Korean Journal of Pharmacognosy (생약학회지)

The Korean Society of Pharmacognosy (한국생약학회)
권호 표지

Phenolic Constituents from Juncus diastrophanthus

별날개골풀의 페놀성 성분

  • Received : 2013.12.07
  • Accepted : 2013.12.16
  • Published : 2013.12.31
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Abstract

Five phenolic compounds were isolated from the whole plants of Juncus diastrophanthus (Juncaceae) through repeated column chromatography. Their chemical structures were elucidated as methyl 3,5-di-O-caffeoylquinate (1), luteolin-7-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (2), methyl 4,5-di-O-caffeoylquinate (3), quercetin-3-O-${\beta}$-D-arabinopyranoside (4), and methyl 3,4-di-O-caffeoylquinate (5) by spectroscopic techniques. These compounds were isolated for the first time from this plant.

Keywords

재료 및 방법

실험재료 −본 실험에 사용한 별날개골풀은 2008년 8월에 전북 완주군에서 채취하였으며, 정확히 감정한 후에 음건세절하여 실험에 사용하였으며, 표준품은 우석대학교 약학대학 생약학 연구실에 보관하고 있다(WSU-08-014).

시약 및 기기 − 1H-NMR 및 13C-NMR spectrum은 Jeol JMN-EX 400 spectrometer(Japan) 기기를 이용하여 확보하였다. 추출 및 분획용 시약, 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)을, molecular sieve column chromatography용 packing material은 Sephadex LH-20 (Pharmacia)을 사용하였다. TLC plate는 Kiesel gel 60 F254 precoated plate(Art. 1.07752, Merck)를 사용하였으며, LPLC용 column은 Lobar A(LiChroprep Si 60, Merck) column을 사용하였고, HPLC용 column은 JAI GS-310(JAI Co. Ltd.) column을 사용하였다. 발색시약으로는 10% H2SO4 EtOH 용액을 사용하였으며, UV의 검색은 254와 365 nm에서 하였다.

추출 및 분리 −신선한 별날개골풀을 음건 세절한 다음 건조하여 얻은 시료 720 g을 methanol로 가끔 진탕하면서 5시간씩 50℃에서 3회 온침 추출하였다. 그 추출액을 수욕상에서 감압농축하여 methanol 엑스 약 71.2 g을 얻었으며, 이 methanol 엑스에 증류수로 현탁시키고 상법에 따라 동량의 n-hexane(7.9 g), methylene chloride(3.8 g), ethyl acetate(5.9 g) 및 n-butanol(10.8 g)의 순으로 용매 분획하여 각각의 분획물을 얻었다. Ethyl acetate분획을 MeOH를 유출용매로 Sephadex LH-20 column chromatography를 실시한 후 TLC 양상에 따라 6개 분획(E1-E6)으로 나누었다. 이중 E4(1.4 g)를 CHCl3-MeOH-H2O(40:10:1)를 유출용매로 silica gel column을 실시하여 5개 소분획(E41-E45)으로 나누고, 소분획 E41을 Lobar A column(CHCl3-MeOH-H2O=30:20:1)으로 다시 8개의 소분획(E411-418)으로 나누었다. E412와 E418을 JAI GS-310 column을 이용한 HPLC로 정제하여 화합물 1(8 mg)과 2(6 mg)을 각각 얻었다. E5(0.8 g)를 CHCl3-MeOH-H2O(80:15:1)를 유출용매로 silica gel column을 실시하여 5개 소분획(E51-E55)으로 나누고, 소분획 E51을 JAI GS-310 column을 이용한 HPLC로 정제하여 화합물 3(32 mg)과 소분획 E53을 HPLC로 정제하여 4(7 mg)와 5(6 mg)을 각각 얻었다.

Methyl 3,5-di-O-caffeoylquinate (1) − 1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 7.61, 7.54 (each 1H, d, J=15.9 Hz, H-7', 7"), 7.05 (2H, d, J=1.8 Hz, H-2', 2"), 6.96 (2H, d, J=8.4 Hz, H-5', 5"), 6.78, 6.76 (each 1H, dd, J=8.4, 1.8 Hz, H-6', 6"), 6.33, 6.21 (each 1H, d, J=15.9 Hz, H-8', 8"), 5.38 (1H, m, H-5), 5.30 (1H, m, H-3), 3.97 (1H, dd, J=6.6, 3.3 Hz, H-4), 3.69 (3H, s, OCH3), 2.31 (1H, dd, J=13.2, 3.2 Hz, H-2eq), 2.28 (1H, dd, J=13.8, 6.6 Hz, H-6ax), 2.19 (1H, dd, J=13.8, 3.9 Hz, H-6eq), 2.15 (1H, dd, J=13.2, 8.1 Hz, H-2ax), 13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 175.6 (COO), 168.9, 167.9 (C-9', 9"), 149.8, 149.6 (C-4', 4"), 147.5, 147.2 (C-7', 7"), 146.9, 146.8 (C-3', 3"), 127.9, 127.6 (C-1', 1"), 123.1, 123.0 (C-6', 6"), 116.6, 116.5 (C-5', 5"), 115.5, 114.8 (C-8', 8"), 115.1, 114.8 (C-2', 2"), 74.6 (C-1), 72.2 (C-3), 72.0 (C-5), 69.7 (C-4), 53.0 (OCH3), 36.7 (C-6), 35.6 (C-2).

Luteolin-7-O-β-D-glucopyranoside (2) − 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 13.0 (1H, s, 5-OH), 7.45 (1H, dd, J=8.0, 2.4 Hz, H-6'), 7.42 (1H, d, J=2.4 Hz, H-2'), 6.89 (1H, d, J=8.0 Hz, H-5'), 6.79 (1H, d, J=2.4 Hz, H-8), 6.75 (1H, s, H-3), 6.44 (1H, d, J=2.4 Hz, H-6), 5.08 (1H, d, J=7.2 Hz, H-1"), 13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 181.9 (C-4), 164.5 (C-2), 162.9 (C-7), 161.1 (C-5), 156.9 (C-9), 150.4 (C-4'), 145.9 (C-3'), 121.0 (C-1'), 119.2 (C-6'), 115.9 (C-5'), 113.4 (C-2'), 105.3 (C-10), 103.0 (C-3), 99.9 (C-1"), 99.5 (C-6), 94.7 (C-8), 77.2 (C-3"), 76.4 (C-5"), 73.1 (C-2"), 69.5 (C-4"), 60.6 (C-6").

Methyl 4,5-di-O-caffeoylquinate (3) − 1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 7.59, 7.50 (each 1H, d, J=15.6 Hz, H-7', 7"), 7.02 (2H, d, J=1.8 Hz, H-2', 2"), 6.93 (1H, dd, J=8.1, 2.1 Hz, H-6"), 6.92 (1H, dd, J=8.4, 1.8 Hz, H-6'), 6.76 (2H, d, J=8.1 Hz, H-5', 5"), 6.30, 6.17 (each 1H, d, J=15.6 Hz, H-8', 8"), 5.53 (1H, m, H-5), 5.11 (1H, m, H-4), 4.34 (1H, m, H-3), 3.71 (3H, s, OCH3), 2.32 (1H, dd, J=14.4, 3.6 Hz, H-6eq), 2.25 (2H, m, H-2), 2.09 (1H, dd, J=14.4, 6.0 Hz, H-6ax), 13C-NMR (100MHz, CD3OD) δ: 175.1(COO), 168.4, 167.8 (C-9', 9"), 149.74, 149.68 (C-4', 4"), 147.60, 147.57 (C-3', 3"), 146.81, 146.78 (C-7', 7"), 127.7, 127.5 (C-1', 1"), 123.14, 123.12 (C-6', 6"), 116.6, 116.5 (C-5', 5"), 115.22, 115.20 (C-2', 2"), 114.8, 114.6 (C-8', 8"), 75.7 (C-1), 74.9 (C-5), 69.0 (C-4), 68.5 (C-3), 53.1 (OCH3), 41.4 (C-2), 36.8 (C-6).

Quercetin-3-O-β-D-arabinopyranoside (4) − 1H-NMR(400 MHz, CD3OD) δ: 7.74 (1H, d, J=2.1 Hz, H-2'), 7.56 (1H, dd, J=8.8, 2.1 Hz, H-6'), 6.86 (1H, d, J=8.8, Hz, H-5'), 6.38 (1H, d, J=2.1 Hz, H-8), 6.19 (1H, d, J=2.1 Hz, H-6), 5.15 (1H, d, J=7.2 Hz, H-1"), 13C-NMR (100MHz, CD3OD) δ: 179.5 (C-4), 166.2 (C-7), 163.0 (C-5), 158.7 (C-9), 158.4 (C-2), 149.9 (C-4'), 145.9 (C-3'), 135.6 (C-3), 123.0 (C-6'), 122.9 (C-1'), 117.4 (C-5'), 116.2 (C-2'), 105.6 (C-10), 104.6 (C-1"), 99.9 (C-6), 94.7 (C-8), 74.1 (C-3"), 72.9 (C-2"), 69.1 (C-4"), 66.9 (C-5").

Methyl 3,4-di-O-caffeoylquinate (5) − 1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 7.54, 7.53 (each 1H, d, J=15.6 Hz, H-7', 7"), 7.02 (2H, m, H-2', 2"), 6.90, 6.87 (each 1H, dd, J=8.4, 2.4 Hz, H-5', 5"), 6.75, 6.72 (each 1H, d, J=8.4 Hz, H-6', 6"), 6.25, 6.24 (each 1H, d, J=15.6 Hz, H-8', 8"), 5.60 (1H, m, H-3), 5.02 (1H, m, H-4), 4.31 (1H, m, H-5), 3.74 (3H, s, OCH3), 2.32 (1H, dd, J=14.8, 4.0 Hz, H-6ax), 2.16 (2H, m, H-2), 2.12 (1H, dd, J=14.8, 5.1 Hz, H-6eq), 13C-NMR (100MHz, CD3OD): 176.1 (COO), 168.5, 168.4 (C-9', 9"), 149.7, 149.6 (C-4', 4"), 147.4 (C-7', 7"), 146.8 (C-3', 3"), 127.8, 127.7 (C-1', 1"), 123.2, 123.1 (C-6', 6"), 116.5 (C-5', 5"), 115.2, 115.1 (C-8', 8"), 115.0, 114.9 (C-2', 2"), 75.2 (C-4), 69.8 (C-3, 5), 52.9 (OCH3), 41.4 (C-2), 36.8 (C-6).

 

결과 및 고찰

별날개골풀의 methanol엑스를 n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate 및 n-butanol 등의 용매로 계통 분획하여 각각의 엑스를 제조하였다. 이들 분획물을 TLC 패턴 분석한 결과 10% H2SO4시액에 뚜렷한 발색을 나타낸 ethyl acetate 가용분획을 대상으로 몇 가지 column chromatography를 반복 실시하여 5종의 화합물을 단리하였다(Fig. 1).

Fig. 1.Structures of compounds 1-5.

화합물 1은 연한 황색의 분말로 얻어졌으며, FeCl3시액에 양성으로 나타났다. 화합물 1은 1H-NMR spectral에서 두 쌍의 trans caffeoyl groups[δ 7.61/7.54(each 1H, d, J=15.9 Hz), 7.05/7.05(each 1H, d, J=1.8 Hz), 6.96/6.96(each 1H, d, J=8.4 Hz), 6.78/6.76(each 1H, dd, J=8.4, 1.8 Hz), 6.33/6.21(each 1H, d, J=15.9 Hz)]과 세 개의 oxygenated protons [δ 5.38 (1H, m), 5.30(1H, m), 3.97(1H, dd, J=6.6, 3.3 Hz)]이 존재함을 확인할 수 있었다. 13C-NMR spectrum에서는 δ 36.7과 35.6에서 2개의 methylene carbon으로 추정되는 signal과 δ 74.6, 72.2, 72.0 및 69.7에서 4개의 oxygenated carbon이 관찰되었으며, 한 개의 carbonyl signal δ 175.6에서 확인되었다. 1H- and 13C-NMR spectrum에서 한 개의 methoxyl peak가 δH 3.69와 δC 53.0에서 각각 관찰되었다. 이상의 1H- and 13C-NMR spectral data에서 화합물 1이 전형적인 dicaffeoyl quinic acid 유도체임을 추정할 수 있었다.19) 2개의 caffeoyl group의 위치는 1H-NMR spectrum에서 H-3(δ 5.30)과 H-5(δ 5.38)의 proton과 13C-NMR spectrum에서 C-3(δ 72.2)과 C-5(δ 72.0)의 carbon chemical shift값이 downfield로 이동됨에 의해 추정할 수 있었다. 이상의 결과와 기존 문헌20,21) 자료와 직접 비교해 본 결과 화합물 1은 methyl 3,5-di-O-caffeoylquinate로 확인·동정하였다.

화합물 2는 황색의 분말로 얻어졌으며, FeCl3시액에 양성으로 나타나 phenol group이 있음을 알 수 있었다. 화합물 2의 1H-NMR spectrum에서 δ 6.75(1H, s, H-3), 6.44(1H, d, J=2.4 Hz, H-6) 및 6.79(1H, J=2.4 Hz, H-8)에서 flavonoid 화합물인 luteolin의 A와 C-ring에 기인하는 3개의 peak가 관찰되었다. 또한 δ 6.89(1H, d, J=8.0 Hz, H-5'), 7.45(1H, d, J=8.0, 2.4 Hz, H-6') 및 7.42(1H, J=2.4 Hz, H-2')에서 B-ring에 기인하는 전형적인 1,3,4-trisubstituted aromatic signal이 확인되었다. 화합물 2의 13C-NMR spectrum에서는 flavonoid 화합물 중에서 특징적인 flavone carbonyl signal이 δ 181.9에서 확인되었다. D-glucose의 β배 위는 δH 5.09(1H, d, H-1")의 anomeric proton의 coupling constant(J=7.2 Hz)로 확인하였다. 이상의 결과와 기존 문헌22) 자료와 직접 비교해 본 결과 화합물 2는 luteolin-7-O-β-Dglucopyranoside로 확인·동정하였다.

화합물 3은 연한 황색의 무정형 분말로 얻어졌으며, FeCl3 시액에 양성으로 나타났다. 화합물 3의 1H-과 13C-NMR spectrum은 화합물 1과 유사한 양상으로 관찰되었다. 화합물 3의 H-4(δ 5.11)와 H-5(δ 5.53)의 1H-NMR signal이 downfield에서 관찰되어 2개의 caffeoyl group이 quinic acid의 본 위치에 치환되어 있음을 추측할 수 있었다.23) 따라서 화합물 3의 구조는 methyl 4,5-di-O-caffeoylquinate로 추정하였으며, 기존의 논문에서 발표한 NMR spectral data와 잘 일치함을 확인하여 최종 확정하였다.19)

화합물 4는 황색의 분말로 얻어졌으며, FeCl3 시액에 양성으로 페놀성 화합물임을 알 수 있었으며, 1H-NMR spectrum에서 aromatic영역에서 δ 6.38(1H, d, J=2.1 Hz, H-8)와 6.19(1H, d, J=2.1 Hz, H-6)에서 2개의 meta-coupled doublet peak가 확인되고, δ 7.74(1H, d, J=2.1 Hz, H-2'), 7.56(1H, d, J=8.8, 2.1 Hz, H-6') 및 6.86(1H, d, J=8.8 Hz, H-5')에서 전형적인 1,3,4-trisubstituted aromatic signal이 확인되어 화합물 4는 aromatic A ring이 5,7-dihydroxyflavonoid인 quercetin화합물 유도체임을 추정할 수 있었다. 또한 당의 anomeric proton signal이 δ 5.15(1H, d, J=7.2 Hz, H-1")에서 관찰되고, coupling 값이 7.2 Hz로 β-D-configuration의 당이 결합되어 있음이 확인되었다. 13C-NMR spectrum에서 C-4의 ketone이 δ 179.5에서 확인되어 화합물 4는 quercetin에 한 개의 당이 β배위로 결합되어 있는 화합물로 추정하였다. 이상의 결과와 기존 문헌24)의 data를 비교하여 본 결과 화합물 4는 quercetin-3-O-β-D-arbinopyranoside로 확인·동정하였다.

화합물 5는 연한 황색의 무정형 분말로 얻어졌으며, FeCl3 시액에 양성으로 나타났다. 화합물 5의 1H-과 13C-NMR spectrum은 화합물 1과 유사한 양상으로 관찰되었다. 주요한 차이점은 NMR spectrum상에서 C-3과 C-4의 chemical shift값이 다르게 관찰되었다. H-3과 H-4의 1H-NMR signal이 downfield로 shift되었으며 이는 quinic acid의 3, 4번 위치에 2개의 caffeoyl group이 결합되어 있음을 추정할 수 있었다.23) 따라서 화합물 5의 구조는 methyl 3,4-di-O-caffeoylquinate로 추정하였으며, 기존의 논문에서 발표한 NMR spectral data와 잘 일치함을 확인하여 최종 확정하였다.19)

 

결 론

별날개골풀의 methanol추출물의 ethyl acetate 가용분획물에서 5종의 화합물을 단리하였으며, 이들의 spectral data를 이용하여 구조를 확인한 결과 methyl 3,5-di-O-caffeoylquinate (1), luteolin-7-O-β-D-glucopyranoside (2), methyl 4,5-di-O-caffeoylquinate (3), quercetin-3-O-β-D-arabinopyranoside (4), 및 methyl 3,4-di-O-caffeoylquinate (5)으로 각각 확인·동정되었다. 이들 화합물은 본 식물로부터 처음 분리·보고되는 화합물이다.

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