KR101365711B1 - 효모로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 효모로부터 분리된 신규한 화합물 및 이들의 생물학적 계면활성제로서의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 생물학적 계면활성제는 강력한 계면활성 효과를 보유하며, 생분해가 가능하고 독성이 낮아 인체에 안전하다. 또한, 본 발명의 생물학적 계면활성제는 미생물의 배양에 의해 대량생산이 가능하여 환경 친화적이다.

Description

효모로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제{A New Biosurfactant isolated from Yeast}
본 발명은 효모로부터 분리된 신규한 화합물 및 이들의 계면활성제로서의 용도에 관한 것이다.
계면활성제는 의약학, 농업, 향장산업 등 다양한 산업에 폭넓게 활용되고 있다. 현재 상업적으로 이용되는 계면활성제의 대부분은 석유에서 만들어진 화학 합성제들로 세계적으로 매년 약 1천만톤 이상이 화학합성에 의하여 생산되고 있다. 그러나 환경오염에 대한 인식의 확대와 친환경소재에 대한 선호도의 증가는 이를 대체할 수 있는 환경친화적인 계면활성제를 지속적으로 요구하고 있다. 최근 생물공학의 발달은 미생물의 biosurfactant(생물학적 계면활성제)가 그 대안으로 제시되고 있다. 생물학적 계면활성제는 미생물이 생산하는 양친매성 물질로서 생분해성 계면활성제를 의미한다. 생물계면활성제는 화학합성 계면활성제와 비교하여 생분해가 되며, 극한의 온도나 pH에서도 활성을 유지하며, 독성이 낮은 장점을 갖고 있다. 미생물의 생물학적 계면활성제는 환경 친화적인 특성 및 발효에 의한 대량생산이 가능하며, 사용 용도에 있어서 원유 회수, 의약품 및 식품산업, 화장품, 비누, 경피용 DDS(drug delivery system) 등 다양한 활용 가능성이 대두되어 그에 따른 다양한 연구가 진행되고 있다. 최근까지 미생물로부터 수종의 계면활성제가 분리되어 이용되고 있으나 더 강한 효과를 나타내는 다양한 종의 미생물 확보 및 이로부터 강력한 생물학적 계면활성제의 발굴이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 강력한 생물학적 계면 활성을 지닌 새로운 미생물소재를 탐색한 결과, 특정 효모종이 강력한 생물학적 계면 활성을 나타내는 것을 발견하여 이로부터 활성성분을 분리, 정제하고 분광분석방법에 의하여 화학구조를 규명한 것이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 천연물 기반 계면활성제로서 인체에 안전하고, 강력한 계면활성 효과를 나타내는 화합물을 발굴하고자 노력하였다. 그 결과 효모로부터 분리된 신규한 화합물이 뛰어난 계면활성 효과를 보유한다는 것을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 효모로부터 분리된 신규한 화합물 및 이들의 생물학적 계면활성제로서의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 생물학적 계면활성제는 강력한 계면활성 효과를 보유하며, 생분해가 가능하고 독성이 낮아 인체에 안전하다. 또한, 본 발명의 생물학적 계면활성제는 미생물의 배양에 의해 대량생산이 가능하여 환경 친화적이다.
따라서, 본 발명의 목적은 신규한 화합물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화합물의 계면활성제로서의 용도를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화합물을 효모로부터 분리하는 단계를 포함하는 생물학적 계면활성제의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1의 화합물을 제공한다:
화학식 1
Figure 112013038043073-pat00001
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 -COR4이며;
R4는 C1-C10의 알킬이며;
R1 내지 R3 중 하나는 반드시 -COC5H11이다.
본 발명자들은 천연물 기반 계면활성제로서 인체에 안전하고, 강력한 계면활성 효과를 나타내는 화합물을 발굴하고자 노력하였다. 그 결과 효모로부터 분리된 신규한 화합물이 뛰어난 계면활성 효과를 보유한다는 것을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에서 용어“화합물”은 화학식 1 내지 6의 화합물과 이성질체, 이들의 염 및 이들의 화합물을 포함하는 의미로 사용되며, 반드시 화학식 1 내지 6의 화합물에 한정되는 의미로만 해석되지 않는다.
상기 화학식 1에서 R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 -COR4로서, R4는 C1-C10의 알킬이며, 바람직하게는 C1-C8의 알킬, 보다 바람직하게는 C1-C5의 알킬, 가장 바람직하게는 메틸 또는 펜틸인 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 화합물은 하기 화학식 2 내지 6으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물인 것이다:
화학식 2
Figure 112013038043073-pat00002
화학식 3
Figure 112013038043073-pat00003
화학식 4
Figure 112013038043073-pat00004
화학식 5
Figure 112013038043073-pat00005
화학식 6
Figure 112013038043073-pat00006

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 화합물은 효모로부터 분리된 것이다.
본 발명에서 이용할 수 있는 균주로서 효모는 당업계에 알려진 다양한 효모를 이용할 수 있으며, 바람직하게는 오리오바시디움 속(Aureobasidium sp.) 균주, 보다 바람직하게는 기탁번호 KCCM11373P의 오리오바시디움 속 균주이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 화합물은 생물학적 계면활성제로서 특징을 갖는다.
생물학적 계면활성제는 종래의 합성 계면활성제와 비교하여 낮은 독성 및 높은 생분해 효과로 종래의 환경오염 문제를 극복 가능하다. 또한, 생물 계면활성제는 기존의 방법으로는 합성하기 어려운 복잡한 화학구조를 갖고 있어 특수한 목적으로 사용될 수 있고, 표면장력 저하능력, 온도, pH에 대한 안정성 등 계면활성제의 물리· 화학적 면에서 기존의 화학합성 계면활성제와 거의 대등한 효과를 갖고 있어 사용가치가 매우 높은 물질이다(Ishigami et al., 1987. Chem . Lett ., 763).
본 발명의 화합물은 상당히 낮은 표면장력을 보유하고 있으며, 이러한 특징은 강력한 계면활성 효과를 보유함을 나타낸다. 본 발명의 화합물의 표면장력은 바람직하게는 10 내지 40 N/m, 보다 바람직하게는 20 내지 30 N/m, 가장 바람직하게는 22 내지 29 N/m의 표면 장력을 갖는다. 공지된 계면활성제인 Trehalose lipid 및 Iturin이 43 N/m, Sophorolipid가 35 N/m, Rhamnolipid가 31.4 N/m의 표면장력을 갖는 것과 비교하여 볼 때, 본 발명의 화합물은 공지된 계면활성제보다 훨씬 더 우수한 계면 활성능을 보유한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 세정 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 생물학적 계면활성제로서 사용될 수 있는 화합물은 강력한 계면활성 효과를 보유하고 있으며, 특히 직물의 세척 및 세정 적용을 위해 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 계면활성제는 경질 표면의 세정 및 광택을 위해 사용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 화장용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 생물학적 계면활성제로서 사용될 수 있는 화합물은 비누, 샴푸, 크림 또는 로션에서 유화제로서 유리하게 사용될 수 있다.
상기 용도 외에도 본 발명의 화합물은 의약품, 식품, 원유의 2차 회수, 펄프와 제지 산업, 육상과 해상의 유류 오염 정화, 처리조의 유지방 분해 등 화학합성 계면활성제가 사용되는 대부분의 다양한 산업분야에서 사용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 효모로부터 하기 화학식 2 내지 6으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물을 분리하는 단계를 포함하는 생물학적 계면활성제의 제조방법을 제공한다:
화학식 2
Figure 112013038043073-pat00007
화학식 3
Figure 112013038043073-pat00008
화학식 4
Figure 112013038043073-pat00009
화학식 5
Figure 112013038043073-pat00010
화학식 6
Figure 112013038043073-pat00011
.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 화학식 2 내지 6으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물을 생산하는 오리오바시디움 속(Aureobasidium sp.) 균주 (기탁번호: KCCM11373P)를 제공한다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(i) 본 발명은 효모로부터 분리된 신규한 화합물을 제공한다.
(ⅱ) 또한, 본 발명은 상기 화합물의 생물학적 계면활성제로서의 용도를 제공한다.
(ⅲ) 본 발명의 생물학적 계면활성제는 강력한 계면활성 효과를 보유하며, 생분해가 가능하고 독성이 낮아 인체에 안전하다. 또한, 본 발명의 생물학적 계면활성제는 미생물의 배양에 의해 대량생산이 가능하여 환경 친화적이다.
도 1은 활성화합물의 분리 및 정제 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 화합물 A57-4-gly-1의 1H NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 3은 화합물 A57-4-gly-1의 13C NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 4는 화합물 A57-4-gly-1의 1H-1H COSY spectrum을 나타낸 도면이다.
도 5는 1H-1H COSY spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-1의 부분구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 화합물 A57-4-gly-1의 HMQC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 7은 화합물 A57-4-gly-1의 HMBC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 8은 2-Dimensional NMR spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-1의 화학구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 화합물 A57-4-gly-1의 proton 및 carbon peak assignment을 나타낸 도면이다.
도 10은 화합물 A57-4-gly-1의 ESI-mass spectrum을 나타낸 도면이다.
도 11은 화합물 A57-4-gly-2의 1H NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 12는 화합물 A57-4-gly-2의 13C NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 13은 화합물 A57-4-gly-2의 1H-1H COSY spectrum을 나타낸 도면이다.
도 14는 1H-1H COSY spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-2의 부분구조를 나타낸 도면이다.
도 15는 화합물 A57-4-gly-2의 HMQC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 16은 화합물 A57-4-gly-2의 HMBC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 17은 2-Dimensional NMR spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-2의 화학구조를 나타낸 도면이다.
도 18은 화합물 A57-4-gly-2의 proton 및 carbon peak assignment을 나타낸 도면이다.
도 19는 화합물 A57-4-gly-2의 ESI-mass spectrum을 나타낸 도면이다.
도 20은 화합물 A57-4-gly-3의 1H NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 21은 화합물 A57-4-gly-3의 13C NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 22는 화합물 A57-4-gly-3의 1H-1H COSY spectrum을 나타낸 도면이다.
도 23은 1H-1H COSY spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-3의 부분구조를 나타낸 도면이다.
도 24는 화합물 A57-4-gly-3의 HMQC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 25는 화합물 A57-4-gly-3의 HMBC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 26은 2-Dimensional NMR spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-3의 화학구조를 나타낸 도면이다.
도 27은 화합물 A57-4-gly-3의 proton 및 carbon peak assignment을 나타낸 도면이다.
도 28은 화합물 A57-4-gly-3의 ESI-mass spectrum을 나타낸 도면이다.
도 29는 화합물 A57-4-gly-4의 1H NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 30은 화합물 A57-4-gly-4의 13C NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 31은 화합물 A57-4-gly-4의 1H-1H COSY spectrum을 나타낸 도면이다.
도 32는 1H-1H COSY spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-4의 부분구조를 나타낸 도면이다.
도 33은 화합물 A57-4-gly-4의 HMQC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 34는 화합물 A57-4-gly-4의 HMBC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 35는 2-Dimensional NMR spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-4의 화학구조를 나타낸 도면이다.
도 36은 화합물 A57-4-gly-4의 proton 및 carbon peak assignment을 나타낸 도면이다.
도 37은 화합물 A57-4-gly-4의 ESI-mass spectrum을 나타낸 도면이다.
도 38은 화합물 A57-4-gly-5의 1H NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 39는 화합물 A57-4-gly-5의 13C NMR spectrum을 나타낸 도면이다.
도 40은 화합물 A57-4-gly-5의 1H-1H COSY spectrum을 나타낸 도면이다.
도 41은 1H-1H COSY spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-5의 부분구조를 나타낸 도면이다.
도 42는 화합물 A57-4-gly-5의 HMQC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 43은 화합물 A57-4-gly-5의 HMBC spectrum을 나타낸 도면이다.
도 44는 2-Dimensional NMR spectrum에 의하여 규명된 화합물 A57-4-gly-5의 화학구조를 나타낸 도면이다.
도 45는 화합물 A57-4-gly-5의 proton 및 carbon peak assignment을 나타낸 도면이다.
도 46은 화합물 A57-4-gly-5의 ESI-mass spectrum을 나타낸 도면이다.
도 47은 효모로부터 분리한 활성물질의 화학구조를 나타낸 도면이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실험재료 및 실험방법
1. 효모의 확보
연구의 공시재료인 효모 발효물(약 25 L)은 동결 건조된 상태로 경북해양바이오산업연구원으로부터 공급받았다. 상기 효모는 Aureobasidium sp. 균주로 2013년 2월 7일자로 한국미생물보존센터에 기탁되었다(기탁번호: KCCM11373P).
2. 분석 기기
질량분석 스펙트럼( mass spectrum )의 측정
FAB-mass는 Jeol(Japan)사의 JMS-700 MSTATION mass spectrometer를 사용하였으며, mass 측정 시 matrix로는 glycerol 혹은 m-nitrobenzyl alcohol을 사용하였다. High-resolution FAB-mass 측정 시 internal standard로서 polyethylene glycol을 사용하였다.
핵자기공명 스펙트럼( NMR spectrum )의 측정
핵자기공명 스펙트럼은 JEOL사(Japan)의 JNM-ECA600 600MHz FT-NMR spectrometer를 사용하였으며, 내부표준물질로는 TMS(tetramethylsilane)를 사용하였다. 용매로는 CDCl3를 사용하였으며, chemical shift는 ppm(δ)으로 나타내었다. NMR spectrum은 1H NMR, 13C NMR 등의 1차원 NMR(one-dimensional NMR)을 비롯하여 1H-1H COSY, HMQC, HMBC 등의 2차원 NMR(two-dimensional NMR)을 측정하였다.
시약
각 정제과정 및 column chromatography에서 사용한 hexane, ethyl acetate, chloroform, methanol, acetone 등의 용매는 SK케미칼(Korea), 대정화금(Korea) 제품을, HPLC 용매는 Merck(Germany), Baxter(Burdick & Jackson, USA) 제품을 사용하였고, NMR 용매인 CDCl3 등은 Aldrich(USA) 제품을 사용하였다. 물질의 분리 및 정제를 위하여 순상 TLC(Merck, Kieselgel 60F, 70-230 mesh, USA) 및 역상 TLC (Merck, RP-18, F254, USA), Sephadex LH-20(Pharmacia, bead size 25-100 ㎛, Sweden), ODS sep-pak cartridge(Alltech, RP-18, USA) 등을 사용하였다.
활성 측정
표면장력 활성은 물에 녹인 화합물 50 μL를 파라필름에 loading하여 퍼지는 정도를 측정 하였으며, 직경을 재어 수치로 나타내었다. 이때 동량의 증류수를 비교구로 사용하였다.
실험결과
1. 활성성분의 분리, 정제 및 계면 활성
경북해양바이오산업연구원으로부터 공급받은 동결 건조된 배양액(약 25 L)을 물에 녹인 후 hexane으로 분배 추출하여 지방분획을 제거한 후, ethyl acetate(18 L)로 2회 분배 추출 하였다. 활성을 나타낸 ethyl acetate 층은 magnesium sulfate anhydrous로 수분을 제거하고 감압 농축한 후 chloroform : methanol(50:1 → 2:1, v/v)을 용출용매로 flash normal phase(silica gel) column chromatography를 수행하였다.
활성 측정 결과, CHCl3:MeOH(50:1) (Fr. I), CHCl3:MeOH(20:1) (Fr. II) 분획에서 가장 높은 활성을 나타내었으며, CHCl3:MeOH(10:1) (Fr. III) 분획은 활성은 다소 약하지만 양적으로 많은 함량을 나타내어 세 개의 분획을 선택하여 각각 분리, 정제를 수행하였다(도 1).
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(1) 화합물 A57-4- gly -1, A57-4- gly -2, A57-4- gly -3의 분리 및 정제
활성분획 Fr. II를 60% methanol에 용해시켜 reversed-phase column chromatography를 수행하였다. 용매는 60% methanol로 시작하여 100% methanol에 이를 때까지 점진적으로 methanol의 함량을 증가시키며 용출하였다.
활성 측정 결과, Fr. II를 활성을 보이는 분획 CM20:-RP4-7(Fr. II-1)과 CM20:-RP16(Fr. II-2)의 두 분획으로 나누었다. Fr. II-1은 70% methanol을 용출 용매로 하여 Sephadex LH-20 column chromatography를 수행하였고, 마지막으로 chloroform : methanol(40:1 → 20:1, v/v)을 용출용매로 하여 silica gel column chromatography를 수행하였다. 각 분획을 chloroform : methanol(10:1)의 조건으로 silica gel TLC를 통하여 분석하였다. 활성 화합물들은 UV 흡수를 나타내지 않으므로 cerium molybdate 시약(10 g cerium sulfate, 25 g ammonium hepamolybdate, 100 ㎖ sulfuric acid, 900 ㎖ water)으로 분무하여 발색시켜 관찰하였다. 그 결과 화합물 A57-4-gly-1(frs. 23~32, 14.2 ㎎), A57-4-gly-2(frs. 48~61, 7.3 ㎎), A57-4-gly-3(frs. 14~18, 2.5 ㎎)을 순수하게 정제하였다.
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또한, Fr. III을 50% methanol에 용해시켜 reversed-phase column chromatography를 수행하였다. 용매는 50% methanol로 시작하여 100% methanol에 이를 때까지 점진적으로 methanol의 함량을 증가시키며 용출하였다.
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활성을 보이는 분획 CM10:1 RP-10~13을 농축한 후, 70% methanol을 이용하여 Sephadex LH-20 column chromatography를 수행하고, chloroform : methanol(40:1 → 20:1, v/v)을 용출용매로 silica gel column chromatography를 수행하여 A57-4-gly-2(64 ㎎)를 추가적으로 정제하였다.
(2) 화합물 A57-4- gly -4의 분리 및 정제
활성분획 Fr. I을 60% methanol에 용해시켜 reversed-phase column chromatography를 수행하였다. 용매는 60% methanol로 시작하여 100% methanol에 이를 때까지 점진적으로 methanol의 함량을 증가시키며 용출하였다.
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활성을 나타내는 분획 CM50:1 RP-4~9를 농축한 후, 70% methanol을 이용하여 Sephadex LH-20 column chromatography를 수행한 후, chloroform : methanol(40:1 → 20:1, v/v)을 용출용매로 하여 silica gel column chromatography를 수행하여 A57-4-gly-4(17.7 mg)를 정제하였다.
(3) 화합물 A57-4- gly -5의 분리 및 정제
활성분획 Fr. II로부터 파생된 활성분획 Fr. II-2를 70% methanol을 이용하여 Sephadex LH-20 column chromatography를 수행한 후, 활성분획 26을 preparative silica gel TLC(전개용매 chloroform : methanol(10:1))를 수행하여 Rf값 0.3 부근의 화합물 A57-4-gly-5(8 ㎎)을 정제하였다.
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2. 활성성분의 화학구조 해석
(1) 화합물 A57-4- gly -1
화합물 A57-4-gly-1의 화학구조를 규명하기 위하여 CDCl3에 녹여 1H NMR, 13C NMR, 1H-1H COSY, HMQC 및 HMBC spectrum을 측정하여 해석하였다.
1H NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3에 녹여 1H NMR spectrum(도 2)을 측정한 결과, 5.52, 5.26, 4.94, 3.80, 3.73, 3.53 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine, 2.33/2.28, 2.19, 1.58, 1.52, 1.2 - 1.4 ppm에서 여덟 개의 methylene, 2.14, 0.87(× 2) ppm에서 세 개의 methyl기에 유래하는 proton들이 관찰되었다. 또한 4.59, 4.05, 3.97 ppm에서 세 개의 hydroxy proton들이 관찰되었다.
13C NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3를 용매로 하여 13C NMR spectrum(도 3)을 측정한 결과, 총 20개의 피크가 관찰되었다. 즉 173.7, 172.9, 170.7 ppm에서 세 개의 ester carbonyl carbon, 73.3, 72.8, 71.4, 70.7, 69.7, 69.2 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine carbon, 34.2, 33.9, 31.2, 31.1, 24.6, 24.3, 22.3, 22.2 ppm에서 여덟 개의 methylene carbon, 20.8, 13.9, 13.8 ppm에서 세 개의 methyl carbon이 관찰되었다.
1H-1H COSY spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-1의 화학구조를 규명하기 위하여 상호 이웃한 수소간의 상관관계(3 J H-H)를 규명할 수 있는 1H-1H COSY spectrum(도 4)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 oxygenated methine proton들 사이에서 correlation이 관찰되어 inositol moiety가 규명되었다. 이들 proton의 coupling constant로부터 5.52 ppm의 proton을 제외한 나머지 proton들은 axial position을 취하고 있었으며, 따라서 본 화합물을 구성하는 inositol moiety는 myo-inositol로 밝혀졌다. 또한 acyl chain에 존재하는 네 개의 부분구조가 규명되었다(도 5).
HMQC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-1의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 상관관계(1 J C-H)를 규명할 수 있는 HMQC spectrum(도 6)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 본 화합물을 구성하는 모든 수소와 탄소간의 상관관계를 규명할 수 있었다.
HMBC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-1의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 2-bond 혹은 3-bond 결합 관계(2 J C-H, 3 J C-H)를 규명할 수 있는 HMBC spectrum(도 7)을 측정하여 해석하였다. 그 결과, 0.87 ppm의 methyl proton으로부터 31.1 ppm의 methylene carbon에, 2.19, 1.52 ppm의 methylene proton으로부터 172.9 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되었고, 또한 0.87 ppm의 methyl proton으로부터 31.2 ppm의 methylene carbon에, 2.33/2.28, 1.58 ppm의 methylene proton으로부터 173.7 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 두 개의 hexanoyl group의 존재가 밝혀졌다. 또한, 2.14 ppm의 methyl proton으로부터 170.7 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 한 개의 acetyl기가 규명되었다. 따라서 본 화합물은 myo-inositol moiety에 세 개의 acyl group이 결합하고 있는 것으로 밝혀졌다. 즉 5.52, 5.26, 4.94 ppm의 oxygenated methine proton으로부터 각각 170.7, 173.7, 172.9 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 각각의 위치에 acetyl, hexanoyl, hexanoyl group이 결합하고 있었다. 따라서 본 화합물의 화학구조를 도 8과 같이 결정하였으며, 각각의 proton 및 carbon peak의 귀속을 도 9에 나타내었다. 규명된 화학구조를 바탕으로 database 검색 및 문헌검색을 수행한 결과, 본 화합물은 신규 화합물로 판명되었다.
ESI-mass spectrum의 측정 및 해석: 최종적으로 화합물의 분자량을 측정하여 NMR에 의하여 해석된 화합물의 화학구조를 확인하였다. 그 결과 도 10에 나타낸 바와 같이 [M+H]+가 m/z 419에서, [M+Na]+가 m/z 441에서 관찰되어 본 화합물의 분자량이 418임을 알 수 있었다. 또한 분자식을 확인하기 위하여 high-resolution ESI-mass spectrum을 측정하였으며, 그 결과 [M+H]+가 m/z 419.2252에서 관찰되어 분자식 C20H35O9(Δ - 2.9 mmu)과 잘 일치하였다. 이는 NMR에 의하여 해석된 화학구조와 정확히 일치하는 것이다.
(2) 화합물 A57-4- gly -2
화합물 A57-4-gly-2의 화학구조를 규명하기 위하여 CDCl3에 녹여 1H NMR, 13C NMR, 1H-1H COSY, HMQC 및 HMBC spectrum을 측정하여 해석하였다.
1H NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3에 녹여 1H NMR spectrum(도 11)을 측정한 결과, 5.34, 4.85, 4.20, 3.86, 3.61, 3.50 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine, 2.32/2.27(× 2), 1.56(× 2), 1.28(× 2), 1.26(× 2) ppm에서 여덟 개의 methylene, 0.87(× 2) ppm에서 두 개의 methyl기에 유래하는 proton들이 관찰되었다. 또한 5.17, 4.87, 4.49, 4.28 ppm에서 네 개의 hydroxy proton이 관찰되었다.
13C NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3를 용매로 하여 13C NMR spectrum(도 12)을 측정한 결과, 총 18개의 피크가 관찰되었다. 즉 174.1, 173.1 ppm에서 두 개의 ester carbonyl carbon, 72.9, 72.8, 71.8, 71.3, 71.2, 70.2 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine carbon, 34.3, 34.0, 31.3(× 2), 24.6, 24.5, 22.3(× 2) ppm에서 여덟 개의 methylene carbon, 13.9(× 2) ppm에서 두 개의 methyl carbon이 관찰되었다.
1H-1H COSY spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-2의 화학구조를 규명하기 위하여 상호 이웃한 수소간의 상관관계(3 J H-H)를 규명할 수 있는 1H-1H COSY spectrum(도 13)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 oxygenated methine proton 간의 correlation이 관찰되어 inositol moiety가 규명되었다. 이들 proton의 coupling constant로부터 4.20 ppm의 proton을 제외한 나머지 proton들은 axial position을 취하고 있었으며, 따라서 본 화합물을 구성하는 inositol moiety는 myo-inositol로 밝혀졌다. 또한 acyl chain에 존재하는 네 개의 부분구조가 규명되었다(도 14).
HMQC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-2의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 상관관계(1 J C-H)를 규명할 수 있는 HMQC spectrum(도 15)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 본 화합물을 구성하는 모든 수소와 탄소간의 상관관계를 규명할 수 있었다.
HMBC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-2의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 2-bond 혹은 3-bond 결합 관계(2 J C-H, 3 J C-H)를 규명할 수 있는 HMBC spectrum(도 16)을 측정하여 해석하였다. 그 결과, 0.87 ppm의 methyl proton으로부터 31.3 ppm의 methylene carbon에, 2.32/2.27, 1.56 ppm의 methylene proton으로부터 174.1 및 173.1 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 두 개의 hexanoyl group의 존재가 밝혀졌다. 또한, 5.34, 4.85 ppm의 oxygenated methine proton으로부터 각각 174.1, 173.1 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 각 위치에 hexanoyl group이 결합하고 있음을 알았다. 따라서 본 화합물은 myo-inositol moiety에 두 개의 hexanoyl group이 결합하고 있는 것으로 밝혀졌다. 본 화합물의 화학구조를 도 17과 같이 결정하였으며, 각각의 proton 및 carbon peak의 귀속을 도 18에 나타내었다. 규명된 화학구조를 바탕으로 database 검색 및 문헌검색을 수행한 결과, 본 화합물은 신규 화합물로 판명되었다.
ESI-mass spectrum의 측정 및 해석: 최종적으로 화합물의 분자량을 측정하여 NMR에 의하여 해석된 화합물의 화학구조를 확인하였다. 그 결과 도 19에 나타낸 바와 같이 [M+Na]+가 m/z 399에서 관찰되어 본 화합물의 분자량이 376임을 알 수 있었다. 또한 분자식을 확인하기 위하여 high-resolution ESI-mass spectrum을 측정하였으며, 그 결과 [M+Na]+가 m/z 399.2012에서 관찰되어 분자식 C18H32O8Na(Δ + 1.7 mmu)와 잘 일치하였다. 이는 NMR에 의하여 해석된 화학구조와 정확히 일치하는 것이다.
(3) 화합물 A57-4- gly -3
화합물 A57-4-gly-3의 화학구조를 규명하기 위하여 CDCl3에 녹여 1H NMR, 13C NMR, 1H-1H COSY, HMQC 및 HMBC spectrum을 측정하여 해석하였다.
1H NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3에 녹여 1H NMR spectrum(도 20)을 측정한 결과, 5.56, 5.28, 4.94, 3.81, 3.73, 3.54 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine, 2.41, 2.32, 1.64, 1.59, 1.32(× 2), 1.29(× 2) ppm에서 여덟 개의 methylene, 1.96, 0.88, 0.87 ppm에서 세 개의 methyl기에 유래하는 proton들이 관찰되었다. 또한 3.58, 3.17, 3.13 ppm에서 세 개의 hydroxy proton이 관찰되었다.
13C NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3를 용매로 하여 13C NMR spectrum(도 21)을 측정한 결과, 총 20개의 피크가 관찰되었다. 즉 173.8, 173.5, 170.0 ppm에서 세 개의 ester carbonyl carbon, 73.5, 73.1, 71.5, 70.2, 69.8, 69.5 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine carbon, 34.2, 34.1, 31.1(× 2), 24.7(× 2), 22.3(× 2) ppm에서 여덟 개의 methylene carbon, 20.6, 13.9(× 2) ppm에서 세 개의 methyl carbon이 관찰되었다.
1H-1H COSY spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-3의 화학구조를 규명하기 위하여 상호 이웃한 수소간의 상관관계(3 J H-H)를 규명할 수 있는 1H-1H COSY spectrum(도 22)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 oxygenated methine proton 간의 correlation이 관찰되어 inositol moiety가 규명되었다. 이들 proton의 coupling constant로부터 5.56 ppm의 proton을 제외한 나머지 proton들은 axial position을 취하고 있었으며, 따라서 본 화합물을 구성하는 inositol moiety는 myo-inositol로 밝혀졌다. 또한 acyl chain에 존재하는 네 개의 부분구조가 규명되었다(도 23).
HMQC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-1의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 상관관계(1 J C-H)를 규명할 수 있는 HMQC spectrum(도 24)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 본 화합물을 구성하는 모든 수소와 탄소간의 상관관계를 규명할 수 있었다.
HMBC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-3의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 2-bond 혹은 3-bond 결합 관계(2 J C-H, 3 J C-H)를 규명할 수 있는 HMBC spectrum(도 25)을 측정하여 해석하였다. 그 결과, 0.87 및 0.88 ppm의 methyl proton으로부터 31.1 ppm의 methylene carbon에, 2.41, 2.32 ppm의 methylene proton으로부터 각각 173.5 및 173.8 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 두 개의 hexanoyl group의 존재가 밝혀졌다. 또한, 1.96 ppm의 methyl proton으로부터 170.0 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 한 개의 acetyl기의 존재가 밝혀졌다. 따라서 본 화합물은 myo-inositol moiety에 세 개의 acyl group이 결합하고 있는 것으로 밝혀졌다. 각 acyl group의 치환위치는 5.56, 5.28, 4.94 ppm의 oxygenated methine proton으로부터 각각 173.5, 173.8, 170.0 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 각각 hexanoyl, hexanoyl, acetyl group이 결합하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 화합물의 화학구조를 도 26과 같이 결정하였으며, 각각의 proton 및 carbon peak의 귀속을 도 27에 나타내었다. 규명된 화학구조를 바탕으로 database 검색 및 문헌검색을 수행한 결과, 본 화합물은 신규 화합물로 판명되었다.
ESI-mass spectrum의 측정 및 해석: 최종적으로 화합물의 분자량을 측정하여 NMR에 의하여 해석된 화합물의 화학구조와의 일치여부를 확인하였다. 그 결과, 도 28에 나타낸 바와 같이 [M+H]+가 m/z 419에서, [M+Na]+가 m/z 441에서 관찰되어 본 화합물의 분자량이 418임을 알 수 있었다. 또한 분자식을 확인하기 위하여 high-resolution ESI-mass spectrum을 측정하였으며, 그 결과 [M+H]+가 m/z 419.2256에서 관찰되어 분자식 C20H35O9(Δ - 2.5 mmu)와 잘 일치하였다. 이는 NMR에 의하여 해석된 화학구조와 정확히 일치하는 것이다.
(4) 화합물 A57-4- gly -4
화합물 A57-4-gly-4의 화학구조를 규명하기 위하여 CDCl3에 녹여 1H NMR, 13C NMR, 1H-1H COSY, HMQC 및 HMBC spectrum을 측정하여 해석하였다.
1H NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3에 녹여 1H NMR spectrum(도 29)을 측정한 결과, 5.53, 5.26, 4.93, 3.78, 3.71, 3.52 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine, 2.39, 2.33/2.26, 2.17, 1.62, 1.57, 1.52, 1.31, 1.27, 1.25, 1.2-1.4(× 3) ppm에서 12 개의 methylene, 0.8-0.9(× 3) ppm에서 세 개의 methyl기에 유래하는 proton들이 관찰되었다.
13C NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3를 용매로 하여 13C NMR spectrum(도 30)을 측정한 결과, 총 24개의 피크가 관찰되었다. 즉 173.6, 173.5, 172.8 ppm에서 세 개의 ester carbonyl carbon, 73.4, 72.9, 71.4, 70.4, 69.7, 69.3 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine carbon, 34.2, 34.0, 33.9, 31.2(× 2), 31.1, 24.6(× 2), 24.3, 22.3(× 2), 22.2 ppm에서 12 개의 methylene carbon, 13.9(× 2), 13.8 ppm에서 세 개의 methyl carbon이 관찰되었다.
1H-1H COSY spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-4의 화학구조를 규명하기 위하여 상호 이웃한 수소간의 상관관계(3 J H-H)를 규명할 수 있는 1H-1H COSY spectrum(도 31)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 oxygenated methine proton 간의 correlation이 관찰되어 inositol moiety가 규명되었다. 이들 proton의 coupling constant로부터 5.53 ppm의 proton을 제외한 나머지 proton들은 axial position을 취하고 있었으며, 따라서 본 화합물을 구성하는 inositol moiety는 myo-inositol로 밝혀졌다. 또한 acyl chain에 존재하는 여섯 개의 부분구조가 규명되었다(도 32).
HMQC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-4의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 상관관계(1 J C-H)를 규명할 수 있는 HMQC spectrum(도 33)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 본 화합물을 구성하는 모든 수소와 탄소간의 상관관계를 규명할 수 있었다.
HMBC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-4의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 2-bond 혹은 3-bond 결합 관계(2 J C-H, 3 J C-H)를 규명할 수 있는 HMBC spectrum(도 34)을 측정하여 해석하였다. 그 결과, 0.8-0.9 ppm에서 관찰된 세 개의 methyl proton으로부터 31.1 및 31.2 ppm의 세 개의 methylene carbon에 long-range correlation이 관찰되었고, 2.39, 1.62 ppm의 methylene proton으로부터 173.5 ppm의 ester carbonyl carbon에, 2.33/2.26, 1.57 ppm의 methylene proton으로부터 173.6 ppm의 ester carbonyl carbon에, 2.17, 1.52 ppm의 methylene proton으로부터 172.8 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되었다. 따라서 본 화합물에 세 개의 hexanoyl group이 존재하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 5.53, 5.26, 4.93 ppm의 oxygenated methine proton으로부터 각각 173.5, 173.6, 172.8 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 각 hexanoyl group의 결합위치가 확인되었다. 따라서 본 화합물은 myo-inositol moiety에 세 개의 hexanoyl group이 연속하여 결합하고 있는 것으로 밝혀졌다. 본 화합물의 화학구조를 도 35와 같이 결정하였으며, 각각의 proton 및 carbon peak의 귀속을 도 36에 나타내었다. 규명된 화학구조를 바탕으로 database 검색 및 문헌검색을 수행한 결과, 본 화합물 또한 신규 화합물로 판명되었다.
ESI-mass spectrum의 측정 및 해석: 최종적으로 화합물의 분자량을 측정하여 NMR에 의하여 해석된 화합물의 화학구조를 확인하였다. 그 결과 도 37에서 나타난 바와 같이 [M+H]+가 m/z 475에서, [M+Na]+가 m/z 497에서 관찰되어 본 화합물의 분자량이 474임을 알 수 있었다. 또한 분자식을 확인하기 위하여 high-resolution ESI-mass spectrum을 측정하였으며, 그 결과 [M+Na]+가 m/z 497.2705에서 관찰되어 분자식 C24H42O9Na(Δ - 2.1 mmu)와 잘 일치하였다. 이는 NMR에 의하여 해석된 화학구조와 정확히 부합하는 것이다.
(5) 화합물 A57-4- gly -5
화합물 A57-4-gly-5의 화학구조를 규명하기 위하여 CDCl3에 녹여 1H NMR, 13C NMR, 1H-1H COSY, HMQC 및 HMBC spectrum을 측정하여 해석하였다.
1H NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3에 녹여 1H NMR spectrum(도 38)을 측정한 결과, 5.49, 4.85, 3.80, 3.79, 3.70, 3.50 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine, 2.37, 2.26, 1.59, 1.57, 1.30, 1.25, 1.2-1.4(× 2) ppm에서 여덟 개의 methylene, 0.88, 0.87 ppm에서 두 개의 methyl기에 유래하는 proton들이 관찰되었다. 또한 4.93(× 2), 4.29, 3.92 ppm에서 네 개의 hydroxy proton이 관찰되었다.
13C NMR spectrum의 측정 및 해석: CDCl3를 용매로 하여 13C NMR spectrum(도 39)을 측정한 결과, 총 18개의 피크가 관찰되었다. 즉 173.8, 173.5 ppm에서 두 개의 ester carbonyl carbon, 74.4, 73.1, 71.4, 71.2, 70.8, 69.7 ppm에서 여섯 개의 oxygenated methine carbon, 34.1, 34.0, 31.2(× 2), 24.6, 24.3, 22.3(× 2) ppm에서 여덟 개의 methylene carbon, 14.1, 13.9 ppm에서 두 개의 methyl carbon이 관찰되었다.
1H-1H COSY spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-5의 화학구조를 규명하기 위하여 상호 이웃한 수소간의 상관관계(3 J H-H)를 규명할 수 있는 1H-1H COSY spectrum(도 40)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 oxygenated methine proton 간의 correlation이 관찰되어 inositol moiety가 규명되었다. 이들 proton의 coupling constant로부터 5.49 ppm의 proton을 제외한 나머지 proton들은 axial position을 취하고 있었으며, 따라서 본 화합물을 구성하는 inositol moiety는 myo-inositol로 밝혀졌다. 또한 acyl chain에 존재하는 네 개의 부분구조가 규명되었다(도 41).
HMQC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-5의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 상관관계(1 J C-H)를 규명할 수 있는 HMQC spectrum(도 42)을 측정하여 해석하였다. 그 결과 본 화합물을 구성하는 모든 수소와 탄소간의 상관관계를 규명할 수 있었다.
HMBC spectrum의 측정 및 해석: 화합물 A57-4-gly-5의 화학구조를 규명하기 위하여 수소-탄소간의 2-bond 혹은 3-bond 결합 관계(2 J C-H, 3 J C-H)를 규명할 수 있는 HMBC spectrum(도 43)을 측정하여 해석하였다. 그 결과, 0.88, 0.87 ppm의 methyl proton으로부터 31.2 ppm의 methylene carbon에, 2.37, 1.59 ppm의 methylene proton으로부터 173.8 ppm의 ester carbonyl carbon에, 2.26, 1.57 ppm의 methylene proton으로부터 173.5 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 두 개의 hexanoyl group의 존재가 밝혀졌다. 또한, 5.49, 4.85 ppm의 oxygenated methine proton으로부터 각각 173.5, 173.8 ppm의 ester carbonyl carbon에 long-range correlation이 관찰되어 두 개의 hexanoyl group의 결합위치가 결정되었다. 따라서 본 화합물은 myo-inositol moiety에 두 개의 hexanoyl group이 결합하고 있는 것으로 밝혀졌다. 본 화합물의 화학구조를 도 44와 같이 결정하였으며, 각각의 proton 및 carbon peak의 귀속을 도 45에 나타내었다. 규명된 화학구조를 바탕으로 database 검색 및 문헌검색을 수행한 결과, 본 화합물 또한 신규 화합물로 판명되었다.
ESI-mass spectrum의 측정 및 해석: 최종적으로 화합물의 분자량을 측정하여 NMR에 의하여 해석된 화합물의 화학구조를 확인하였다. 그 결과 도 46에 나타낸 바와 같이 [M+Na]+가 m/z 399에서 관찰되어 본 화합물의 분자량이 376임을 알 수 있었다. 또한 분자식을 확인하기 위하여 high-resolution ESI-mass spectrum을 측정하였으며, 그 결과 [M+Na]+가 m/z 399.1998에서 관찰되어 분자식 C18H32O8Na(Δ + 0.3 mmu)와 잘 일치하였다. 이는 NMR에 의하여 해석된 화학구조와 정확히 부합하는 것이다.
본 연구에 의하여 밝혀진 신규 계면활성물질의 화학구조를 도 47에 나타내었다.
분자간의 상호작용이 클수록 표면장력이 크며, 탄화수소나 유기고분자 등은 분자간의 상호작용이 약하므로 표면장력이 작다. 표면장력의 수치는 N/m로 표시하였다. 계면활성제는 소수기와 친수기를 가지고 있어 물에 첨가되면 표면장력이 낮아진다. 하기 표 1은 물, 수은, 글리세린의 표면 장력을 측정하였는데, 분자간의 상호작용이 클수록 표면 장력이 크게 나타난다. 본 출원에서의 화학식 2 내지 6의 화합물의 표면장력은 1.5 ㎎/L에서 22.40 내지 28.71 N/m로 측정되어 상당히 낮은 표면장력을 보였다. 대조군인 물은 72.8 N/m으로 측정되었다. 신규의 생물학적 계면활성제인 화학식 2 내지 6의 화합물은 아주 강력한 계면활성제인 것으로 판명되었다.
화학식 2 내지 6 화합물의 표면장력
No Sample name Surface Tension (N/m) (표면장력)
화학식 2 A57-4-gly-1 22.90
화학식 3 A57-4-gly-2 22.40
화학식 4 A57-4-gly-3 28.71
화학식 5 A57-4-gly-4 25.28
화학식 6 A57-4-gly-5 22.44
- 물 72.8
- 수은 486
- 글리세린 63
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
한국미생물보존센터(국외) KCCM11373P 20130207

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 하기 화학식 2 내지 6으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물:
    화학식 2
    Figure 112013108138177-pat00013

    화학식 3
    Figure 112013108138177-pat00014

    화학식 4
    Figure 112013108138177-pat00015

    화학식 5
    Figure 112013108138177-pat00016

    화학식 6
    Figure 112013108138177-pat00017

  6. 제 5 항에 있어서, 상기 화합물은 효모로부터 분리된 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 효모는 오리오바시디움 속(Aureobasidium sp.) 균주 (기탁번호: KCCM11373P)인 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 화합물은 생물학적 계면활성제인 것을 특징으로 하는 화합물.
  9. 제 8 항의 화합물을 포함하는 세정 조성물.
  10. 제 8 항의 화합물을 포함하는 화장용 조성물.
  11. 오리오바시디움 속(Aureobasidium sp.) 균주 (기탁번호: KCCM11373P)로부터 하기 화학식 2 내지 6으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물을 분리하는 단계를 포함하는 생물학적 계면활성제의 제조방법:
    화학식 2
    Figure 112013038043073-pat00018

    화학식 3
    Figure 112013038043073-pat00019

    화학식 4
    Figure 112013038043073-pat00020

    화학식 5
    Figure 112013038043073-pat00021

    화학식 6
    Figure 112013038043073-pat00022
    .
  12. 하기 화학식 2 내지 6으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물을 생산하는 오리오바시디움 속(Aureobasidium sp.) 균주 (기탁번호: KCCM11373P):
    화학식 2
    Figure 112013038043073-pat00023

    화학식 3
    Figure 112013038043073-pat00024

    화학식 4
    Figure 112013038043073-pat00025

    화학식 5
    Figure 112013038043073-pat00026

    화학식 6
    Figure 112013038043073-pat00027
    .
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101446219B1 (ko) * 2014-01-29 2014-10-02 재단법인 경북해양바이오산업연구원 신규한 생물학적 계면활성제
KR101627351B1 (ko) 2015-09-03 2016-06-07 재단법인 경북해양바이오산업연구원 오리오바시디움 균주로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제
KR101656395B1 (ko) 2016-05-30 2016-09-09 재단법인 경북해양바이오산업연구원 오리오바시디움 균주로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제
KR20170029803A (ko) 2015-09-08 2017-03-16 재단법인 경북해양바이오산업연구원 오리오바시디움 플루란스 a10254-2-84 kccm11759p로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제
KR20190007195A (ko) 2017-07-12 2019-01-22 재단법인 경북해양바이오산업연구원 신규한 아크레모니움 균주 및 이의 배양물로부터 분리된 생물학적 계면활성제
KR20190061274A (ko) 2017-11-27 2019-06-05 재단법인 환동해산업연구원 오리오바시디움 균주 및 이의 배양물로부터 분리한 생물학적 계면활성제
KR20210122396A (ko) 2020-03-31 2021-10-12 재단법인 환동해산업연구원 오리오바시디움 균주 및 이의 배양물로부터 분리한 생물학적 계면활성제

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017044953A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Locus Solutions, Llc Enhanced microbial production of biosurfactants and other products, and uses thereof
JP7164516B2 (ja) 2016-09-08 2022-11-01 ローカス アイピー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 微生物に基づく組成物の効率的な生産および使用のための分配型システム
KR102588304B1 (ko) 2017-04-09 2023-10-11 로커스 아이피 컴퍼니 엘엘씨 산업적, 기계적 및 음식점의 설비를 유지하기 위한 물질과 방법
WO2018208530A1 (en) 2017-05-07 2018-11-15 Locus Ip Company, Llc Cosmetic compositions for skin health and methods of using same
JP7159288B2 (ja) 2017-07-28 2022-10-24 ローカス アイピー カンパニー、エルエルシー 皮膚、毛髪及び頭皮の健康を改善する酵母ベースのマスク
EP3758497A4 (en) 2018-02-26 2021-11-24 Locus Agriculture IP Company, LLC MATERIALS AND METHOD OF CONTROLLING INSECT PEST WITH ENTOMOPATHOGENIC FUNGI
CA3098893A1 (en) 2018-04-30 2019-11-07 Locus Oil Ip Company, Llc Compositions and methods for paraffin liquefaction and enhanced oil recovery in oil wells and associated equipment
CA3107300A1 (en) 2018-05-25 2019-11-28 Locus Ip Company, Llc Therapeutic compositions for enhanced healing of wounds and scars

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100532690B1 (ko) * 2004-01-08 2005-12-01 한국생명공학연구원 캔디다 속 ｓｙ１６이 생산하는 새로운 당지질
JP2010158192A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Sanwa Shurui Co Ltd 糖型バイオサーファクタント生産能を有する微生物及びそれを用いる糖型バイオサーファクタントの製造方法
JP2011105733A (ja) * 2003-02-27 2011-06-02 Joanne Mclaurin タンパク質凝集性障害を予防、処置および診断をする方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011105733A (ja) * 2003-02-27 2011-06-02 Joanne Mclaurin タンパク質凝集性障害を予防、処置および診断をする方法
KR100532690B1 (ko) * 2004-01-08 2005-12-01 한국생명공학연구원 캔디다 속 ｓｙ１６이 생산하는 새로운 당지질
JP2010158192A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Sanwa Shurui Co Ltd 糖型バイオサーファクタント生産能を有する微生物及びそれを用いる糖型バイオサーファクタントの製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Yukata Watanabe et al. Regioselective functionalization of unprotected myo-inositol by electrophilic substitution. Tetrahedron, 2013, vol.69, p.4657-4664 (온라인 공개일 2013.04.06.) *
Yukata Watanabe et al. Regioselective functionalization of unprotected myo-inositol by electrophilic substitution. Tetrahedron, 2013, vol.69, p.4657-4664 (온라인 공개일 2013.04.06.)*

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101446219B1 (ko) * 2014-01-29 2014-10-02 재단법인 경북해양바이오산업연구원 신규한 생물학적 계면활성제
KR101627351B1 (ko) 2015-09-03 2016-06-07 재단법인 경북해양바이오산업연구원 오리오바시디움 균주로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제
KR20170029803A (ko) 2015-09-08 2017-03-16 재단법인 경북해양바이오산업연구원 오리오바시디움 플루란스 a10254-2-84 kccm11759p로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제
KR101656395B1 (ko) 2016-05-30 2016-09-09 재단법인 경북해양바이오산업연구원 오리오바시디움 균주로부터 분리된 신규한 생물학적 계면활성제
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