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2015年度前期ゼミ
雑誌会
Effects of Structure on Radical-Scavenging Abilities and Antioxidative
Activities of Tea Polyphenols: NMR Analytical Approach Using 1,1Diphenyl-2-picrylhydrazyl Radicals
National Institute of Vegetable and Tea Science, Kanaya, Shizuoka 428-8501, Japan;
College of Agriculture and Life Science, Chonnam National University, Gwangju 500-757, Korea;
Institute for Chemical Research, Kyoto University, Uji, Kyoto 611-0011, Japan; and Faculty of
Agriculture, Shizuoka University, 836 Ohya, Shizuoka 422-8529, Japan
YUSUKE SAWAI,*,† JAE-HAK MOON,‡ KANZO SAKATA,§ AND NAOHARU WATANABE
J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 3598-3604
発表日：5/15(Fri)
紹介者：M2 西井洸太
Introduction
2
茶葉に含まれる抗酸化物質
＜アスコルビン酸＞
構造：ラクトン構造を持つフランの誘導体（別名ビタミンC）
分布：柑橘類の果物、野菜などに含有
機能：抗酸化作用、酸化防止剤として食品添加物などに利用
ascorbic acid
＜ポリフェノール＞
構造：分子内に複数のフェノール性OH基
分布：茶葉やコーヒー豆、果物などのほとんどの植物に含有
機能：抗酸化作用、抗炎症作用、抗ガン作用などの生理活性
(+)-catechin
(-)-epicatechin
(-)-epigallocatechin-3-o-gallate
Introduction
活性酵素種
励起1重項 1O
2
酸素分子
励起3重項
酸素分子
3
…反応性の高い酸素種
e-
e-
e- + 2H+
-･
3O
2
O2
･OH
H2O2
スーパーオキシドアニオン
酸素から発生するラジカルで、
生体内で様々な物質を酸化さ
せてしまい、病気や老化の原
因となる
過酸化水素
ヒドロキシラジカル
DPPHラジカル消去活性
抗酸化物質
Purple
DPPHは比較的安定で
人工的なラジカル
Yellow
1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl Free Radical (DPPH)
Absorption (abs.units)
1.6
ラジカルが取り除かれ、構造が変化
↓
スペクトルの極大吸収の吸光度の減少
↓
物質の抗酸化活性を見積もることが出来る
1.2
0.8
0.4
0
250
350
450
Wavelength (nm)
DPPH control
550
650
DPPH + 50 μM 5-CQA(1hour)
DPPH が持っている不対電子（・）を取り除くことができるのであれば、
酸素から作られるラジカルの不対電子も取り除くことができる可能性を示す
DPPHラジカル消去能 ≒ 抗酸化活性
（抗酸化活性はフェノール性OH基の数に依存していることが言われている）
Introduction
4
研究背景
＜ 13C NMR を用いたDPPHと抗酸化物質との反応機構に関する報告＞
カテコール構造
(o-dihydroxyl phenolic compounds)
オルトキノン(o-quinone)体の生成
ピロガロール構造
(vicinal trihydroxyl phenolic compounds)
J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 111-114
DPPHとの反応で得た反応機構に関する知見
↓
＜本研究＞
ラジカル消去能の構造活性相関を明らかにする(13C NMR を用いて）
Introduction
5
今回ターゲットとなる化合物
Entry
Compounds
1
ascorbic
acid
Chemical Structure
Entry
Compounds
4
(+)-taxifolin
2
DPPH
5
ethyl
protocatechuate
3
catechol
6
quercetin
Chemical Structure
3~6 : カテコール構造(o-dihydroxyl phenolic compounds)
Introduction
6
今回ターゲットとなる化合物
Entry
Compounds
7
myricetin
8
pyrogallol
9
ethyl gallate
Chemical Structure
7~9 : (vicinal trihydroxyl phenolic compounds)
Introduction
7
抗酸化活性の優劣
アスコルビン酸
1
J. Agric. Food Chem. 2000, 48, 6247-6253
＞
フェノール性OH基3つ
8
＞
フェノール性OH基2つ
3
5
9
6
7
4
Results & Discussion
8
Catechol(3) とDPPHの反応
C=Oピークの出現(d181.2)
→ オルトキノン体生成の示唆
Figure 1-1. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of catechol with DPPH (2): (A) 3
(0.015mmol); (B) reaction mixture of 3 (0.015 mmol) and 2 (0.030 mmol) ); (▽) 1,4-dioxane (external standard);
(▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine.
Results & Discussion
9
ethyl protocatechuate (5)とDPPHの反応
カテコール構造を持っているが、
オルトキノンのシグナルは観測されず
･･･
Figure 1-2. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity ethyl protocatechuate (5)
with DPPH (2): (C) 5 (0.015 mmol); (D) reaction mixture of 5 (0.015 mmol) and 2 (0.030 mmol); (▽) 1,4dioxane (external standard); (▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine.
Results & Discussion
Catechol(3) とethyl protocatechuate (5) とDPPHの反応
10
競合
3のシグナルが消え 5のシグナルは残っている
ラジカル消去スピード
3 ＞ 5
Figure 1-3. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of catechol (3) and
ethyl protocatechuate (5) with DPPH (2): (A) 3 (0.015mmol); (C) 5 (0.015 mmol); (E)2 (0.030 mmol)
added to a mixture of 3 (0.015 mmol) and 5 (0.015 mmol); (3) 1,4-dioxane (external standard); (1) 1,1diphenyl-2-picrylhydrazine; (O)remaining peaks of 5.
Results & Discussion
11
quercetin(6)とDPPHの反応
カテコール構造を持っているが、
オルトキノンのシグナルは観測されず
Figure 2-1. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of quercetin (6) with DPPH
(2): (A) 6 (0.015 mmol); (B) reaction mixture of 6 (0.015 mmol) and 2 (0.030 mmol); (▽) 1,4-dioxane (external
standard); (▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine.
Results & Discussion
12
(+)-taxifolin(4)とDPPHの反応
C=Oピークの出現(d180.5,180.8)
→ オルトキノン体生成の示唆
Figure 2-2. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of (+)-taxifolin (4) with DPPH
(2): (C) 4 (0.015 mmol); (D) reaction mixture of 4 (0.015 mmol) and 2 (0.030 mmol); (▽) 1,4-dioxane (external
standard); (▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine; (O) .
Results & Discussion
quercetin(6)と(+)-taxifolin(4)とDPPHの反応
13
競合
6のシグナルが消え 4のシグナルは残っている
ラジカル消去スピード
6 ＞ 4
Figure 2-3. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of quercetin (6) and (+)-taxifolin
(4) with DPPH (2): (A) 6 (0.015 mmol); (C) 4 (0.015 mmol); (E) 2 (0.030mmol) added to a mixture of 6 (0.015
mmol) and 4 (0.015 mmol); (▽) 1,4-dioxane (external standard); (▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine; (○)
remaining peaks of 4.
Results & Discussion
14
カテコール構造まとめ
 ラジカル消去能の優劣
オレフィン
＞
6
なし
3
＞
カルボニル
5
4
 反応機構
･･･
Results & Discussion
pyrogallol(8)とDPPHの反応
8 由来のシグナルは消え新しいピークは出ず
→ 8はラジカルとして安定
Figure 3-1. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of pyrogallol (7) with DPPH (2): (A) 8 (0.015
mmol); (B) reaction mixture of 8 (0.015 mmol) and 2 (0.045 mmol); (▽) 1,4-dioxane (external standard); (▼) 1,1-diphenyl-2picrylhydrazine.
15
Results & Discussion
16
myricetin(7)とDPPHの反応
7 由来のシグナルは消え新しいピークは出ず
→ 7はラジカルとして安定
Figure 3-2. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of myricetin (7) with DPPH
(2): (C) 7 (0.015 mmol); (D) reaction mixture of 7 (0.015 mmol) and 2 (0.030 mmol); (E) 2 (0.045mmol) added
to a mixture of 8 (0.015 mmol) and 7 (0.015 mmol); (▼) 1,4-dioxane (external standard); (1) 1,1-diphenyl-2picrylhydrazine; (O) .
Results & Discussion
pyrogallol(8)とmyricetin(7) DPPHの反応
17
競合
8のシグナルが消え 7のシグナルは残っている
ラジカル消去スピード
8 ＞ 7
Figure 3-3. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of pyrogallol (8) and
myricetin (7) with DPPH (2): (A) 8 (0.015 mmol); (C) 7 (0.015 mmol); (E) 2 (0.045mmol) added to a mixture of
8 (0.015 mmol) and 7 (0.015 mmol); (▽) 1,4-dioxane (external standard); (▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine;
(○) remaining peaks of 7.
Results & Discussion
ethyl gallate(9)とmyricetin(7) DPPHの反応
ethyl gallate(9)とquercetin(6) DPPHの反応
18
競合
Figure 4-1. 13C NMR analyses (acetone-d6, 125 MHz) to examine the reactivity of ethyl gallate (9), myricetin
(7), and quercetin (6) with DPPH (2) (A) 9 (0.015 mmol); (B) 2 (0.030 mmol) added to a mixture of 7 (0.015
mmol) and 9 (0.015 mmol); (C) 2 (0.045 mmol) added to a mixture of 9 (0.015 mmol) and 6 (0.015 mmol); (▽)
1,4-dioxane (external standard); (▼) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine; (O) remaining peaks of 9; (●) remaining
peaks of 6.
Results & Discussion
19
ピロガロール構造まとめ
 ラジカル消去能の優劣
なし
＞
8
 反応機構
7
オレフィン
＞
カルボニル
9
Results & Discussion
pyrogallol(8)とascorbic acid(1)とDPPHの反応
20
競合
1のシグナルが消え 8のシグナルは残っている
ラジカル消去スピード
1＞8
Figure 4-2. 13C NMR [acetone-d6/methanol-d4 ) 1:1 (v/v), 125 MHz] to examine the reactivity of ascorbic acid
(1) and pyrogallol (8) with DPPH (2): (A) 8 (0.015 mmol); (D) 1 (0.015 mmol); (E) 2 (0.030 mmol) added to a
mixture of 1 (0.015 mmol) and 8 (0.015 mmol); (▽) 1,4-dioxane (external standard); (▼) 1,1-diphenyl-2picrylhydrazine; (◇) remaining peaks of 8.
Summary
21
DPPHラジカル消去能構造活性相関まとめ
☆：オルトキノン体の生成
1
7
8
＞
9
＞
＞
3☆
6
＞
5
＞
4☆
＞

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