[국내논문]국화 '백마'(Chrysanthemum morifolium) 줄기로부터 glycosyl glyceride 의 분리 및 동정 Glycosyl glycerides from the stems of 'Baekma' cultivar of Chrysanthemum morifolium원문보기
국화(C. morifolium)품종인 '백마' 줄기를 80% MeOH 수용액으로 3회 반복 추출한 뒤, 감압농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol과 $H_2O$층으로 계통분획을 실시하였다. EtOAc분획에 대하여 $SiO_2$ 및 ODS column chromatography를 반복실시하여 2종의 지방산 화합물을 분리 및 정제하였다. Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry, FAB-MS, GC-MS data를 해석하여, 화합물 1과 2를 각각 (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl2,3-dilinoleoylglycerol과 (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol로 구조동정 하였다.
국화(C. morifolium)품종인 '백마' 줄기를 80% MeOH 수용액으로 3회 반복 추출한 뒤, 감압농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol과 $H_2O$층으로 계통분획을 실시하였다. EtOAc분획에 대하여 $SiO_2$ 및 ODS column chromatography를 반복실시하여 2종의 지방산 화합물을 분리 및 정제하였다. Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry, FAB-MS, GC-MS data를 해석하여, 화합물 1과 2를 각각 (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl2,3-dilinoleoylglycerol과 (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol로 구조동정 하였다.
The stem of Chrysanthemum morifolium, 'Baekma', were repeatedly extracted with 80% aqueous MeOH and the concentrates was partitioned into ethyl acetate (EtOAc), n-butyl alcohol and $H_2O$ fraction. The repeated silica gel and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc frac...
The stem of Chrysanthemum morifolium, 'Baekma', were repeatedly extracted with 80% aqueous MeOH and the concentrates was partitioned into ethyl acetate (EtOAc), n-butyl alcohol and $H_2O$ fraction. The repeated silica gel and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc fractions led to isolation of two glycosyl glycerides. The chemical structures of the compounds were determined as (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl-2,3-dilinoleoylglycerol (1) and (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol (2) based on spectroscopic data anlyses including nuclear magnetic resonance, mass sperctrometry, and infrared spectrometry and gas chromatography mass spectrometry.
The stem of Chrysanthemum morifolium, 'Baekma', were repeatedly extracted with 80% aqueous MeOH and the concentrates was partitioned into ethyl acetate (EtOAc), n-butyl alcohol and $H_2O$ fraction. The repeated silica gel and octadecyl silica gel column chromatographies for the EtOAc fractions led to isolation of two glycosyl glycerides. The chemical structures of the compounds were determined as (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl-2,3-dilinoleoylglycerol (1) and (2S)-1-O-${\beta}-{\text\tiny{D}}$-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol (2) based on spectroscopic data anlyses including nuclear magnetic resonance, mass sperctrometry, and infrared spectrometry and gas chromatography mass spectrometry.
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문제 정의
국화 줄기는 항산화[2], 혈전 생성 억제, 관상동맥의 혈행 개선, 관상동맥성 심질환 치료[3]의 활성을 가지고 있으나 다른 부위에 비해 많은 연구가 이루어져 있지 않다. 따라서 농가의 비용 감소와 소득증대를 위해 부산물에 대한 활용방안이 촉구되며, 부산물의 활용 가능성 평가를 위해 국화 줄기에 대한 연구를 시작하였다
제안 방법
EtOAc 분획(CBAE,19.3 g)에 대하여 silica gel (SiO2) column chromatography (c.c.)(φ10.0×15.0 cm, CHCl3-EtOH=10:1→CHCl3-MeOH=10:1→CHCl3-MeOH=5:1, 각 3.0 L)를 실시하여, 총 13개의 분획(CBAE1~CBAE-13)을 얻었다.
morifolium)품종인 ‘백마’ 줄기를 80% MeOH 수용액으로 3회 반복 추출한 뒤, 감압농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol과 H2O층으로 계통분획을 실시하였다. EtOAc분획에 대하여 SiO2 및 ODS column chromatography를 반복실시하여 2종의 지방산 화합물을 분리 및 정제하였다. Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry, FAB-MS, GC-MS data를 해석하여, 화합물 1과 2를 각각 (2S)-1-O-β-D-galactopyranosyl2,3-dilinoleoylglycerol과 (2S)-1-O-β-D-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol로 구조동정 하였다.
Nuclear magnetic resonance, infrared spectrometry, FAB-MS, GC-MS data를 해석하여, 화합물 1과 2를 각각 (2S)-1-O-β-D-galactopyranosyl2,3-dilinoleoylglycerol과 (2S)-1-O-β-D-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol로 구조동정 하였다.
Oxygenated methylene (δH 4.46, H-3a; 4.18, H-3b)과 oxygenated methine (δH 5.30, H-2) signal을 비교하여 화합물 1 이 두 개의 ester bond를 C-2와 C-3에 가진 구조임을 예상하였다.
이를 실온에서 식힌 후, TLC 에서 초기 물질의 소멸 양상을 관측하고(CHCl3-EtOH=7:1), 산성 양이온 교환수지(Dowex 50W, H+ form)를 이용해 중화하고 여과하였다. 각 여과액을 감압농축한 후, EtOAc (3mL)와 H2O (3 mL)로 분획하였다. EtOAc분획물 2000 ppm을 syringe filter (0.
국화 ‘백마’의 건조한 줄기 3.3 kg을 80% MeOH 수용액(30 L)으로 실온에서 24시간씩 3회 반복 추출하였다.
국화(C. morifolium)품종인 ‘백마’ 줄기를 80% MeOH 수용액으로 3회 반복 추출한 뒤, 감압농축한 추출물을 EtOAc, n-butyl alcohol과 H2O층으로 계통분획을 실시하였다.
두 개의 ester(δC 175.5, 175.3), 여덟 개의 olefin methine (δC 131.1, 131.0,129.2×4, 128.8×2), 여섯 개의 allyl methylene (δC 28.1-26.4),18개의 methylene (δC 35.1-26.0), 그리고 두 개의 terminal methyl (δC 14.7×2) carbon signal 들을 관측하였고 두 개의 지방산이 있음을 확인하였다.
두 개의 말단 methyl proton signal이 δH 0.97 (6H)에서, 여섯 개의 allyl methylene proton signal이 δH 2.80 (4H), δH 2.06 (8H)에서, 14개의 methylene proton signal 이 δH 1.32-1.26 (28H)에서 관측되어 두 개의 naliphatic 지방산이 있음을 예상하였다.
1H NMR (400 MHz, CD3OD, δH)과 13C NMR (100 MHz, CD3OD, δC) 스펙트럼을 통하여 화합물 1과 같은 구조에 지방산 두 개가 다른 구조임을 확인하였다. 알칼리 가수분해와 용매 분획을 통해 얻어진 지방산은 GC-MS 스펙트럼으로부터 11.06 min에서 peak를 관측하였고, mass 스펙트럼을 문헌(Wiley 9 Library)과 비교하여 palmitic acid로 동정하였다. 또한 화합물 2의 광학회전 값( [α]25d+26.
따라서 GC/MS data를 통해 각 물질에 결합한 지방산을 확실히 동정한 후, glycerol에 결합한 위치를 NMR의 2D data를 통해 확인하면, glycosyl glyceride의 정확한 구조동정이 가능하다. 알칼리 가수분해와 용매 분획을 통해 얻어진 지방산은 GC-MS 스펙트럼으로부터 12.96 min에서 peak를 관측하였고, mass 스펙트럼을 문헌(Wiley 9 Library)과 비교하여 linoleic acid로 동정하였다. 또한 화합물 1의 광학회전 값([α]25d+26.
위의 data를 문헌값[6]과 비교하여 화합물 1을 (2S)-1-O-β-D-galactopyranosyl-2,3-dilinoleoylglycerol로 구조동정 하였다
위의 data를 문헌값[6]과 비교하여 화합물 2를 (2S)-1-O-β-D-galactopyranosyl-2,3-dipalmitoylglycerol로 구조동정 하였다
이를 실온에서 식힌 후, TLC 에서 초기 물질의 소멸 양상을 관측하고(CHCl3-EtOH=7:1), 산성 양이온 교환수지(Dowex 50W, H+ form)를 이용해 중화하고 여과하였다.
지방산은 순수 지방산의 보유시간과 질량 분광학적으로 비교하여 동정하였다(Wiley 9 Library, version 2008; John Wiley & Sons Inc., Hoboken,NJ, USA).
대상 데이터
시료 용액(1 μL)을 10:1의 split ratio로 GC column에 주사하였다. 검출기로는 전자 이온화(electron ionization; EI) (70 eV)와 사중극자(quadrupole)질량분석기를 사용하였다. 지방산은 순수 지방산의 보유시간과 질량 분광학적으로 비교하여 동정하였다(Wiley 9 Library, version 2008; John Wiley & Sons Inc.
실험에서 사용한 국화 ‘백마’(C. morifolium)의 줄기는 스탠다드형 국화의 줄기로 2017년 4월에 양재꽃시장(서울, 대한민국)에서 구입하였으며, 충청남도 농업기술원 화훼연구소(충청남도 예산군 오가면 역탑리) 박하승 박사가 동정하였다.
성능/효과
13C NMR (100 MHz, CD3OD, δC)스펙트럼에서 탄소수가 45개임을 확인하였으며, 이를 통해 탄소 수 18개의 지방산 2분자를 갖는glycosyl diglyceride 화합물임을 확인하였다.
3333px;">) carbon signal 들을 관측하였고 두 개의 지방산이 있음을 확인하였다. 13C-NMR의 chemical shift값을 통해 linoleic acid에 이중결합이 Z형태를 갖는 것을 알 수 있었다. Glycosyl glyceride와 같은 화합물의 경우 NMR의 1D data에서glycerol에 결합한 지방산의 이중결합의 개수를 알 수 있고, 13C data의 signal 개수와 chemical shift를 통해 구조를대략적으로 예상할 수 있으나, 지방산으로부터 유래된 다수의 signal이 겹쳐져 관측되어 정확한 구조동정이 불가능하다.
IR 스펙트럼으로부터 수산기(3383 cm−1), 카보닐기(1723 cm−1), 이중결합(1612 cm−1)이 있는 것으로 확인되었다.
IR 스펙트럼으로부터 수산기(3383 cm−1), 카보닐기(1723 cm−1)가 있는 것으로 확인되었다.
Glycosyl glyceride와 같은 화합물의 경우 NMR의 1D data에서glycerol에 결합한 지방산의 이중결합의 개수를 알 수 있고, 13C data의 signal 개수와 chemical shift를 통해 구조를대략적으로 예상할 수 있으나, 지방산으로부터 유래된 다수의 signal이 겹쳐져 관측되어 정확한 구조동정이 불가능하다. 따라서 GC/MS data를 통해 각 물질에 결합한 지방산을 확실히 동정한 후, glycerol에 결합한 위치를 NMR의 2D data를 통해 확인하면, glycosyl glyceride의 정확한 구조동정이 가능하다. 알칼리 가수분해와 용매 분획을 통해 얻어진 지방산은 GC-MS 스펙트럼으로부터 12.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국화는 무엇인가?
국화는 국화과(Asteraceae)에 속하는 여러해살이풀로 주로 아시아 등지에서 서식한다. 국화는 약 1 m 크기로 자라며, 품종에 따라 여름부터 늦가을까지 개화한다.
국화의 개화시기는 언제인가?
국화는 국화과(Asteraceae)에 속하는 여러해살이풀로 주로 아시아 등지에서 서식한다. 국화는 약 1 m 크기로 자라며, 품종에 따라 여름부터 늦가을까지 개화한다. 국화는 관상용으로 가장 많이 쓰이며, 방향제나 차, 한약재등으로 사용된다.
스탠다드형 국화의 국내 생산비는?
현재 국화는 700종 이상의 품종이 개량되었고, 크게 대국인 스탠다드형과 소국인 스프레이형으로 나뉜다. 이중 국내 생산비는 스탠다드형이 80% 이상으로 압도적인 점유율을 갖는다[1]. 이에 힘입어 2004년 한국 농촌진흥청 원예연구소에서는 국내 최초로 ‘백마(白馬)’라는 스탠다드형 국화를 육종하였다.
참고문헌 (7)
Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (2017) 2016 Flower Cultication Status. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs: Saejong
Chen LX, Hu DJ, Lam SC, Ge L, Wu D, Zhao J, Long ZR, Yang WJ, Fan B, Li SP (2016) Comparison of antioxidant activities of different parts from snow Chrysanthemum (Coreopsis tinctoria Nutt.) and identification of their natural antioxidants using high performance liquid chromatography coupled with diode array detection and mass spectrometry and 2,2'-azinobis (3-ethylbenzthiazoline-sulfonic acid) diammonium saltbased assay. J Chromatogr A 1428: 134-142
Zhang L, Fu H, Tian J, Wang W, Zhai X, Li R, Li W (2011) Method for manufacturing total flavonoids from stems and leaves of Chrysanthemum morifolium. CN Patent 2011-10184646. 2 Nov, 2011
Kim HG, Ko JH, Lee YG, Pak HS, Kim DC, Son KS, Baek YS, Keun OG (2016) Flavonoids from the flower of Chrysanthemum morifolium. J Appl Biol Chem 59(4): 357-360
Reshef V, Mizrachi E, Maretzki T, Silberstein C, Loya S, Hizi A, Carmeli S (1997) New acylated sulfoglycolipids and digalactolipids and related known glycolipids from cyanobacteria with a potential to inhibit the reverse transcriptase of HIV-1. J Nat Prod 60(12): 1251-1260
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