Isoflavonoid 입체이성질체의 합성, 특성 분석 및 절대구조 규명

국문 초록 (Abstract)

Isoflavonoid는 flavonoid계통의 물질로서 주로 콩과 (Leguminosae )식물에서 발견된다. Isoflavonoid는 에스트로젠과 구조가 유사하여 인체에서 에스트로젠, 항산화, 항암 활성을 가진 것으로 알려져 있다. 예를 들면, equol은 유방암 억제에 큰 효과를 가진 것으로 알려져 있다. 흥미롭게도 인체 내에서 equol은 S-form 으로만 선택적으로 형성 되고 S-equol 만이 생물학적 특성을 지닌다. 그래서 isoflavonoid의 입체화학은 매우 중요하다. 거울상 이성질체 (enantiomer)는 같은 물리적 특성을 가진다. 그래서 차이점을 구분하기가 매우 어렵다. 하지만 거울상 이성질체는 서로 다른 광학적 특성을 가지고 있다. CD (circular dichroism) 는 시계, 반 시계 방향의 회전하는 빛을 가지고 있어 거울상 이성질체의 차이를 분석할 수 있다. 또한 이미 구조를 알고 있는 chiral derivative를 거울상 이성질체에 합성하면 부분 이성질체가 형성되어 물리적 특성이 서로 다르게 된다. Isoflavone을 환원조건에서 반응 시키면 isoflavanone 생성되며 추가로 반응 되면 cis, trans-isoflavanol이 동시에 생성된다. 반응물은 silica-gel 컬럼으로 분리되고 각각의 거울상 이성질체는 chiral 컬럼으로 분리 하였다. CD spectroscopy를 통해 각각의 구조를 규명한다. 또한 acetylmandelic acid와 2-Naphthylmethoxyacetic acid (2NMA)는 chiral derivative 로 mosher method 를 이용하여 각각의 구조를 규명한다. 마지막으로 생성된 부분 이성질체를 결정화 하여 X-ray 구조분석을 통해 정확한 구조를 분석한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Isoflavonoids form a distinctive subclass of the flavonoids and are mainly found in Leguminosae species. Isoflavonoids exhibit estrogenic, antiangiogenic, antioxidant, and anticancer activity to human, probably due to the structural similarity of the metabolites to human estrogens. For example, equol was reported as the most effective compound for preventing breast cancer. Interestingly, biological equol production was found stereoselective with formation of S-equol which only has biological activities. So we were interested in stereochemistry of isoflavanoids. Enantiomers have same physical properties, so it is very difficult to distinguish the difference. But there have different optical properties. Circular dichroism (CD) has clockwise and anticlockwise circularly polarized light. Therefore we can analyze enantiomers in some specific conditions. And we can also use another method by chiral derivatization. Cis and trans-isoflavanol were synthesized from the reduction of isoflavone. Enantiomers of cis, and trans-isoflavanol were further isolated by sumi-chiral column chromatography. 2-Naphthylmethoxyacetic acid (2NMA) was used as a chiral derivative to determine the absolute configuration of isoflavanol steroisomers. An enantiomer of cis-isoflavanol and trans-isoflavanol were derivatized with R-2NMA and S-2NMA, respectively, and their absolute configurations were determined by Mosher method. The empirical chiral recognition by the anisotropic shielding group was further confirmed by X-ray crystallography.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 1.1. Property and structure of Flavonoids 1
• 1.2. Importance of stereochemistry 2
• 1.3. Aims of the research 4
• 2. Experiments 6
• 2.1. Synthesis of isoflavanone 6
• 2.2. Synthesis of isoflavanol 6
• 2.3. Chiral separations of isoflavanone enantiomers 8
• 2.4. Chiral separations of isoflavanol stereoisomers 8
• 2.5. Synthesis of acetylmandelic acid 9
• 2.6. Synthesis of 2-naphthylmethoxyacetic acid 10
• 2.7. Chiral separation of 2-NMA enantiomers 11
• 2.8. CD (circular dichroism) spectroscopy of what isoflava nol stereoisomer 12
• 2.9. Chiral derivatization of isoflavanol stereoisomers 12
• 3. Results and Discussion 13
• 3.1. Syntheses 13
• 3.1.1. Isoflavanone 13
• 3.1.2. Cis-isoflavanol 14
• 3.1.3. Trans-isoflavanol 15
• 3.1.4. Acetylmandelic acid 16
• 3.1.5. 2-Naphthylmethoxyacetic acid 17
• 3.2. Chiral separation 18
• 3.2.1. Isoflavanone 18
• 3.2.2. Cis-isoflavanol 19
• 3.2.3. Trans-isoflavanol 20
• 3.2.4. 2-naphthylmethoxyacetic acid (2-NMA) 21
• 3.3. Absolute configuration by CD (circular dichroism) 23
• 3.3.1. Isoflavanone 23
• 3.3.2. Cis-isoflavanol 25
• 3.3.3. Trans-isoflavanol 26
• 3.4. Absolute configuration by Mosher’s method 28
• 3.4.1. Cis-isoflavanol 28
• 3.4.2. Trans-isoflavanol 30
• 3.5. Absolute configuration by X-ray crystallography 32
• 3.5.1. Trans-isoflavanol 32
• 4. Conclusion 41
• 5. References 43
• 6. 국문초록 45
• 7. Abstract 46
• 8. Appendix 48