KR100681482B1

KR100681482B1 - 천수근으로부터 하르파지드를 분리하는 방법

Info

Publication number: KR100681482B1
Application number: KR1020050102609A
Authority: KR
Inventors: 오창현; 조정혁; 이수철
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-04-16

Abstract

본 발명은 천수근으로부터 추출한 하르파고시드 엑기스를 유기 염기로 가수분해하여 하르파지드를 생성시킨 후, 강염기성 음이온 교환수지 컬럼 크로마토그래피, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 활성탄 컬럼 크로마토그래피로 순차적으로 정제하는 것을 포함하는, 천수근으로부터 하르파지드를 간단하면서도 경제적으로 분리하는 방법에 관한 것이다.

하르파지드, 강염기성 음이온 교환수지 크로마토그래피, 활성탄 컬럼 크로마토그래피.

Description

천수근으로부터 하르파지드를 분리하는 방법{A METHOD FOR SEPARATING HARPAGID FROM HARPAGOPHYTUM PROCUMBENS}

도 1은 하르파고시드의 가수분해 과정을 반응식으로 나타낸 그림이다.

도 2은 천수근에서 하르파지드를 분리하는 과정을 나타내는 모식도이다.

본 발명은 천수근으로부터 경제적이고 효율적 방법으로 하르파지드를 분리하는 방법에 관한 것이다.

천수근 (Harpagophytum procumbens DC.)은 페달리아시 (Pedaliaceae)에 속하는 식물로서, 아프리카 칼라하리사막에 서식하는 일명 '악마의 발톱'이라는 별명을 가지고 있다. 근경을 아프리카와 유럽에서 민간약으로 관절염에 사용하고 있다. 천수근의 주성분으로는 하르파지드 (harpagide), 하르파고시드 (harpagoside), 프로쿰비드 (procumbide)가 알려져 있으며 (Helvetica Chinica Acta, 49, Fasciculus 5, 1552, (1996)), 최근에는 천수근에서 분리, 정제한 화합물에 대하여 항 관절염 효능을 측정하였다. 그 결과 하르파지드가 가장 약효가 뛰어났고, 하르파고시드는 중정도의 약효가 있음이 밝혀졌다.

기존의 하르파지드와 하르파고사이드를 천수근으로부터 분리하기 위해서는, 여러 단계의 컬럼을 거치고, 또한, 컬럼 내에 고가 수지 (resin) 충전제, 예를 들면 세파덱스 LH20, 레진 DA-201 및 암베르라이트 (amberlite) XAD-2를 사용하여, 정제 과정이 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

따라서, 간단하면서도 경제적으로 천수근으로부터 하르파지드를 분리하는 방법이 절실히 요구된다 할 것이다.

본 발명은 천수근으로부터 얻은 하르파고시드 엑기스를 유기 염기로 가수분해하여 하르파지드를 생성시킨 후, 강염기성 음이온 교환 수지 컬럼 크로마토그래피, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 활성탄 컬럼 크로마토그래피로 순차적으로 정제하는 것을 포함하는, 천수근으로부터 하르파지드를 간단하고 경제적으로 분리하는 방법을 제공한다.

본 발명은 천수근으로부터 하르파지드를 분리하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 1) 천수근에서 추출한 하르파고시드 엑기스를 유기 염기로 가수분해하여 하르파지드를 생성시키는 단계, 2) 단계 1)에서 생성한 하르파지드를 순차적으로 강염기성 음이온 교환수지 컬럼 크로마토그래피, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 활성탄 컬럼 크로마토그래피로 정제하는 단계를 포함한다.

천수근은 관절염 치료 효과가 있는 이리도이드 글리코사이드 (Iridoid glycosides)인 하르파고시드, 하르파지드 및 프로쿰비드의 성분을 함유하고 있으 며, 그 중 하르파고시드는 2-5% 정도 함유되어 있는 반면, 가장 뛰어난 관절염 치료 효능을 보이는 하르파지드는 함유량이 매우 적어 (약 0.05%) 천수근으로부터 직접적으로 분리하기가 어렵다. 하지만, 하르파고시드를 가수분해함으로써 하르파지드를 생성할 수 있다.

본 발명의 천수근으로부터 하르파지드를 분리하는 방법은, 천수근으로부터 추출한 하르파고시드 엑기스를 유기 염기로 가수분해하여 하르파지드를 생성시킨 후, 생성시킨 하르파지드를 순차적으로 강염기성 음이온 교환수지 컬럼 크로마토그래피, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 활성탄 컬럼 크로마토그래피로 정제하는 과정을 포함한다.

상기 본 발명의 방법 중에서, 천수근으로부터 하르파고시드 엑기스를 추출하는 방법은 일반적인 공지의 방법으로, 알코올을 이용하여 추출하는 방법을 이용할 수 있다. 하나의 예시로서, 천수근 분말을 70℃의 메탄올로 추출하여 엑기스를 얻고, 농축 엑기스를 물에 녹인 후, 부탄올로 추출 농축하고, 아세톤으로 용해 후 여과 농축하여 하르파고시드의 엑기스를 얻을 수 있다.

그 후, 상기 획득한 하르파고시드 엑기스를 유기 염기로 가수분해시킨다. 본 발명에 사용되는 유기 염기로는 소디움 메톡사이드, 소디움 에톡사이드, 포타슘 카보네이트, 소디움 카보네이트, 피리딘, 히드라진 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 유기 염기를 이용하여 가수분해할 경우, 강염기를 사용하는 경우보다 부산물의 생성이 적으므로, 정제시에 보다 유리한 장점이 있다. 구체적으로는, 획득한 하르파고시드 엑기스를 유기 염기, 예로서 염기성 메탄올로 가수분해하여 하르파고시드를 하르파지드로 전환하고, 클로로포름, 에틸 아세테이트로 부유물을 제거한다.

그 후, 생성시킨 하르파지드를 순차적으로 강염기성 음이온 교환수지 컬럼 크로마토그래피, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 및 활성탄 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 동결건조하여 하르파지드를 획득한다. 본 발명에 사용되는 강염기성 음이온 교환 수지의 작용기전은 교환기 (functional group)를 디메틸암모늄 또는 디메틸에탄올암모늄으로 하고, 이온형 (ionic form)을 Cl^-로 하는 강염기성 음이온 교환수지다. 이러한 강염기성 음이온 교환 수지의 예로는 DA PA306, DA PA308, DA PA312, DA PA316, DA SA10AP, DA SA 11A, DA SA12A 등이 있으며, 그 중, DA SA11A가 가장 바람직하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 기술한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들 실시예들로 제한되는 것은 아니다.

실시예 1 : 천수근으로부터 하르파고시드 엑기스 분리

천수근 분말 (중국산) 100g을 700 mL의 메탄올로 가열하여 2회 추출한 후 농축시키고, 물 400 mL에 용해시킨 후 핵산 300 mL로 2회 세척하였다. 부탄올 400mL로 2회 추출하고, 부탄올 층을 모아 물 150mL로 2회 세척한 후, 부탄올 층을 농축시켰다. 그 결과, 6.7g의 하르파고시드 엑기스를 얻었다.

추가로, 아세톤에 잘 용해되지 않는 물질을 제거하기 위하여, 엑기스를 메탄올 50mL에 용해하고, 냉각시킨 아세톤 1000mL에 적가하여 불용성 물질을 제거하였다. 상기 부탄올로 얻어진 엑기스와 추가로 아세톤 처리한 엑기스를 대상으로 가수분해 후의 반응을 비교한 결과 두 엑기스 사이에 차이점이 없음을 확인하여, 부탄올로 얻어진 엑기스를 사용하였다.

실시예 2 : 하르파고시드의 가수분해 ( 하르파지드 엑기스 합성)

나트륨 0.20g을 에탄올 100mL에 용해시키고, 실시예 1에서 제조한 하르파고시드 엑기스 6.7g을 상기 나트륨을 첨가한 에탄올 100mL에 용해시켰다. 12시간 동안 실온에서 교반한 후, 5%의 황산 수용액으로 중성화하였다. 상온에서 1시간 동안 방치한 후, 이를 여과하고 에탄올 40ml로 세척하였다. 여액에 활성탄 1.5g을 가하여 1시간을 교반시키고 셀라이트 (celite) 여과한 후, 50% 메탄올 수용액 60mL로 세척하고 농축시켰다.

EMS : 493.1, 345(M+), 293

¹H-NMR(CD₃OD) σ : 1.24 (3H, s, 10-3H), 1.79 (1H-dd, J=3.7 및 13.7 Hz, 7β-H), 1.90 (1H-dd, J=4.7 및 13.7 Hz, 7α-H), 2.54 (1H, brs, 9-H), 3.21 (1H, dd, J=7.8 및 9.0 Hz, 2'-H), 3.31 (2H, m, 4'-H, 5'-H), 3.38 (1H, t, J=8.6 Hz, 3'-H), 3.66 (1H, dd, J=5.6 및 12.1 Hz, 6'-H), 3.70 (1H, t, J=4.2 Hz, 6-H), 3.90 (1H, d, J=12.1 Hz, 6'-H), 4.57 (1H, d, J=7.8 Hz, 1'-H), 4.94 (1H, d, J=6.3 Hz, 4-H), 5.75 (1H, 1-H), 6.31 (1H, d, J=6.4 Hz, 3-H)

¹³C-NMR(CD₃OD) : 23.73 (Aglycone-10), 45.79 (Agl-7), 57.94 (Agl-9), 61.38 (glc-6), 70.26 (glc-4), 71.20 (Agl-5), 72.36 (glc-2), 73.03, 76.04, 76.85 (Agl-6, glc-5, glc-3, Agl-8,), 91.83 (Agl-1), 97.92 (glc-1), 106.83 (Agl-4), 141.3(Agl-3), 167.32(C=O)

실시예 3 : 하르파지드의 정제

실시예 2에서 얻은 하르파지드 농축물을 물 200ml로 용해시키고, SA11A (이륭화학) 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 용출시 처음 1/3을 버리고 그 후에 용출된 하르파지드의 분획분을 모아 에틸 아세테이트 400ml로 씻어주고 물 층을 농축시켰다. 그 후, 농축물을 실리카겔 크로마토그래피로 다시 정제하며, 이때, 메틸렌 클로라이드, 메탄올, 물을 7:3:0.2로 용출하고, 하르파지드의 분획분을 모아서 농축시켰다. 이를 물 50ml로 용해하여 활성탄 컬럼 크로마토그래피로 정제하여, 처음 300ml를 용출시키고 아세톤과 물의 비율을 점진적으로 증가시켜 목적 화합물의 분획분을 모아 50ml로 농축하였다. 그 후, 아세톤 30ml를 혼합하여 활성탄 1g를 가해 2시간을 교반시켜 여과하고, 50%의 아세톤 수용액 80ml로 세척한 후, 여액을 감압하에 30ml로 농축하고 동결 건조하여, 0.9g의 흰색 하르파지드를 얻었다.

상기 과정으로 정제한 하르파지드는 90% 이상의 순도를 나타내었다.

EMS : 363.1, 201.0(M+), 183, 165, 139, 113.0

이상에서 살펴본 바와 같이, 천수근으로부터 하르파지드를 분리하는 본 발명의 방법은 다량의 하르파지드를 분리할 수 있고 높은 정제 수준을 가지면서도, 그 과정은 간단하고 저렴한 비용으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

천수근(Harpagophytum procumbens)으로부터 추출한 하르파고시드 엑기스로부터 하르파지드를 분리하는 방법으로서,

1) 상기 하르파고시드 엑기스를 소디움 메톡사이드, 소디움 에톡사이드, 포타슘 카보네이트, 소디움 카보네이트, 피리딘 및 히드라진으로 구성되는 군에서 선택되는 유기염기에 용해시켜 가수분해하여 하르파지드를 생성시키는 단계와

2) 단계 1)에서 생성시킨 하르파지드를 디메틸암모늄 또는 디메틸에탄올암모늄을 교환기로 갖고, Cl^-를 이온형으로 갖는 강염기성 음이온 교환수지 컬럼크로마토 그래피로 정제 및 농축시키고;

메틸렌클로라이드, 메탄올 및 물의 혼합용매를 용출액으로 사용한 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제 및 농축시키고;

상기 농축물을 물에 용해시켜 활성탄 컬럼크로마토그래피로 정제 및 농축시킨 후 감압여과 및 동결건조를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
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