라즈베리 케톤:무슨 역할을 하죠?

산딸기 가 매우 (also known as Rubus ketone) is naturally present in raspberry juice, with a concentration of approximately (0.1–0.2) × 10^(−6). It is an important aromatic component of raspberry essential oil and is widely used domestically and internationally as a fragrance with a delicate fruity aroma [1]. Its chemical name is 4-hydroxyphenyl-2-butanone, appearing as lustrous particles or needle-like white crystals. It has a melting point of 83°C and a boiling point of 161°C (0.67 kPa), is soluble in alcohols and oils, and is practically insoluble in water.

라즈베리 케톤은 광범위하게 사용된다식품 향료 제조그리고 화장품 향수는 물론 의약품 [2-3], 각성제 [4-5], 화장품 [6-7], 담배 [8-9], 염료 등의 합성에 있어서도 마찬가지이다.또한, 라즈베리 케톤과 그 아세틸 유도체는 초파리 끌개 역할을 하며 [10-12], 농약으로 사용할 수 있도록 합성할 수 있다.뿐만 아니라 분자구조에 방향족 고리, 하이드록시기, 케톤기가 존재하기 때문에 라즈베리 케톤은 독특한 화학적 활성을 나타내며 미세화학물질의 중요한 중간체 역할을 한다.라즈베리케톤은 상당한 경제적 가치를 보유하고 있으며, 매년 수요가 증가하는 등 최근 광범위한 관심을 받고 있다.

라즈베리 케톤의 합성 1

최근 라즈베리케톤의 다양한 합성방법이 개발되고 있는데, 주로 출발물질을 기준으로 천연추출 기반 원료와 석유화학기반 원료로 구분된다.

자연급 라즈베리 케톤의 추출 및 합성 1.1

환경보호에 대한 중시도가 높아짐에 따라 국제시장은 천연향료제품을 갈수록 선호하고 있다.장백탕 등 13)은 천연 산딸기를 출발물질로 이용하여 추출, 탈색, 농도, 정제를 거쳐 자연급 산딸기 케톤 (natural grade raspberry ketone;서동청 등 [14]은 천연 아네톨과 발효 아세톤을 출발물질로 사용하였으며, Claisen-Schmidt 반응, 선택적 수소첨가, 탈메틸화를 통해 자연급 라즈베리 케톤을 얻었으며, 총 75.75% (아니즈알데히드로 계산)의 수율과 98.65%의 순도로 순수한 향을 특징으로 한다.

구윤옥 등 [15]은 천연 아니즈알데히드를 원료로 사용하여 발효에서 자연적으로 생성된 아세톤과 응축시켜 아니즈아세톤을 얻고, 이를 아니즈아세톤에 수소첨가 시킨 후, 마지막으로 아니즈아세톤을 디메틸화 시켜 얻었다천연 산딸기 케톤다.자연의 순도 98% 넘게 결정 ¹을 사용하고 있었⁴ C 동위 원소 측정 방법이다.추가적으로,이 방법은 여러 특허 [16-17]에 보고되었다.현재 자연급 라즈베리 케톤의 합성 공정은 비교적 성숙되어 있으나 비용이 많이 들고 수율이 낮아 고급 제품으로의 적용이 제한적이다.더 나아가 좀 더 비용 효율적인 합성 방법에 대한 탐구가 필요하다.

1.2 석유화학급 라즈베리 케톤의 합성

라즈베리 케톤에 대한 세계적인 수요가 매년 증가하고, 일반 소비자의 요구를 충족시킬 수 없는 자연급 라즈베리 케톤 원료의 제한된 공급과 높은 비용으로 식물 추출은 경제성이 없으며;그러나 석유화학 원료로부터 합성된 라즈베리 케톤은 풍부한 원료원과 저렴한 비용으로 인해 화장품 향료 제조 및 농업 분야에서 널리 사용되고 있다.현재는 라즈베리케톤이 주로 합성되고 있다.출발 물질의 관점에서 석유 화학 급 라즈베리 케톤 합성에는 주로 p-하이드 록시 벤즈 알데히드와 아세톤을 원료로 페놀 및 4-부탄 올-2-케톤, 페놀 및 메틸 비닐 케톤을 원료로 사용하는 방법이 포함됩니다.

1.2.1 p-히드 록시 벤즈 알데히드 및 아세톤을 원료로 사용

Ni Xia [18]는 알칼리 촉매 하에서 Claisen-Schmidt 응결을 통한 4-hydroxyphenyl-3-buten-2-one (수율 88.4%)의 합성을 연구하였고, 직교실험을 통한 공정 최적화를 진행하였다.팔라듐-탄소 촉매 하에서 추가로 수소를 첨가하여 라즈베리 케톤을 합성 (수율 84.0%);천후링 [19]은 Claisen-Schmidt 응축 촉매로 NaOH 용액을 사용하여 4-하이드록시페닐-3-부텐-2-one을 합성하고, 2단계 촉매로 5% Pd/C와 니켈 포름산을 사용하여 각각 72.55%와 65.7%의 수율로 라즈베리 케톤을 산출하였다.

두지다이 등 (20)은 직교실험을 이용하여 아세톤을 이용한 p-hydroxybenzaldehyde의 응축 반응 조건을 연구하여 다음과 같이 최적 공정 조건을 얻었다:반응물 n (hydroxybenzaldehyde):n (acetone):n (NaOH) = 1.0:25:25 (30°C에서 5시간 반응시켰다), 기존의 수소첨가 환원, 진공 증류, 혼합용매에서 재결정하여 라즈베리 케톤을 얻었다 (수율 61.8%);당젠 [21]은 하이드록시벤즈알데히드와 아세톤을 원료로 하여 Claisen-Schmid 응축 반응에서 NaOH에 의해 촉매된 후 촉매로 니켈 포름산을 이용한 수소화 환원, 용매로 이소프로판올을 이용한 수소 환원을 거쳐 라즈베리 케톤을 얻었다 (수율 42.0%).

1.2.2 페놀과 4-부탄 올-2-케톤을 원료로 사용

기소홍 [22]은 먼저 아세톤과 포름알데히드를 원료로 사용하여 중간체 4-부탄올-2-케톤을 합성하고, 농축된 황산을 촉매로 사용하여 페놀과 반응시켜 정제하고, 2단계로 라즈베리 케톤을 합성하였다 (수율 70% 초과);류홍상 등 23명)은 강산성 고체산의 촉매 작용하에 페놀과 4-부탄올-2-케톤을 이용하여 단 한 번에 라즈베리 케톤을 합성하였다 (수율 92.5%, 순도 99%);Zhang Xiao et al. [24] 포름 알데히드 처음 사용 되고 원료들로 아세 톤, solid-loaded 알칼리 촉매로 KF/알 ₂ O ₃을 합성 butanone 알콜, 그리고 나서 술을 페놀과 butanone 반응 했, 촉매로 사용 되는 이온 교환 수지 D218을 합성crude raspberry ketone (yield 46.0%–71.0%).

Zhu Kai et al. [25] θ와 fixed-bed 원자로 곤-ring 스테인리스 포장, 포름 알데히드과 원료들로 아세 톤 NaOH 촉매로을 합성 butanone, butanone 사용 되고 원료들로 페놀, 고용 fluidized-bed 원자로 이온 교환 수지와 D218 촉매로, 산딸기 가 매우의 합성을 촉진시 킵이다;규귀현 등 [26]은 페놀과 4-하이드록시-2-부타논을 원료로 사용하고, 클레이센-슈미트 응축반응을 수행하여 4-(4-하이드록시페닐)-3-부텐-2-온을 합성한 후, 산성 촉매하에서 프리델-크라프트 알킬화 반응을 진행하여 라즈베리 케톤을 얻었다.

1.2.3 페놀 및 메틸 비닐 케톤을 원료로 사용

알베르투스 등 27은 페놀과 메틸비닐케톤을 원료로 사용하였으며, 산성 촉매의 작용으로 페놀과 메틸비닐케톤이 응축 반응을 거쳐 라즈베리 케톤을 합성하였다;구혜성 등 (28)은 페놀과 메틸비닐케톤을 출발물질로 사용하여 선택적 첨가반응을 통하여 산성 이온성 액체 조건에서 라즈베리케톤을 합성하였다.

라즈베리 케톤 검출 2

라즈베리 케톤을 검출하는 방법에 대한 광범위한 연구가 수행되어 왔다.장 Zhihong et al. [29]를 설립을 확인하는 방법에 spectrophotometric 산딸기 가 매우:산딸기 가 매우 형태와 안정적인 복잡 한니 (₃ 없 음) ₂, 조정 1:1의 비율과 8.520의 조정 상수이다.표준곡선은 (8.152-73.370) × 10^(−6) mol/L의 범위에서 Lambert-Beer 법칙을 따르며, 상관계수는 r = 0.9966, 회수율은 102.80%, 상대표준편차 (RSD)는 0.190%이다.

Xian Yunxia et al. [30] established a method for rapidly and accurately determining the content of raspberry ketone reference standards using the nuclear magnetic resonance internal standard method: using deuterium-labeled DMSO as the solvent, benzoic acid as the internal standard, measuring temperature of 25 °C and scanning 32 times, the nuclear magnetic resonance hydrogen spectra of the raspberry ketone and benzoic acid mixture were collected. The proton signal peaks at chemical shifts δ of 6.97 in raspberry ketone and 7.95 in benzoic acid were used as quantitative peaks, The linear regression equation for the ratio of peak areas y (As : Ar) to mass ratios x (ms : mr) is y = 0.197x + 0.783, with a correlation coefficient r = 0.997. Here, As is the integrated area of the quantitative peak of the sample, Ar is the integrated area of the quantitative peak of the internal standard, ms is the sample mass, and mr is the mass of the internal standard substance. The RSD value for the repeatability of the content determination experiment is 0.47% (n = 6), the RSD value for stability is 0.58%, and the RSD value for the recovery rate of spiked samples is 1.18%.

Rubus fruticosus ketone의 3가지 응용

가 더욱 발전하면서 향신료 산업과 유기합성 산업, 라즈베리 케톤의 연구 가치는 꾸준히 증가해왔다.aspice로 사용되는 것 외에도 다른 분야에도 널리 응용되고 있다.예를 들어, 라즈베리 케톤과 갈릭 산 에피카테킨은 새로운 영양 보충 조합으로 사용되며, 주로 비만이나 비만 관련 증상의 치료나 예방을 위해 사용된다 [31];라즈베리 케톤은 라토파민으로 합성될 수 있는데, 라토파민은 울혈성 심부전, 비만, 근육 위축을 치료하는 강력한 심장 자극제 역할을 한다 [32];이외에도 환경보호 [33]와 중국식 담배 [34]에 응용하기 위해 라즈베리 케톤이 연구되고 있다.향후 추가적인 연구와 지속적인 개선으로 라즈베리케톤의 응용영역은 지속적으로 확대될 것이다.

4 결론

최근 라즈베리 케톤의 수요는 국내 및 국제적으로 매년 증가하고 있는 반면 천연 라즈베리 원료는 희소하여 대규모로 생산할 수 없는 실정이다.석유화학 원료에서 합성된 라즈베리 케톤은 풍부한 원료 원천과 좋은 품질로 인해 상당한 경제적 가치를 가지고 있으며 광범위한 관심을 끌고 있다.현재 산업 생산은 주로 다음을 포함하는 방법을 사용합니다hydroxybenzaldehyde 로부터 raspberry ketone의 합성및 아세톤, 또는 페놀 및 4-부탄올-2-케톤으로부터.그러나, 이러한 방법은 알칼리 및 산의 광범위한 사용, 장비의 부식 및 환경 오염, 환경 문제가 우려됩니다.페놀 및 메틸 비닐 케톤을 원료로 사용하는 방법에서, 메틸 비닐 케톤은 불안정하고 중합되기 쉬우며, 수율이 낮다.따라서 라즈베리케톤의 새로운 친환경, 친환경적, 에너지 효율적, 고수율 합성방법의 개발은 매우 중요하다.

참조

[1] He Jian, Sun Baoguo.향기화학 및 기술 [M].북경:화학공업신문, 1995:69-72.

[2] 시신메이, 팡샤오빈, 리샤오팅.당뇨병 마우스 모델에 미치는 라즈베리케톤의 저혈당 영향 및 그 기전 [J.중국약학저널 2012, 47(23):1899-1904.

[3] 양하오, 시신메이, 팡샤오빈.Rubus coreanus 추출물이 HepG2세포의 인슐린 신호전달 경로에서 SHP-1과 IRS-1의 발현에 미치는 영향 (J.「 중국의 전통약초와 약초 」, 2014, 36(8):1579-1583.

[4] 완강.합성 한 β-agonist-Ractopamine [D]이다.산동:산동대학교, 2006.

[5] 왕하이룽, 리궈팅, 류빙타오 등.합성 방법의 β-Adrenergic 효능 Ractopamine:중국, 201110004968.8 [P]다.2011-01-12다.

[6] 이안량, 양수친, 구서우루.화장품 중의 활성성분 Rubus Fruticosus Glucoside에 대한 연구 진행 [J.향수와 화장품, 2014(4):63-66.

[7] 레이 용린.식물유래 멜라닌 분해 피부관리액 및 그 제조방법:중국, 201410321678.X [P]이다.2014-07-07다.

[8] Dong Gaofeng, Zhang Qiang, Shi Jianquan 등.중국산 담배에 라즈베리 케톤의 적용:중국, 201110021934.X [P]이다.2011-01-19다.

[9] 이홍우, 장충, 손리 외.A processing technology for shaping tobacco stem fibers:중국, 201210091671.4[P].2012-03-31다.

[10] 렌즈차오, 우웨이젠, 리메이후이 외.참외초파리의 수컷끌개에 대한 제형 선별 (Screening of formulations for male 끌개)한국열대작물과학회지 2013년, 34(4):743-745.

[11] 천하, 풍천홍, 심유언 외.참외초파리에 대한 파리끌개제의 합성과 그 유인활성 (Synthesis of fly 끌어당김활성 and its lure activity against melon fruit flies [J])Chinese Journal of Plant Protection, 2011, 31(9):9-14.

왕샤오후이, 둥중린, 위안딩양 등 [12].곤충 퇴치 및 덫 장치:중국, 201410161356.3 [P].2014-04-21다.

[13] 장바오탕, 탄자중, 리팡.산딸기에서 라즈베리 케톤을 추출하는 방법:중국, 201310540732.5[P].2013-11-04다.

[14] 서동청, 리즈룽, 장쉐메이 외.천연 이성질체 라즈베리 케톤의 합성과정에 관한 연구 (J.Chemical Research and Application, 2014, 26(2):301-305.

[15] Gu Yuncui, Qian Liqun, Huan Yueqin 등.천연 라즈베리 케톤 제조 (Preparation of natural raspberry ketone)향수, 향, 화장품, 2013 (Supplement 1):39-41.

[16] 하진, 전진송, 자오빈 외.라즈베리 케톤의 합성방법:중국, 201310669809.9 [P].2013-12-11다.

[17] 천천두, 향정룡.A Method for the Synthesis of Raspberry Ketone:중국, 201410456993.3 [P].2014-09-10다.

[18] 니시아.라즈베리 케톤의 합성과 그 유사체에 관한 연구 [D].장쑤:난징 임업대학, 2006.

[19] 천후링.라즈베리케톤 [D]의 합성에 관한 Kinetic 및 Process 연구.광시:광시대학교, 2012.

[20] 두지다, 장자궈.라즈베리 케톤 (Raspberry Ketone)의 합성에 관한 연구 (J.정밀화학공업, 2000, 17 (6):331-333.

[21] 당잔.라즈베리 케톤의 합성과 응용 (J.화학기술과 개발, 2006, 35 (9):21-23.

[22] 키쇼홍.4-히드록시페닐-2-부타논 [J]의 합성.허베이 화학 공업, 2004(2):35-36.

[23] 류상홍, 장밍펑, 천강 외.고체 산 촉매로 합성 라즈베리 케톤 [J].Zhejiang Chemical Industry, 2015, 46(4):14-18.

[24] 장소, 주개, 장천.고체산-염기 촉매를 이용한 라즈베리 케톤의 합성방법:중국, 201410759348.9[P].2014-12-11다.

[25] 장소, 주개, 장천 등.A synthesis process for raspberry ketone:중국, 201410618724.2 [P].2014-11-06다.

[26] 치우귀성, 왕윤봉, 마롱 등.A method for preparation the flavor agent raspberry ketone:중국, 201110350786.6[P].2011-11-09다.

[27] 알베르투스 J M, 로베르트 반 헬든, 조후 어니스트 호스.베타 아릴이 치환된 케톤의 준비 과정:영국, 1458562[P].1976-12-15다.

[28] 궈후이, 장궈바오, 좡유웨이 등.산성 이온성 액체에서 라즈베리 케톤 제조 방법 (A method for preparation raspberry ketone in acidic ionic liquid quids:China, 201110442699.3[P])2011-12-27다.

[29] 장지홍, 서리민, 야오바오충.라즈베리케톤의 분광광도측정법 (J.북경석유화학기술대학 논문집 2005, 13 (4):15-17.

[30] 시안 윤하, 겡연링, 저홍레이 외.핵자기공명 내부표준법에 의한 라즈베리케톤 기준기준의 함량 확인 [J.산동과학, 2015, 28 (1):7-11.

[31] 다니엘 레드러 슈도르프, 피터 베버, 스벤 볼프람.갈릭산 결합 카테킨 및 라즈베리 케톤 함유 영양 보충제 조성:중국, 200380104594.0[P].2003-11-20다.

[32] 후후후카이.하이드 록시 벤질 아세테이트 및 라즈베리 케톤으로부터 라토 파민을 준비하는 새로운 방법:중국, 200410039274.8[P].2004-02-11다.

[33] 멍루.A 천연 녹색 포름알데히드 고효율 제거제:중국, 200910011178.5[P].2009-04-15다.

[34] Dong Gaofeng, Zhang Qiang, Shi Jianquan 등.중국식 담배에 Rubus fruticosus ketone의 적용:중국, 201110021934.X [P]이다.2011-01-19다.