KR100650318B1

KR100650318B1 - 용해도 차이를 이용한 진세노사이드 이성질체 분리 방법

Info

Publication number: KR100650318B1
Application number: KR1020050109843A
Authority: KR
Inventors: 정인찬; 구본석; 윤의중; 정인수; 장명우
Original assignee: 학교법인 함주학원; 정인찬
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2006-11-27

Abstract

본 발명은 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체로부터 용해도 차이를 이용하여 분별결정 함으로써 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 이성질체를 분리하는 신규한 방법에 관한 것이다. 상세하게는 본원발명은 알코올류의 용매에 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃을 넣고 가열하면서 용해시킨 후, 용액을 냉각시켜 결정성 고체를 석출하고, 상기 결정성 고체와 모액을 분리함으로써 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 이성질체를 간단하면서도 경제적인 방법으로 분리하여 대량생산할 수 있다.

진세노사이드, 분별결정, 이성질체

Description

용해도 차이를 이용한 진세노사이드 이성질체 분리 방법{Method for isolation of Ginsenoside using discrepancy in solubility}

본 발명은 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체로부터 20(R)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃, 20(S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃의 분리방법에 관한 것이다.

인삼 특유의 약리활성 사포닌인 진세노사이드 유도체들은 다마란계의 트리테르페노이드인 프로토파낙사다이올과 프로토파낙사트라이올의 알코올성 수산기에 글루코오스, 람노스, 키실로스 또는 아라비노스와 같은 당류가 에테르 결합한 화합물들로서 현재까지 고려 인삼에서 약 30여종의 유도체들이 밝혀져 있고, 인삼 사포닌을 크로마토그래피하여 그 Rf값이 커지는 순서로 진세노사이드 Ro, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, Rh라 명명하였다.

그런데 진세노사이드의 이들 성분들이 모든 질병에 같은 약효로 작용하는 것 은 아니고 질병에 따라 선택적으로 작용한다. 20(S)-진세노사이드 Rg₂는 혈소판응집억제, 항트롬빈, 플라스민 활성촉진, 기억감퇴개선 및 평활근세포 증식억제 등의 효과가 있는 생리활성성분으로 이미 알려진 물질이고, 20(S)-진세노사이드 Rg₃는 암세포 전이 억제작용, 혈소판응집 억제작용, 항혈전작용, 실험적 간장해 억제작용, 혈관 이완작용 및 항암제의 내성 억제작용이 있는 성분으로 이미 알려져 있다.

따라서 약효를 높이기 위하여 특수 성분을 분리하여 사용할 필요성이 절실하다.

진세노사이드 Rg₂와 Rg₃는 둘 다 다마란계 사포닌이며, 수삼을 수증기 처리하면 다마란계 사포닌은 구조적으로 불안정한 C-20의 제 3급 알코올의 배당체 결합이 쉽게 가수분해 되어 프로사포게닌(prosapogenine)이 된다. 이때 수산기가 반전 평형을 일으켜 20(R)과 20(S)의 이성체 혼합물로 존재하게 되는데, 이 때문에 20(R)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃, 20(S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃만의 유도체를 분리하는 데는 많은 어려움이 있다.

종래 화학적인 방법 즉 초산분해에 의하여 인삼에 많이 함유된 트라이올 타입 사포닌으로부터 20(S)형의 진세노사이드 유도체를 제조할 수도 있으나, 제조과정에서 C-20위치 수산기의 반전 평형에 의한 C-20(R)과 C-20(S) 이성체 혼합물의 생성, 탈수, 히드록실화 반응과 같은 바람직하지 못한 부반응을 동반하기 때문에 수율이 극히 낮고 여러 단계의 반응을 거쳐야 하는 등의 문제점이 있다.

한편 대한민국 특허 제204002호에는 진세노사이드 Re를 완충액 중에서 효소인 베타-갈락토시다제와 반응시켜 20(S)-진세노사이드 Rg₂를 제조하는 방법이 기재되어 있으며, 대한민국 특허 제218553호에는 사포닌혼합물 또는 인삼 extract를 완충용액 중에서 효소 락타제와 반응시켜 20(S)-진세노사이드 Rg₃를 제조하는 방법이 기재되어 있으나, 생물학적 방법으로서 효소를 사용하는 경우 수율이 극히 낮은 문제점이 있다.

덧붙여 상기 화학적, 생물학적 방법은 본 발명에서처럼 20(R) 또는 20(S) 이성질체를 동시에 분리할 수 없다는 점도 비효율적이다.

한편 인삼사포닌 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체의 분리 방법으로서, 고속액체크로마토그라피(이하, HLPC로 지칭됨)에 의한 방법(Analytical Science & Technology Vol. 11, No.5, 1998)이 알려져 있었다. 대한민국 특허 제78500호에는 C-20(R&S)-진세노사이드 Rg₃혼합물을 무수초산/피리딘으로 완전 아세틸화하여 실리카겔 칼람크로마토그라피하여 20(R)-진세노사이드 Rg₃ 및 20(S)-진세노사이드 Rg₃를 동시에 제조하는 방법이 기재되어 있다.

그러나 상기 HLPC를 이용한 방법의 문제점은 진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 는 중성의 성격을 가진 고정상에서 20(R)과 20(S) 이성질체의 머무름 시간의 차이가 거의 유사하여 분리가 어렵다는 것이다. 즉 20(R)과 20(S) 두 이성질체의 머무름 시간이 칼럼에서 거의 같아 순도를 높이기는 어렵다. 또한 고가의 칼럼을 사용하여야 하고 칼럼의 수명도 짧은바, 수많은 반복을 요하는 점에서 경제적 및 산업적 용도에 불리하다.

본 발명자들은 이러한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 방안을 모색하였고, 종래 물리화학적 성질이 동일한 거울상이성질체의 특성과 달리 진세노사이드 Rg₂또는 Rg₃ 혼합물에서 각각의 거울상 이성질체가 용해도 차이에 따른 이성질체 분리가 가능함을 확인하였다. 이를 근거로 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체를 용해도 차이에 의한 분별결정을 이용함으로써 20(R)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃, 20(S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃만의 유도체를 분리하는 방법을 발명하였다. 본 발명에 의하면 종래발명들과 달리 20(R)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃, 20(S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃를 동시에 고수율로 제조할 수 있다.

본 발명은 종래의 HLPC 처리방법과 같은 고가의 장비를 필수 장비로 이용하지 않고 간단하게 20(R) 및 20(S) 이성질체의 용해도 차이를 이용하여 분별결정 함 으로써 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 이성질체를 분리하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체로부터 용해도 차이를 이용하여 분별결정 함으로써 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 이성질체를 분리하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 더 상세히 설명한다.

본 발명은 (a) 20(R&S)-G-Rg₂20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체에 용매와 혼합한 용액을 가열하면서 용해시키는 단계 ; (b) 상기 용액의 용매를 과포화 상태가 될 때까지 증발시킨 후 냉각하여 결정성 고체를 석출시키는 단계 ; (c) 상기 생성된 결정성 고체를 수집하고 모액과 분리하는 단계 ; (d) 분리된 결정성 고체 및 모액으로부터 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체 각각의 20(R) 및 20(S) 이성질체를 분리하는 단계로 이루어진다.

본 발명은 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체 각각의 20(R) 및 20(S) 이성질체가, 온도와 용매에 따라 용해도 특성이 상이하다는 점을 이용하여, 각각의 이성질체를 동시에 분리할 수 있다는 데 본 발명의 착안점이 있다.

본 발명에서는 실제로 여러 가지 유기 용매에 대한 용해도 시험을 수행한 결과, 다른 유기 화합물과는 달리 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체의 경우 일반적인 유기 용매에 대해서는 온도에 따른 용해도 변화가 거의 나타나지 않았으며, C₁ 내지 C₄의 저급 알코올에서만 온도에 따라 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 혼합물의 용해도가 변화됨을 알 수 있었다. 따라서 본 발명에 사용되는 용매는 C₁ 내지 C₄인 저급 알코올이 바람직하며, 더욱 바람직한 용매는 메탄올과 에탄올이다.

상기 제조방법에서 가열 온도는 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체와 용매의 끓는점보다 높지 않아야 한다. 바람직한 가열 온도는 35℃ 내지 50℃이다.

결정화는 주요 용매를 휘발시키고, 포화 용액을 급속 냉각시키는 방법으로 수행된다. 냉각 온도는 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체의 20(R)과 20(S) 이성질체 중 어느 한쪽은 불포화되고, 다른 한쪽은 과포화가 되는 온도이어야 한다. 또한 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체와 용매의 어는점보다 높아야 한다. 바람직한 냉각 온도는 10 내지 20℃이다.

상기 결정성 고체는 모액으로부터 분리하고 세척 및 건조한다. 결정 수집은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 방법(예를 들어, 여과)으로 하고, 임의로 이렇게 회수된 결정성 고체를 적당한 용매(예를 들어, 메탄올 또는 에탄올)로 세척하고, 결정성 고체를 건조(예를 들어, 진공 하에서)한다.

상기 결정성 고체는 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃각각의 20(R)형이 우선적으로 결정화되어 주성분을 이룬다. 통상적으로 상기 결정성 고체는 70 내지 85%의 광학적 순도를 보인다.

상기 모액은 용매를 증발시켜 결정화 한 후 상기 결정성 고체와 마찬가지로 세척 건조하여 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃각각의 20(S)형 이성질체를 수득한다. 일반적으로 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃각각의 20(S)형 이성질체는 65 내지 80%의 광학적 순도를 나타낸다.

상기의 분리방법에 의하면, 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 각각의 20(R)과 20(S)이성질체가 고순도로 동시에 분리된다.

또한 본 발명은 상기에서 수득된 물질을 재결정화를 반복하여 약 90% 이상의 고순도의 20(R) 또는 20(S) 이성질체를 얻을 수 있다.

본 발명의 효과는 다음 실시예를 통해 더욱 명확히 뒷받침 될 수 있다. 이하 본 발명은 실시예에 의하여 한정되지 않는다.

<실시예 1> 메탄올을 용매로 한 20(R&S)-진세노사이드 Rg ₂ 이성질체 분리

20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 라세미체로부터 20(R)과 20(S) 이성질체를 각각 분리하기 위하여 메탄올 5ml에 상기 라세미체 100mg을 가한 후 35℃가 유지되도록 가열하며 교반하였다. 상기 용액을 15℃에서 약 1ml가 되도록 휘발시킨 후 결정성 고체와 모액을 분리하였다. 이들 중 결정성 고체는 진세노사이드 Rg₂의 20(R) 이성질체가 주성분이며 32mg을 얻었고, 모액은 진세노사이드 Rg₂의 20(S) 이성질체가 주성분이며 35mg을 얻었다.

<실시예 2> 메탄올을 용매로 한 20(R&S)-진세노사이드 Rg ₃ 이성질체 분리

20(R&S)-진세노사이드 Rg₃ 라세미체로부터 20(R)과 20(S) 이성질체를 각각 분리하기 위하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 결정성 고체와 모액을 분리하였다. 이들 중 결정성 고체는 진세노사이드-Rg₂의 20(R) 이성질체가 주성분이며 33mg을 얻었고, 모액은 진세노사이드-Rg₂의 20(S) 이성질체가 주성분이며, 34mg을 얻었다.

<실시예 3> 에탄올을 용매로 한 20(R&S)-진세노사이드 Rg ₂ 이성질체 분리

20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 라세미체로부터 20(R)과 20(S) 이성질체를 각각 분리하기 위하여 에탄올 5ml에 두 혼합물 100mg을 가한 후 45℃가 유지되도록 가열하 여 교반하고, 20℃에서 약 1ml가 되도록 휘발시킨 후 결정성 고체와 여액을 분리하였다. 이들 중 결정성 고체는 진세노사이드-Rg₂의 20(R) 이성질체가 주성분이며 32mg을 얻었고, 모액은 진세노사이드-Rg₂의 20(S) 이성질체가 주성분이며, 35mg을 얻었다.

<실시예 4> 에탄올을 용매로 한 20(R&S)-진세노사이드 Rg ₃ 이성질체 분리

20(R&S)-진세노사이드 Rg₃ 라세미체로부터 20(R)과 20(S) 이성질체를 각각 분리하기 위하여 실시예 3과 동일한 방법으로 결정성 고체와 모액을 분리하였다. 이들 중 결정성 고체는 진세노사이드-Rg₃의 20(R) 이성질체가 주성분이며 31mg을 얻었고, 모액은 진세노사이드-Rg₃의 20(S) 이성질체가 주성분이며, 33mg을 얻었다.

본 발명은 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체로부터 20(R) 및 20(S) 이성질체의 용해도 차이를 이용하여 분별결정 함으로써 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 이성질체를 분리하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 분리방법은 종래의 진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃의 각각의 이성질체를 얻는 방법에 비하여 간편하고 저렴하여 경제적 및 산업적 용도로서의 이용에 유리하다. 또한 20(R) 과 20(S) 이성질체 를 동시에 분리하여 제공할 수 있다.

Claims

20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 라세미체에 메탄올 또는 에탄올에서 선택된 용매와 혼합하여 35 내지 50℃에서 가열하여 용해시킨 후, 10 내지 20℃로 냉각시켜 결정성 고체를 석출하고, 결정성 고체와 모액을 분리하여 결정성 고체로부터 20(R) 이성질체를 유리시키고 모액으로부터 20(S)이성질체를 유리시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 20(R&S)-진세노사이드 Rg₂ 또는 Rg₃ 이성질체의 분리방법.