• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제13권3호
• /
• pp.268-274
• /
• 1992

An attempt to improve the second harmonic generation (SHG) efficiency of MAP (methyl (2,4-dinitrophenyl)aminopropanoate) by modifying the substituents on the amino group of MAP is described. Several MAP analogues have been prepared using optically active amino acids alanine, phenylalanine and serine, and their SHG efficiencies measured. None of the MAP analogues exhibited SHG efficiencies as high as that of MAP. X-ray crystal structures of three MAP analogues have been determined. In the crystal structures of two of them, which were the derivatives of phenylalanine, two crystallographically-independent molecules existing in the asymmetric unit are aligned almost antiparallel. These structures are consistent with the very low SHG efficiencies of these compounds. On the other hand, the crystal structure of a serine derivative reveals substantial alignment of the dinitroaniline chromophore along the polar axis. However, the angle of 86.2° between the molecular charge tranfer axis and the polar axis of the crystal is still far away from the optimum value of 54.74° for the phase-matchable SHG. The structure is consistent with the SHG efficiency of this compound which is much higher than those of the phenylalanine derivatives but still lower than that of MAP. This study demonstrates the importance of the orientation of molecules in the crystal lattice in determining secod-order nonlinear optical properties of crystalline materials.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제49권2호
• /
• pp.174-180
• /
• 2021

Chalcones exhibit multiple biological activities. Various studies have attempted to modify the structure of chalcones with a special focus on the addition of substituents to the benzene rings. However, these chemical modifications did not improve the water solubility and bioavailability of chalcones. Glycosylation can markedly affect the physical and chemical properties of hydrophobic compounds. Here, we evaluated the ability of a highly promiscuous glycosyltransferase (GT) BsGT1 from Bacillus subtilis ATCC 6633 to biosynthesize chalcone glucosides. Purified BsGT1 catalyzed the conversion of 4'-hydroxychalcone (compound 1), 4'-hydroxy-4-methylchalcone (compound 2), and 4-hydroxy-4'-methoxychalcone (compound 3), into chalcone 4'-O-β-D-glucoside (compound 1a), 4-methylchalcone 4'-O-β-D-glucoside (compound 2a), and 4'-methoxychalcone 4-O-β-D-glucoside (compound 3a), respectively. To avoid the addition of expensive uridine diphosphate glucose (UDP-Glc), a whole-cell biotransformation system was employed to provide a natural intracellular environment for in situ co-factor regeneration. The yields of compounds 1a, 2a, and 3a were as high as 90.38%, 100% and 74.79%, respectively. The successful co-expression of BsGT1 with phosphoglucomutase (PGM) and UDP-Glc pyrophosphorylase (GalU), which are involved in the biosynthetic pathway of UDP-Glc, further improved the conversion rates of chalcones (the yields of compounds 1a and 3a increased by approximately 10%). In conclusion, we demonstrated an effective whole-cell biocatalytic system for the enzymatic biosynthesis of chalcone β-D-glucoside derivatives.

• Mass Spectrometry Letters
• /
• 제13권3호
• /
• pp.49-57
• /
• 2022

During electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) analysis of proteins, the addition of supercharging agents allows for adjusting the maximal charge state, affecting the charge state distribution, and increases the number of ions reaching the detector thus, improving signal detection. We postulate that in di-substituted arene isomers, molecules with higher polarizability values should generate greater interactions and hence elicit higher signal intensities. Polarizability is an electronic parameter which has been demonstrated to predict many chemical interactions. Many properties can be predicted based on charge polarization. Molecular polarizability is a vital descriptor for explaining intermolecular interactions. We employed DFT (density functional/Hartree-Fock hybrid model, B3LYP)-derived descriptors and computed molecular polarizability for ten disubstituted arene reagents, each set made up of three (ortho, meta, para) isomers, with reported use as supercharging reagents during ESI experiments. The atomic electronic inputs were ionization potential (IP), electron affinity (EA), electronegativity (𝛘), hardness (η), chemical potential (µ), and dipole moment (D). We determined that the para isomers showed the highest polarizability values in nine of the ten sets. There was no difference between the ortho and meta isomers. Polarizability also increased with increasing complexity of the substituents on the benzene ring. Polarizability correlated positively with IP, EA, 𝛘, η, and D but correlated negatively with chemical potential. This DFT study predicts that the para isomers of di-substituted arene isomers should elicit the strongest ESI responses. An experimental comparison of the three isomers, especially of larger supercharging molecules, could be carried out to establish this premise.

• 분석과학
• /
• 제22권1호
• /
• pp.65-74
• /
• 2009

옻나무는 아시아지역 전역에 주로 분포하며 예로부터 도료 및 약용 식물로 많이 사용되어져 왔었다. 특히 우리나라에서 재배되는 옻나무가 그 기능이 더욱 우수하다고 알려져 있는데 그 원인은 명확히 밝혀진 바가 없다. 우선 옻나무에서 우루시올의 추출을 위하여 나무는 soxhlet의 방법으로, 옻나무 추출물은 liquid-liquid extraction (LLE)의 방법을 이용하여 각각의 우루시올을 추출하였으며, 추출한 각 성분들은 high performance liquid chromatography/ultraviolet & visible detector system (HPLC/UV-Vis)에 먼저 적용하여 분리의 최적 조건을 찾았다. 그리고 각 성분에 대한 정확한 분석을 위하여 reverse phase liquid chromatography on-line electro spray ionization mass spectrometer (LC-MS/MS)를 이용하였으며 이를 바탕으로 분자량에 따른 성분 확인과 함량을 연구하였다. 이동상의 조건으로는 methanol : 0.1% formic acid : DDW를 929 : 1 : 70의 부피비로 사용하여 최적의 분리 조건을 얻었다. 이러한 LC의 조건으로 다시 LC-MS/MS에 적용하여 MRM의 방식으로 각각의 함량을 구할 수 있었다. 분자량에 따라 총 4종류의 우루시올 동종체들이 존재를 확인하였다. 본 연구를 통하여 한국산 옻나무 추출물의 경우 외국산 옻나무의 것 보다 곁사슬에 이중결합이 많은 우루시올 동종체의 함량이 많이 존재하며 그 전체적 비율이 높은 것으로 밝혀졌다.

• 분석과학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.339-346
• /
• 2007

높은 염색성과 형광성을 나타내는 ninhydrin 유도체를 탐색하기 위하여 잠재지문 검출제로서 ninhydrin 유도체들과 glycine 분자와의 반응성에 관한 분자 홀로그래피적인 HQSPR 모델을 유도하고 정량적으로 검토하였다. Ninhydrin의 반응성은 ${\varepsilon}LUMO$ 에너지가 중요한 요인이었으며, ninhydrin 유도체들과 glycine 분자 사이의 경계분자궤도(FMO) 상호작용으로부터 궤도조절반응에 의한 친핵성 반응이 전하조절반응에 의한 친전자성 반응보다 우세하였다. 기여도 분석결과, benzo 고리상 강한 전자끌게로서 meta-치환체가 ninhydrin의 반응성을 증가시켰으며 HQSPR 및 QSPR 모델에 의하여 5,6-dinitroninhydrin 분자는 비 치환체보다 3배 이상의 반응성을 향상시킬것으로 예측되었다.

• Biomolecules & Therapeutics
• /
• 제30권2호
• /
• pp.191-202
• /
• 2022

Tetrazoles were designed and synthesized as potential inhibitors of triple monoamine neurotransmitters (dopamine, norepinephrine, serotonin) reuptake based on the functional and docking simulation of compound 6 which were performed in a previous study. The compound structure consisted of a tetrazole-linker (n)-piperidine/piperazine-spacer (m)-phenyl ring, with tetrazole attached to two phenyl rings (R1 and R2). Altering the carbon number in the linker (n) from 3 to 4 and in the spacer (m) from 0 to 1 increased the potency of serotonin reuptake inhibition. Depending on the nature of piperidine/piperazine, the substituents at R1 and R2 exerted various effects in determining their inhibitory effects on monoamine reuptake. Docking study showed that the selectivity of tetrazole for different transporters was determined based on multiple interactions with various residues on transporters, including hydrophobic residues on transmembrane domains 1, 3, 6, and 8. Co-expression of dopamine transporter, which lowers dopamine concentration in the biophase by uptaking dopamine into the cells, inhibited the dopamine-induced endoctytosis of dopamine D₂ receptor. When tested for compound 40 and 56, compound 40 which has more potent inhibitory activity on dopamine reuptake more strongly disinhibited the inhibitory activity of dopamine transporter on the endocytosis of dopamine D₂ receptor. Overall, we identified candidate inhibitors of triple monoamine neurotransmitter reuptake and provided a theoretical background for identifying such neurotransmitter modifiers for developing novel therapeutic agents of various neuropsychiatric disorders.

• 공업화학
• /
• 제34권6호
• /
• pp.633-639
• /
• 2023

We synthesized 2-(10-methyl-10H-phenothiazin-3-yl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole (MPPO) and 5,5-(10-methyl-10H-phenothiazin-3,7-diyl)-bis-(2-phenyl-1,3,4-oxadiazole) (DPPO). MPPO has both electron-donating and electron-accepting substituents with asymmetric molecular geometry. By incorporating one extra electron-accepting group into MPPO, we created a symmetric molecule, which is DPPO. The optical and electrochemical properties of these compounds were measured. The lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of DPPO was lower than that of MPPO. The excited-state dipole moment of DPPO, with symmetric geometry, was calculated to be 4.1 Debye, whereas MPPO, with asymmetric geometry, had a value of 7.0 Debye. The charge-carrier mobility of both compounds was similar. We fabricated non-doped organic light-emitting diodes (OLEDs) using D-A type molecules as an emitting layer. The current efficiency of the DPPO-based device was 7.8 cd/A, and the external quantum efficiency was 2.4% at 100 cd/m², demonstrating significantly improved performance compared to the MPPO-based device. The photophysical and electroluminescence (EL) characteristics of the two D-A type molecules showed that molecular symmetry, as well as the lowered LUMO level of DPPO, played critical roles in the enhancement of EL performance.

• 농약과학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.319-325
• /
• 2010

두 점박이 응애(Tetranychus urticae)에 대한 N'-phenyl-N-methylformamidine 유도체(1-22)의 살충활성에 관한 치환기 ($R_1{\sim}R_4$)들의 영향을 이해하기 위하여 3차원적인 정량적 구조-활성관계(3D-QSAR) 모델인 비교분자장분석(CoMFA) 모델 및 비교분자 유사성지수분석(CoMSIA) 모델을 유도하고 정량적으로 검토하였다. 그 결과로부터 CoMFA 1 모델의 예측성 및 상관성($r^2{_{cv.}}=0.575$ 및 $r^2{_{ncv.}}=0.945$)이 가장 양호하였다. 또한, 순자혼합화 분석으로부터 CoMFA 1 및 CoMSIA 1 모델($d_q{^{2'}}/dr^2{_{yy}}=1.071{\sim}1.146$ 및 $q^2=0.545{\sim}0.626$)은 우연상관성에 저촉되지 않는 최적화 모델이었다. 최적화된 CoMFA 1 모델로 부터 두 점박이 응애에 대한 N'-phenyl-N-methylformamidine 유도제들의 저해활성에 관한 기여비율은 입체장 62.5%, 정전기장 28.9% 및 소수성장 8.6% 이었다. 그러므로 CoMFA 1 모델에 의한 살충활성은 입체장에 의존적이었다. 또한, 최적화 모델들의 등고도로부터 살충활성에 기여하는 구조적인 특징들은 새로운 살충제들을 설계하는데 적용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.445-453
• /
• 2012

본 연구에서는 PAHs 오염토양의 자연 풍화 및 화학적 생물학적 처리과정에서 반응부산물로 흔히 발견되는 PAH-케톤화합물인 1-indanon (1-ID)을 대상으로 페놀계 반응매개체 존재 하에서의 망간산화물에 의한 산화 변환 제거특성 및 용존 자연유기물인 휴믹산(HA)의 존재에 따른 영향을 조사하였다. 반응성 평가 실험은 수용액 상에서 회분식(10 mg/L 1-ID, 0.3 mM phenolic mediators, $1.0g/L\;{\delta}-MnO_2$, at pH 5)으로 수행 하였으며, 페놀계의 반응매개체(phenolic mediator)는 자연산 페놀화합물로서 휴믹물질의 모델 화합물로서도 널리 사용되고 있는 11종을 사용하였다. 실험결과 1-ID은 망간산화물 자체에 대하여는 비반응성을 띠었으나 페놀계 반응매개체 존재 하에서 교차-결합(cross-coupling)반응을 통해 제거됨을 HPLC 분석을 통해 확인하였으며, 1-ID의 제거율은 반응 2일 경과 후 9.2~71.2%범위에서 페놀계 반응매개체의 구조적 특성에 따라 다르게 나타났다. 각 반응매개체 존재 하에서의 1-ID의 교차결합 반응은 유사1차 반응 속도식을 따랐으며, 초기 반응속도 상수 값($K_{int}$, $hr^{-1}$)은 0.48~15.0의 넓은 범위에서 나타났다. 1-ID의 제거효율(제거율, 속도상수)은 -OH, $-OCH_3$ 등 전자주게(electron donating) 작용기를 포함하는 반응매개체에서 높았으며, -COOH, -CHO 등 전자받게(electron withdrowing) 작용기를 포함하는 반응매개체일수록 낮았다. 또한 동일 반응 조건에서 HA 존재에 따른 영향을 검토한 결과 낮은 HA 농도(< 2 mg/L) 조건에서는 1-ID 제거효율의 상승효과를 보였으나 전체적으로는 HA 주입 농도가 증가할수록 교차 결합 반응효율이 저하됨을 확인하였다.

• 농약과학회지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.64-69
• /
• 1998

기질(S) 화합물로 30종의 5,6-dihydro-2-trifluoromethyl-1,4-oxathiin carboxanilide 유도체들을 합성하고 벼 잎집무늬 마름병균(Rhizoctonia solani)과 밀 붉은 녹병균(Puccinia recondita)에 대한 항균활성(in vivo) 값($pI_{50}$)을 측정하였다. (S)는 잘록병균보다 밀 붉은녹병균에 대하여 보다 큰 항균활성을 나타내었으며 두 종의 균에 대하여 3-methoxy, 11, 3-iso-propyloxy, 13 및 3-iso-propyl 치환체, 25가 제일 큰 활성을 보였다. 그리고 치환(X)-phenylcarbamoyl group의 변화에 따른 물리-화학 파라미터와 항균활성($pI_{50}$)으로부터 구조-활성관계(SAR)를 검토 한 결과, 벼 잎집무늬 마름병균에 대하여는 공명효과에 따른 전자밀게(R<0)의 소수성이 큰(${\pi}>0$) m-alkyl 치환기(X)가, 그리고 밀 붉은녹병균에 대하여는 분자 분극율(Sp.Pol.)과 분자의 음하전(ABSQ<0)을 위시하여 HOMO에너지(e.v.)가 클수록(HOMO<0) 높은 항균활성을 나타내었다. 또한, 전하-조절 반응에 의한 수용체-(S)간의 상호작용과 높은 활성발현 조건들이 검토되었다.