maltoside(화학식 10)를 350(0.36mmol, 23%)생산함과 동시에 CurCurcumin-Bis(heptacetyl maltoside) (화학식 11)를 195mg(0.12mmol, 8%)생산한다.

화학식 10과 화학식11의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 9와 도10에 각각 나타내었다.

[화학식 10]

1H NMR (CDCl3) : 2.0-2.2 (m, 21H), 3.88 (S, 3H), 3.95 (S, 3H), 4.0-4.35 (m, 5H), 4.51 (m, 1H), 4.87 (m, 1H), 5.06 (m, 2H), 5.4 (m, 2H), 5.52 (t, 1H), 5.8 (m, 2H), 5.95 (m, 1H), 6.5 (m, 2H), 6.91 (dd, 1H), 7.04-7.19 (m, 5H), 7.48 (m, 1H), 7.57 (m, 2H)

[화학식 11]

1H NMR (CDCl3) : 2.0-2.2 (m, 42H), 3.95 (S, 6H), 3.98-4.13 (m, 6H), 4.17-4.35 (m, 7H), 4.5 (m, 1H), 4.87 (m, 2H), 5.05 (m, 3H), 5.2 (m, 1H), 5.38 (m, 3H), 5.5 (m, 1H), 5.7 (dd, 1H), 5.8 (m, 2H), 5.87 (bs, 1H), 6.46 (dd, 2H), 6.92 (dd, 1H), 7.04-7.19 (m, 5H), 7.45 (m, 1H), 7.57 (m, 2H)

(단계 2-a) 쿠르쿠민-모노말토사이드의 제조

상기 단계 1에서 제조한 화학식 11의 화합물 쿠르쿠민-비스(헵타아세틸말토사이드) ( 320g, 0.325mmol)을 건조 메탄올 15ml에 녹인 후 상온에서 0.5M 소듐 메톡사이드 (0.5M NaOMe) ( 6.5ml, 10eq.)를 천천히 떨어뜨렸다. 이 반응물을 30분 동안 반응시키고 DOWEX 50W X8 수지를 조금씩 넣으면서 중화시킨 후 수지를 메탄올에 의해 필터하여 걸러내고 메탄올 층은 농축하였다. 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피 (MeOH : Methylene chloride = 1 : 9)에 의해 정제하여 36mg ( 0.052mmol, 수율 : 16%)의 화학식 11의 화합물을 수득하였다. 화학식 12의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 11에 나타내었다.

1H NMR (CD3OD) : 3.36-3.6 (m, 9H), 3.7 (m, 3H), 3.9 (m, 7H), 4.97 (d, 1H), 6.7 (m, 2H), 7.04-7.25 (m, 6H), 7.54 (m, 3H)

(단계 2-b) 쿠르쿠민-디말토사이드의 제조

상기 단계 1에서 제조한 화학식 12의 화합물 쿠르쿠민-비스(헵타아세틸말토사이드) ( 170mg, 0.106mmol)을 건조 메탄올 10ml에 녹인 후 상온에서 0.5M 소듐 메톡사이드 (0.5M NaOMe) ( 3ml, 15eq.)를 천천히 떨어뜨렸다. 이 반응물을 30분 동안 반응시키고 DOWEX 50W X8 수지를 조금씩 넣으면서 중화시킨 후 수지를 메탄올에 의해 필터하여 걸러내고 메탄올 층은 농축하였다. 농축된 유기층을 실리카겔 크로마토그래피 (MeOH : Methylene chloride = 1 : 4)에 의해 정제하여 22mg ( 0.022mmol, 수율 : 20%)의 화학식 13의 화합물을 수득하였다. 화학식 13의 화합물의 NMR 데이터는 하기와 같으며, 그 스펙트럼을 도 12에 나타내었다.

1H NMR (CD3OD) : 3.6-3.75 (m, 14H), 3.8-3.95 (m, 10H, 6H), 5.26 (d, 4H), 6.3(bs, 1H), 6.85(m, 3H), 7.09-7.26(m, 3H), 7.47-7.76(m, 4H), 8.02 (d, 1H).

< 실험예 1> 수용성 쿠르쿠민의 에탄올에 대한 용해도

에탄올 1ml에 50mg의 클루쿠민-글루코사이드(화학식 5)를 넣고 상온에서 1시간 동안 진탕한 후 원심분리법을 이용하여 녹지 않은 클루쿠민-글루코사이드를 제거한 후, 흡광계를 이용하여 정량함으로써, 본 발명에서 합성된 쿠르쿠민-글루코사이드의 극성용매에 대한 용해도를 측정한 결과, 당화되지 않은 쿠르쿠민은 에탄올에 대하여 10㎍/ml의 용해도를 나타낸 반면, 본 발명에서 합성한 화학식 3의 쿠르쿠민-글루코사이드는 25㎍/ml의 용해도를 보여 에탄올에 대한 용해도가 2배 (몰수를 기준으로) 증가하였음을 알 수 있었다 (도 13 참조).

< 실험예 2> 수용성 쿠르쿠민의 물에 대한 용해도

증류수 1ml에 수용성 쿠르쿠민인 화학식 5, 7, 9의 화합물 각각을 과포화 시킨 후 상온에서 1시간 동안 진탕한 후 원심분리법을 이용하여 녹지 않은 수용성 쿠르쿠민들을 제거한 후, 흡광계를 이용하여 정량함으로써, 본 발명에서 합성된 수용성 쿠르쿠민인 화학식 5, 화학식 7, 화학식 9, 화학식 11의 화합물 각각의 물에 대한 용해도를 측정한 결과, 당화되지 않은 쿠르쿠민은 물에 대하여 용해도를 나타내지 않는 반면, 본 발명에서 합성한 화학식 5의 쿠르쿠민-모노글루코사이드는 42㎍/ml, 화학식 7의 쿠르쿠민-디글루코사이드는 720㎍/ml, 화학식 9의 쿠르쿠민-모노리보사이드는 20㎍/ml의 용해도를 각각 보여 물에 대한 용해도를 가능케 하였음을 알 수 있었다 (도 14 참조).

<실험예 3> 쿠르쿠민-글루코사이드의 세포증식억제 기능의 유지

쿠르쿠민-글루코사이드가 세포에 대해서 쿠르쿠민과 같은 효과를 나타내는 지를 알아보기 위하여 쥐의 평활근 세포 (smooth muscle cell; SMC) 1차 배양세포에 대한 영향을 다음과 같은 방법으로 조사하였다.

한 웰 당 5000개의 평활근 세포를 96웰 플레이트에 10% FBS DMEM 배양액에 현탁하여 넣어준 뒤 24시간 배양 후 3일간 0.2% FBS DMEM으로 혈청결핍 상태를 72시간 유지시켜 최종농도 5% FBS DMEM (1% DMSO)의 배양액에 쿠르쿠민-글루코사이드를 농도별로 희석하여 처리하고, 48시간 배양시킨 뒤 살아있는 세포와 반응하여 발색하는 WST assay 방법으로 O.D 값을 비교하여 세포증식 억제 기능을 관찰하였다.

그 결과 쿠르쿠민은 세포의 증식억제 효과를 나타내며, 쿠르쿠민-글루코사이드도 유사한 효능을 보여 당화된 상태의 쿠르쿠민도 쿠르쿠민과 같은 효과를 나타낸다는 사실을 확인하였다 (도 15 참조). 이는 쿠르쿠민-글루코사이드가 세포 안으로 들어가서 쿠르쿠민과 같은 작용을 할 수 있다는 사실을 보여주고 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 방법을 이용하면 수불용성으로 인하여 사용에 제약이 많았던 쿠르쿠민을 효과적으로 수용화시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 당화된 쿠르쿠민이 세포 안에서 쿠르쿠민과 동일한 작용을 한다는 것을 밝혀냄으로써 약리 효과에는 지장 없이 그 응용 가능성을 확대시킬 수 있다.

도 1은 화학식 4의 물의 NMR 스펙트럼.

도 2는 화학식 5의화합물의 NMR 스펙트럼.

도 3은 화학식 5의화합물의 MS 스펙트럼.

도 4는 화학식 6의 화합물의 NMR 스펙트럼..

도 5는 화학식 7의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 6은 화학식 7의화합물의 MS 스펙트럼.

도 7는 화학식 8의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 8는 화학식 9의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 9는 화학식 10의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 10는 화학식 11의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 11는 화학식 12의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 12는 화학식 13의 화합물의 NMR 스펙트럼.

도 13는 화학식 5 화합물에 대한 에탄올에 대한 용해도를 나타낸 그래프.

도 14는 화학식 5, 7, 9, 13의 화합물의 물에 대한 용해도를 나타낸 그래프.

도 15는 화학식 5의 화합물의 세포증식억제 기능을 보여주는 그래프.

Claims

삭제
삭제
글루코실 어셉터인 쿠르쿠민을 하기 화학식 14, 화학식 15, 화학식 16 또는 화학식 17의 글루코실도너 각각과 반응시켜 하기 화학식 4의 쿠르쿠민-테트라아세틸글루코사이드, 화학식 6의 쿠르쿠민-비스(테트라아세틸 글루코사이드), 화학식 8의 쿠르쿠민-트리아세틸 리보사이드, 화학식 10의 쿠르쿠민-헥타아세틸말토사이드 또는 화학식 11의 쿠르쿠민-비스(헵타아세틸말토사이드) 각각을 제조하는 단계와,

상기 화학식 4의 쿠르쿠민-테트라아세틸글루코사이드, 화학식 6의 쿠르쿠민-비스(테트라아세틸글루코사이드), 화학식 8의 쿠르쿠민-트리아세틸 리보사이드, 화학식 10의 쿠르쿠민-헥타아세틸말토사이드 또는 화학식 11의 쿠르쿠민-비스(헵타아세틸말토사이드) 각각에 탈보호 (deprotection) 반응을 수행하여 하기 화학식 5의 쿠르쿠민-모노글루코사이드, 화학식 7의 쿠르쿠민-디글루코사이드, 화학식 9의 쿠르쿠민-모노리보사이드, 화학식 12의 쿠르쿠민-모노말토사이드 또는 화학식 13의 쿠르쿠민-디말토사이드 각각을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿠르쿠민의 수용화 방법.

<화학식 4>

<화학식 5>

<화학식 6>

<화학식 7>

<화학식 8>

<화학식 9>

<화학식 10>

<화학식 11>

<화학식 12>

<화학식 13>

<화학식 14>

<화학식 15>

<화학식 16>

<화학식 17>
삭제
하기 화학식 5, 화학식 7, 화학식 9 및 화학식 13으로 구성된 군으로부터 선택된 수용성 쿠르쿠민

<화학식 5>

<화학식 7>

<화학식 9>

<화학식 13>