Preparation and characterization of an inclusion complex of 7-dehydrocholesterol and

Applied Chemistry,

Vo^l.12^,No.2^,November za:어，r，쟁 332

7- 디하이드로콜레스테롤과 하이드록시프로펼-베타-사이클로텍스트련과의 포접 복합체 제조 및 특성에 관한 연구

깊쉰훌·연제영·이청희·강기춘·표형배 한불화장품(주) 기술연구소

Preparation and characterization of an inclusion complex of 7-dehydrocholesterol and

R &D Center #72-7, Yong Sung-Ri,Samsung-Myun,Umsung Kun, Chung Buk, 369-834, Korea

Abstract

The purpose of this study was to prepare and characterize inclusion complex of 7-dehydrocholesteroH7-DHC) with hydroxypropyl-βcyclodextrin(HPβ:D). The inclusion complex seen to good solubility contrast with physical mixture. The inclusion efficiency detennined by HPLC analysis was 83.72 %. Additionally, the inclusion complex was characterized by UV- VIS spectrophotomeσy and fourier transfonn infrared

specσoscopy(FT-IR).This results demonsσated that 7-dehydrocholesterol with hydroxypropyl-

β-cyclodex미n fonned an inclusion complex.

1. _{서 론}

근래에 화장품 분야에서는 물에 녹기 어려운 향 성분과 방부제， 자외선 홉수제 및 기능성 활성 성분을 수용액 중에서 안정， 지속화시키는 동시에 피부에의 홉수를 촉진하고 피부 자극성이 더욱 적은 제품 개발을 지속적으로 연구하여 왔다. Cyclodextrin(CD)은 이들 성분틀과 포접 복합체를 형성하여 수용액 중에서의 안정화， 용해성 개선 및 서방성 둥을 실현할 수 있는 원료이다. 이러한 cyclodextrin이 갖는 특성은 옛날부터 주목되어 주로 제약 분야에 있어서 약물 전달 시스템

(Drug Delivery System : DDS) 의 용용이 다수 연구되어져 왔으며 난용성인 약물의 용해도를 증가시키기 위한 목적으로 연구되어 왔다. Cyclodextrin은 유기물에 의해 생성되는 효소

cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase)로 전분을 분해하여 얻어지는 환상의 텍스트린이 다. Cyclodextrin은 구조적으로 글루코스가 환상에 alpha-(1,4) 결합한 (C6H100S)n의 분자식을 가진 비환원성의 올리고당으로 폰재하고 n이 6, 7^, 8 개의 것을 각각 a^, β ， r - cyclodextrin

이라고 한다. 가장 널리 이용되는 cyclodextrin은 β-cyclodextrin으로 많은 제약원료 및 활성성 분과 inclusion complex를 형성한다. Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-C^D) 은 7 개의 글루코스 분자가 원형으로 연결된 /3-cyclodextrin 에 하드록시프로필기가 결합된 구조로서 물에 대한 용해성이 우수한 cyclodextrin 이다. HP-/3-CD 는 그 특유의 구조와 물성으로 언하여 화장 수에 사용되는 불용성 물질， 즉 향료나 오일류를 제제 내에 안정화시키는 기능을 갖는다. 비타민 D 는 피부에서 합성되는 유일한 비타민이다. 사실상 표피의 기저층에서

7 - dehydrocholesterol (7 - DHC) 이라 불리는 전구체에서 시작하여 자외선 복사의 영향 하에， 비 타민 D의 합성이 얼어난다. 특히 자외선에 심하게 노출된 경우， 비타민 D가 과잉 생성되는 것을 막 기 위하여 자연적인 자가-조절 메커니즘에 의해 제어된다. 즉， 자외선에 과도하게 노출되었을 경

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우 비타민 D 대신에 두개의 비활성 화합물이 형성되며 그리고 나서 피부가 이를 제거한다.

본 연구에서는 cyclodextrin(CD) 의 포접 기능을 이용하여 유용성 활성 성분인

7 -dehydrocholesterol (7 - DHC) 를 수용액상에 안정하게 가용화 시킬 목적으로 7-DHC와

hydroxypropyl-f3-cyclodextrin(HP-f3-CD)_와의 inclusion complex를 제 조하고 포접 유무 및 특성를 알아보고자 하였다.

2. 실험

2.1. 재료

7 -dehydrocholesterol (C27H440;molwt384.65 ;mp150 - 151'C)은 미국 MMP사의 순도

96% grade를 사용하였으며 hydroxypropyl-β-cyclodextrin(mol wt 1193.01)은 IRA사의

cosmetic grade를 사용하였다 Inclusion complex 제조 시 사용한 용매인

tetrahydrofuran(THF)은 Fisherchemical의 시약급을 사용하였다. FT-IR 측정 시 사용한 KBr

은 Merck사의 시약급을 사용하였다. 그 외 정제수， 에탄올， 메탄올을 사용하였다.

2.2. 방법

2.2.1. Inclusion complexes 및 physical mixture의 제조

- Inclusion complexes 제조방법 :

정제수 50.0 g 에 HPβCD 59.7 g을 가하여 완전 용해 시킨(약간 가열) 수용액에， THF 6.0 g에

7-DHC 0.30 g을 넣어 완전 용해 시킨 액을 천천히 첨가한 후 상온에서 헤이돈믹서로 3 시간 교 반시켰다. 교반 후 회전 감압 농축기로 THF를 제거 시킨 후 동결건조기로 수분을 완전 제거 시 켜 파우더상의 시료를 얻었다.

- Physical mixture 제조방법 : _각 inclusion complex에 대한 physical mixture 제조는

inclusion complex를 HPLC로 7-DHC 정량 후 포접체와 동일한 비율로 혼합하여 제조하였다.

2.2.2. 용해도 측정 및 UV-VIS 홉수스펙트럽 확인

용해도 측정은 정제수 50 뼈에 각 시료(Inclusioncomplex 1, 2, 3 및 Physical mixture I, 2, 3) 0.50 g을 첨가하여 녹인 후 성상을 관찰하였다. 용해 시킨 시료를 Varian Cary UV - VIS

Spectrophotometer를 이용하여 UV-VIS 흡수스펙트럼을 확인하였다.

2.2.3. HPLC에 의 한 7 - dehydrocholester이 정 량

제조된 시료의 7-DHC 정량은 HPLC는 Waters 사의 HPLC System를 사용하였다， 사용된 컬럼 은 Waters 사의 Symmetry C18 컬럼을 사용하였고 용매는 메탄올， 유속 1.0 mUmin, _측정파장 282 때조건에서 측정하였다.

2.2.4. FT-IR에 의 한 특성 확인

제조된 시료의 FT-IR 흡수스펙트럼 분석은 Jasco FT/IR-5300 Spectrometer를 이용하였으며

KBr disk 방법을 이용하였다.

3. 결과 및 토론

3.1. 용해도 측정 및 UV-VIS 홉수스펙트럼 확인

제조된 각 시료의 용해도를 알아보기 위해 정제수 50 m~에 각 시료(Inclusion complex 및

Physical mixture) 0.50 g을 첨가하여 녹인 후 성상을 관찰하여 그 결과를 table 1 에 나타내었 다.

웅용화학， 제 12 권 제 2호， 2뼈

7-디하이드로콜레스테롤과 하이드록시프로펼-베타-사이클로텍스트린과의 포접 복합체 제조 및 특성에 관한 연구 331

Table 1. Solubility of inclusion complexes and physical mixture

Appearance

HP13CD dissolved

7-DHC separated

Physical mixture separated

Inclusion complex dissolved

Inclusion complex의 경우 약간 현탁하게 보였으며 그에 대한 physical mixture의 경우는 상 반되게 침전물이 발생한 것을 관찰하였고 또한 inclusion complex 수용액을 7-DHC EtOH 용액 과 UV-VIS 홉수스펙트럼을 비교한 결과 7-DHC 고유의 홉수 특성을 관찰하였다.(Fig. 1) 이 결과로 inclusion complex는 7-DHC가 HP-β-CD 안으로 포접되어 수용액으로 안정하게 가용 화된 것으로 생각된다.

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Figure 1. UV -visible absorption spectra of inclusion complex

3.2. HPLC에 의한 7-dehydrocholester이 정량(포접 효융)

제조된 시 료의 포접 효율을 확인하기 위 해 HPLC로 7 -dehydrocholesterol 정 량을 실시 하여 그 결과를 table 2 에 나타내었다.

Table 2. Inclusion efficiency of complex

Host molecule

HP13CD

Guest molecule

7-DHC

molar ratio

HP13CD 7-DHC

1

Inclusion efficiency(%)

83.72

Inclusion complex의 경우 포접 효율은 7-DHC 함량이 83.72 %로 나타나 0.4186 % 포접 복합체로 나타났으며 (함량 100.0 %일 때 0.50 % 포접 복합체) 약 16.28 % loss7} 발생하였는 데 이는 제조 중 생긴 lossel- 사료된다.

3.3. FT-IR에 의 한 특성

제조된 inclusion complex의 FT-IR 분석은 lasco FT/IR-5300 Spectrometer를 이용하여

7-dehydrocholesterol, hydroxypropyl-{J-cyclodextrin, physical mix. 홉수스펙트럼 과 비교 하여 그 결과를 Figure 2 에 나타내었다.

Applied Chemistry,Vol.12, No.2,2C뼈

김성호·연제영·이청희·강기춘·표형배

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Figure 2. FT - IR spectra of Ca) 7 -dehydrocholesterol, Cb)

Hydroxypropyl-β-cyclodextrin, CC) Physical Mix., Cd) Inclusion complex.

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Figure 2. 에서 보면 physical mix.의 스펙트럼은 7 - dehydrocholesterol와 hydroxypropyl-

β -cyclodextrin의 스펙트럼과 비교할 때 큰 차이가 없는 것을 볼 수가 있지만 inclusion

complex는 physical mix. 1 과 비교해 볼 때 미세한 차이가 있는 것을 볼 수 있다. 2800 3000 cm-¹파장에서 C-H stretching의 특징적 홉수 피크와 1000 cm-1 파장 부근에서의 흡수 피크가 아주 미세한 차이를 보이고 있음을 알 수가 있다. 이 미세한 스펙트럼의 차이는

7-dehydrocholesterol 의 hydroxypropyl-/3-cyclodextrin 분자내로의 포접에 기인한 것으로 생각된다.

4. 결론

1) 제조된 inclusion complex를 가지고 용해도 측정을 실시한 결과 침전물이 발생한 physical

mix.와 달리 inclusion complex는 침전물이 발생하지 않았으며 inclusion complex에서

UV-VIS 홉수스펙트럼으로 7-dehydrocholesterol 고유의 흡수 특성을 관찰하였다. 이는

7-dehydrocholesterol 이 hydroxypropyl-β-cyclodextrin 분자내로 포접 되 어 수용 액 상에 안정 하게 가용화된 것을 가리킨다.

2) 제조된 inclusion complex 를 가지고 HPLC로 7 - dehydrocholesterol 정량을 실시한 결과

inclusion complex 83.72 ^% 함량으로 정량 되어 0.4186 ^% 포접 복합체로 나타났다.

FT-IR 분석을 통하여 inclusion complex는 physical mix. 과 비교하여 볼 때 스펙트럼이 있음을 관찰하였으며 이 차이는 7-dehydrocholesterol가 hydroxypropyl-β

-cyclodextrin 분자의 구멍 내부로 포접된 것을 의미한다.

3) 차이가

16,

5. 참고문헌

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웅용화학， 제 12 권 제 2호， 2α%