갈산

갈산(,-酸, 3,4,5-트라이하이드록시벤조산)은 화학식 C6H2(OH)3CO2H를 가진 트라이하이드록시벤조산이다. 페놀산으로 분류된다. 몰식자, 수맥, 풍년화, 차 잎, 오크 나무 껍질 및 기타 식물에서 발견된다. 흰색 고체이지만, 시료는 일반적으로 부분적인 산화로 인해 갈색을 띤다. 갈산의 염과 에스터는 "갈레이트"(gallates)라고 불린다.

그 이름은 역사적으로 탄닌산을 제조하는 데 사용되었던 오크 몰식자에서 유래되었다. 이름에도 불구하고 갈산은 갈륨을 포함하지 않는다.

 분리 및 유도체 
섬네일|left|upright|갈산 분자 표면의 정전기 전위 지도
class=skin-invert-image|섬네일|left|upright=0.9|엘라그산 분자 구조는 머리에서 꼬리 방향으로 배열되고 바이페닐에서처럼 C-C 결합으로 연결된 두 개의 갈산 분자와, 두 개의 추가적인 6원환을 형성하는 두 개의 고리형 에스터 결합(락톤)이 합쳐진 것과 유사하다.
갈산은 산성 또는 알칼리성 가수분해를 통해 갈로탄닌으로부터 쉽게 유리된다. 농황산과 함께 가열하면 갈산은 루피갈롤(rufigallol)로 전환된다.

 생합성 
class=skin-invert-image|섬네일|left|upright=0.7|3,5-디데하이드로시키메이트의 화학 구조
갈산은 시키미산 탈수소효소의 작용에 의해 3-데하이드로시키메이트로부터 형성되어 3,5-디데하이드로시키메이트를 생성한다. 이 후자의 화합물은 방향족화된다.Gallic acid pathway on metacyc.org

 반응 
 산화 및 산화적 커플링 
갈산의 알칼리 용액은 공기에 의해 쉽게 산화된다. 산화는 슈도모나스 푸티다에서 발견되는 효소인 갈레이트 다이옥시제네이스(gallate dioxygenase)에 의해 촉매된다.

비산, 과망간산염, 과황산염 또는 요오드와 갈산의 산화적 커플링은 엘라그산을 생성하며, 갈산 메틸과 염화 철(III)의 반응도 마찬가지이다. 갈산은 디갈산과 같은 분자 간 에스터(뎁사이드, depsides) 및 고리형 에터-에스터(뎁시돈, depsidones)를 형성한다.
 수소화 
갈산의 수소화는 사이클로헥세인 유도체인 헥사하이드로갈산을 생성한다.
 탈카복실화 
갈산을 가열하면 피로갈롤(1,2,3-트라이하이드록시벤젠)이 생성된다. 이 전환은 갈레이트 탈카복실효소(gallate decarboxylase)에 의해 촉매된다.
 에스터화 
합성 및 천연 갈산의 많은 에스터가 알려져 있다. 갈레이트 1-베타-글루코실 트랜스퍼레이스는 갈산의 글리코실화(포도당 부착)를 촉매한다.

 역사적 배경 및 용도 
갈산은 12세기부터 19세기까지 표준 유럽 서사 및 드로잉 잉크였던 몰식자 잉크의 중요한 성분이며, 그 역사는 로마 제국과 사해 문서까지 거슬러 올라간다. 가이우스 플리니우스 세쿤두스(서기 23-79년)는 녹청의 불순물을 검출하는 수단으로 갈산을 사용하는 방법을 설명했으며Pliny the Elder with John Bostock and H.T. Riley, trans., The Natural History of Pliny (London, England:  Henry G. Bohn, 1857), vol. 6, p. 196.  In Book 34, Chapter 26 of his Natural History, Pliny states that verdigris (a form of copper acetate (Cu(CH3COO)2·2Cu(OH)2), which was used to process leather, was sometimes adulterated with copperas (a form of iron(II) sulfate (FeSO4·7H2O)). He presented a simple test for determining the purity of verdigris. From p. 196: "The adulteration [of verdigris], however, which is most difficult to detect, is made with copperas; ... The fraud may also be detected by using a leaf of papyrus, which has been steeped in an infusion of nut-galls; for it becomes black immediately upon the genuine verdigris being applied." 염료를 생산하는 데 사용되었다고 기록했다. 참나무의 몰식자(오크 애플로도 알려짐)를 으깨어 물과 섞으면 탄닌산이 생성된다. 여기에 샘물이나 광산 배수에서 황산염이 포화된 물을 증발시켜 얻은 녹반(황산 철(II))과 아카시아 나무에서 추출한 아라비아검을 혼합하여 잉크를 만들 수 있었다.

갈산은 안젤로 마이(Angelo Mai, 1782–1854)를 비롯한 초기 팔림프세스트 연구자들이 텍스트의 상층부를 지우고 그 아래 숨겨진 사본을 드러내기 위해 사용한 물질 중 하나였다. 마이가 이를 처음으로 사용했지만 "거친 방식"으로 처리하여 종종 다른 연구자들이 후속 연구를 할 수 없을 정도로 사본을 손상시키기도 했다.L.D. Reynolds and N.G. Wilson, "Scribes and Scholars" 3rd Ed. Oxford: 1991, pp 193–4.

갈산은 1786년 스웨덴 화학자 칼 빌헬름 셸레에 의해 처음 연구되었다.Carl Wilhelm Scheele (1786) "Om Sal essentiale Gallarum eller Gallåple-salt" (On the essential salt of galls or gall-salt), Kongliga Vetenskaps Academiens nya Handlingar (Proceedings of the Royal [Swedish] Academy of Science), 7: 30–34. 1818년 프랑스의 화학자이자 약사인 앙리 브라코노(Henri Braconnot, 1780–1855)는 몰식자에서 갈산을 정제하는 더 간단한 방법을 고안했다. 갈산은 또한 프랑스 화학자 테오필 쥘 펠루즈(Théophile-Jules Pelouze, 1807–1867) 등에 의해 연구되었다.J. Pelouze (1833) "Mémoire sur le tannin et les acides gallique, pyrogallique, ellagique et métagallique," Annales de chimie et de physique, 54: 337–365 [presented February 17, 1834].

아세트산과 혼합되었을 때 갈산은 캘러타이프와 같은 초기 사진술에서 은을 빛에 더 민감하게 만드는 데 사용되었으며, 사진 현상에도 사용되었다.

 존재 
갈산은 기생식물인 시노모리움 코키네움, 수생식물인 이삭물수세미, 그리고 남조류인 미크로시스티스 아에루기노사와 같은 수많은 육상 식물에서 발견된다. 갈산은 또한 다양한 참나무 종, 카에살피니아 미모소이데스, 보스웰리아 달지에리의 줄기 껍질 등에서 발견된다. 많은 식품이 다양한 양의 갈산을 함유하고 있는데, 특히 과일(딸기, 포도, 바나나 포함), 차, 정향, 식초 등이 그러하다. 케럽 열매는 갈산의 풍부한 공급원이다(100g당 24–165mg).

 에스터 
갈로일화된 에스터라고도 한다:
 갈산 메틸
 갈산 에틸, 식품 첨가물 E 번호 E313
 갈산 프로필, 또는 3,4,5-트라이하이드록시벤조산 프로필, 갈산과 프로판올의 축합에 의해 형성된 에스터
 갈산 옥틸, 옥탄올과 갈산의 에스터
 갈산 도데실, 또는 갈산 라우릴, 도데칸올과 갈산의 에스터
 에피카테킨 갈레이트, 녹차에 존재하는 플라보노이드의 일종인 플라반-3-올
 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG), 에피갈로카테킨 3-갈레이트로도 알려짐, 에피갈로카테킨과 갈산의 에스터이자 카테킨의 일종
 갈로카테킨 갈레이트(GCG), 갈로카테킨과 갈산의 에스터이자 플라반-3-올의 일종
 테아플라빈-3-갈레이트, 테아플라빈 유도체

갈레이트 에스터는 식품 보존에 유용한 항산화 물질이며, 갈산 프로필이 가장 일반적으로 사용된다. 인간의 건강에 대한 이들의 용도는 증거에 의해 거의 뒷받침되지 않는다.

 분광 데이터 

 UV-Vis 최대 흡수 파장: 220, 271 nm (에탄올)섬네일|left|갈산의 스펙트럼 몰 흡광 계수 (log ε)  IR 주요 흡수 띠 ν : 3491, 3377, 1703, 1617, 1539, 1453, 1254 cm−1 (KBr) NMR 프로톤 NMR
(아세톤-d6): 
d : 이중선, dd : 이중선의 이중선,
m : 다중선, s : 단일선 δ :
7.15 (2H, s, H-3 및 H-7) 탄소-13 NMR
(아세톤-d6):  δ :
167.39 (C-1),
144.94 (C-4 및 C-6),
137.77 (C-5),
120.81 (C-2),
109.14 (C-3 및 C-7) 기타 NMR 데이터  MS 주요 파편의질량 ESI-MS [M-H]- m/z : 169.0137 ms/ms (iontrap)@35 CE m/z product 125(100), 81(<1)

 같이 보기 

 산화방지제

 각주 

 외부 링크 


분류:산화 방지제
분류:떫은맛
분류:킬레이트제
분류:갈로탄닌
분류:파이로갈롤
분류:환원제
분류:트라이하이드록시벤조산
분류:바이닐계 카복실산