KR100955942B1 - 알러지 비유발성 우루시올 유도체 - Google Patents

Abstract

우루시올(urushiol)은 옻나무 수액의 주요성분 중의 하나로 항암, 항산화, 항균 등의 생리활성이 탁월하나 알러지를 유발하는 치명적인 단점이 있다. 이에 우루시올(urushiol)의 구조적 기본골격은 유지하면서 알러지를 유발하지 않는 우루시

올(urushiol) 유도체를 개발하여 식품 및 의약 분야에 이용 가능한 소재를 개발하였다.

본 발명은 그 새로운 우루시올(urushiol) 유도체들의 유기합성법과 그 합성품들의 알러지 유발성 유무 평가 실험에 의해 알러지 비유발성이 확인된 화합물들에 대한 발명이다.

우루시올(urushiol), 항산화, 생체지질 산화억제, 알러지, 유기합성, 라디칼 소거

Description

알러지 비유발성 우루시올 유도체{Nonallergenic urushiol derivatives}

본 발명은 우루시올(urushiol)에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 우루시올(urushiol)의 구조적 기본골격은 유지하면서 알러지를 유발하지 않도록 합성된 알러지 비유발성 우루시올 유도체, 상기 유도체를 유효성분으로 포함하는 항산화제 및 지질과산화억제제 조성물, 및 우루시올유도체 알러지 유발 여부 확인방법에 대한 것이다.

인간을 포함한 호기성 생물은 공기 중에 존재하는 산소를 생명현상 유지에 필수적인 인자로 이용하고 있다. 산소는 호흡을 통해 인체로 유입되어 대사과정을 거치는 동안 일부의 산소는 반응성이 높은 활성산소종으로 총칭되어지는 산소유도체를 생성하게 된다. 이들 활성산소종이 체내에 과다하게 생성되어질 경우, 체내에서 세포막 지질의 과산화, 단백질의 변성, 효소의 실활 및 DNA 복제이상 등의 치명적인 손상을 유발하여 돌연변이나 암, 동맥경화, 당뇨병, 뇌졸중 등 다양한 질병을 일으키고 노화의 원인으로 작용하기도 한다.^(1-3)진호 그중 동맥경화, 뇌졸중, 심근경색 등을 포함한 순환기계질환의 발병 원인 중의 하나로 혈액 내에 존재하는 활성산소종에 의한 공격으로 저비중리포단백(low density lipoprotein; LDL)이 산화되어 혈관벽에 플라크 침착이 초래되어지는 기전이 알려져 있다.⁽²⁾ 이러한 순환기계질환은 항산화제를 다량 함유하고 있는 식품을 적극 섭취함으로써 혈중 활성산소종의 악영향에 의한 각종 질환이 예방ㆍ개선되어지는 것으로 알려져 있다.⁽¹¹⁾ 그래서 비타민 C (ascorbic acid), 비타민 E (tocopherols) 및 카로테노이드(carotenoid)와 같은 천연 항산화제의 응용 연구가 세계적으로 활발히 진행되어져 오고 있고,⁽¹¹⁾ 그 천연 항산화제들의 활성위치(active site)를 부분구조로 한 다양한 치료제 개발이 활발히 진행되어지고 있다.

이중 비타민 E와 같은 지용성 항산화제는 페놀성 수산기와 장쇄 탄화수소를 부분구조로 한 양친매성 구조를 취하고 있어 혈중에서 LDL 등의 리포단백 내부에 존재하여 막의 내부에서 발생하는 라디칼을 제거하는 역할을 수행한다.(Ref) 그 외에도 페놀성 수산기를 갖는 대표적인 항산화 화합물로써 플라보노이드(flavonoid)가 순환기계질환의 예방 및 개선효과 등 다양한 생리활성이 있음이 보고되고 있다.(13) 이 플라보노이드의 항산화활성은 quercetin, catechin, cyanidin, eriodictyol 등과 같은 B 환(ring)에 카테콜구조를 가진 화합물들이 강한 항산화활성과 함께 다양한 생리활성을 보인다고 보고하고 있다.(15)

이에 본 발명에서는 플라보노이드의 활성위치(active site)를 가지면서 비타민 E처럼 지용성 장쇄 탄화수소를 한 분자 내에 함께 가지고 있는 양친매성 화합물은 식품 및 의약품에 응용할 수 있는 항산화 화합물로써 가치가 있을 것으로 판단하고, 그 구조를 만족하는 천연형 항산화제인 우루시올(urushiol)에 착안하였다. 그러나 우루시올은 옻나무에 함유된 알러지 유발성분으로써 실용화를 위해서는 그 알러지 유발성 문제를 반드시 해결해야 하는 문제점을 안고 있다.

우루시올은 옻나무(Rhus verniciflua Stokes) 수액의 60~65%를 차지하는 주요성분으로써 알러지 유발 물질임이 잘 알려져 있다. 이 우루시올의 기본 구조는 카테콜 골격의 3번 위치에 15개 혹은 17개의 탄소 사슬이 포화 또는 불포화 상태로 연결되어 있으며, 10종의 유도체가 이미 단리ㆍ보고된 바 있다.(19)

옻은 신약, 신약본초, 본초강목 등에 의하면 인간의 건강에 있어 여러 가지 기능성 및 효능을 발현하고, 항암과 여러 가지 제반 질환에 도움을 주며, 위장에서는 소화제로, 간에서는 어혈제로써 염증을 다스리며, 심장에서는 청혈제로써 효과가 있는 것으로 알려져 있다.(20) 또한 위궤양, 구충, 복통, 통경, 변비 등의 민간요법에 널리 이용되어 왔으며,(12) 색소 보존 및 방부효과가 뛰어나 목공예품이나 가구 등의 도료로도 많이 이용되어져 왔다.(17,21) 최근 옻나무 추출물의 항산화작용,(12,22-29) 항미생물작용,(20,30-32) 그리고 ovarian cancer cell이나 AIDS 역전사 효소 등에 대한 세포독성(33-41) 및 간암 유래세포인 HepG2 cell과 대장암 유래세포인 WiDr에 대한 항암작용(22,26,42,43) 등의 생리활성이 보고되고 있으며, 그 활성의 주체는 우루시올인 것으로 보고되고 있다.

이처럼 우루시올이 다양한 질환 치료에 잠재성있는 후보 화합물로 인식되어져 오고 있음에도 불구하고, 실용화되지 못하고 있는 원인은 우루시올이 피부염을 일으키는 알러지원으로서 작용하기 때문이다.(44-48)

이에 본 발명자들은 강한 항산화 활성위치(active site)인 카테콜(catechol)구조와 지용성 장쇄 측쇄(long side chain)을 동일 분자 내에 가지고 있는 양친매성인 우루시올의 구조적 특징에 착안하여 기존 우루시올의 알러지 유발 측면에 있 어서의 이용 상의 문제점을 극복하기 위하여 그 구조적 특징과 기본골격을 유지시킨 다양한 우루시올 유도체들을 유기합성을 통해 확보하고, 그 합성품들을 대상으로 쥐에 대해 알러지 비유발성 화합물이 개발되었음을 확인하였으며, 또 그 합성품들 중에는 우수한 항산화효과가 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 강한 항산화 활성위치(active site)인 카테콜(catechol)구조와 지용성 장쇄 측쇄(long side chain)을 동일 분자 내에 가지고 있는 양친매성인 우루시올의 구조적 기본골격을 유지하면서 알러지 비유발성인 구조를 갖는 알러지 비유발성 우루시올 유도체 및 상기 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 합성하는데 사용되는 중간물질인 베라트롤형 우루시올 유도체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 항산화활성과 지질과산화억제활성 즉 안정 라디칼의 소거능 및 생체막 구성지질 중의 하나인 메칠리놀레이트의 산화억제효과를 갖는 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 이용하는 항산화활성개선용건강기능식품, 지질과산화억제용건강기능식품, 항산화제조성물 및 지질과산화억제제조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단하고 용이한 과정을 통해 우루시올유도체 알러지 유발 여부를 확인할 수 있는 우루시올유도체 알러지 유발여부확인방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하기 구조식을 갖는 카테콜형 우루시올유도체로서,

R은 C_nH_2n+1인 일반식을 갖는데, n이 5 또는 20인 사슬형 포화탄화수소를 이루어 알러지가 유발되지 않는 것을 특징으로 하는 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 제공한다.
또한, 본 발명은 제 1 항의 알러지 비유발성 우루시올 유도체 합성에 사용되는 하기 구조식을 갖는 베라트롤형 우루시올유도체로서,

R은 C_nH_2n+1인 일반식을 갖는데, n이 5 또는 20인 사슬형 포화탄화수소를 이루는 것을 특징으로 하는 베라트롤형 우루시올 유도체를 제공한다.
또한, 본 발명은 제 1 항의 알러지 비유발성 우루시올 유도체 또는 제 2 항의 베라트롤형 우루시올 유도체를 사용하여 합성된 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 포함하는 항산화활성개선용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 제 1 항의 알러지 비유발성 우루시올 유도체 또는 제 2 항의 베라트롤형 우루시올 유도체를 사용하여 합성된 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 포함하는 지질과산화억제용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 제 1 항의 알러지 비유발성 우루시올 유도체 또는 제 2 항의 베라트롤형 우루시올 유도체를 사용하여 합성된 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 유효성분으로 포함하는 항산화제조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 제 1 항의 알러지 비유발성 우루시올 유도체 또는 제 2 항의 베라트롤형 우루시올 유도체를 사용하여 합성된 알러지 비유발성 우루시올 유도체를 유효성분으로 포함하는 지질과산화억제제조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 천연 우루시올에 포함된 카테콜형 구조 또는 측쇄 탄화수소 길이를 변경하는 단계를 포함하는 우루시올유도체 알러지 유발 여부 확인방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 카테콜형 구조가 베라트롤형 구조로 변경되면 알러지가 유발되지 않는다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 측쇄 탄화수소가 탄소수가 5개 이하이거나 20개 이상인 포화탄화수소로 변경되면 알러지가 유발되지 않는다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명의 알러지 비유발성 우루시올 유도체는 강한 항산화 활성위치(active site)인 카테콜(catechol)형 구조와 지용성 장쇄 측쇄(long side chain)을 동일 분자 내에 가지고 있는 양친매성인 우루시올의 구조적 기본골격을 유지하면서도 천연 우루시올과는 달리 알러지를 유발하지 않는다.
또한, 본 발명의 알러지 비유발성 우루시올 유도체는 항산화활성과 지질과산화억제활성 즉 안정 라디칼의 소거능 및 생체막 구성지질 중의 하나인 메칠리놀레이트의 산화억제효과를 가지므로 상기 유도체를 이용하는 항산화활성개선용건강기능식품, 지질과산화억제용건강기능식품, 항산화제조성물 및 지질과산화억제제조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 우루시올유도체 알러지 유발여부확인방법에 의하면 간단하고 용이한 과정을 통해 우루시올유도체 알러지 유발 여부를 확인할 수 있다.

천연으로부터 단리ㆍ보고된 우루시올 유도체들은 하기의 화학식에 나타낸 바와 같이 벤젠환(benzene ring)에 인접한 2종의 수산기(카테콜구조)와 그 인접 탄소에 탄소 15 또는 17개의 장쇄 탄화수소가 결합되어 있다. 그 중 1종 화합물의 측쇄만이 포화 탄화수소로 구성되어 있고, 나머지 화합물들은 모두 1~3가 불포화 탄화수소로 구성되어 있다(하기 구조식 참조).

본 발명에서는 측쇄가 포화탄화수소만으로 구성된 화합물들만을 합성하였으며, 그 합성품들을 대상으로 알러지 유발성 유무 실험 및 항산화 활성 평가 실험을 행하였다. 그러나 본 발명에 따른 우루시올 유도체들의 합성방법은 이에 한정되지 않으며, 우루시올의 기본골격을 갖는 모든 화합물의 합성을 포함한다. 그리고 본 발명의 카테콜형 우루시올 유도체들의 합성 중간 생성물인 베라트롤형 우루시올 유도체들 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

(옻나무로부터 단리ㆍ구조결정된 우루시올 유도체들의 화학식)

본 발명에서 수득된 우루시올 유도체들은 측쇄 포화탄화수소의 탄소수를 5, 10, 15, 20개인 화합물들만을 대상으로 하였다. 그러나, 그 외의 측쇄 탄화수소의 탄소수, 포화 및 불포화 탄화수소 측쇄 및 그 측쇄에 관능기를 갖는 유도체들을 본 발명의 범위에 포함한다.

상기 방법에 의해 수득된 우루시올 유도체들은 인접 수산기(카테콜구조)를 갖는 카테콜형(catechol form)과 그 카테콜형 화합물을 합성하기 위한 중간단계에서 얻어진 2종의 메톡실기(methoxyl group)를 갖는 베라트롤형(veratro from)으로 크게 분류되어진다. 일반적으로 카테콜형 화합물들은 항산화를 비롯한 다양한 생리활성을 나타내는 반면, 베라트롤형 화합물들은 활성위치(active site)인 수산기가 유도체화 되어 있기 때문에 항산화 활성에는 유용성을 기대할 수 없다. 그러나 그 들 베라트롤형 우루시올 유도체들의 이용 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에서 수득된 우루시올 유도체들 중 측쇄 탄화수소의 탄소수가 15개인 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6; 도 6 참조)은 천연형과 구조가 같은 화합물로써 그 알러지 유발성은 당연한 결과이지만, 측쇄 탄화수소의 탄소수가 10개인 3-데실카테콜(3-decylcatechol; 화합물 4; 도 6 참조)은 화합물 6보다 더 강한 알러지 발생 양상을 보였다(실시예 6 참조). 그리고 화합물 4나 6 보다 측쇄 탄화수소의 탄소수가 더 짧거나 더 긴 3-methylcatechol (시판품), 3-pentylcatechol (화합물 2) 및 3-eicosylcatechol (화합물 8)의 경우, 알러지가 유발되지 않았다(실시예 6 참조). 이것은 우루시올의 측쇄의 길이가 알러지 유발에 관여하는 인자임을 시사하는 결과이다. 또 베라트롤형의 모든 화합물에서도 측쇄의 길이에 관계없이 알러지가 유발되지 않았다(실시예 6 참조). 이것은 우루시올이 알러지원으로 작용하기 위해서는 적당한 측쇄의 길이가 요구되어지는 것 외에 반드시 카테콜구조도 필요함을 나타내는 결과이다.

따라서, 우루시올의 알러지 유발 기전의 연구를 통한 알러지 비유발성 화합물의 개발에 카테콜구조와 측쇄 탄화수소의 길이를 변형하는 내용 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에서 수득된 카테콜형 우루시올 유도체들은 안정한 라디칼 (radical) 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical; DPPH)에 대한 소거(scavenging)활성 실험에서 대표적인 천연형 지용성 항산화제인 알파-토코 페롤(α-tocopherol; α-Toc)보다 높거나 유사한 항산화 활성을 나타냈다(실시예 7 참조).

또한 본 발명의 다른 실시 예에서, 본 발명에서 수득된 카테콜형 우루시올 유도체들은 식품 및 생체막을 구성하는 지질의 산화를 억제하는 항산화 효과를 가지고 있음을 확인할 수 있었다(실시예 8 참조).

따라서, 상기에서 항산화 효과는 식품뿐만이 아니라 생체 내에서 발생되는 산화적 손상에 대한 사항을 포함한다.

이하 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예

<실시예 1> 3- Pentylveratrole (화합물 1 ) 및 3- Pentylcatechol (화합물 2 )의 합성 및 구조해석

1-1) 화합물 1의 합성

건조한 수기에 무수 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran; THF) 130 mL와 베라트롤(veratrole) 3.82 mL (0.03 mol)를 첨가한 후, 0℃에서 30분간 교반(stirring)하였다. 이 용액에 적가기구(dropping funnel)를 이용하여, 무수 테트라히드로퓨란 5 mL에 용해한 부틸리튬(butyllithium) 28.2 mL (n-BuLi, 헥산 용액 중에 1.6 M, 0.045 mol)를 서서히 적가 한 후, 0℃에서 1시간 그리고 실온에서 1시간씩 순차적으로 반응시켜 리튬이온화(lithiation)를 행하였다. 다시 이 용액에 1-브로모펜 탄(1-bromopentane) 5.56 mL (0.045 mol)를 적가기구를 이용하여 서서히 적가 한 후, 210℃에서 5시간 동안 환류(reflux)를 행하였다. 합성과정 중 TLC 분석을 행하여 반응이 종결되었다고 판단되면 실온에서 냉각하여, 포화 NH₄Cl 용액(150 mL × 2회)으로 중화하고, ethylacetate (EtOAc, 200 mL × 2회)로 분획하였다. 분획된 EtOAc층은 염수(brine; 200 mL × 2회)로 불순물을 제거하였으며, 이어 무수 탄산칼륨(anhydrous K₂CO₃)으로 반응용액 중에 잔존해 있는 물을 제거하였다 (Fig. Ⅱ-1). 얻어진 반응 혼합물은 냉각흡입기(cooling aspirator; CCA-1110, Eyela, Tyoko, Japan)가 장착된 진공농축기(vacuum evaporator; A-3S, Eyela, Tyoko, Japan)를 사용하여 35℃에서 감압 농축한 후, 실리카겔 흡착 컬럼크로마토그라피(silica gel adsorption column chromatography)를 행하였다. 실리카겔(silica gel, 100 g, Kieselgel 60, 70-230 mesh, Darmstadt, Germany)을 톨루엔(toluene)으로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.3 × 67 cm)에 충진시킨 후, 반응 혼합물 약 5 g을 컬럼에 주입(charge)하였으며, 톨루엔을 이동상으로 하여 용출ㆍ분획하였다. 분획된 각 획분은 박층크로마토그라피(TLC)의 판(plate; silica gel 60 F₂₅₄, 0.2 mm, Merck, Germany)에 스파팅(spotting)하고, 톨루엔을 전개용매로 하여 전개시킨 후, 요오드 기체 (I₂ gas) 중에서 발색시켜 이동값(R _f value) 0.47에 스팟(spot)을 보인 획분들(4.0 g, 수율 62.2%, 황색 오일상)끼리 모았다. 이 획분을 대상으로 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조를 확인하였다.

1-2) 화합물 1의 구조해석

화합물 1의 ¹H-NMR 스펙트럼(spectrum) (표 1, 도 2의 A)으로부터 3종의 sp ² 방향족 탄소 수소 피크(aromatic carbon proton signals) [δ 6.97 (t, J = 8.0 Hz, H-5), 6.77 (dd, J = 1.5, 8.0, H-4), 6.76 (dd, J = 1.5, 8.0, H-6)]가 관찰되었다. 이들 피크(signal)의 분열 패턴으로부터 3종의 치환기를 갖는 벤젠환 (benzene ring) 골격의 부분구조가 확인되었다. 또한 벤젠환에 결합된 것으로 보이는 메톡실(methoxyl)기 유래의 2종의 수소피크(proton signals) [δ 3.84 (3H, s, -OCH₃ of C-1), 3.81 (3H, s, -OCH₃ of C-2)]가 관찰되었고, 이외에도 메칠(methyl) 말단[δ 0.89 (3H, t, J = 7.0 Hz, H-5')]의 -C₅H₁₁에 귀속되어지는 일련의 측쇄 포화탄화수소 피크(signals) [δ 2.61 (t, J = 8.0 Hz, H-1'), 1.61-1.57 (m, H-2'), 1.35-1.32 (m, H-3', H-4')]가 관찰되었다. 이 ¹H-NMR 분석 결과로부터 본 화합물이 합성 출발 물질인 베라트롤(veratrole)의 3위에 펜틸(pentyl)기가 결합된 화합물일 가능성이 시사되었다.

표 1. 3-펜틸베라트롤의 ¹H- (500 MHz, CDCl₃, TMS) 및 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H (int., mult., J in Hz)	δ 13 C (ppm)
1	-	152.71
2	-	147.12
3	-	136.77
4	6.77 (1H, dd, 1.5, 8.0)	121.89
5	6.96 (1H, t, 8.0)	123.61
6	6.75 (1H, dd, 1.5, 8.0)	109.92
-OCH3 of C-1	3.84 (3H, s)	55.62
-OCH3 of C-2	3.81 (3H, s)	60.54
1'	2.61 (2H, t, 8.0)	29.74
2'	1.59 (2H, m)	30.46
3'	1.34 (2H, m)	31.77
4'	1.34 (2H, m)	22.52
5'	0.89 (3H, t, 7.0)	13.92

한편, ¹³C-NMR 스펙트럼 (표 1, 도 3의 A)에서는 6종의 sp ² 탄소피크(carbon signals) [δ 152.71 (C-1), 147.12 (C-2), 136.77 (C-3), 123.61 (C-5), 121.89 (C-4), 109.92 (C-6)]와 2종의 메톡실 탄소피크(methoxyl carbon signals) [δ 60.54 (-OCH₃ of C-2)), 55.62 (-OCH₃ of C-1)], 그리고 5종의 sp ³ 탄소피크(carbon signals) [δ 31.77 (C-3'), 30.46 (C-2'), 29.74 (C-3'), 22.52 (C-4'), 13.92 (C-5')]를 포함한 총 13종의 탄소피크들이 관찰되었다. 보다 자세한 구조결정을 위해 HSQC (data 생략) 분석을 행하여 각 수소(proton)와 탄소(carbon)간의 직접적인(direct) 연결성이 확인되었으며, HMBC 분석을 통하여 두 메톡실기가 각각 C-1과 C-2위에 결합되어 있음이 확인되었다.

C₁₃H₂₀0₂

Mol. wt. 208

[3-펜틸베라트롤(화합물 1)의 HMBC 상관관계 (correlations)]

또 H-1'의 수소(δ 2.61)로부터 C-2위와 4위의 탄소 [δ 147.12 (C-2), 121.89 (C-4)]간에 교차피크(cross peak)가 관찰되었던 것과 함께 H-2'위의 수소(δ 1.59)와 C-3위의 탄소 피크 (δ 136.77) 간에도 교차피크(cross peak)가 관찰되어 측쇄 탄화수소가 벤젠환의 3위에 결합되어 있음이 확인되었다. 그리고 그 외에도 1'-2'-3'-4'-5'의 일련의 연결성을 보이는 교차피크(cross peak)들이 명확히 확인되었다.

C₁₃H₂₀0₂

Mol. wt. 208

[3-펜틸베라트롤(화합물 1)의 NOESY 상관관계 (correlations)]

또 NOESY (Fig. Ⅲ-6) 분석결과 탄소 1위에 결합된 메톡실기의 수소와 C-6위의 수소 간에, 그리고 탄소 2위에 결합된 메톡실기의 수소와 C-1'위의 메톡실기 수소 간에 각각 교차피크(cross peak)가 검출되어 C-1, 2 및 3의 4차 탄소들의 귀속(assign)이 더욱 확실해 졌으며, 2종의 메톡실기 및 측쇄 탄화수소의 결합위치 또한 재확인되었다. 그리고 DI-ESI-MS 스펙트럼 (positive, spectrum 생략)으로부터 m/z 209.3 [M+H]⁺의 피크가 검출되었다. 이상의 기기분석 결과들로부터 화합물 1은 3-펜틸베라트롤(3-pentylveratrole)로 구조결정되었다.

1-3) 화합물 2의 합성

화합물 1의 합성 과정을 2회 반복수행하여 얻어진 순수한 합성 화합물 (화합물 1) 중 2.85 g (13.68 mmol)을 수기에 취한 후, 무수 메칠렌클로라이드(methylene chloride; CH₂Cl₂) 29.4 mL를 첨가하여 용해 및 교반(stirring; 0℃, 30분)을 행하였다. 이 용액에 무수 메칠렌클로라이드 9.7 mL에 용해시킨 삼브롬화붕소(boron tribromide) 19.38 mL (BBr₃, 헥산용액에 1.0 M, 19.38 mmol)를 적가기구(dropping funnel)를 이용하여 서서히 적가 한 후, 0℃에서 2 시간, 그리고 실온에서 12 시간 순차적으로 교반(stirring)하여 탈메톡실화(demethoxylation)를 행하였다. 합성과정 중 TLC 분석을 행하여 반응이 종결되었다고 판단되면 서서히 냉각하여 증류수 60 mL를 첨가하여 물층과 메칠렌클로라이드층으로 분획하였다. 다시 물층은 메칠렌클로라이드(60 mL × 2회)를 첨가하여 분획하였고, 분획된 메칠렌클로라이드층은 합하여 염수(brine; 50 mL × 2회)로 불순물을 제거한 후, 탄산칼륨(anhydrous K₂CO₃)으로 잔존해 있는 물을 제거하였다 (Fig. Ⅱ-2). 이 반응 혼합물은 냉각흡인기(cooling aspirator; CCA-1110, Eyela, Tyoko, Japan)가 장착된 진공농축기(vacuum evaporator; A-3S, Eyela, Tyoko, Japan)를 사용하여 35℃에서 감압 농축 후, 실리카겔 흡착 컬럼크로마토그라피(silica gel adsorption column chromatography)를 행하였다. 실리카겔(90 g, Kieselgel 60, 70-230 mesh, Darmstadt, Germany)을 벤젠으로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.3 × 59 cm)에 충진시킨 후, 반응 혼합물 2.85 g을 걸럼에 주입(charge)하였고, 이동상은 벤젠 (400 mL), 벤젠/에칠아세테이트(EtOAc)=6:1 (730 mL, v/v), 그리고 100% 에칠아세테이트(200 mL)까지 극성을 증가시키는 단계별(step-wise)용출 방법을 이용하여 용출ㆍ분획하였다. 분획된 각 획분을 TLC 판 (plate; silica gel 60 F₂₅₄, 0.2 mm, Merck, Germany)에 스파팅하고 벤젠/에칠아세테이트=6:1 (v/v)을 전개용매로 하여 전개시킨 후, 요오드 기체 (I₂ gas) 중에서 발색시켜 동일 이동값(R _f value) 0.46에 스팟(spot)을 보인 획분들(2.0 g, 수율 78.3%, 갈색분말)끼리 그룹핑하였다. 3-펜틸카테콜(3-Pentylcatechol; 화합물 2)이 함유되어 있을 것으로 판단된 획분은 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조를 확인하였다.

1-4) 화합물 2의 구조해석

화합물 2 또한 화합물 1과 유사한 방법으로 구조결정을 행하였으며, 그들 양자간의 기기분석 자료들(spectral data)을 비교함으로써 보다 용이한 구조해석이 가능하였다. 화합물 2의 ¹H-NMR 스펙트럼(표 2, 도 4의 A)이 화합물 1의 그것과 가장 현저한 차이를 보인 것은 δ 3.84와 3.81에서 검출되었던 C-1과 2에 결합된 2종의 메톡실기 유래의 피크들이 검출되지 않았다는 것이다. 반면 화합물 1의 ¹H-NMR 스펙트럼에서는 검출되지 않았던 각각 1H에 해당하는 2종의 수산기 수소 유래로 추측되어지는 피크들[δ 5.12 (1H, s, -OH of C-2), 5.08 (1H, s, -OH of C-1)]이 새 롭게 검출되었다. 또 특징적인 것 중의 하나로써 sp ² 방향족 탄소 수소 피크(aromatic carbon proton signal)들의 양상(pattern)에 있어서도 변화가 관찰되었다. 즉 화합물 1의 ¹H-NMR 스펙트럼에서는 그들이 3치환체 벤젠환 수소들의 전형적인 경향을 보였음에 반해, 화합물 2의 ¹H-NMR 스펙트럼에서는 그 부분의 3H분의 수소 피크들이 δ 6.71에서 중첩되어 단일선(siglet)으로 검출되었다. 그러나 두 화합물의 그 외의 수소 피크들은 약 0.01~0.04 ppm 범위 내에서의 미세한 화학이동(chemical shift)의 변동만이 있었을 뿐 그 검출 양상은 거의 동일했다.

표 2. 3-펜틸카테콜(화합물 2)의 ¹H- (300 MHz, CDCl₃, TMS) 및

¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H ( int ., mult ., J in Hz )	δ 13 C ( ppm )
1	-	143.00
2	-	141.85
3	-	129.94
4	6.71 (1H, s)	122.09
5	6.71 (1H, s)	120.09
6	6.71 (1H, s)	112.85
-OH of C-1	5.08 (1H, s)	-
-OH of C-2	5.12 (1H, s)	-
1'	2.60 (2H, t, 7.8)	29.72
2'	1.58 (2H, m)	29.44
3'	1.32 (2H, m)	31.70
4'	1.32 (2H, m)	22.56
5'	0.90 (3H, t, 6.9)	14.02

¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) 스펙트럼 (표 2, 도 5의 A) 또한 화합물 1의 그것(표 1, 도 3의 A)과 비교하였다. 가장 큰 차이는 역시 화합물 1의 ¹³C-NMR 스펙트럼 상에서 관찰되었던 δ 60.54 (-OCH₃ of C-2)와 55.62 (-OCH₃ of C-1)의 2종의 메톡실기 유래의 signal들이 화합물 2의 ¹³C-NMR 스펙트럼에서는 관찰되지 않았다는 점이다. 그리고 그 외의 탄소피크들의 전체적인 경향은 유사하게 관찰되었으나 양자간의 화학이동 (chemical shift) 값들을 비교한 결과, 적게는 0.1 ppm에서 크게는 9.71 ppm에 이르기까지 다양한 값의 차이가 있음을 알게 되었다. 이것은 두 메톡실기의 이탈로 인해 피크(signal)들의 검출 위치가 변화되었을 것이라고 판단되어 2D-NMR 분석을 행하여 보다 자세한 귀속을 시도하였다. HSQC (data 생략) 분석에 의해 탄소에 직접 결합된 수소피크들의 연결성을 확인하였고, 수산기에 결합된 수소들 또한 구분이 가능하였다. 그리고 HMBC 분석을 행하여 최종적으로 구조해석이 완성될 수 있었다.

C₁₁H₁₆0₂

Mol. wt. 180

[HMBC correlations of 3-pentylcatechol (comp. 2)]

즉 H-2'의 수소피크(δ 1.58)로부터 C-3 (δ 129.94)에, H-1' (δ 2.60)로부터 C-2와 4에, δ 5.08 (-OH of C-1)의 수산기로부터 C-2 (δ 141.85)와 C-6 (δ 112.85)에, 그리고 δ 5.12 (-OH of C-2)의 수산기로부터 C-1 (δ 143.00)과 C-3 (δ 129.94)의 탄소 피크(signal)들에 각각 교차신호(cross peak)가 검출되어 두 수산기 및 측쇄 탄화수소가 결합된 4차탄소의 피크들 및 벤젠환의 3종 메친(methine) 탄소의 각 탄소피크들의 완벽한 귀속이 이루어졌다. 또 C-1'~5'에 이르는 일련의 탄화수소들의 연결성 또한 HSQC (data 생략) 및 HMBC 스펙트럼 자료(spectral data)의 해석에 의해 모든 귀속(assignment)이 완성되어질 수 있었다. 그리고 화합물 2의 DI-ESI-MS 스펙트럼 (negative, 스펙트럼 생략)으로부터 m/z 179.1 [M-H]⁺의 signal이 검출되어 본 화합물의 분자량이 180으로 확인되었다. 이상의 기기분석 결과들로부터 화합물 2를 3-펜틸카테콜(3-pentylcatechol)로 구조결정하였다.

<실시예 2> 3- Decylveratrole (화합물 3) 및 3- Decylcatechol (화합물 4)의 합성 및 구조해석

2-1) 화합물 3과 4의 합성

화합물 4 또한 화합물 2와 유사한 방법을 이용하여 합성하였다. 베라트롤/n-부틸리튬/1-브로모데칸(Veratrole/n-BuLi/1-bromodecane)의 mol비를 1:1.5:1.5로 반응시키기 위하여 1-브로모데칸은 9.32 mL (0.045 mol)를 사용하였고, 그 이외의 시약 (veratrole, n-BuLi)은 상기 화합물 1과 동일한 양을 이용하였다. 그리고 상기 화합물 1과 동일한 방법으로 마무리(work-up)과정(Fig. Ⅱ-1)을 행한 후, 실리카겔 흡착 컬럼크로마토그라피를 행하여 3-데실베라트롤(3-decylveratrole; 화합물 3)이 함유되어 있을 것으로 추정된 획분에 대해 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조를 확인하였다. 본 과정을 3회 반복수행하여 얻어진 순수한 합성 화합물 (화합물 3) 5.89 g (21.2 mmol)은 BBr₃ (30.04 mL, 30.04 mmol)와 1 : 1.42의 mol비로 하여 상기 화합물 2와 동일한 방법에 의해 반응 및 마무리(work-up)과정(Fig. Ⅱ-2)을 행하였다. 반응 혼합물은 농축 후, 실리카겔 흡착 컬럼크로 마토그라피를 행하였다. 실리카겔(120 g, Kieselgel 60, 70-230 mesh, Darmstadt, Germany)을 벤젠/에칠아세테이트=6:1 (v/v)의 용매계로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.3 × 79 cm)에 충진시킨 후, 반응 혼합물 5.89 g을 컬럼에 주입(charge)하였다. 이동상은 벤젠/에칠아세테이트=6:1 (600 mL, v/v)을 이용하였으며, 용출ㆍ분획된 각 획분은 TLC plate (silica gel 60 F₂₅₄, 0.2 mm, Merck, Germany)에 스파팅(spotting)하고, 벤젠/에칠아세테이트=6:1 (v/v)을 전개용매로 하여 전개시킨 후, 요오드기체 (I₂ gas) 중에서 발색시켜 R _f value 0.55에 스팟(spot)을 보인 획분들(6.9 g, 수율 82.4%, 황색 오일상)끼리 grouping하였다. 3-데실카테콜(3-decylcatechol; 화합물 4)을 함유하고 있을 것으로 판단된 획분은 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조 확인을 행하였다.

2-2) 화합물 3의 구조해석

화합물 3 또한 화합물 1과 유사한 방법을 이용하여 구조결정하였다. 먼저 화합물 3의 DI-ESI-MS 스펙트럼(positive, 스펙트럼 생략)으로부터 분자량이 278임을 시사하는 m/z 279.4 [M+H]⁺의 signal이 관찰되었다. 그리고 그 ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) 스펙트럼 (표 3, 도 2의 B)은 H-3'~9' [δ 1.39~1.22 (14H, m)]에 귀속되어지는 수소피크들을 제외하고 화합물 1의 ¹H-NMR 스펙트럼과 매우 유사한 경향을 보 였다. 그리고 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) 스펙트럼 (표 3, 도 3의 B)에 있어서도 화합물 1의 ¹³C-NMR data에 비해 측쇄 탄화수소의 일부 탄소들(C-1'~8')에 있어 약간의 화학이동(chemical shift)값(δ 29.81-29.33)의 변화와 함께 8종의 sp ³ 탄소가 검출된 것 이외에는 거의 같은 경향을 보였다. 본 화합물 역시 HSQC (data 생략)와 HMBC 분석을 행하여 각 수소와 탄소들 간의 연결성을 정확히 확인할 수 있었다. 이들 기기분석 결과의 종합적인 해석을 통하여 화합물 3을 veratrole 3위에 -C₁₀H₂₁의 측쇄 탄화수소가 결합된 3-데실베라트롤(3-decylveratrole)로 구조결정하였다.

표 3. 3-데실베라트롤(화합물 3)의 ¹H- (500 MHz, CDCl₃, TMS)

및 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H (int., mult., J in Hz)	δ 13 C (ppm)
1	-	152.72
2	-	147.12
3	-	136.83
4	6.77 (1H, dd, 1.5, 8.0)	121.90
5	6.97 (1H, t, 8.0)	123.63
6	6.76 (1H, dd, 1.5, 8.0)	109.92
-OCH3 of C-1	3.85 (3H, s)	55.66
-OCH3 of C-2	3.81 (3H, s)	60.59
1'	2.61 (2H, t, 8.0)	29.81-29.33
2'	1.58 (2H, m)	30.81
3'-7'	1.32 (10H, m)	29.81-29.33
8'	1.32 (2H, m)	31.90
9'	1.32 (2H, m)	22.67
10'	0.89 (3H, t, 7.0)	14.09

C₁₈H₃₀0₂

Mol. wt. 348

[3-데실베라트롤(화합물 3)의 HMBC 상관관계 (correlations)]

2-3) 화합물 4의 구조해석

화합물 4의 구조결정 또한 화합물 2와 유사한 방법으로 행해졌다. 화합물 4의 ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) 스펙트럼(표 4, 도 4의 B)은 화합물 2의 그것과 거의 흡사한 경향을 보였다. 또 측쇄 탄화수소의 H-3'~9'에 귀속되어지는 δ 1.38~1.24의 14H분의 신호(signals; -C₇H₁₄-)의 검출 경향과 수소의 적분값 변화 이외에는 화합물 2의 기기분석자료(spectral data)와 거의 동일하게 나타났다.

그리고 그 ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) 스펙트럼(표 4, 도 5의 B) 또한 δ 29.77~29.34에서 1'~7'의 탄소피크들이 검출된 것 이외에는 화합물 2의 ¹³C-NMR 자료(data)와 거의 모든 경향이 일치하였다. 또 HSQC (data 생략) 및 HMBC 분석 결과들로부터 모든 수소와 탄소들의 귀속 및 연결성이 확인되었으며, DI-ESI-MS 스펙트럼(negative, 스펙트럼 생략)으로부터 m/z 249.2 [M-H]⁺ signal이 검출되어 화합물 4를 3-데실카테콜(3-decylcatechol)로 구조결정하였다.

표. 3-데실카테콜(화합물 4)의 ¹H- (300 MHz, CDCl₃, TMS) 및 ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H ( int ., mult ., J in Hz )	δ 13 C ( ppm )
1	-	143.03
2	-	141.84
3	-	129.36
4	6.71 (1H, s)	122.10
5	6.71 (1H, s)	120.12
6	6.71 (1H, s)	112.87
-OH of C-1	5.05 (1H, s)	-
-OH of C-2	5.10 (1H, s)	-
1'	2.60 (2H, t, 7.8)	29.77-29.34
2'	1.60 (2H, m)	29.77-29.34
3'-7'	1.30 (10H, m)	29.77-29.34
8'	1.30 (2H, m)	31.91
9'	1.30 (2H, m)	22.69
10'	0.88 (3H, t, 6.9)	14.12

C₁₆H₂₆0₂

Mol. wt. 250

[3-데실카테콜(화합물 4)의 HMBC 상관관계 (correlations)]

<실시예 3> 3- Pentadecylveratrole (화합물 5) 및 3- Pentadecylcatechol (화합물 6)의 합성 및 구조해석

3-1) 화합물 5와 6의 합성

화합물 6 또한 화합물 2 및 4와 유사한 방법을 이용하여 합성하였다. 베라트롤/n-부틸리튬/1-브로모펜타데칸(Veratrole/n-BuLi/1-bromopentadecane)의 mol비를 1 : 1.5 : 1.5로 반응시키기 위하여 1-브로모펜타데칸은 12.98 mL (0.045 mol)를 사용하였고, 그 이외의 시약 (veratrole, n-BuLi) 사용량 및 방법은 상기 화합물 1과 3의 합성법과 동일하게 행하였다. 실리카겔 흡착 컬럼크로마토그라피를 행하여 3-펜타데실베라트롤(3-pentadecylveratrole; 화합물 5)이 함유되어 있을 것으로 판단된 획분 (R _f 0.58, 6.0 g, 수율 99.7%, 흰색분말) 역시 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조 확인을 행하였다. 본 과정 역시 3회 반복수행하여 합성한 5.0 g (14.5 mmol)의 순수한 화합물 5를 BBr₃ 20.5 mL (20.5 mmol)와 1 : 1.42의 mol비로 반응시켜 얻은 반응 혼합물을 실리카겔 흡착 컬럼크로마토그라피를 행하였다. 실리카겔(120 g, Kieselgel 60, 70-230 mesh, Darmstadt, Germany)을 벤젠으로로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.3 × 70 cm)에 충진시킨 후, 반응 혼합물 5.0 g을 컬럼에 주입(charge)하였다. 이동상은 벤젠(600 mL)과 에칠아세테이트(600 mL)를 이용하였으며, 용출ㆍ분획된 각 획분은 상기 화합물 2와 4의 경우와 동일한 방법에 의해 TLC 분석을 행한 후, R _f 0.54에 스팟(spot)을 보인 획분들(3.82 g, 수율 80.3%, 옅은 황색분말)끼리 그룹핑하였다. 단리된 3-pentadecylcatechol (화합물 6)이 함유되어 있을 것으로 판단된 획분 역시 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조 확인을 행하였다.

3-2) 화합물 5의 구조해석

화합물 5의 ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) 스펙트럼 (표 5, 도 2의 C) 역시 화합물 1과 3의 ¹H-NMR 스펙트라와 거의 차이를 보이지 않았다. 즉 δ 1.38-1.22에서 H- 3'~14'에 귀속 되어지는 12H분의 proton signal이 관찰되었다. 그리고 화합물 5의 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) 스펙트럼 (표, 도 3의 C) 역시 C-1'와 3'~12'의 13종의 탄소피크들이 δ 29.80~29.34에 중첩되어 검출된 점 이외에는 화합물 1과 3의 ¹³C-NMR 스펙트럼과 거의 유사한 경향을 보였다. 또 그 DI-ESI-MS 스펙트럼(positive, 스펙트럼 생략)으로부터 베라트롤과 C₁₅H₃₁의 측쇄 탄화수소가 결합된 화합물에 귀속되어지는 m/z 349.4 [M+H]⁺의 signal이 검출되어 화합물 5를 3-펜타데실베라트롤(3-pentadecylveratrole)로 구조해석하였다.

표 5. 3-펜타데실베라트롤(화합물 5)의 ¹H- (500 MHz, CDCl₃, TMS) 및 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H (int., mult., J in Hz)	δ 13 C (ppm)
1	-	152.70
2	-	147.13
3	-	136.75
4	6.76 (1H, dd, 1.5, 8.0)	121.88
5	6.96 (1H, t, 8.0)	123.58
6	6.75 (1H, dd, 1.5, 8.0)	109.91
-OCH3 of C-1	3.84 (3H, s)	55.58
-OCH3 of C-2	3.81 (3H, s)	60.50
1'	2.61 (2H, t, 8.0)	29.80-29.34
2'	1.59 (2H, m)	30.80
3'-12'	1.32 (20H, m)	29.80-29.34
13'	1.32 (2H, m)	31.90
14'	1.32 (2H, m)	22.66
15'	0.88 (3H, t, 7.0)	14.06

3-3) 화합물 6의 구조해석

화합물 6의 ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) 스펙트럼(표 6, 도 4의 C)상에서도 측쇄탄화수소의 H-3'~14'의 24H분의 신호(signals; -C₁₂H₂₄-)가 δ 1.38~1.24에서 검출되었고, ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) 스펙트럼(표 6, 도 5의 C)에 있어서도 δ 30.04~29.63에 12종의 탄소피크들(C-1'~12')이 검출되었다. 그리고 HSQC (data 생략) 및 HMBC 분석 결과, 그리고 DI-ESI-MS 스펙트럼 (negative, 스펙트럼 생략) 분석 결과 [m/z 319.3 (M-H)⁺]들로부터 화합물 6을 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol)로 구조해석하였다.

표 6. 3-펜타데실카테콜(화합물 6)의 ¹H- (300 MHz, CDCl₃, TMS) 및 ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H ( int ., mult ., J in Hz )	δ 13 C ( ppm )
1	-	143.29
2	-	142.10
3	-	129.63
4	6.71 (1H, s)	122.36
5	6.71 (1H, s)	120.39
6	6.71 (1H, s)	113.13
-OH of C-1	5.08 (1H, s)	-
-OH of C-2	5.12 (1H, s)	-
1'	2.60 (2H, t, 7.8)	30.04-29.63
2'	1.61 (2H, m)	30.04-29.63
3'-12'	1.30 (20H, m)	30.04-29.63
13'	1.30 (2H, m)	32.20
14'	1.30 (2H, m)	22.97
15'	0.88 (3H, t, 6.9)	14.39

C₂₁H₃₆0₂ (Mol. wt. 320)

[3-펜타데실카테콜(화합물 6)의 HMBC 상관관계 (correlations)]

<실시예 4> 3- Eicosylveratrole (화합물 7) 및 3- Eicosylcatechol (화합물 8)의 합성 및 구조해석

4-1) 화합물 7과 8의 합성

화합물 8의 합성 출발물질인 1-브로모에이코산(1-bromoeicosane)은 상기 3종류의 1-브로모알칸(1-bromoalkane) 즉, 1-브로모펜탄 (1-bromopentane), 1-브로모데칸 (1-bromodecane), 그리고 1-브로모펜타데칸(1-bromopentadecane)과는 달리 분말 상으로 존재한다. 그래서 건조된 수기에 1-브로모에이코산 16.28 g (0.045 mol)을 넣고 진공펌프(vacuum pump; Edwards, Newcastle, England)를 이용하여 충분히 건조 한 후, 무수 THF 10 mL에 용해시켜 다음 반응에 이용하였다. 베라트롤 (3.82 mL, 0.03 mol)과 n-BuLi (28.2 mL, 0.045 mol)의 혼합용액을 0℃ 및 실온에서 각각 1시간씩 순차적으로 반응시킨 다음, 적가기구(dropping funnel)를 이용하여 미리 준비된 1-브로모에이코산 THF 용액 10 mL를 서서히 적가 하여, 210℃에서 5시간 환류(reflux)를 행하였다. 이후 화합물 1, 3 및 5와 동일한 방법으로 정제를 행하여 3-에이코실베라트롤(3-eicosylveratrole; 화합물 7)이 함유되어 있을 것으로 판단된 획분(R _f 0.60, 3.4 g, 수율 59.3%, 흰색분말)을 대상으로 DI-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조를 확인하였다. 본 과정 역시 3회 반복수행하여 합성한 2.02 g (4.84 mmol)의 순수한 화합물 7을 BBr₃ 6.87 mL (6.87 mmol)와 1 : 1.42의 mol비로 반응시켜 얻은 반응 혼합물은 실리카겔 흡착 컬럼크로마토그라피를 행하여 정제하였다. 실리카겔(40 g, Kieselgel 60, 70-230 mesh, Darmstadt, Germany)을 벤젠으로로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.1 × 34 cm)에 충진시킨 후, 반응 혼합물 2.02 g을 컬럼에 주입(charge)하였다. 이동상은 벤젠(50 mL), 벤젠/에칠아세테이트=6:1 (180 mL, v/v), 그리고 에칠아세테이트(80 mL)까지 극성을 증가시키는 단계(step-wise) 용출방법을 이용하였으며, 용출ㆍ분획된 각 획분은 화합물 2, 4 및 6의 경우처럼 동일조건에서 TLC를 행한 후, 동일 R _f 값을 갖는 획분들끼리 그룹핑하였다. 3-에이코실카테콜(3-Eicosylcatechol; 화합물 8)이 함유되어 있을 것으로 판단된 획분 (R _f 0.59, 1.71 g, 수율 90.5%, 옅은 황색분말) 역시 DI- ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR 및 2D-NMR 분석을 행하여 구조 확인을 행하였다.

4-2) 화합물 7의 구조해석

화합물 7의 ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) 스펙트럼(표 7, 도 2의 D)에 있어서도 δ 1.38-1.22에서 H-3'~19'에 귀속 되어지는 34H분의 수소신호(proton signal)들이 중첩되어 검출되었다. 그리고 그 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) 스펙트럼 (표 7, 도 3의 D) 상에서도 화합물 3 및 5에서와 마찬가지로 δ 29.82~29.36의 범위에서 C-1'와 3'~17'에 귀속되어지는 16종의 탄소피크들이 검출되었다. 또 화합물 7의 DI-ESI-MS 스펙트럼(positive, 스펙트럼 생략)으로부터 m/z 419.5 [M+H]⁺의 signal이 관찰되어 본 화합물을 3-에이코실베라트롤(3-eicosylveratrole)로 구조결정하였다.

표 7. 3-에이코실베라트롤(화합물 7)의 ¹H- (500 MHz, CDCl₃, TMS) 및 ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H (int., mult., J in Hz)	δ 13 C (ppm)
1	-	152.73
2	-	147.15
3	-	136.82
4	6.76 (1H, dd, 1.5, 8.0)	121.91
5	6.96 (1H, t, 8.0)	123.63
6	6.75 (1H, dd, 1.5, 8.0)	109.94
-OCH3 of C-1	3.84 (3H, s)	55.66
-OCH3 of C-2	3.81 (3H, s)	60.58
1'	2.61 (2H, t, 8.0)	29.82-29.36
2'	1.58 (2H, m)	30.81
3'-17'	1.32 (30H, m)	29.82-29.36
18'	1.32 (2H, m)	31.92
19'	1.32 (2H, m)	22.68
20'	0.88 (3H, t, 7.0)	14.09

4-3) 화합물 8의 구조해석

화합물 2, 4 및 6과 유사한 방법이 이용되었다. 즉 ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) (표 8, 도 4의 D), ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) (표 8, 도 5의 D), HSQC (data 생략) 및 HMBC 분석에 의해 화합물 8이 카테콜구조의 3위에 eicosyl기의 측쇄 탄화수소가 결합되어 있음이 확인되었으며, 그 DI-ESI-MS 스펙트럼(negative, 스펙트럼 생략)으로부터 m/z 389.4 [M-H]⁺ 피크가 검출되어 본 화합물 8을 3-에이코실카테콜(3-eicosylcatechol)로 구조결정하였다.

표 8. 3-에이코실카테콜(화합물 8)의 ¹H- (300 MHz, CDCl₃, TMS) 및 ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃, TMS) 자료

	δ 1 H ( int ., mult ., J in Hz )	δ 13 C ( ppm )
1	-	143.03
2	-	141.84
3	-	129.38
4	6.71 (1H, s)	122.09
5	6.71 (1H, s)	120.13
6	6.71 (1H, s)	112.87
-OH of C-1	-	-
-OH of C-2	-	-
1'	2.60 (2H, t, 7.8)	29.80-29.36
2'	1.61 (2H, m)	29.80-29.36
3'-17'	1.30 (30H, m)	29.80-29.36
18'	1.30 (2H, m)	31.93
19'	1.30 (2H, m)	22.68
20'	0.88 (3H, t, 6.9)	14.10

C₂₃H₄₆0₂ (Mol. wt. 390)

Fig. Ⅲ-13. 3-에이코실카테콜(화합물 8)의 HMBC 상관관계 (correlations).

이상으로 총 8종의 우루시올 유도체들(도 6)의 합성에 성공하였으며, 여기에 측쇄 탄화수소가 없는 시판품의 베라트롤과 카테콜, 그리고 측쇄가 하나인 3-메칠베라트롤 (3-methylveratrole) 및 3-메칠카테콜(3-methylcatechol)을 포함하여 총 12종의 우루시올 유도체(도 6)를 대상으로 구조활성 상관실험을 행하였다.

<실시예 5> 화합물 6 을 이용한 농도별 알러지 유발정도의 검토

본 발명으로부터 수득된 합성 화합물들 (도 6) 및 비교실험을 위해 이용된 시판품 유도체들(도 6)의 알러지 발생 유무를 확인하기 위해서는 먼저 각 화합물들의 처리량을 설정할 필요가 있다. 그래서 이미 알러지 유발성이 밝혀져 있는 천연형의 화합물 6을 대상으로 알러지를 유발하는데 필요한 최소량에 가까운 농도를 확인하였다.

그래서 스프라그-돌리 (Sprague-Dawley) 쥐(rat) [SD rat, 6주령, 160-180 g, 수컷, n=6, (주)샘타코]의 귀 후면 중앙부분 1 cm²에 화합물 6을 1 (320 μg), 0.75 (240 μg), 0.7 (224 μg), 0.65 (208 μg), 0.5 (160 μg), 0.1 (32 μg), 그리고 0.01 (3.2 μg) μmol로 달리하여 각각 50 μL 에탄올에 용해한 후, 24시간 간격으로 동일 부위에 20일간 반복적으로 도포하였다.

알러지 발생 유무의 확인은 우루시올 유도체를 도포한 귀 뒷면에 붉은 반점 및 발진의 형성정도를 육안으로 확인하여 판단하였으며, 그 결과는 사진 촬영을 통해 제시하였다. 그리고 본 실험에서는 각 시료의 도포기간 20일 이내에 알러지가 발생하지 않은 시료에 대해 알러지 비유발성 화합물로 판정하였다.

실험결과, (도 7), 1.0 μmol 처리군에 있어서는 4일째에 모두 알러지가 유발되어짐이 확인되었고, 0.75 μmol 처리군은 4일째에 3마리, 5일째에는 모두로부터 알러지가 유발되어짐이 확인되었다. 0.70 μmol 처리군은 5일째 2마리, 7일째에 6마리 중 5마리에 있어 알러지 유발을 보였다. 그리고 0.65 μmol 처리군은 7일째에 6마리 중 4마리로부터 알러지 유발성이 확인되었다. 그러나 0.70과 0.65 μmol 처리군은 알러지 유발정도가 1.0이나 0.75 μmol 처리군에 비해 약하였으며, 8일 이후로는 알러지 반응이 차츰 감소하는 경향이 보였다. 이것은 우루시올에 대한 쥐의 면역력 형성 가능성이 제시된 결과라 판단된다. 그리고 0.50, 0.10 및 0.01 μmol 처리군은 20일간의 도포기간동안 알러지 반응을 전혀 보이지 않았다 (도 7). 이상의 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6)의 농도별 알러지 유발 경향을 검토한 결과로부터 0.55 μmol (176 μg)이 역치에 가까운 수준임을 알 수 있었다.

그래서 이미 천연으로부터 그 존재가 확인된 화합물 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6)의 역치에 가까운 농도가 0.55 μmol임을 참고로, 다른 합성시료들의 알러지 유발성 유무 확인 실험은 알러지를 유발시키기에 충분하다고 여겨지는 3 μmol, 즉 역치에 가까운 농도 0.55 μmol의 5배량을 이용하여 행하였다.

<실시예 6> 우루시올 유도체들의 알러지원으로서의 작용여부 확인

합성한 각 시료의 알러지원으로서의 작용여부 검토는 상기의 <실시예 5>와 같은 방법으로 행하였다. 단, 각 우루시올 유도체들의 처리량은 3 μmol/30 μL 에탄올로 하였다. 즉 화합물 1은 624 μg, 화합물 2는 540 μg, 화합물 3은 834 μg, 화합물 4는 750 μg, 화합물 5는 1044 μg, 화합물 6은 960 μg, 화합물 7은 1254 μg, 그리고 화합물 8은 1170 μg을 각각 30 μL 에탄올에 용해하여 도포하였다.

실험 결과(도 8 및 9), 베라트롤형 우루시올 유도체들(veratrole, 3-methylveratrole, 화합물 1, 3, 5 및 7)은 알러지반응을 보이지 않았다(도 8). 이는 메톡실기를 가지고 있는 우루시올 유도체들은 측쇄 탄화수소의 길이에 관계없이 알러지반응에 관여하지 않음을 시사하는 결과라 판단되었다. 그러나 카테콜형 우루시올 유도체들 (catechol, 3-methylcatechol, 화합물 2, 4, 6 및 8) 중 현재 시약으로 판매되고 있는 카테콜 및 3-메칠카테콜(3-methylcatechol)은 도포실험 5일째부터 검은 작은 반점이 매우 약하게 생겼으나 알러지로 판단할 수 있는 붉은 반점이나 발진현상은 보이지 않았다(도 9). 그리고 알러지원으로 작용하는 것이 이미 밝혀진 천연 우루시올 유도체인 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6) 처리군은 도포 4일째부터 6마리 쥐에서 확실한 알러지반응을 보임이 재확인 되었다(도 9). 그 중 3마리는 붉은 반점만 관찰되었고, 나머지 3마리는 붉은 반점과 함께 심한 발진 현상이 동시에 관찰되었다. 그리고 도포실험 5일째부터는 모든 쥐(n=6)에서 붉은 반점과 함께 발진현상이 관찰되었다. 화합물 4 처리군은 화합물 6 처리군보다 오히려 하루 빠른 3일째부터 확실한 알러지반응이 관찰되었으며, 4일째에는 모든 쥐(n=6)에서 붉은 반점과 매우 심한 발진이 동시에 관찰되었다(도 9). 이 결과로 측쇄 탄화수소의 길이가 알러지반응에 관여함은 물론, 알러지 유발강도에도 영향을 미친다는 점을 알 수 있었다. 그러나 화합물 4와 6 모두 8일 이후로는 알러지반응이 더 심각해지지 않았으며, 오히려 그 중 1마리는 알러지반응이 다소 약화되어지는 경향이 관찰되었다. 이 결과 역시 면역력 형성 가능성을 시사하는 바라 추측되었다. 그리고 화합물 2 처리군은 도포실험 4일째 1마리, 7일째 3마리, 9일째 5마리의 쥐들에서 카테콜과 3-메칠카테콜(3-methylcatechol)처럼 검은 반점이 부분적으로 매우 약하게 보였으나 붉은 반점이나 발진현상은 전혀 보이지 않았다(도 9). 화합물 8 처리군 또한 도포실험 6일째 1마리 쥐에서 검은 반점이 부분적으로 매우 약하게 관찰되었으나 붉은 반점이나 발진현상은 전혀 보이지 않았다(도 9).

오히려 도포실험이 진행되는 20일까지 그 검은 반점이 조금씩 희미해지는 경향이 관찰되었다 (도 9). 이러한 결과를 종합해보면 측쇄 탄화수소의 길이가 알러지 발생 유무는 물론 그 유발강도에도 영향을 미침을 카테콜형 우루시올 유도체들을 비교해봄으로써 확인할 수 있었다.

이로써 합성한 우루시올 유도체들 (화합물 1~8) 중 화합물 4와 6을 제외한 나머지 6종의 합성시료는 알러지원으로서의 작용이 없음을 확인하였다. 그 중 특히 화합물 2와 8은 천연에 존재하는 우루시올 유도체들처럼 카테콜구조를 가지고 있음에도 불구하고 알러지를 유발하지 않았다. 그들은 항산화 활성위치(active site)인 카테콜과 장쇄 탄화수소의 측쇄, 즉 양친매성 구조를 여전히 유지하고 있어 잠재성 있는 항산화제로써 개발 가능성이 높음을 알 수 있었다.

<실시예 7> 우루시올 유도체들의 DPPH 라디칼 소거 활성 평가

우루시올 유도체들의 항산화 활성은 Abe등⁽⁵¹⁾의 방법을 응용하여 측정하였다. 즉, 우루시올 유도체들의 최종농도는 0, 10, 50, 100, 150, 200, 그리고 250 μM이 되도록, 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질 (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl; DPPH, Wako, Japan) 에탄올 용액(500 μL)의 최종농도는 250 μM이 되도록 설정하여 각각의 최종 부피가 2 mL가 되도록 용액을 조제하였다. 혼합용액을 교반기(vortex mixer)로 혼합한 다음, 실온의 암소에서 30분간 반응시킨 후, 517 nm (UV/VIS Spectrophotometer ,V-550, Jasco, Japan)에서 흡광도를 측정하였다. 대조구로 천연 항산화제인 α-Toc을 이용하였으며, DPPH 라디칼이 50% 소거(scavenging)되어진 농도를 SC₅₀ (50% scavenging concentration)으로 나타내었다.

우루시올 유도체들의 농도에 따른 DPPH 라디칼 소거(radical-scavenging)곡선으로부터 50% DPPH 라디칼 소거 농도값(SC₅₀)을 구한 결과(도 10), 베라트롤형 우루시올 유도체들(veratrole, 3-methylveratrole, 화합물 1, 3, 5 및 7)은 전혀 라디칼 소거 활성을 보이지 않아 SC₅₀값을 구할 수 없었다. 한편 catechol형 우루시올 유도체들(catechol, 3-methylcatechol, 화합물 2, 4, 6 및 8)의 SC₅₀값은 평균 50 μM로 거의 비슷한 결과를 보였다. 그리고 그 SC₅₀값은 대표적인 천연 지용성 항산화제인 α-Toc의 그것과 거의 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과로부터 카테콜형 우루시올 유도체들의 용액 중에서의 라디칼 소거 활성은 α-Toc과 거의 같은 정도임을 알 수 있었다. 이 결과로부터 카테콜구조를 가진 우루시올 유도체들 간의 용액 중에서의 항산화 활성은 측쇄 탄화수소의 길이에 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

<실시예 8> 메칠리놀레이트 ( Methyl Linoleate ) 산화에 대한 우루시올 유도체들의 억제 효과 ^(52-54)

8-1) 메칠리놀레이트의 정제

메칠리놀레이트(methyl linoleate; MeL, Sigma, St. Louis, USA)는 건조 플로리실겔(florisil gel; 100~200 mesh, 크로마토그라피용, Nacalai tesque Inc., Kyoto, Japan)을 이용한 오픈컬럼크로마토그라피에 의해 정제하였다. 플로리실겔은 110℃의 건조기(dry oven)에서 3시간 건조 후, MeL의 20배량(g/g)을 취하여 n-헥산으로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.2 × 45 cm)에 충진하였다. Gel이 충진된 컬럼에 n-헥산 400 mL를 용출시켜 불순물을 제거한 후, MeL 2 g을 컬럼에 charge한 다음, n-헥산(500 mL)을 단일 용매계로 이용하여 용출하였다. 용출 용액 전량은 농축하여 유기용매를 완전히 제거한 다음 실험에 이용하였다.

8-2) 메칠리놀레이트 과산화물(Methyl Linoleate Hydroperoxide; MeL-OOH)의 조제

Arai등⁽⁵⁴⁾의 방법을 이용하여 정제 MeL 적당량을 유리접시(petridish)에 얇게 도말한 후 50℃의 건조기(dry oven)에서 24시간 반응시킨 다음, 그 반응물을 플로리실겔 컬럼크로마토그라피(florisil gel column chromatography)를 이용하여 정제하였다. 반응물(2 g)의 20배량(40 g)의 플로리실겔을 n-헥산로 반죽상(slurry)을 만들어 컬럼(2.1 × 38 cm)에 충진한 후, 이동상은 n-헥산 (500 mL), n-헥산/2-프로판올=8:3 (500 mL, v/v), 그리고 n-헥산/2-프로판올/에탄올=8:3:2 (500 mL, v/v)까지 극성을 증가시키는 단계(step-wise)용출방법을 이용하여 용출ㆍ분획하였다. 그리고 얻어진 획분의 일부를 취하여 HPLC로 분석하여 순도를 확인하였다.

8-3) Urushiol 유도체들의 항산화 활성 평가

ⅰ) MeL-OOH의 표준곡선 (Standard Curve) 작성

조제된 MeL-OOH 일정량(약 1 mL)을 n-헥산 적당량에 용해시킨 후, 최종 부피가 2.0 mL가 되도록 정용하였다. 그리고 235 nm (UV/VIS Spectrophotometer , V-550, Jasco, Japan)에서 흡광도를 측정하여 mol 흡광계수(26,000)에 의해 농도가 결정 되어진 MeL-OOH 0.1, 1.0, 10, 그리고 15 nmol을 대상으로 각각 HPLC 분석을 행하였다. HPLC 분석은 실리카겔 컬럼(4.6 × 250 mm, TSK-gel, Silica-60, Tosoh Co., Japan)을 이용하여, 1.0 mL/min (Model 600 Controller, Waters, USA)의 유속으로 235 nm의 검출파장(Model SPD 10A, Shimadzu, Japan)에서 행하였으며, 이동상 은 n-헥산/2-프로판올/에탄올=10:0.2:0.1 (v/v)을 이용하였다.

ⅱ)지용성 라디칼 발생제에 의해 유도된 MeL 산화에 대한 우루시올 유도체들의 항산화 활성 평가 및 동역학적 변수 (Kinetic Parameters) 평가⁽⁵³⁾

정제 MeL을 n-헥산/2-프로판올/에탄올=8:3:0.1 (v/v) 용매계에 최종 농도가 120 mM가 되도록 용해한 후, n-헥산/2-프로판올/에탄올=8:3:0.1 (v/v)에 용해한 우루시올 유도체들(최종 농도 40 μM)과 지용성 라디칼 발생제[2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile; AMVN, 최종 농도 10 mM]를 각각 첨가하여 최종 부피가 1.0 mL가 되도록 정용하였다. 그리고 10분간 37℃에서 선배양(preincubation)을 행한 후 37℃, 암소에서 반응시켜 가면서 경시적(20분 간격)으로 10 μL씩을 취하여 생성된 MeL-OOH의 농도를 HPLC로 분석하였다. HPLC 분석은 실리카겔 컬럼(4.6 × 250 mm, TSK-gel, Silica-60, Tosoh Co., Japan)을 이용하여, 1.0 mL/min (Model 600 Controller, Waters, USA)의 유속으로 235 nm의 검출파장(Model SPD 10A, Shimadzu, Japan)에서 행하였으며, 이동상은 n-헥산/2-프로판올/에탄올=10:0.2:0.1 (v/v)을 이용하였다. 대조구로는 천연 지용성 항산화제인 α-Toc을 이용하였다.

AMVN에 의해 유도된 MeL의 산화에 대한 우루시올 유도체들의 항산화 반응에 있어 동역학적 변수(kinetic parameters)는 다음 방법으로 구하였다. 설명을 돕기 위해 Fig. Ⅱ-4에 예시를 제시하였다. 우루시올 유도체가 첨가되지 않은 대조구의 직선 방정식은 연쇄성장반응(propagation reaction; R _p)이고, 우루시올 유도체가 첨가되 어 지연시간(lag time)을 보인 반응에 있어 R _p와 평형을 이루는 부분의 직선 방정식은 R' _p, 그리고 lag time을 보이는 직선 부분의 방정식으로부터 개시반응 (inhibition reaction; R _inh) 값이 얻어졌다. 또 R _inh과 R' _p의 변곡점에 해당하는 시간으로부터 inhibition time (t _inh) 값을 구하였다. 그리고 연쇄성장속도 정수 비(k _inh/k _p)는 아래 ①식에 의하여 구하였으며, 연쇄 개시 반응속도(R _i)는 ②식에 의하여 구하였다. 그리고 각 화합물의 라디칼 소거 수(n)는 α-Toc 1분자가 2분자의 radical을 scavenging한다는 것을

[메칠리놀레이트의 산화에 대한 항산화제의 항산화 반응 동역학적 변수(kinetic parameters; R _P, R' _P, R _inh, and t _inh) 측정의 한 예]

기준으로 계산(③)하였으며, 자동산화 난이도(oxidizability)는 ④식에 의하여 구하였다. 마지막으로 동력학적 장쇄를 나타내는 kinetic chain length (kcl)는 ⑤식에 의하여 구하였다.

MeL 용액 중에서 연쇄개시 라디칼을 일정속도로 발생시킴으로써 연쇄적인 지질 과산화 반응을 정량적으로 평가하는 것이 가능하다. 즉 MeL 용액 중에서 MeL이 산화되어짐으로써 생성되어지는 MeL-OOH 를 경시적으로 HPLC 분석을 행하여 지질 과산화반응의 연쇄성장 반응속도를 구할 수 있다. 반응 용액 중에 라디칼 소거(radical-scavenging)형 항산화제(IH)가 존재할 경우, 불포화지방산(LH)이 연쇄개시제인 아조(azo)화합물(A-N=N-A, 예 AMVN)에 의해 산화될 때 흡수되는 산소의 경시적 변화의 일례를 <실시 예 8-4>에 나타냈다. 이러한 반응에 있어 LH의 과산화는 다음과 같이 진행된다.⁽⁶⁰⁾

Initiation (연쇄개시반응)

Propagation (연쇄성장반응)

Termination (연쇄정지반응)

- 항산화제가 존재하지 않을 경우

- 항산화제가 존재하는 경우

연쇄개시반응속도(Initiation rate: R _i)는 (1)식으로부터

의 식이 가능해지며, 이 R _i는 개시제의 농도에 의존적이고, 그 종류나 반응속도, 용매의 종류 등에 따라 달라진다. 또 R _i는 conventional inhibitor method (induction-period method)^(61,62)에 의해 다음 식이 주어진다.

이때 산화 억제시간의 길이는 항산화제(IH)의 농도에 비례한다. 그리고 식 (10)으로부터 항산화제 1분자의 radical-scavenging 수(n)는 다음 식에 의해 구할 수 있다.

이때 항산화제(IH)가 scavenging하는 radical 수(n)는 α-Toc 1분자가 2분자의 radical을 scavenging하는 것을 기준으로 계산되어진다.

와 같이 계산되어지며,

식의 유도가 가능해진다. 이 식 (13)의 좌변[k _p/(2k _t)^1/2]은 불포화지방산의 자동산화난이도(oxidizability)를 의미한다.

또 R _p/R _i를 구함으로써 1분자의 radical이 연쇄반응에서 소멸할 때까지 몇 회 연쇄반응을 반복하는지를 알 수 있으며, 이것을 동력학적 연쇄길이(kinetic chain length)라 한다.

농도를 알고 있는 MeL-OOH를 이용하여 미리 작성된 표준곡선(standard curve)을 이용하여 실제로 MeL 산화반응을 행하면서 경시적으로 MeL-OOH의 생성량을 HPLC로 분석한 결과(도 11 및 12), 반응시간과 MeL-OOH의 생성량과의 관계는 거의 일정기간에 있어서 거의 일정한 비율로 비례관계를 보임을 알 수 있었다.

먼저 베라트롤형 우루시올 유도체들(veratrole, 3-methylveratrole, 화합물 1, 3, 5 및 7)이 첨가된 반응계에 있어서 MeL-OOH 생성 경향(도 11)을 보면, 모든 화합물들이 대조구보다 높은 산화 양상을 보였다. 이것은 그들 베라트롤형, 즉 메톡실기를 갖는 우루시올 유도체들은 산화촉진(prooxidant)효과를 보임을 알 수 있었다. 그리고 그 정도는 측쇄 탄화수소의 길이에는 특별한 상관성이 없음을 알 수 있었다..

한편 카테콜형 우루시올 유도체들(catechol, 3-methylcatechol, 화합물 2, 4, 6 및 8)이 첨가된 반응계에 있어서 MeL-OOH 생성 경향(도 12)은 베라트롤형 우루시올 유도체들의 그것과는 전혀 달랐다. 즉 모든 화합물에 있어 α-Toc과 유사하거나 보다 높은 산화억제 효과를 보였다. 각 항산화제에 의한 산화억제시간 (t _inh) 및 항산화제에 의해 산화가 억제되고 있는 기간 중의 산화속도(R _inh)는 각 항산화제들 간에 거의 차이를 보이지 않는 범위 내에서 관찰되었다. 그리고 그 값들은 α-Toc의 그것과도 거의 같은 정도였다.

이것은 카테콜형 우루시올 유도체들의 지질 산화 억제능이 α-Toc과 거의 같 은 정도임을 의미한다. 그러나 연쇄성장속도 정수의 비(k _inh/k _p)를 보면, 큰 차이는 없으나 α-Toc보다 카테콜형 우루시올 유도체들에 있어 다소 높은 값을 보였다. 이것은 카테콜형 우루시올 유도체들이 α-Toc보다 미약하나마 지질 산화의 연쇄성장속도를 보다 효과적으로 억제하였음을 나타낸다. 또 각 항산화제 1분자 당의 라디칼소거(radical-scavenging)수(n)에 있어서도 모두 α-Toc보다 약간 높은 값을 보였으나 그 정도는 거의 같음을 알 수 있었다. 즉 각 화합물 1분자는 약 2분자의 라디칼을 소거(scavenging)하는 것으로 밝혀졌다 (표 9).

본 결과로부터 천연형 우루시올 유도체 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6)을 포함한 4종의 카테콜형 우루시올 유도체들은 균일계에 있어서 α-Toc과 같거나 보다 우수한 항산화 효과를 발휘함을 알 수 있었다. 또 그 활성 정도는 측쇄 탄화수소의 길이에는 크게 의존하지 않음을 알 수 있었다..

표 9. 지용성 라디칼 발생제에 의해 유도된 MeL 산화에 대한 카테콜형 우루시올유도체들의 동역학적 변수 (kinetic parameters)

도 1은 장쇄탄화수소 측쇄의 길이가 다른 베라트롤형 (veratrol form) 및 카테콜형(catechol form)의 우루시올 (urushiol) 유도체들의 합성방법을 도시화한 것이다.

도 2는 유기합성한 베라트롤형 우루시올 유도체들의 프로톤-핵자기공명(¹H-NMR; 500 MHz, CDCl3, TMS) 스펙트라(spectra)를 나타낸 것이다.

A는 3-펜틸베라트롤(3-pentylveratrol; 화합물 1), B는 3-데실베라트롤(3-decylveratrol; 화합물 3), C는 3-펜타데실베라트롤(3-pentadecylveratrol; 화합물 5), 그리고 D는 3-에이코실베라트롤(3-eicosylveratrol; 화합물 7)의 자료이다.

도 3은 유기합성한 베라트롤형 우루시올 유도체들의 탄소-핵자기공명(¹³C- NMR; 125 MHz, CDCl3, TMS) 스펙트라(spectra)를 나타낸 것이다.

A는 3-펜틸베라트롤(3-pentylveratrol; 화합물 1), B는 3-데실베라트롤(3-decylveratrol; 화합물 3), C는 3-펜타데실베라트롤(3-pentadecylveratrol; 화합물 5), 그리고 D는 3-에이코실베라트롤(3-eicosylveratrol; 화합물 7)의 자료이다.

도 4는 유기합성한 카테콜형 우루시올 유도체들의 프로톤-핵자기공명(¹H-NMR; 500 MHz, CDCl3, TMS) 스펙트라(spectra)를 나타낸 것이다.

A는 3-펜틸카테콜(3-pentylcatechol; 화합물 2), B는 3-데실카테콜(3-decylcatechol; 화합물 4), C는 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6), 그리고 D는 3-에이코실카테콜(3-eicosylcatechol; 화합물 8)의 자료이다.

도 5는 유기합성한 카테콜형 우루시올 유도체들의 탄소-핵자기공명(¹³C-NMR; 500 MHz, CDCl3, TMS) 스펙트라(spectra)를 나타낸 것이다.

A는 3-펜틸카테콜(3-pentylcatechol; 화합물 2), B는 3-데실카테콜(3-decylcatechol; 화합물 4), C는 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol; 화합물 6), 그리고 D는 3-에이코실카테콜(3-eicosylcatechol; 화합물 8)의 자료이다.

도 6은 유기합성한 우루시올 유도체들 및 본 발명을 위해 대조 화합물로 이용한 시판품 화합물들의 구조식과 그 화합물명을 나타낸 것이다.

도 7은 3-펜타데실카테콜(3-pentadecylcatechol)에 의해 알러지가 유발되는 최소량에 가까운 농도를 검토하기 위해 쥐의 귀 뒷면에 도포실험을 행한 결과를 나타낸 것이다.

도 8은 베라트롤형 우루시올 유도체들의 알러지 유발성 유무를 확인하기 위해 쥐의 귀 뒷면에 도포실험을 행한 결과를 나타낸 것이다.

도 9는 카테콜형의 우루시올 유도체들의 알러지 유발성 유무를 확인하기 위해 쥐의 귀 뒷면에 도포실험을 행한 결과를 나타낸 것이다.

도 10은 합성 우루시올 유도체들의 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질 라디칼 (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical; DPPH)에 대한 소거 (scavenging) 활성을 비교한 결과를 나타낸 것이다.

도 11은 지용성 라디칼 발생제인 2,2'-아조비스(2,4-디메칠발레린니트릴) [2,2'-azobis(2,4-dimethylvalerinitrile)]에 의해 유도된 메칠리놀레이트(methyl linoleate)의 n-헥산/2-프로파놀/에탄올 (n-hexane/2-propanol/ethanol) 8:3:0.1 (v/v) 용액 중에서의 산화에 대한 합성 베라트롤형 우루시올 유도체들의 항산화 활성을 평가한 결과를 나타낸 것이다.

도 12는 지용성 라디칼 발생제인 2,2'-아조비스(2,4-디메칠발레린니트릴) [2,2'-azobis(2,4-dimethylvalerinitrile)]에 의해 유도된 메칠리놀레이트(methyl linoleate)의 n-헥산/2-프로파놀/에탄올 (n-hexane/2-propanol/ethanol) 8:3:0.1 (v/v) 용액 중에서의 산화에 대한 합성 카테콜형 우루시올 유도체들의 항산화 활성을 평가한 결과를 나타낸 것이다.

Claims (9)

1. 하기 구조식을 갖는 카테콜형 우루시올유도체로서,

   

   R은 C_nH_2n+1인 일반식을 갖는데, n이 5 또는 20인 사슬형 포화탄화수소를 이루어 알러지가 유발되지 않는 것을 특징으로 하는 알러지 비유발성 우루시올 유도체.
2. 제 1 항의 알러지 비유발성 우루시올 유도체 합성에 사용되는 하기 구조식을 갖는 베라트롤형 우루시올유도체로서,

   

   R은 C_nH_2n+1인 일반식을 갖는데, n이 5 또는 20인 사슬형 포화탄화수소를 이루는 것을 특징으로 하는 베라트롤형 우루시올 유도체.
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