국화(C. morifolium)의 꽃을 80 % MeOH 수용액으로 추출한 뒤, 감압농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol 및 물분획으로 나누었다. EtOAc 분획과 n-butyl alcohol 분획에 대하여 $SiO_2$ 및 ODS column chromatography를 반복 실시하여 4종의 flavonoid를 분리, 정제하였다. Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry 및 FAB-MS data를 해석하여, 화합물 1-4를 각각 apigenin, acacetin, cosmetin (apigenin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside), acacetin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucoside으로 구조 동정 하였다.
국화(C. morifolium)의 꽃을 80 % MeOH 수용액으로 추출한 뒤, 감압농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol 및 물분획으로 나누었다. EtOAc 분획과 n-butyl alcohol 분획에 대하여 $SiO_2$ 및 ODS column chromatography를 반복 실시하여 4종의 flavonoid를 분리, 정제하였다. Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry 및 FAB-MS data를 해석하여, 화합물 1-4를 각각 apigenin, acacetin, cosmetin (apigenin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside), acacetin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucoside으로 구조 동정 하였다.
Chrysanthemum morifolium flowers were extracted with 80 % aqueous MeOH, and the concentrated extract was partitioned into EtOAc, n-butyl alcohol (n-BuOH), and water fractions. The repeated silica gel and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc and n-BuOH fractions led to isolation...
Chrysanthemum morifolium flowers were extracted with 80 % aqueous MeOH, and the concentrated extract was partitioned into EtOAc, n-butyl alcohol (n-BuOH), and water fractions. The repeated silica gel and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc and n-BuOH fractions led to isolation of four flavonoids. The chemical structures of the compounds were determined as acacetin (1), apigenin (2), apigenin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyanoside (3), acacetin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (4) based on spectroscopic data analyses including nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, and infrared spectrometry.
Chrysanthemum morifolium flowers were extracted with 80 % aqueous MeOH, and the concentrated extract was partitioned into EtOAc, n-butyl alcohol (n-BuOH), and water fractions. The repeated silica gel and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc and n-BuOH fractions led to isolation of four flavonoids. The chemical structures of the compounds were determined as acacetin (1), apigenin (2), apigenin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyanoside (3), acacetin-7-O-${\beta}$-$\small{D}$-glucopyranoside (4) based on spectroscopic data analyses including nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, and infrared spectrometry.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
국화의 이러한 다양한 활성에 주목하며 국화품종 중 가장 생산량이 많은 스탠다드형 국화품종인 ‘백선’을 가지고 생리활성물질을 분리하고, 성분 분석을 통해 활용방안을 모색하고자 본 연구를 시작하였다.
제안 방법
CBB-10 분획(1.02 g, Ve/Vt 0.563-899)에 대하여 SiO2 c.c. (ϕ4.0×16.0 cm, CHCl3-MeOH-water=10:3:1→8:3:1→7:3:1, 각 2 L)를 실시하여 총 9개의 분획(CBB-10-1~CBB-10-9)을 얻었으며, 화합물 3 (CBB-10-5, 253.9 mg, Ve/Vt 0.182-482, SiO2 TLC Rf 0.60 CHCl3-MeOH-water=65:35:10)을 분리하였다.
EtOAc 분획(CBE, 8.5 g)에 대하여 silica gel (SiO2) column chromatography (c.c., ϕ4.4×15.0 cm, CHCl3-MeOH=10:1→5:1, 각 2.0 L)를 실시하여 11개의 분획(CBE-1~CBE-11)을 얻었다.
6)기가 결합했음을 알 수 있었다. Methoxy기의 결합위치를 확인하기 위해 gHMBC를 측정하였다. 그 결과 methoxyl의 proton signal (δH 3.
n-BuOH 분획(CBB, 27.7 g)에 대하여 SiO2 c.c. (ϕ7.0×10.0 cm, CHCl3-MeOH=7:1→5:1→3:1 CHCl3-MeOH-water=12:3:1→10:3:1→7:3:1→65:35:10, 각 1 L)를 실시하여 13개의 분획(CBB-1~CBB-13)을 얻었다.
얻어진 MeOH 추출물은 물(1 L)과 ethyl acetate (EtOAc, 1 L×3)로 분배 추출하였고, 다시 물층을 n-butyl alcohol (n-BuOH, 800 mL×3)로 분배 추출하였다. 각층을 감압농축하여 EtOAc 분획(CBE, 8.5 g), n-BuOH 분획(CBB, 27.7 g) 및 물 분획(CBW, 188 g)을 얻었다. EtOAc 분획(CBE, 8.
2 Hz)로부터 당의 구조가 β-glucopyranose 임을 확인하였다. 당의 결합위치를 확인하기 위하여 gHMBC를 측정하였다. 그 결과 anomer proton signal (δH 5.
또한 1개의 olefin methine proton signal (δH 6.82, 1H, s)을 관측하였으며, 이를 통해 이 화합물이 flavone 화합물임을 예상하였다.
4)과 cross peak를 보여 glucose가 7번에 결합하고 있음을 알 수 있었다. 위의 data를 문헌값(Lee 등, 2013)과 비교하여 화합물 3을 cosmetin으로 구조 동정 하였다.
5)과 cross peak를 보여 C-4에 methoxy기가 결합해 있음을 확인하였다. 위의 data를 문헌값(Malmir 등, 2015)과 비교하여 화합물 2를 5,7-dihydroxy-4-methoxyflavone, acacetin으로 구조 동정 하였다.
7]을 확인하였다. 위의 data를 문헌값(Wang 등, 2015)과 비교하여 화합물 1을 5,7,4-trihydroxyflavone, apigenin으로 구조 동정 하였다.
4)과 cross peak를 보여 glucose가 7번에 결합하고 있음을 알 수 있었다. 위의 data를 문헌값(Xiang 등, 2013)과 비교하여 화합물 4를 tilianin으로 구조 동정 하였다.
대상 데이터
국화 ‘백선’의 건조한 꽃 485.0 g을 80 % MeOH 수용액(50 L)으로 24시간씩 3번 실온에서 추출하였다.
본 실험에서 사용한 국화 ‘백선’(C. morifolium)은 스탠다드형 국화로 2015년 9월에 양재꽃시장(서울, 대한민국)에서 흰색 꽃을 구입하였으며, 충청남도농업기술원 화훼연구소(충청남도 예산군 오가면 역탑리) 박하승 박사가 동정하였다.
성능/효과
13C NMR (100 MHz, pyridine-d5, δC) 스펙트럼에서 탄소수가 15개임을 확인하였으며, 이를 통해 flavone 화합물임을 확인하였다.
1H NMR (400 MHz, pyridine d5, δH)과 13C NMR (100 MHz, pyridine d5, δC) spectrum을 통하여 화합물 2와 매우 비슷한 구조에 당이 하나 더 결합했음을 알 수 있었다.
1H NMR (400 MHz, pyridine-d5, äH)과 13C NMR (100 MHz, pyridine-d5, δC) spectrum을 통하여 화합물 1과 같은 구조에 하나의 수산기 대신 methoxy (δH 3H, s; δC 55.6)기가 결합했음을 알 수 있었다.
1H NMR (400 MHz, pyridine-d5, δH)과 13C NMR (100 MHz, pyridined5, δC) spectrum을 통하여 화합물 1과 매우 비슷한 구조에 당이 하나 더 결합했음을 알 수 있었다.
1개의 conjugated ketone carbon signal (δC 182.54), 5개의 oxygenated olefin quaternary carbon signal (δC 166.4; 164.3; 162.9; 162.5; 158.3)을 확인하였고, 2개의 olefin quaternary carbon signal (δC 122.0; 116.7)을 확인하였으며, 7개의 olefin methine carbon signal [δC 128.7 (×2); 104.8 (×2); 103.6; 98.7; 94.7]을 확인하였다.
IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1629 cm−1), 수산기(3427 cm−1)와 이중결합(1580 cm−1)이 있는 것으로 확인되었다.
IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1635 cm−1), 수산기(3345 cm−1), 방향족 고리(1605, 1512, 1485 cm−1)가 존재하는 것으로 확인되었다.
IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1653 cm−1), 수산기(3259 cm−1)와 이중결합(1590 cm−1)이 있는 것으로 확인되었다.
IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1656 cm−1), 수산기(3394 cm−1), 방향족 고리(3072 cm−1)가 존재하는 것으로 확인되었다.
그 결과 anomer proton signal (δH 5.82, H-1)이 C-7의 oxygenated olefin quaternary carbon signal (δC 166.4)과 cross peak를 보여 glucose가 7번에 결합하고 있음을 알 수 있었다.
그 결과 methoxyl의 proton signal (δH 3.59)이 C-4의 oxygenated olefin quaternary carbon signal (δC 162.5)과 cross peak를 보여 C-4에 methoxy기가 결합해 있음을 확인하였다.
당에서 유래한 1개의 hemiacetal signal (δC 101.6; δH 5.82, 1H, d, J =7.2 Hz), 4개의 oxygenated methine signal (δC 78.4; 77.8; 74.8; 71.3; δH 3.97; 3.48; 3.47; 3.15), 1개의 oxygenated methylene signal (δC 62.3; δH 3.94, 1H, dd, J =12.0, 1.6 Hz; δH 3.74, 1H, dd, J =12.0, 5.2 Hz)의 chemical shift 및 anomer proton signal의 결합정수(J=7.2 Hz)로부터 당의 구조가 β-glucopyranose임을 확인하였다.
또한 2개의 olefin methine proton signal (δH 6.80, 1H, s; 6.70, 1H, s)으로부터 1,2,3,5-사치환 벤젠 구조가 존재함을 확인하였다.
이와 같은 결과를 통해 위의 flavonoid 화합물들이 국화꽃 추출물의 주요한 활성 본체인 것을 확인 하였다. 또한 공통적으로 미백 활성, 항산화 활성, 항염 활성, 주름 개선 활성, 항균 활성, 항알레르기 활성 등의 기능성 화장품과 관련된 다양한 활성을 나타내는 것으로 보아 국화꽃의 기능성 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다.
Tilianin (4)은 항산화 활성(Kang 등, 1999), 항암 활성(Mohamed 2010), 항알레르기 활성(Xie 등, 2012), 항염 활성(Semwal 과 Semwal 2012), 미백 활성(Thanigaimalai 등, 2010) 등이 보고되어 있다. 이와 같은 결과를 통해 위의 flavonoid 화합물들이 국화꽃 추출물의 주요한 활성 본체인 것을 확인 하였다. 또한 공통적으로 미백 활성, 항산화 활성, 항염 활성, 주름 개선 활성, 항균 활성, 항알레르기 활성 등의 기능성 화장품과 관련된 다양한 활성을 나타내는 것으로 보아 국화꽃의 기능성 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다.
의 분자 이온 peak가 관측되어 분자량을 284로 결정하였다. 화합물 1과 분자량이 14 amu 차이가 나는 것으로부터 methyl기가 한 개더 존재함을 예상할 수 있었다. IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1653 cm−1), 수산기(3259 cm−1)와 이중결합(1590 cm−1)이 있는 것으로 확인되었다.
의 분자이온 peak가 관측되어 분자량을 432로 결정하였다. 화합물 1과 분자량이 162 amu 차이가 나는 것으로부터 육탄당이 한 개 더 존재함을 예상할 수 있었다. IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1635 cm−1), 수산기(3345 cm−1), 방향족 고리(1605, 1512, 1485 cm−1)가 존재하는 것으로 확인되었다.
의 분자이온 peak가 관측되어 분자량을 446으로 결정하였다. 화합물 2와 분자량이 162 amu 차이가 나는 것으로부터 육탄당이 한 개 더 존재함을 예상할 수 있었다. IR 스펙트럼으로부터 공역화된 카보닐기(1656 cm−1), 수산기(3394 cm−1), 방향족 고리(3072 cm−1)가 존재하는 것으로 확인되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국화의 특징은 무엇인가?
국화는 국화과(Compositae), 국화속(Chrysanthemum)에 속하는 다년생 초본식물로, 아시아에 주로 서식하며, 길가나 산, 들판에서 자란다. 주요한 용도는 관상용이나, 동아시아 문화권에서는 차나 방향제 등으로도 사용된다.
국화 품종은 어떻게 분류할 수 있는가?
9 m까지 자라며, 꽃은 가을에 개화하고, 청색, 녹색, 오렌지색, 흰색 등 여러가지 색이 있다. 국화는 스탠다드형 국화, 스프레이형 국화, 화분국화 등으로 분류할 수 있는데, 현재 국내에서만도 700종 이상의 품종이 육종개발되어있다. 스탠다드형이 전체의 80 % 이상으로 생산량이 가장 많다(Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs 2014).
국화의 식물학적 특징은 무엇인가?
주요한 용도는 관상용이나, 동아시아 문화권에서는 차나 방향제 등으로도 사용된다. 식물학적 특징으로는 0.3~0.9 m까지 자라며, 꽃은 가을에 개화하고, 청색, 녹색, 오렌지색, 흰색 등 여러가지 색이 있다. 국화는 스탠다드형 국화, 스프레이형 국화, 화분국화 등으로 분류할 수 있는데, 현재 국내에서만도 700종 이상의 품종이 육종개발되어있다.
참고문헌 (28)
Agar OT, Dikmen M, Ozturk N, Yilmaz MA, Temel H, Turkmenoglu FP (2015) Comparative studies on phenolic composition, antioxidant, wound healing and cytotoxic activities of selected Achillea L. species growing in Turkey. Molecules 20: 17976-18000
Aprotosoaie AC, Mihai CT, Vochita G, Rotinberg P, Trifan A, Luca SV, Petreus T, Gille E, Miron A (2016) Antigenotoxic and antioxidant activities of a polyphenolic extract from European Dracocephalum moldavica L. Ind Crop Prod 79: 248-257
Bouzaiene NN, Chaabane F, Sassi A, Chekir-Ghedira L, Ghedira K (2016) Effect of apigenin-7-glucoside, genkwanin and naringenin on tyrosinase activity and melanin synthesis in B16F10 melanoma cells. Life Sci 144: 80-85
Coombs MRP, Harrison ME, Hoskin DW (2016) Apigenin inhibits the inducible expression of programmed death ligand 1 by human and mouse mammary carcinoma cells. Cancer Lett 380: 424-433
Kang GH, Chang EJ, Choi SW (1999) Antioxidative activity of phenolic compounds in roasted safflower (Carthamus tinctorius L.) seeds. J Food Sci Nutr 4: 221-225
Karim AA, Azlan A, Ismail A, Hashim P, Gani SSA, Zainudin BH, Abdullah NA (2014) Phenolic composition, antioxidant, anti-wrinkles and tyrosinase inhibitory activities of cocoa pod extract. BMC Complement Altern Med 14: 381
Karlickova J, Riha M, Filipsky T, Macakova K, Hrdina R, Mladenka P (2016) Antiplatelet effects of flavonoids mediated by inhibition of arachidonic acid based pathway. Planta Med 82: 76-83
Komape NPM, Aderogba M, Bagla VP, Masoko P, Eloff JN (2014) Antibacterial and anti-oxidant activities of leaf extracts of Combretum vendae (combretecacea) and the isolation of an anti-bacterial compound. Afr J Tradit Complement Altern Med 11: 73-77
Lee HJ, Hwang YI, Park E, Choi SU (2011) Antihepatotoxic and antigenotoxic effects of herb tea composed of Chrysanthemum morifolium Ramat. J Food Sci Nutr 40: 78-83
Lee JH, Park KH, Lee MH, Kim HT, Seo WD, Kim JY, Baek IY, Jang DS, Ha TJ (2013) Identification, characterisation, and quantification of phenolic compounds in the antioxidant activity-containing fraction from the seeds of Korean perilla (Perilla frutescens) cultivars. Food Chem 136: 843-852
Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (2014) 2013 Flower Cultivation Status. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs: 11-1543000-000108-10
Miyazawa M, Hisama M (2003) Antimutagenic activity of flavonoids from Chrysanthemum morifolium. Biosci Biotechnol Biochem 67: 2091-2099
Mohamed NH (2010) Anticancer activity of Marrubium alysson L. and its phenolic constituents. Recent Progress in Medicinal Plants 27: 185-193
Semwal RB, Semwal DK (2012) Analgesic and anti-inflammatory activities of extracts and fatty acids from Celtis australis L NPJ 2: 323-327
Tavares F, Costa G, Francisco V, Liberal J, Figueirinha A, Lopes MC, Cruz MT, Batista MT (2014) Cymbopogon citratus industrial waste as a potential source of bioactive compounds. J Sci Food Agric 95: 2652-2659
Thanigaimalai P, Hoang TAL, Lee KC, Bang SC, Sharma VK, Yun CY, Roh E, Hwang BY, Kim Y, Jung SH (2010) Structural requirement(s) of Nphenylthioureas and benzaldehyde thiosemicarbazones as inhibitors of melanogenesis in melanoma B 16 cells. Bioorg Med Chem Lett 20: 2991-2993
Wang G, Zhao Zl, Xue P, Ma F, Zhang D, Wang N, Li M (2015) Chemical constituents from flowers of Scabiosa tschilliensis. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi 40: 807-813
Wang Z, Gong Y, Zeng Dl, Chen L, Lin G, Huang C, Sun W, Chen MC, Hu G, Chen R (2016) Inhibitory effect of apigenin on losartan metabolism and cyp2c9 activity in vitro. Pharmacology 98: 183-189
Xiang ZB, Liu XY, Heng LS, Chen YW (2013) Chemical constituents from n-butanol extract of Rabdosia japonica var. glaucocalyx. Asian J Chem 136: 843-852
Xie Y, Qu J, Wang Q, Wang Y, Yoshikawa M, Yuan D (2012) Comparative Evaluation of Cultivars of Chrysanthemum morifolium Flowers by HPLC-DAD-ESI/MS Analysis and Antiallergic Assay. J Agr Food Chem 60: 12574-12583
Xie YY, Yuan D, Yang JY, Wang LH, Wu CF (2009) Cytotoxic activity of flavonoids from the flowers of Chrysanthemum morifolium on human colon cancer Colon205 cell. J Asian Nat Prod Res 11: 771-778
Yadav P, Yadava RN (2013) Antioxidant activity of a new flavone glycoside from the seeds of Albizzia odoratissima Benth. Int J of Phyto Pharm 3: 81-85
Yu ML, Guo YL, Wang JM, Wang CM, Wang AH, Zhang XM, Tu YY, Bai MC (2015) The risk of flavonoids utilization in the anti-tumor therapy. Lat Am J Pharm 34: 627-630
Yuan J, Hao LJ, Wu G, Wang S, Duan J, Xie GY, Qin MJ (2015) Effects of drying methods on the phytochemicals contents and antioxidant properties of chrysanthemum flower heads harvested at two developmental stages. J Funct Foods 19: 786-795
Zheng C, Dong Q, Du Z, Wang P, Ding K (2015) Structural elucidation of a polysaccharide from Chrysanthemum morifolium flowers with antiangiogenic activity. Int J Biol Macromol 79: 674-680
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.