KR100626338B1

KR100626338B1 - 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법

Info

Publication number: KR100626338B1
Application number: KR1020050045696A
Authority: KR
Inventors: 김진숙; 이윤미; 장대식
Original assignee: 한국 한의학 연구원
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-09-20
Also published as: KR20060046286A

Abstract

본 발명은 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법에 관한 것으로서, 1) 후박 또는 후박근을 분쇄하고 수용성 알콜로 추출하여 추출물을 얻은 후, n-헥산을 가하여 n-헥산층을 얻는 단계; 2) 상기 n-헥산층을 워터배스 30 ~ 40℃, 회전속도 40 ~ 200 RPM으로 감압하에서 농축하여 조결정체를 형성하는 단계; 및 3) 상기 조결정체에서 n-헥산을 제거한 다음, 클로로포름으로 상기 조결정체를 완전히 녹인 후, n-헥산을 첨가하여 상온에서 재결정이 일어나도록 하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 따른 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법은, 일반적인 분리과정에서 필수적으로 실시되는 컬럼크로마토그래피 과정을 생략함으로써 분리공정단계가 단축되어 시간이 절약되며, 또한 고가의 장비가 필요하지 않아 비용이 적게들어 경제적이므로, 고가인 마그놀올을 대량으로 분리하기에 효율적이다.

후박, 후박근, 마그놀올, 분리방법, 당뇨병

Description

후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법{A mass separation method of magnolol from Magnolia bark or Magnoliae radix}

도 1은 본 발명에 따른 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법을 나타낸 도식도이다.

도 2는 본 발명에 의해 분리된 마그놀올의 TLC 실험 결과이다.

본 발명은 후박 또는 후박근으로부터 적은 비용과 간단한 분리공정 단계를 통하여 마그놀올을 대량으로 분리할 수 있도록 하는 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법에 관한 것이다.

후박(厚樸, Magnolia bark)과 후박근(厚樸根, Magnoliae radix)은 낙엽교목과인 목련과(Magnoliaceae)에 속하는 다년생 초본인 일본목련(Magnolia officinalis REHD. et WILS), 및 동속 근연종의 수피와 뿌리를 건조한 것으로서, 한방적으로 조습소담(燥濕消痰), 하기제만(下氣除滿)의 효능을 지니고 있어 습체상 중(濕滯傷中), 완비토사(脘備吐瀉), 식적기체 (食積氣滯), 복창변비(腹脹便秘), 담음천해(痰飮喘咳)를 치료한다고 알려져 있다(국가약전위원회, 중화민국공화국약전, I부, 204, 화학공업출판사, 북경). 후박의 성분으로는 알파, 베타, 감마-오이데스몰(α, β, γ-eudesmol) 등의 정유, 마그놀올(magnolol), 호노키올(honokiol), 테트라하이드로마그놀올(tetrahydromagnolol), 마그노큐라린(magnocurarin), 오보바톨(obovatol), 오보바탈데하이드 (obovataldehyde), 알카로이드, 사포닌 등이 함유되어 있다. 후박의 지표물질은 마그놀올로 결정되었다.(대한약전 제 7 개정, 782쪽, 보건복지부, 대한보건공정서 협회)

후박의 약리효과에 관한 연구를 보면, 후박의 물 추출물이 즉시형 과민 반응에 대한 항 알러지 효능 있음이 시험관 실험 및 동물실험에서 증명된 바 있으며 (Shin, T. Y., et al., 2001, Arch. Pharm., Res., 24: 249-255), 세포 사멸효과 (Park, H. J., et al., 2001, Arch. Pharm., Res., 24: 342-348), NO 합성 억제효과, TNF-α발현 억제 효과(Son, H. J., et al., 2000, Planata med., 66:467-471), 항진균 효과(Bang, K. H., et al., 2000, Arch. Pharm, Res., 23: 46-49), 정신안정 효과(Kuribara, H., et al, 1999, J. Pharm. Pharmacol., 51: 97-103) 및 피부암 억제효과(Komoshima, T. et al., 1991, J. Nat. Prod., 54: 816-822) 등의 다양한 효능이 있음이 보고된 바 있다.

마그놀올은 강력한 항산화 효능이 입증되었고(Li, C. et al., 2003, Biorganic & Medicinal Chemistry, 11(17): 3665-3671; Ogata, M., et al., 1997, J. of the American oil Chemist' Society, 74(5), 557-562), D-갈락토스아민(D- galactosamine)에 의해 상해된 간세포(hepatocyte)에 예방효능(Park, E. et al., 2003, Planta Medica, 69(1): 33-37), 항응고 효능(Pyo, M. et al., Archieves of Pharmacal. Research, 2002, 25(3), 325-328), 항진균(antifungal) 효능(Bang, K. et al., 2000, Archieves of Pharmacal. Research, 23(1), 46-49), 항불안 개선 효능(Maruyama, Y, et al., 1998, J. Nat. Prod.,61(1): 135-138), 아세틸-코에이(Acetyl-CoA) 저해효능(Kwon, B., et al., 1997, Planta Medica, 63(6), 550-551), 및 콜레스테롤 흡수 저해 효능(Zhao, C., et al., 1994, Huazhong Nongye Daxue Xuebao, 13(4), 373-377)이 있음이 보고되어 있다. 이외에도 본 연구팀에 의해서 당뇨병성 합병증 치료효능이 있음이 보고되어 있다(대한민국 특허출원 제 10-2003-39241호).

종래의 일반적인 마그놀올 분리방법은 다음과 같다.

후박을 메탄올로 실온에서 24시간 냉침하여 추출하고, 추출액을 여과하고 여액을 감압하에서 농축하여 암갈색의 메탄올 엑스를 얻는다. 메탄올 엑스는 벤젠과 물로 용매분획하여 벤젠 분획물을 얻는다. 벤젠 분획물을 실리카겔 컬럼에 걸어 벤젠-에틸아세테이트(1:0 ~ 5:1)로 용출하여 분획 1, 2, 3을 얻는다. 상기 분획 3을 실리카겔 컬럼에 걸어 벤젠-에틸아세테이트(20:1)로 용출하여 마그놀올이 많이 함유된 분획물을 얻는다. 이것을 다시 실리카겔 컬럼에 걸어 벤젠-에틸아세테이트(20:1)로 정제하여 조결정체를 얻는다. 그리고, 상기 조결정체를 에틸아세테이트로 재결정시켜 순수한 마그놀올을 얻는다(생약, 한약재 품질 표준화연구, 1996년, 보건복지부, p. 201-202).

그러나, 상기 방법은 계통 분리를 한 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피를 최소한 3번 정도 실시하여 조결정체의 마그놀올을 얻고, 이를 다시 재결정을 해야하므로, 여러 단계를 거쳐야 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 방법 이외에도 초임계유체 이산화탄소 추출법(Supercritical Fluid CO₂ extraction; SFE)(Zhang, Z. et al., Zhongguo yiyuan Yapxue Zazhi, 21(7), 401-402, 2001), 모세관 전기영동법(Capillary Electrophoresis; CE) (Zhang, H., et al., 1997, Analytical Letters, 30(13), 2327-2339) 등이 보고되어 있다. 그러나 이러한 방법에는 고가의 장비가 필수적이고, 소량분리에만 적합한 방법이다.

상기와 같이 분리되는 마그놀올은 표준시약 판매회사인 일본 와코(WAKO)사에서 20㎎에 팔만팔천원하는 매우 고가의 물질(WAKO no. 137-09081; 카탈로그 2004년도판 1196쪽)이므로, 이용하기에 비경제적이다.

이와같이 마그놀올은 여러 방면에서 우수한 효능을 가졌지만, 고가이고, 분리방법이 복잡하며, 분리하는 공정에 고가의 장비가 필요하기 때문에, 지금까지 마그놀올의 대량분리방법에 대하여 보고된바 없다. 따라서, 경제적이면서 간단한 분리방법으로 마그놀올을 대량분리할 수 있는 방법에 대한 필요성이 요구되어지고 있다.

이에 본 발명자들은 고가의 장비를 사용하지 않으면서, 분리공정 단계를 최소화하여 시간과 경비를 대폭 감소시킬 수 있도록 마그놀올을 분리하는 방법에 대 하여 연구하여 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올을 대량으로 분리할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 분리공정 단계를 대폭 단축시켜 시간과 비용을 절감할 수 있도록 하는 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와같이, 본 발명의 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법은,

1) 후박 또는 후박근을 분쇄하고 수용성 알콜로 추출하여 추출물을 얻은 후, n-헥산(노르말헥산)을 가하여 n-헥산층을 얻는 단계,

2) 상기 n-헥산층을 워터배스 30 ~ 40℃, 회전속도 40 ~ 200 RPM으로 감압하에서 농축하여 조결정체를 형성하는 단계, 및

3) 상기 조결정체에서 n-헥산을 제거한 다음, 클로로포름으로 상기 조결정체를 완전히 녹인 후, n-헥산을 첨가한 후 상온에서 재결정이 일어나도록 하는 재결정하는 단계로 이루어진다.

본 발명의 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

① 후박 또는 후박근을 분쇄기에서 갈아 추출자루에 넣고 80% 에탄올을 넣어 냉장상태(4℃)에서 24시간 정도 추출한다. 이러한 과정을 5회 반복 실시한다.

② 추출액을 여과한 후 여과액을 걸죽한 상태가 될때까지 감압상태에서 농축한다.

③ 여기에 증류수와 n-헥산을 가하여 분액여두에서 n-헥산층을 분리한다.

상기 n-헥산은 클로로포름 또는 디클로로메탄으로 대체되어 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 n-헥산이 바람직하다.

④ n-헥산층을 감압상태에서 농축하여 어느 정도 농축이 진행되면 조결정체가 생기기 시작한다. 이때, 워터배스의 온도는 약 30 ~ 40℃이며, 회전속도는 40 ∼ 200 RPM이다. 이때 온도가 높거나 회전속도가 느리거나 빠르면 결정이 생성되지 않는다.

⑤ 조결정체가 어느 정도 생성되면, 상등액인 n-헥산을 제거하고, 최소량의 클로로포름으로 조결정체를 완전히 녹인다. n-헥산을 천천히 첨가하다가 용액이 뿌옇게 변하기 시작할 때 n-헥산의 첨가를 멈추고, 상온에서 30분간 방치하여 재결정이 일어나도록 한다.

⑥ 상등액(n-헥산)을 제거한 후 남은 조결정을 다시 최소량의 클로로포름에 녹여 순수한 백색 결정이 얻어질 때까지 ⑤, ⑥의 과정을 반복한다.

상기 분리된 결정체는 TLC 및 HPLC로 분석한 결과 일본 표준시약회사인 와코사에서 판매하는 마그놀올과 동일한 화합물임을 확인하였다.

본 발명에 따른 마그놀올의 대량분리방법은, 일반적인 분리과정에서 필수적으로 실시되는 컬럼크로마토그래피 과정을 생략함으로써 분리공정단계가 단축되고, 시간이 절약되며, 고가의 장비가 필요하지 않아 비용이 적게들므로 경제적이다. 따라서, 고가인 마그놀올을 대량으로 분리하기에 적합한 방법이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

실시예 : 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 분리

1. 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 분리

후박 또는 후박근 5㎏을 분쇄기에서 갈아 추출자루에 넣고 80% 에탄올 10ℓ을 넣어 냉장상태(4℃ 또는 상온)에서 24시간 정도 추출하였다. 이러한 과정을 5회 반복 실시하였다. 추출액을 여과한 후 여과액을 걸죽한 상태가 될때까지 감압상태에서 농축하였다. 여기에 증류수와 n-헥산을 가하여 분액여두에서 n-헥산층을 분리하였다.

그리고, n-헥산층을 감압상태에서 농축하면 어느 정도 농축이 진행되면서 조 결정체가 생기기 시작하였다. 이때, 워터배스의 온도는 약 40℃이며, 회전속도는 100 RPM이었다.

이렇게 결정체가 어느 정도 생성 되었으면, 상등액인 n-헥산을 제거하고, 최소량의 클로로포름으로 조결정체를 완전히 녹인 후, 다시 n-헥산을 천천히 첨가하다가 용액이 뿌옇게 변하기 시작할 때 멈춘 후 상온에 30분간 방치하여 재결정이 일어나도록 한다.

이때 순순한 백색 결정이 얻어질 때까지 상등액인 n-헥산을 제거한 후 남은 조결정을 다시 최소량의 클로로포름에 녹이고, 다시 n-헥산을 천천히 첨가한 후 상온에 방치하여 재결정을 얻는 과정을 반복한다.(후박 또는 후박근 5Kg에서 마그놀올 60g을 분리하여 1.2%의 수득율을 나타냈다.)

이때 상기와 같이 상등액인 n-헥산을 제거한 후 남은 조결정을 다시 최소량의 클로로포름에 녹이고, 다시 n-헥산을 천천히 첨가한 후 상온에 방치하여 재결정을 얻는 과정을 반복하여 순수한 백색 결정을 얻는 것은 보다 순도가 높은 결정체를 얻기 위함이다.

이렇게 반복된 재결정과정을 통하여 얻어지는 결정체의 순도를 비교하기 위하여 분리된 결정체의 재결정하기 전(A)과 재결정한 후(B)를 TLC로 확인하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 나타난 바와같이 A의 조결정체 상태는 불순물이 함유되었으나, B의 재결경체 상태는 불순물이 현저히 줄어든 것을 확인할 수 있는 바, 재결정 과정을 통하여 분리된 결정체의 순도가 높아지는 것을 확인하였다.

2. 마그놀올의 구조 분석

상기 분리된 결정체는 일본 표준시약회사인 와코사에서 판매하는 마그놀올과 비교하여 TLC, HPLC로 확인하였으며, VG 고분해능 GC/MS 분광기(VG high resolution GC/MS spectrometer, Election Ionization MS, Autospec-Ultima)를 사용하여 분자량 및 분자식을 결정하였다. 또한 NMR(¹H-NMR, DEPT 135, ¹³C-NMR 등)을 통하여 데이터를 얻고, 분자구조를 결정하였다.

측정 결과는 하기와 같으며, 상기 실시예에 따른 후박 또는 후박근으로부터 분리한 물질이 하기 화학식 1의 마그놀올임을 확인하였다.

1) 분자량 : 266

2) 분자식 : C₁₈H₁₈O₂

3) ¹H-NMR(300MHz, CDCl₃): σ(ppm) 3.39 (4H, d, J = 6.9 Hz, H-7,7'), 5.12 (4H, m, H-9,9'), 5.86 (2H, d, J = 2.4 Hz, OH-2,2'), 6.00 (2H, m, H-8,8'), 6.96 (2H, d, J = 8.1 Hz, H-3,3'), 7.12 (2H, d, J = 2.4 Hz, H-6,6'), 7.14 (2H, dd, J = 8.1, 2.4 Hz, H-4,4')

4) ¹³C-NMR(75MHz, CDCl₃): σ(ppm) 39.8 (C-7,7'), 116.3 (C-9,9'), 117.1

(C-3,3'), 124.4 (C-1,1'), 130.3 (C-4,4'), 131.7 (C-6,6'), 133.7 (C-5,5'), 137.9 (C-8,8'), 151.4 (C-2,2')

실험예 : 마그놀올의 결정체 생성 실험

본 발명에 따른 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 분리조건을 확립하기 위하여, 워터배스 온도와 회전속도의 조건만 변화를 주면서 하기와 같은 실험을 수행하였다.

상기 실시예에서 얻은 유기용매층을 감압농축할 때, 워터배스 온도와 회전속도의 조건만 변화를 주면서 상기 실시예와 동일한 방법으로 제조하여, 결정체의 생성여부를 하였다.

결과는 표 1에 나타내었다.

워터배스 온도 (℃)	회전속도(RPM)
워터배스 온도 (℃)	20	30	40	80	120	160	200	210	220
20	×	×	×	×	×	×	×	×	×
30	×	△	○	○	○	○	○	△	×
40	×	△	○	○	○	○	○	△	×
50	×	×	×	×	×	×	×	×	×

※ ○: 결정체 생성, △ : 약간 슬러리 상태임, × : 결정체 생성 안됨

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법에서 워터배스의 온도가 약 30 ~ 40℃이며, 회전속도가 40 ~ 200 RPM 일때 결정체가 생성되어, 결정체를 생성하기 위한 가장 최적의 조건임을 알 수 있다.

본 발명에 따른 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법은, 일반적인 분리과정에서 필수적으로 실시되는 컬럼크로마토그래피 과정을 생략함으로써 분리공정단계가 단축되어 시간이 절약되며, 또한 컬럼크로마토그래피, 초임계 추출기, HPLC 등의 고가의 장비가 필요하지 않아 비용이 적게 들어 경제적이므로, 고가인 마그놀올을 대량으로 분리하기에 효율적이다.

또한, 분리공정 중 재결정하는 단계를 반복함으로써 보다 순도가 높은 마그놀올을 분리할 수 있는 효과가 있다.

Claims

1) 후박 또는 후박근을 분쇄하고 수용성 알콜로 추출하여 추출물을 얻은 후, n-헥산을 가하여 n-헥산층을 얻는 단계;

2) 상기 n-헥산층을 워터배스 30 ~ 40℃, 회전속도 40 ~ 200 RPM으로 감압하에서 농축하여 조결정체를 형성하는 단계; 및

3) 상기 조결정체에서 n-헥산을 제거한 다음, 클로로포름으로 상기 조결정체를 완전히 녹인 후, n-헥산을 첨가하여 상온에서 재결정이 일어나도록 하는 단계로 이루어지는 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법.

제 1항에 있어서,

상기 1)단계에서 상기 n-헥산은 클로로포름 또는 디클로로메탄로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법.

제 1항에 있어서,

상기 3)단계는 순도가 높은 결정체를 얻기위하여 반복되는 것을 특징으로 하는 후박 또는 후박근으로부터 마그놀올의 대량분리방법.