고체산

Jun 13, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8275(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

본 연구에서 우리는 고체산 촉매를 사용하여 세코리도이드 글루코사이드를 독특한 디알데하이드 화합물로 전환하는 새로운 합성 전략을 개발했습니다. 특히, 올리브 잎에 풍부한 올러유러핀(oleuropein)으로부터 엑스트라 버진 올리브 오일의 희귀 성분인 올레아신(oleacein)을 직접 합성하는 데 성공했습니다. 기존의 lyxose에서 올레아신을 총 합성하려면 10단계 이상이 필요했지만, 이러한 고체산 촉매를 사용하면 올러유러핀에서 올레아신을 1단계로 합성할 수 있었습니다. 이 합성의 핵심 단계는 메틸 에스테르의 선택적 가수분해였습니다. B3LYP/631+G(d) 이론 수준에서의 밀도 범함수 이론 계산은 하나의 H2O 분자에 결합된 사면체 중간체의 형성을 보여주었습니다. 이들 고체산 촉매는 간단한 세척으로 쉽게 회수해 최소 5회 이상 재사용할 수 있다. 중요한 것은 이 합성 과정이 다른 세코리도이드 글루코사이드에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 올리브 잎에서 추출된 올러유로페인을 출발 물질로 사용하는 상응하는 규모 확대 반응에도 사용될 수 있다는 것입니다.

secoiridoid 구조는 oleuropein(1)1, 2, ligstroside(2)2 및 fraxicarbosides2와 같은 많은 천연 제품에서 발견되며 2-알콕시디하이드로피란 골격을 가진 모노테르페노이드 배당체로 구성됩니다. 이러한 모노테르페노이드 배당체는 항산화제3, 4, 항균5 및 항종양 활성을 나타냅니다(그림 1)6. 더욱이, 관련된 이리도이드 글루코사이드는 유기 합성, 생체 활성 평가, 화합물 분리 및 구조 결정과 같은 다양한 연구 분야에서 종종 연구되어 왔습니다7,8,9.

천연 세코리도이드의 구조.

이러한 세코이리도이드는 대사 경로에서 다이알데히드 중간체를 통해 생합성되지만, 이러한 다이알데히드 중간체를 통한 세코리도이드 글루코사이드의 생물전환에 대한 보고는 거의 없습니다. 엑스트라 버진 올리브 오일11에서 발견되는 올레오칸탈(3)은 항염증 및 항산화 활성을 나타내고11 베타-아밀로이드 축적을 감소시키며12 암세포 성장을 억제하는 잠재적인 천연 디알데히드입니다13.

Oleuropein은 올리브 잎에 풍부한 일반적인 세코리도이드 글루코사이드입니다14, 15. 여기에서 우리는 화학 촉매를 사용하여 oleuropein이 엑스트라 버진 올리브 오일의 희귀 성분인 올레아신(4)으로 직접 전환되는 것을 보고합니다(그림 2)16. 이 반응은 리그스트로사이드(2)로부터 유사한 화합물인 올레오칸탈(3)의 합성에도 적용 가능합니다. 올레아신은 드물게 발생하기 때문에 생물학적 기능은 올레오칸탈보다 덜 연구되었습니다. 그럼에도 불구하고, 올레아신은 항산화작용17,18,19 및 항염증작용20, 고혈압과 관련된 안지오텐신 전환효소에 대한 억제작용21, 고지방식으로 인한 손상/대사 변화에 대한 보호효과22, 항염작용을 나타내는 것으로 보고되었습니다. - 다발성 골수종에서의 종양 활동23. 또한 초기 알츠하이머병의 세포 모델에서 ATP 수준을 증가시킬 수 있습니다24.

올레유로페인으로부터 올레아신과 리그스트로사이드로부터 올레오칸탈의 1단계 합성.

유기 합성은 천연 매트릭스에서 다량의 올레아신 화합물을 추출하기 어렵기 때문에 올레아신 합성을 위한 유망한 도구입니다. Smithet al. 는 10단계에 걸쳐 d-lyxose로부터 올레아신의 총 합성을 보고했으며, 총 수율은 13%25입니다. 전체 합성에 비해 반합성은 더 효율적이고, 더 경제적이며, 더 친환경적인 대안입니다26, 27. Vougogiannopoulou et al. 2당량의 염화나트륨을 사용하여 Krapcho 탈카르복실화를 통해 올레우로페인을 올레아신으로 직접 전환시키는 것을 보고했습니다. 그러나 올레아신 수율은 20%에 불과했습니다. 마이크로파 가열시 수율은 48%로 증가했습니다. Narde 등30은 Er(OTf)3를 촉매로 사용하여 천연 탈메틸화 올러유러핀의 효율적인 합성을 보고했습니다. 이 합성에서는 탈메틸화된 올러유러핀을 탈카르복실화하여 올레아신을 형성했습니다. 따라서 올레유로핀으로부터 올레아신을 합성하는 효율적인 공정의 개발은 올레아신의 잠재적인 암시적 기능을 밝힐 수 있습니다. 또한 올러유로핀은 올리브 잎에 풍부하게 존재하기 때문에 이 전략은 올리브 폐기물의 효율적인 활용을 보장할 것입니다.