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보고서 상세정보

식품중 부정첨가 유해물질 규명
Identification of Illegal Additives Contained in Foods

  • 사업명

    식품의약품안전성관리

  • 과제명

    식품 중 부정첨가 유해물질의 규명

  • 주관연구기관

    상명대학교
    SangMyung University

  • 연구책임자

    강태범

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2004-11

  • 과제시작년도

    2004

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000016078

  • 과제고유번호

    1470000469

  • 키워드

    부정첨가 유해물질.발기부전.실데나필 유도체.타다라필 유도체.Illegal Additives.Erectile Dysfunction.Sildenafil Analogs.Tadalafil Analog.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    1. Modeling of the Identification Methods of the Unknown Chemicals
    2. Identification of the Illegal Additives
    Illigal addit...

    1. Modeling of the Identification Methods of the Unknown Chemicals
    2. Identification of the Illegal Additives
    Illigal additives such as medicines for the treatment of erectile dysfunction contained in the 10 bottles of illegal foods (300 mL) were extracted with dichloromethane and concentrated, and the unknown chemicals were identified by thin layer chromatography (TLC). The concentrated sample was purified by semi-preparative HPLC using acetonitrile-water 90:10, 0.1% TFA as eluent. Solvents were removed from the HPLC fractions by freeze-drying, and the purity was above 95%.
    3. Standardization of the Analysis Methods of the Identified Illegal Additives
    The structures of the unknown chemicals obtained as above were determined by UV, MS and NMR spectrometers. UV spectra were obtained in the range of 200 - 400 nm and compared with that of sildenafil or tadalafil as a standard material, revealing each pair of spectra were shown to be similar each other. Molecular weights were determined from the spectra of LC/MS-ESI (positive-ion mode), and molecular structures were determined from the spectra of MS/MS fragmentation patterns. 1D NMR ($^{1}H$-NMR, $^{13}C$-NMR, and DEPT) and 2D NMR (COSY and HMBC) spectra were obtained. Through the above spectral analysis, the structures of the four illegal additives were determined: three sildenafil analogs of homosildenafil, hydroxy-homosildenafil, and hongdenafil, and one tadalafil analog, amino-tadalafil.
    4. Preparation of the Standard Materials for the Analysis of the Illegal Additives: Synthesis of Sildenafil Analogs and Tadalafil Analog
    Sildenafil analogs were synthesized by organic synthesis of a total of 11 steps. First, diketoester 3 was made by Claisen condensation of diethyl oxalate 1 and methyl propyl ketone 2, followed by the reaction with hydrazine leading to the synthesis of pyrazole 4. After the selective N-methylation of 4, carboxylic acid 6 was obtained by the hydrolysis of the ester 5, and the sequential nitration, carboxamide formation, and the reduction of nitro group generated aminocarboxamide intermediate 9. Amino group was acylated with 2-ethoxybenzoyl chloride, and the resulting amide 10 was cyclized under basic condition to form pyrazolopyrimidinone 11, the key intermediate (Figure 1). The 5-position of the phenyl ring of this intermediate 11 was chlorosulfonylated, and reacted with 1-ethylpiperazine and 1-(2-hydroxyethyl)piperazine to generate homosildenafil and hydroxy-homosildenafil, respectively, and the 5-position of the phenyl ring of the intermediate 11 was acylated with bromoacetyl bromide, and the reaction with 1-ethylpiperazine formed hongdenafil (Figure 2). Also, amino-tadalafil was synthesized by 3 steps: The reaction of D-tryptophan methyl ester HCl 14 with piperonal 15 generated intermediate 16, followed by N-acylation with chloroacetyl chloride, and reaction with hydrazine (Figure 3).


    1. 미지의 화학물질에 대한 규명방법 모델화 / 2. 부정첨가 유해물질의 규명
    발기부전 치료제 등 부정첨가 유해물질을 함유한 검체 10병(300 mL)으로부터 시료 전처리를 통하여 위해우려 첨가물질을 dichloromethan...

    1. 미지의 화학물질에 대한 규명방법 모델화 / 2. 부정첨가 유해물질의 규명
    발기부전 치료제 등 부정첨가 유해물질을 함유한 검체 10병(300 mL)으로부터 시료 전처리를 통하여 위해우려 첨가물질을 dichloromethane으로 추출 농축하였고 박층크로마토그래피(TLC)를 이용하여 미지 화학물질을 동정하였다. 얻어진 농축시료를 아세토니트릴-물 90:10, 0.1% TFA를 전개용매로 사용하여 semi-preparative HPLC로 미지 화학물질을 분리 정제하였다. 얻어진 분획은 동결건조를 통하여 용매를 제거하였고 순도는 95% 이상이었다.
    3. 규명된 부정첨가 유해물질의 분석방법 표준화
    상기 미지 화학물질을 UV, MS, NMR 등의 분광학기기를 활용하여 구조를 규명하였다. UV spectrum은 200 - 400 nm의 범위에서 측정하였고 각 표준물질인 실데나필 또는 타다라필과 비교하여 대체로 일치함을 확인하였다. mass spectrum을 측정하여 LC/MS-ESI(positive-ion mode)에서 분자량을 확인하였고 MS/MS fragmentation spectrum에서 분자구조를 확인하였다. 1D NMR ($^{1}H$-NMR, $^{13}C$-NMR 및 DEPT) 및 2D NMR (COSY, HMBC) spectrum을 측정하였다. 상기 분석을 통하여 네 종류의 위해우려물질에 대한 구조를 확인하였는데, 실데나필 유도체로서 호모실데나필, 하이드록시-호모실데나필, 홍데나필의 3종과 타다리필 유도체로서 아미노-타다라필 1종으로 규명하였다.
    4. 부정첨가 유해물질의 표준물질 확보: 실데나필 및 타다라필 유도체 합성
    실데나필 유도체들은 11 단계의 유기합성을 통하여 합성하였다. 먼저 Claisen condensation에 의해 diethyl oxalate 1과 methyl propyl ketone 2를 축합시켜서 diketoester 3을 합성한 다음 hydrazine과 반응시켜서 pyrazole 4를 합성하였다. 선택적인 N-methylation 후에 ester를 가수분해시켜서 carboxylic acid 6을 만든 다음 nitration, carboxamide 형성, nitro group의 환원을 순차적으로 수행하여 aminocarboxamide 중간체 9를 합성하였다. amino group을 2-ethoxybenzoyl chloride로 acylation시켜 amide를 형성한 다음 염기조건 하에서의 고리형성반응에 의해 중요 중간체인 pyrazolopyrimidinone 11을 합성하였다.(Figure 1) 이 중간체 11을 phenyl ring의 5-위치에 chlorosulfonylation시킨 다음 1-ethylpiperazine 및 1-(2-hydroxyethyl)piperazine과 각각 반응시켜 최종적으로 homosildenafil과 hydroxy-homosildenafil을 합성하였고, 중간체 11을 phenyl ring의 5-위치에 bromoacetyl bromide로 acylation시킨 다음 1-ethylpiperazine과 반응시켜 hongdenafil을 합성하였다.(Figure 2) 또한 amino-tadalafil은 3단계로 합성되었는데 먼저 D-tryptophan methyl ester HCl 14와 piperonal 15와의 반응에서 중간체 16을 합성한 다음 chloroacetyl chloride로 N-acylation시키고 이를 hydrazine과 반응시켜 amino-tadalafil을 합성하였다.(Figure 3)


  • 목차(Contents) 

    1. 연구결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 요약문 ...4
    4. Project Summary ...5
    5. 목차 ...6
    6. 제1장 서론 ...8
    7. 1. 연구목적 및 필요성 ...8
    8. 2. 연구내용 및 방법 ...11
    9. 가. 연구내용 ...11...
    1. 연구결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 요약문 ...4
    4. Project Summary ...5
    5. 목차 ...6
    6. 제1장 서론 ...8
    7. 1. 연구목적 및 필요성 ...8
    8. 2. 연구내용 및 방법 ...11
    9. 가. 연구내용 ...11
    10. 나. 연구방법 ...11
    11. 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...13
    12. 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...14
    13. 1. 미지의 화학물질에 대한 규명방법 모델화 ...14
    14. 가. 시료 전처리...14
    15. 나. 박층크로마토그래피(TLC)...14
    16. 2. 식품 중 부정첨가 유해물질의 규명 ...14
    17. 가. 미지 화학물질의 분리 정제...14
    18. 나. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) 정제 조건...14
    19. 3. 규명된 부정첨가 유해물질의 분석방법 표준화 ...15
    20. 가. 분광학적 분석...15
    21. 나. 분석자료...15
    22. 4. 부정첨가유해물질의 표준물질 확보: 실데나필 및 타다라필 유도체 합성 ...36
    23. 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...62
    24. 1. 목표 달성도 ...62
    25. 가. 미지의 화학물질에 대한 규명방법 모델화...62
    26. 나. 식품 중 부정첨가 유해물질의 규명...62
    27. 다. 규명된 부정첨가 유해물질의 분석방법 표준화...62
    28. 라. 규명된 부정첨가 유해물질의 표준물질 확보...62
    29. 2. 대외기여도 ...62
    30. 제5장 연구개발결과의 활용성과 및 계획 ...63
    31. 가. 계량적 성과...63
    32. 나. 성과내용기술...63
    33. 다. 활용계획...63
    34. 제6장 기타 중요변경사항 ...63
    35. 제7장 참고문헌 ...64
    36. 총괄 연구과제 요약 ...65
  • 참고문헌

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