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문제 정의
- 우리는 케르세틴 메틸화 대사체 중에서 항암제의 가능성이 있는 람나진(2)과 항염증제로 개발이 가능한 옴부인(3)을 합성 하고자 하였다.
제안 방법
- 람나진(2)은 합성 방법에 관한 선행연구는 없었다. 그래서 기존 자료의 7-O-메틸케르세틴 합성법14 을 응용하여 새로운 합성 방법을 시도하게 되었다(Scheme 1).
- 하지만 같은 조건으로 반응을 진행하였을 때 옴부인(3)은 전혀 합성되지 않았고 3’,4’,7- 트리메틸케르세틴과 3,3’,4’,7- 테트라메틸케르세틴만이 합성되었다. 그래서 반응 시약인 요오드메탄의 당량을 줄여가며 실험을 진행하였다. 요오드메탄의 양을 2당량으로 줄여서 반응을 진행하였을 때, 일부 옴부인(3)이 합성된 것을 TLC를 통해 확인할 수 있었다.
- 그래서 람나진(2) 합성 과정의 중간체인 화합물 7로부터 2단계의 반응을 거쳐 옴부인(3)을 합성하였다. 본 연구에서는 케르세틴으로부터 전체 6단계의 반응 과정으로 옴부인(3)을 합성하였으며, 전체 수율은 21%로 합성되었다.
- 반응 혼합물을 수소 환경 하에서 12시간 동안 교반한 후, celite pad를 통하여 여과하고, 에탄올로 씻어준다. 여액을 감압농축하고 잔류물을 메탄올로 재결정하여 람나진(2, 56 mg, 90%)을 연한 노란색의 고체로 얻었다.
- 유기층을 분리하여, 마그네슘 설페이트로 건조한 후, 여과한다. 여액을 감압농축하고 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(CH2Cl2 :EtOAc = 80:1) 의 방법으로 분리하여 화합물 10(0.12 g, 59%)을 얻었다.
- 케르세틴의 메틸 치환 대사체 합성 연구를 통하여, 케르세틴의 7번, 3’번 수산기가 메틸화된 람나진(2)을 합성 하였다.
대상 데이터
- H NMR (nuclear magnetic resonance) 스펙트럼은 Varian Gemini 300 spectrometer를 통하여 얻었다. NMR 스펙트럼에 사용된 용매는 chloroform-d와 methanol-d4 가 사용되었고, 화학적 이동은 chloroform (CHCl3 , 7.26 ppm)과 중수 (HOD, 4.87 ppm)에 대하여 상대적으로 나타내었다. 고분 해능 질량 스펙트럼은 Micromass/Waters LCT Premier Electrospray TOF (time of flight) mass spectrometer로 기록 되었다.
- 실험에 사용한 시약은 Sigma-Aldrich사의 특급시약을 사용하였다. 분석용 TLC (thin-layer chromatography) 는 Fluka 60763을 사용하였다.
- 고분 해능 질량 스펙트럼은 Micromass/Waters LCT Premier Electrospray TOF (time of flight) mass spectrometer로 기록 되었다. 실험에 사용한 시약은 Sigma-Aldrich사의 특급시약을 사용하였다. 분석용 TLC (thin-layer chromatography) 는 Fluka 60763을 사용하였다.
이론/모형
- 87 ppm)에 대하여 상대적으로 나타내었다. 고분 해능 질량 스펙트럼은 Micromass/Waters LCT Premier Electrospray TOF (time of flight) mass spectrometer로 기록 되었다. 실험에 사용한 시약은 Sigma-Aldrich사의 특급시약을 사용하였다.
- 고체는 컬럼 크로마토그 래피(EtOAc:n-Hexane = 1:3)의 방법으로 분리하여 화합물 4(0.91g, 86%)를 얻었다.
- 그래서 앞에서 설명한 람나진(2) 합성 방법 (Scheme 1)을 이용하여 옴부인(3)을 합성하였다.
성능/효과
- 수득율이 낮은 원인이 과량의 dichlorodiphenylmethane으로 인해 부생성물이 많이 얻어질 가능성이 있다는 가정 하에당량을 낮춰 실험을 진행하였더니, 오히려 수득율이 30%로더 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 그래서 반대로 dichlorodiphenylmethane의 사용량을 2당량으로 높여서 반응을 진행한 경우, 86%로 논문과 같은 수득율을 얻을 수 있었다.
- 요오드메탄의 양을 2당량으로 줄여서 반응을 진행하였을 때, 일부 옴부인(3)이 합성된 것을 TLC를 통해 확인할 수 있었다. 그러나 정확한데이터를 얻기 위해 NMR과 LC-MS로 확인한 결과, 옴부인(3) 이 외에 다른 메틸 치환된 케르세틴 유사체가 섞여있었고, 이 물질은 크로마토그래피의 방법으로 분리할 수없었다.
- 5당량의 dichloro- diphenylmethane을 사용하면 86%의 생성물을 얻을 수 있다는 결과를 제시했지만, 실제로 반응을 진행하였을 때, 최대60%의 수득율을 보였다.수득율이 낮은 원인이 과량의 dichlorodiphenylmethane으로 인해 부생성물이 많이 얻어질 가능성이 있다는 가정 하에당량을 낮춰 실험을 진행하였더니, 오히려 수득율이 30%로더 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 그래서 반대로 dichlorodiphenylmethane의 사용량을 2당량으로 높여서 반응을 진행한 경우, 86%로 논문과 같은 수득율을 얻을 수 있었다.
- 옴부인(3)은 기존에 알려진 합성법이 있었지만, 실제로 같은 조건에서 실험을 해 본 결과 옴부인이 합성되지 않고, 3,4’,7-O-트리메틸케르세틴이 합성되는 것을 확인할 수 있었다.
- 그래서 반응 시약인 요오드메탄의 당량을 줄여가며 실험을 진행하였다. 요오드메탄의 양을 2당량으로 줄여서 반응을 진행하였을 때, 일부 옴부인(3)이 합성된 것을 TLC를 통해 확인할 수 있었다. 그러나 정확한데이터를 얻기 위해 NMR과 LC-MS로 확인한 결과, 옴부인(3) 이 외에 다른 메틸 치환된 케르세틴 유사체가 섞여있었고, 이 물질은 크로마토그래피의 방법으로 분리할 수없었다.
- 케르세틴이 풍부한 먹이를 제공한 돼지의 혈액을 채취하여 확인해 본 결과 혈액에 존재하는 물질은 이소람네틴(3’-O-메틸케르세틸), 타마리세틴(4’-O-메틸케르세틴)과 같이 케르세틴의 메틸 대사체임을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 하지만 음식을 통해 얻어지는 케르세틴의 메틸화 대사체들의 양은 많지 않다. 그렇기 때문에 치료제 연구에 필요한 양을 얻기 위해 케르세틴을 이용하여 각 수산기의 선택적인 메틸화 방법에 대한 연구가 반드시 필요하다. 그렇지만 기존의 연구 결과를 따라해 본 결과, 반응 시약의 당량과 합성 방법에서 몇 가지 문제점을 찾을 수 있었다.
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