Korean Journal of Pharmacognosy (생약학회지)

The Korean Society of Pharmacognosy (한국생약학회)
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Chemical Constituents of the Aerial Parts of Lespedeza juncea

땅비수리(Lespedeza juncea) 지상부의 성분

  • Kang, Dongwoo (College of Pharmacy, Kangwon National University) ;
  • Kim, Geunsu (College of Pharmacy, Kangwon National University) ;
  • Kim, Soojin (College of Pharmacy, Kangwon National University) ;
  • Kim, Yoonjung (College of Pharmacy, Kangwon National University) ;
  • Lee, Nogyeom (College of Pharmacy, Kangwon National University) ;
  • Yang, Hee Jung (College of Pharmacy, Kangwon National University) ;
  • Kim, Myong Jo (College of Agriculture and Life Science, Kangwon National University) ;
  • Chun, Wanjoo (School of Medicine, Kangwon National University) ;
  • Kwon, Yongsoo (College of Pharmacy, Kangwon National University)
  • Received : 2020.02.06
  • Accepted : 2020.03.10
  • Published : 2020.03.31
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Abstract

Five known flavonoid glycosides were isolated from the aerial parts of Lespedeza juncea. Using various spectral data, we found the structures of the isolates to be 6"-O-acetylisovitexin (1), afzelin (2), vitexin (3), isovitexin (4), and, kaempferol-3-O-robinobioside (5). All compounds were isolated for the first time from this plant.

Keywords

땅비수리는 파리채라고도 불리며 높이 1m에 달하는 반관목으로 우리나라의 중부 이남의 들녘에 분포한다. 이 식물의 학명은 분류하는 학자에 따라 Lespedeza juncea, L. cytisoides var. inschanica, L. hedysaroides var. inschanica, L. juncea var. inschanica 및 L. junceum 등으로 알려져 있다. 1-3) 이 식물은 관상용, 침식 방지를 위한 사방 공사용 식물 및 가축의 사료용으로 이용될 뿐 우리나라나 중국 등에서 약용으로 사용되는 기록은 찾을 수 없었다. 그러나 우리나라에 자생하고 있는 Lespedeza속 식물의 약재로의 이용을 보면 싸리나무(L. bicolor)의 줄기와 잎을 호지자(胡枝子)라 하여 이 감모발열(感冒發熱), 폐열해수(肺熱咳嗽), 임증(淋證), 토혈(吐血) 등의 치료에 사용하며, 비수리(L. cuneata)의 전초를 야관문(夜關門)이라 하여 신허(腎虛), 유정(遺精), 유뇨(遺尿), 백탁(白濁), 설사(泄瀉), 수종(水腫), 해수기천(咳嗽氣喘) 등의 치료에 이용되며 민간에서는 정력에 좋다하여 이용되고 있기도 하다. 호비수리(L. davurica)의 전초는 지아조(枝兒條)라하여 감모발열(感冒發熱), 해수(咳嗽)의 치료에 사용하며, 꽃싸리(L. macrocarpa)의 지상부는 장근초(壯筋草)라하여 풍한감모(風寒感冒), 신염수종(腎炎水腫), 반신불수(半身不隨)의 치료에 이용되고 있다. 괭이싸리(L. pilosa)의 전초는 철마편(鐵馬鞭)이라하여 복부팽만(腹部膨滿), 수종(水腫), 옹저(癰疽)를 치료한다. 개싸리(L. tomentosa)의 전초를 소설인삼(小雪人蔘)이라하여 혈허(血虛), 혈허두훈(血虛頭暈), 수종(水腫), 복수(腹水), 경폐(經閉) 등의 치료에 이용되고 있다. 또한, 좀싸리(L. virgata)의 뿌리는 겹부제(掐不齊)라 하여 중서(中暑), 소변불리(小便不利), 감기, 고혈압의 치료에 이용하고 있는 등 대부분의 자생 Lespedeza속 식물이 약재로 이용되고 있음을 알 수 있다. 4) 땅비수리의 성분으로는 phenol성 배당체인 melioside A, melioside B와5) homoisoflavanone 계열의 화합물인 lesjunceol(I), lesjunceol(II) 등이6) 분리, 보고되었을 뿐 다른 Lespedeza속 식물에 함유된 것으로 보고된 pterocarpans,7) lignans,8) phenylpropanoids,9) flavonoids10) 등의 성분에 관한 연구는 찾아보지 못하였다.이에, 본 연구자 등은 강원도에 자생하면서 연구가 충분하게 이루어지지 않은 식물 땅비수리를 대상으로 그 성분을 분리하고 구조를 규명하여 식물화학적 기초자료를 제시함과 더불어 생리활성 물질 자원으로서의 사용 가능성을 밝히기 위하여 연구에 착수하였으며, 그 지상부로부터 5종의 flavonoid 배당체를 분리하고 그 구조를 밝혔기에 이를 보고하고자 한다.

재료 및 방법

실험재료

실험에 사용한 땅비수리(L. juncea)의 지상부는 2017년 9월 춘천 석사천 주위에서 채집하여 강원대학교 약학대학 권용수 교수가 감정한 후 음건하고 세절하여 실험에 사용하였으며, 확증표본(KNUH-A-1709-2)은 강원대학교 약학대학 생약학 연구실에 보관 중이다.

기기 및 시약

1H 및 13C-NMR은 Bruker사의 AVANCE 600 및 JOEL사의 JNM-ECZ400S를 이용하여 측정하였다. Mass spectra는 AB Sciex사의 API 3200 LC/MS/MS systme을 이용하여 측정하였다. Flash column chromatograhpy는 Teledyne Isco사의 CombiFlash® RetrieveTM를 이용하였고 column은 RediSep® 을 이용하였다. MPLC는 Büchi사의 Büchi 682 chromatography pump system을 이용하여 실시하였으며, column chromatography용 충진제는 Merck사의 Kieselgel 60 63-200 µm와 40-63 µm를 사용하거나 YMC사의 YMC gel ODS-A, 150 µm을 이용하였다. TLC plate는 Merck사의 precoated Kieselgel 60 F254s(layer thickness 0.25 mm, 20×20 cm, Merck Art. No. 5715), RP-18 F254s를 사용하였다. Open column chromatography에 사용한 용매는 특급시약을 사용하였으며, MPLC와 flash column chromatography에 사용한 용매는 특급시약을 증류하여 사용하였다.

추출 및 분리

채집하여 음건한 줄기(2.4 kg)를 세절한 후 MeOH 30 L를 이용하여 실온에서 일주일씩 2회 반복 추출한 후 여과하고 여액을 감압농축기를 이용하여 40oC에서 농축시켜 MeOH 엑스 400 g을 얻었다. 얻어진 MeOH 엑스를 증류수에 현탁시키고 n-hexane으로 분획하여 n-hexane 가용성 분획은 폐기하였으며, 남은 증류수 현탁액을 CHCl3 및 n-BuOH을 사용하여 순차적으로 분획한 후 농축시켜 CHCl3 가용성 분획 2.0 g 및 n-BuOH 가용성 분획 46.2 g을 얻었다. 이들 가용성 분획 중 양이 가장 많은 n-BuOH 가용성 분획을 대상으로 성분을 분리하기 위하여 실험에 착수하였다. n-BuOH 가용성 분획 45 g을 silica gel(Kieselgel 6063-200 µm, 900 g) column(15×50 cm)을 이용하여 CHCl3:MeOH:H2O=5:1:0.1을 용매로 순차적으로 용출시킨 후 TLC분석을 실시, 9개의 분획으로 나누었다(LJB-1~LJB-9). 분획LJB-2(12.3 g)을 다시 CHCl3:MeOH=8:1을 용매로 flash column(CombiFlash RediSep®, silica gel 120 g) chromatography를 실시하여 8개의 소분획으로 나누었다(LJB-2-1~LJB-2-8). 소분획 LJB-2-2(0.7 g)를 MeOH:H2O=50:50을 용매로flash column(CombiFlash RediSep® , ODS, 43 g) chromatography를 실시하여 화합물 1(12 mg)을 얻었다. 소분획 LJB-2-3(0.4 g)에 대하여 ODS column(YMC gel ODS-A, 150 µm, 40 g) chromatography(MeOH:H2O=60:40)를 실시하여 화합물 2(10 mg)를 얻었다. 소분획 LJB-2-6(0.8 g)에 대하여 MeOH:H2O=50:50을 용매로 flash column cromatography(CombiFlash RediSep® , ODS, 120 g)를 실시하고 화합물 3(300 mg)과 4(65mg)를 얻었다. 분획 LJB-6(1.6 g)을 대상으로 silica gel(Kieselgel 60 63-200 µm, 500 g) column(5×50 cm)을 이용하여 CHCl3:MeOH:H2O=3:1:0.1을 용매로 용출시켜 화합물 5(400 mg)을 얻었다.

Compound 1 - Brown powder; 1 H NMR (CD3OD, 600MHz): δ 7.75 (2H, d, J=8.5 Hz, H-2′, H-6′), 6.87 (2H, d, J=8.5 Hz, H-3′, H-5′), 6.50 (1H, s, H-3), 6.41 (1H, s, H-8), 4.89 (1H, d, J=9.9 Hz, H-1″), 4.45 (1H, d, J=10.8 Hz, H-6a″), 4.22 (2H, m, H-2″, H-6b″), 3.11 (1H, m, H-3″), 3.47 (2H, m, H-4″, H-5″), 2.03 (3H, s, COCH3); 13CNMR (CD3OD, 150 MHz): δ 184.01 (C-4), 173.10(COCH3), 166.13 (C-2), 164.94 (C-7), 162.78 (C-4′), 162.22 (C-5), 158.76 (C-9), 129.53 (C-2′, C-6′), 123.14(C-1′), 117.12 (C-3′, C-5′), 108.88 (C-6), 105.28 (C-10), 103.93 (C-3), 95.31 (C-8), 80.00 (C-5″), 79.83 (C-3″), 75.39 (C-1″), 72.53 (C-2″), 71.96 (C-4″), 65.38 (C-6″), 20.88 (COCH3); ESI-MS (negative mode) m/z : 473 [M-H]-

Compound 2 - 1H NMR (CD3OD, 600 MHz): δ  7.76(2H, d, J=8.5 Hz, H-2′, H-6′), 6.93 (2H, d, J=8.5 Hz, H-3′, H-5′), 6.36 (1H, d, J=2.0 Hz, H-8), 6.19 (1H, d, J=2.0 Hz, H-6), 4.22 (1H, d, J=1.5 Hz, H-1″), 0.91 (3H, d, J=5.5 Hz, rhamnosyl CH3); 13C NMR (CD3OD, 150 MHz):δ 178.22 (C-4), 164.52 (C-7), 161.82 (C-5), 160.18 (C-4′), 157.88 (C-2), 157.15 (C-9), 134.81 (C-3), 130.51 (C-2′, C-6′), 121.24 (C-1′), 115.13 (C-3′, C-5′), 104.52 (C-10), 102.11 (C-1″), 98.46 (C-6), 93.38 (C-8), 71.80 (C-4″), 70.73 (C-2″), 70.63 (C-3″), 70.52 (C-5″), 16.26 (C-6″); ESI-MS (negative mode) m/z : 431 [M-H]-.

Compound 3 - 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz): δ 13.17 (1H, s, OH-5), 8.02 (2H, d, J=8.1 Hz, H-2′, H-6′), 6.89 (2H, d, J=8.1 Hz, H-3′, H-5′), 6.78 (1H, s, H-3), 6.27 (1H, s, H-8), 4.69 (1H, d, J=9.7 Hz, H-1″); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz): δ 182.07 (C-4), 163.92 (C-2), 162.71 (C-7), 161.15 (C-4′), 160.38 (C-5), 156.00 (C-9), 128.96 (C-2′, C-6′), 121.60 (C-1′), 115.81 (C-3′, C-5′), 104.61 (C-8), 103.97 (C-10), 102.43 (C-3), 98.17 (C-6), 81.83 (C-5″), 78.65 (C-3″), 73.38 (C-1″), 70.84 (C-2″), 70.53 (C-4″), 61.28 (C-6″); ESI-MS (negative mode) m/z : 431 [M-H]-.

Compound 4 - 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz): δ 13.56 (1H, s, OH-5), 7.93 (2H, d, J=8.7 Hz, H-2′, H-6′), 6.93 (2H, d, J=8.7 Hz, H-3′, H-5′), 6.78 (1H, s, H-3), 6.51 (1H, s, H-6), 4.59 (1H, d, J=9.8 Hz, H-1″); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz): δ 181.93 (C-4), 163.48 (C-2, C-7), 161.21 (C-4'), 160.67 (C-5), 156.23 (C-9), 128.46 (C-2′, C-6′), 121.09 (C-1′), 115.99 (C-3′, C-5′), 108.90 (C-6), 103.34 (C-10), 102.77 (C-3), 93.64 (C-8), 81.58 (C-5″), 78.95 (C-3″), 73.06 (C-1″), 70.62 (C-2″), 70.20 (C-4″), 61.48 (C-6″); ESI-MS (negative mode) m/z : 431 [M-H]- .

Compound 5 - 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz): δ 12.57 (1H, s, OH-5), 8.05 (2H, d, J=8.9 Hz, H-2′, H-6′), 6.87 (2H, d, J=8.9 Hz, H-3′, H-5′), 6.42 (1H, d, J=1.9Hz, H-8), 6.20 (1H, d, J=1.9 Hz, H-6), 5.32 (1H, d, J=7.7Hz, H-1″), 4.40 (1H, br s, H-1‴), 1.06 (3H, d, J=6.1 Hz, rhamonsyl CH3); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz): δ 177.37 (C-4), 164.29 (C-7), 161.13 (C-5), 159.91 (C-4′), 156.53 (C-9), 156.39 (C-2), 133.28 (C-3), 130.87 (C-2′, C-6′), 120.80 (C-1′), 115.00 (C-3′, C-5′), 103.83 (C-10), 102.04 (C-1″), 100.03 (C-1‴), 98.71 (C-6), 93.68 (C-8), 73.51 (C-5″), 72.96 (C-3″), 71.88 (C-4‴), 71.06 (C-2″), 70.58 (C-2‴), 70.37 (C-3‴), 68.21 (C-5‴), 67.97 (C-4″), 65.31 (C-6″), 17.81 (C-6‴); ESI-MS (negative mode) m/z : 593 [M-H]- .

HKSOBF_2020_v51n1_65_f0001.png 이미지

Fig. 1. Structures of compounds 1-5.

HKSOBF_2020_v51n1_65_f0002.png 이미지

Fig. 2. Key HMBC correlations of 1.

결과 및 고찰

화합물 2–5는 spectral data를 문헌11-14)과 비교하여 afzelin(2), vitexin(3), isovitexin(4) 및 kaempferol-3-O-robinioside(5)로 동정하였다. 화합물 1은 1H-NMR의 sepctrum을 보면 δ 7.75와 6.87에서 doublet(2H, J=8.5 Hz)이 나타나고, δ 6.50과 6.41에서 singlet을 각각 확인할 수 있었다. 또한, δ 4.89에서 J=9.8 Hz의 doublet이 나타나고, 13C-NMR spectrum의 δ 80.00, 79.83, 75.39, 72.53, 71.96 및 65.38에서 나타나는 당의 carbon signal들로부터 화합물 1은 화합물 4(isovitexin)에 치환기가 존재하는 화합물임을 알 수 있었다. 1H-NMR sepctrum의 δ 2.08에서 나타나는 signal(3H, s)과 13C-NMR spectrum의 δ 173.10과 20.88에서 나타나는 carbon signal들로부터 화합물 1에는 한 개의 acetyl기가 치환되어 있음을 알 수 있었으며, acetyl기의 치환 위치는 화합물 4의 C-6''이 13C-NMR spectrum의 δ 61.48에서 나타나지만 화합물 1의 경우 C-6''가 δ 65.38로 저자장 이동되어 나타나는 것으로부터 한 개의 acetyl기는 당의 6번 위치에 치환되어 있음을 알 수있었다. 이는 HMBC spectrum을 통해서도 확인할 수 있었다. 즉, δH 4.45에서 나타나는 C-6''의 signal이 δC 173.10에서 나타나는 acetyl ketone의 signal과 correlation 하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과와 문헌15)을 비교하여 화합물 1은 6''-O-acetylisovitexin으로 동정하였다. 이들 화합물에 대한 활성의 연구로는 afzelin(2)으로부터 항암활성, 16) 항염증활성17) 등이 보고 되었으며, vitexin(3)의 활성으로는 항균활성, 18) 항염증활성, 19) autophagy dysfunction 개선 활성20) 등 매우 다양한 활성이 보고되었다. Isovitexin(4)의 활성으로는 항암활성, 21,22) 항염증활성, 23) α-glucosidase inhibitory활성24) 등이 보고되었으며, kaempferol-3-O-robinobioside(5)의 활성으로는 human lymphocyte proliferation 억제활성25)이 보고되었다.

결론

땅비수리(L. juncea) 지상부의 성분상을 밝혀 식물화학적 기초자료를 제시하고, 함유된 성분들의 자원으로서의 사용가능성을 알아보기 위하여 연구에 착수하여 지상부의 MeOH추출물 중 n-BuOH 가용성 분획으로부터 5종의 화합물을 분리하고 각종 기기분석을 이용하여 그 구조를 각각 6″-O-acetylisovitexin(1), afzelin(2), vitexin(3), isovitexin(4) 및 kaempferol-3-O-robinobioside(5)로 동정하였으며, 이 성분들은 이 식물로부터는 처음으로 분리된 화합물이었다. 많은 연구자들이 보고한 문헌에 따르면 이 성분들은 다양한 활성을 가지고 있으므로 땅비수리는 자원으로서의 가치가 충분한 것으로 생각되며 활성의 연구를 비롯한 후속 연구가 필요한 것으로 생각된다.

사사

이 연구는 강원대학교 약학대학 전공심화연구 프로그램에 의하여 이루어 졌음.

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