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문제 정의
- Methanol 추출물의 ethyl acetate와 butanol 가용분획에서 몇 가지 반복적인 column chromatography를 실시하여 1종의 flavone 화합물과 3종의 Cglycosylflavone을 단리하고, 이들 화합물의 spectral data로부터 그 구조를 확인·동정하였기에 이를 보고하고자 한다.
제안 방법
- 잎은 선상 피침형이고 길이 30 cm, 너비 2 cm 정도이며, 화서는 원기둥 모양으로 길이 10-15 cm까지 자라고 9-11월에 개화한다.1) Setaria속 식물에 대한 연구로는 S. italica(조)에서 O-glycosylflavone, C-glycosylflavone 및 coumarin 성분 등이 보고되어 있고,2-4) C. viridis(강아지풀)에서 C-glycoside와 p-hydroxycinnamic acid 분리 및 이들에 대한 항산화 효능이 보고되어 있으나,5) 가을강아지풀(S. faberi)의 식물화학적 성분연구나 약리학적 연구가 없어 잡초로서 흔히 자라고 있는 본 식물의 자원으로서의 가치를 알아보고자 식물 전초의 식물화학적 성분연구의 일환으로 진행하였다. Methanol 추출물의 ethyl acetate와 butanol 가용분획에서 몇 가지 반복적인 column chromatography를 실시하여 1종의 flavone 화합물과 3종의 Cglycosylflavone을 단리하고, 이들 화합물의 spectral data로부터 그 구조를 확인·동정하였기에 이를 보고하고자 한다.
- E3분획을 methanol을 유출용매로 JAI GS-310 column으로 정제하여 화합물 1(15 mg)을 분리하였다. Butanol 가용분획을 methanol을 유출용매로 Sephadex LH-20 column을 통과시켜 4개의 fraction(B1-B4)으로 나누었다. B3분획 1 g을 CHCl3-MeOH-H2O(20:10:1)를 유출용매로 silica gel column chromatography를 실시하여 6개의 소분획으로 나누었다(B31-B36).
- Ethyl acetate 가용분획을 methanol을 유출용매로 Sephadex LH-20 column을 통과시켜 3개의 분획(E1-E3)으로 나누었다. E3분획을 methanol을 유출용매로 JAI GS-310 column으로 정제하여 화합물 1(15 mg)을 분리하였다.
- 9 g)의 순으로 용매 분획하였다. TLC로 함유물질의 양상을 확인한 후 UV상에서 가장 진한 반점을 나타낸 ethyl acetate와 butanol 가용분획을 TLC상에서 10% H2SO4 및 FeCl3 발색시약과 UV로 검색하면서 silica gel column chromatography 및 Sephadex LH-20을 사용한 molecular sieve column chromatography와 Lobar-ALichroprep Si 60 column을 사용한 low pressure liquid column chromatography 등을 반복 실시하고 JAI GS-310column을 이용한 HPLC로 화합물을 정제하였다.
- 가을강아지풀로부터 얻은 methanol 엑스를 통상적인 방법으로 분획하여 n-hexane, methylene chlororide, ethyl acetate 및 n-butanol엑스를 제조하였다. 이 중 ethyl acetate 가용분획과 butanol 가용분획을 silica gel과 Sephadex LH20 column chromatography를 반복 실시하고 HPLC로 정제하여 4종의 화합물을 단리하였다.
- 5 kg을 methanol로 가끔 진탕하면서 5시간씩 50oC에서3회 온침 추출하였다. 그 추출액을 수욕상에서 감압농축하여 methanol 엑스 약 177 g을 얻었으며, 이 methanol 엑스에 증류수 500 ml를 가하여 현탁시키고 상법에 따라 동량의 n-hexane(16.5 g), methylene chloride(2.5 g), ethyl acetate(1.6 g) 및 n-butanol(11.9 g)의 순으로 용매 분획하였다. TLC로 함유물질의 양상을 확인한 후 UV상에서 가장 진한 반점을 나타낸 ethyl acetate와 butanol 가용분획을 TLC상에서 10% H2SO4 및 FeCl3 발색시약과 UV로 검색하면서 silica gel column chromatography 및 Sephadex LH-20을 사용한 molecular sieve column chromatography와 Lobar-ALichroprep Si 60 column을 사용한 low pressure liquid column chromatography 등을 반복 실시하고 JAI GS-310column을 이용한 HPLC로 화합물을 정제하였다.
- 가을강아지풀로부터 얻은 methanol 엑스를 통상적인 방법으로 분획하여 n-hexane, methylene chlororide, ethyl acetate 및 n-butanol엑스를 제조하였다. 이 중 ethyl acetate 가용분획과 butanol 가용분획을 silica gel과 Sephadex LH20 column chromatography를 반복 실시하고 HPLC로 정제하여 4종의 화합물을 단리하였다.
- 이상의 양상으로 보아 화합물 1은 같은 Setaria속 식물에서 보고된 tricin으로 추정하였으며, 기존 문헌5,6)의 data와 비교하여 확인·동정하였다.
- 추출 및 분리 − 신선한 가을강아지풀을 음건 세절한 시료 약 1.5 kg을 methanol로 가끔 진탕하면서 5시간씩 50oC에서3회 온침 추출하였다.
대상 데이터
- 추출 및 분획용 시약은 1급 용매를 사용하였으며, TLC 및 column용 시약 등은 1급 용매를 재증류하여 사용하거나 특급시약을 사용하였다. Column chromatography용 silica gel은 Kiesel gel 60(Art. 1.07734, 230-400 mesh, Merck)이며, molecular sieve column chromatography용 packing material은 Sephadex LH-20(Pharmacia)을 사용하였다. TLC plate는 Kiesel gel 60F254(Art.
- 07752, Merck), low pressure liquid chromatography(LPLC)용 column은 Lobar-A Lichroprep Si 60(Merck) column을, prep-HPLC용 column은 JAI GS-310 column(Tokyo, Japan)을 사용하였다. 발색시약은 10% H2SO4(in EtOH) 시액을 사용하였으며, UV의 검색은 254와 365 nm를 병행하였다.
- 시약 및 기기 − 구조분석을 위해 1H-NMR 및 13C-NMR은 Jeol JMN-EX 400 spectrometer(Japan)를 이용하여 NMR 자료를 확보하였다.
- 실험재료 − 본 실험에 사용한 가을강아지풀은 2014년 8월에 전북 완주군에서 채취하였으며, 연구자가 정확히 감정한 후에 음건세절하여 실험에 사용하였다(WSU-14-009).
성능/효과
- 가을강아지풀의 methanol 추출물 중 ethyl acetate 가용분획과 butanol 가용분획에서 4종의 화합물을 단리하였으며, 이들의 spectral data로부터 구조를 확인한 결과 tricin(1), 2"-O-rhamnosylvitexin(2), 2"-O-rhamnosylscoparin(3) 및 O-rhamnosylorientin(4)로 각각 확인·동정하였다.
- 이상의 결과를 검토한 결과 화합물 2는 전형적인 A2B2 splitting pattern의 B ring을 부분구조로 갖고 있으며, 6번 탄소가 methyl인 rhamnose당을 포함한 2개의 당을 갖고 있는 C-glycoside 화합물인 vitexin계열의 화합물로 추정되었으며,기존 문헌11-13)의 data와 비교한 결과 2"-O-rhamnosylvitexin으로 확인·동정하였다.
- 이상의 결과를 검토한 결과 화합물 3은 전형적인 ABX splitting pattern의 B ring을 가지고 있으며, 6번 탄소가 methyl인 rhamnose당을 포함한 2개의 당을 갖고 있는 luteolin 골격의 C-glycoside 화합물로 추정하였으며, 기존 문헌11)의 data와 비교한 결과 2"-O-rhamnosylscoparin으로 확인·동정하였다.
- 이상의 결과를 검토한 결과 화합물 4는 전형적인 ABX splitting pattern의 B ring을 가지고 있으며, 6번 탄소가 methyl인 rhamnose 당을 포함한 2개의 당을 갖고 있는 luteolin 골격의 Cglycoside 화합물로 화합물 3에서 methoxy기가 없는 화합물로 추정하였으며, 기존 문헌11-13)의 data와 비교한 결과 2"-O-rhamnosylorientin으로 확인·동정하였다.
- 전형적인 flavonid의 A-ring에 기인하는 meta-coupled signal이 관찰되지 않았고, δ 6.53(1H, s)와 6.27(1H, s)에서 각각 singlet peak가 관찰되었으며, δ 7.56(1H, d, J=2.0 Hz,H-2'), 7.51(1H, dd, J=8.4, 2.0 Hz, H-6'), 6.91(1H, d,J=8.4 Hz, H-5')에서 전형적인 1,3,4-trisubstituted aromatic signal이 확인되었다.
- 화합물 1은 FeCl3 시액에 양성으로 나타나 페놀성 화합물임이 확인되었으며, 1H-NMR spectrum에서 aromatic 영역에서 δ 7.19에서 2H에 해당하는 1개의 singlet proton peak가 확인되었고, δ 6.44과 6.18에서는 meta coupling(J=1.8Hz)하는 각각 1H에 해당하는 2개의 doublet signal이 관찰되었다.
- 화합물 2는 FeCl3 시액에 양성으로 페놀성 화합물임을 알 수 있었으며, 1H-NMR spectrum에서 aromatic 영역의 δ 7.97과 6.94에서 ortho coupling(J=8.8 Hz)하는 각각 2H에 해당하는 2개의 proton peak가 확인되었으며, δ 6.61과 6.27에서는 각각 1H에 해당하는 singlet signal이 관찰되었다.
- 화합물 3은 FeCl3 시액에 양성인 페놀성 화합물로 확인되었으며, 1H-NMR spectrum에서 전형적인 flavonid의 A-ring에 기인하는 meta-coupled signal이 관찰되지 않고 δ 6.59(1H, s)와 6.24(1H, s)에서 각각 singlet peak가 관찰되었으며, δ 7.56(1H, dd, J=8.4, 2.0 Hz, H-6'), 7.45(1H, d, J=2.0 Hz, H-2') 및 6.95(1H, d, J=8.4 Hz, H-5')에서 전형적인 1,3,4-trisubstituted aromatic signal이 확인되었다.
후속연구
- 가을강아지풀의 methanol 추출물 중 ethyl acetate 가용분획과 butanol 가용분획에서 4종의 화합물을 단리하였으며, 이들의 spectral data로부터 구조를 확인한 결과 tricin(1), 2"-O-rhamnosylvitexin(2), 2"-O-rhamnosylscoparin(3) 및 O-rhamnosylorientin(4)로 각각 확인·동정하였다. 이 화합물들은 모두 본 식물로부터 처음 보고되는 화합물로 식물화학적 성분연구의 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 생각되며, 향후 동정된 화합물의 활성연구가 필요할 것으로 사료된다.
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