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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen des Glykofrangulin-Komplexes aus pflanzlichen Rohstoffen, insbesondere aus der getrockneten Rinde des Faulbaumes (Rhamnus frangula L. ), durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel-Gemisch, Reinigung des erhaltenen Extraktes mit einem Polyamid in einem wasserfreien Medium, Ausfällung sowie Zersetzung des Alkalisalzes des Wirkstoffes und schliesslich Entfernung des Lösungsmittels aus dem erhaltenen Wirkstoff.
Die getrocknete Rinde des Faulbaumes ist schon seit langem als mildes Laxiermittel bekannt, welches im allgemeinen als Komponente von Tee-Gemischen verwendet wird. In der Literatur ist aber häufig auch der aus dieser Droge hergestellte galenische Extrakt als gebräuchliches Arzneimittel erwähnt, dessen Anwendung jedoch durch mehrere Faktoren begrenzt ist : Dieses Präparat hat nämlich infolge der vorhandenen Begleitstoffe einen unangenehmen Geschmack und auch eine emetische Wirkung ; weiters kann die'reifen gelassene', nicht vorschriftsmässig getrocknete Droge unerwünschte Nebensymptome, beispielsweise Krämpfe, hervorrufen ; die Droge kann aber auch weniger Wirkstoff als üblich enthalten, so dass die erwartete Wirkung ausbleibt ; die aus dieser Droge gewonnenen, gereinigten und angereicherten Extrakte haben daher die Erwartungen nicht erfüllt.
Infolge mangelhafter Kenntnis der chemischen Eigenschaften der Wirkstoffe ist die durchgeführte'Anreicherung' mit dem Abbau eines wesentlichen Teiles der vorhandenen Wirkstoffe verbunden ; weil jedoch bisher keine entsprechenden chemischen Analysenmethoden bekannt sind, aus denen pharmakologische Wirkungswerte der Droge bzw. des Extraktes einigermassen richtig ermittelt werden könnten, sind zur genauen Bestimmung der Wirkung kostspielige Tierversuche erforderlich.
Von den bisher bekannten Forschungsarbeiten zur Isolierung der in der getrockneten Rinde des Faulbaumes enthaltenen Wirkstoffe in reinem Zustand sind nur sehr wenige tatsächlich erfolgreich ; die in reinem kristallinischem Zustand isolierten Verbindungen haben nämlich praktisch keine therapeutische Bedeutung ; die therapeutisch wertvollen, primären Glykoside konnten dagegen bisher nur in einer amorphen, verunreinigten Form isoliert werden. Die Isolierung des therapeutisch wertvollen Glykofrangulin-Komplexes wird dadurch erschwert, dass in der Pflanze Anthron-, Dianthron- und Anthrachinon-Glykoside nebeneinander anwesend sind, welche einerseits strukturell einander sehr nahe stehen, anderseits aber gegen hydrolytische und oxydative Einflüsse empfindlich sind.
Nach den neuesten Forschungen ist nämlich der infolge der Wirkung sowie des Gehalts-Verhältnisses gleicherweise wichtigste der im betreffenden pflanzlichen Rohstoff enthaltene Wirkstoff : Glykofrangulin-d. i. das mit Glucose und Rhamnose gebildete 0-Glykosid-Derivat des als Emodin bezeichneten 3-Methyl-1, 6, 8-trihydroxy-anthro[9, 10J-chinons - keine einheitliche Verbindung, weil die am als Aglykon funktionierenden Emodin angeknüpften Glucose- und Rhamnose-Moleküle unterschiedliche Stellungen und sterische Lagen haben können.
Die verschiedenen Modifikationen des Glykofrangulins werden mit aufeinanderfolgenden Buchstaben indiziert ; sie verfügen über dieselbe laxative Wirkung und ihr chemisches Verhalten ist auch untereinander sehr ähnlich ; die betreffenden Glykoside können voneinander hauptsächlich durch enzymatische Methoden unterschieden werden. Sämtliche Glykofranguline sind zwar in Wasser gut löslich, jedoch in den meisten, kalten organischen Lösungsmitteln mit Siedepunkt unter 100 bis 1200C entweder ganz unlöslich (wie beispielsweise in aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, in chlorierten Lösungsmitteln, in Äthern sowie Ketonen) oder nur in Mengen unter 1% löslich (wie in Alkoholen, Estern und Pyridin).
Bei den bisher bekannten Verfahren zum Abtrennen des Glykofrangulin-Komplexes aus pflanzlichen Rohstoffen werden zur Extraktion der Wirkstoffe entweder Wasser oder wasserhaltige Lösungsmittel bzw. heisse Alkohole, vorzugsweise Methanol, verwendet ; in beiden Fällen wird jedoch ein wesentlicher Teil des in der Droge anwesenden Wirkstoffes schon im ersten Schritt der Verarbeitung abgebaut und gleichzeitig der erhaltene Extrakt mit solchen Abbauprodukten verunreinigt, welche nachträglich nur in überaus unwirtschaftlicher Weise beseitigt werden können. Bei wässerigen Extrakten wird der Abbau der Wirkstoffe durch die in der Droge anwesenden Enzyme verursacht, bei Verwendung von heissen Lösungsmitteln dagegen durch den Wärmeeffekt.
In CHEMICAL ABSTRACTS 53,1959, S. 14422, g-h und in C. A. 54, 1960, S. 7977, e-f sind zwar Herstellungsverfahren und analytische Untersuchungen von galenischen Präparaten mit nicht völlig identifizierter chemischer Zusammensetzung beschrieben. Die erstgenannte Veröffentlichung von V. CUCU und E. TARPO ist jedoch ausschliesslich auf die Herstellung des rohen Glykofrangulins beschränkt ; gemäss der Analyse des Rohproduktes ist hiebei der Gehalt an Aglykon 15 bis 16%-d. h. derjenige an Glykofrangulin beträgt maximal 35% Glykofrangulin, wenn das Produkt keine durch Hydrolyse Emodin-aglykon liefernde Verunreinigung enthält ; andernfalls muss der effektive Gehalt an Glykofrangulin noch erheblich niedriger sein.
Weiters ist aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 552, 896 die Herstellung von Casanthranol aus der Ringe von Cascarda sagrada bekannt ; in der getrockneten Rinde des Faulbaumes befinden sich ausser dem Glykofrangulin vom Anthrachinon-Typ auch solche vom Anthranolglykosid-Typ, welche jedoch bei dem hier vorliegenden Extraktions-Verfahren unerwünschte Nebenprodukte sind, die eben vom Glykofrangulin abgetrennt werden sollen. Schliesslich ist in C. A. 62, 1965, S. 15990, f-g auch ein Verfahren beschrieben, nach welchem der methanolische Extrakt von Faulbaum-Droge durch Zerstäubung getrocknet und nach erneuter Auflösung mit Äther gefällt wird ; das so erhaltene Produkt enthält jedoch höchstens 60% Glykofrangulin.
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Es soll nun ein Trennverfahren der eingangs beschriebenen Art entwickelt werden, bei welchem aus bestimmten pflanzlichen Rohstoffen, insbesondere aus getrockneter Rinde des Faulbaumes, der wichtigste der in diesen Drogen enthaltenen Wirkstoffe, nämlich der Glykofrangulin-Komplex, abgetrennt und unter Vermeidung der oben angegebenen Nachteile in industriellem Ausmasse hergestellt werden kann.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass in bestimmten Gemischen gewisser Lösungsmittel die
Glykofranguline einerseits auch im kalten Zustand sowie in Abwesenheit von Wasser gut löslich sind und anderseits gegen die in Wasser und in heissen Alkoholen gleichfalls gut löslichen Begleitstoffe des Dianthron-Typs eine unerwartete Selektivität zeigen : u. zw. sind die Glykofranguline in Gemischen solcher Lösungsmittel besonders gut löslich, deren eine Komponente aus einem Alkohol mit 1-3 C-Atomen und die andere aus einer aliphatischen oder cyklischen Oxoverbindung und/oder aus einem alicyklischen Äther von 3-6 C-Atomen besteht ; als Alkohol dieses Typs hat sich vor allem Methanol wegen seiner leichten Zugänglichkeit und Billigkeit und als zweite Komponente Azeton bewährt.
Die mit Gemischen solcher Lösungsmittel erhaltenen Extrakte der betreffenden Drogen enthalten jedoch unerwünschte Verunreinigungen. Es wurde jedoch weiters gefunden, dass bei in Gegenwart von aktivem Polyamidpulver durchgeführtem Einengen bzw. Eindampfen dieser Extrakte zu trockener Substanz ein wesentlicher Teil der Verunreinigungen mit den aktiven Zentren der Polyamid-Moleküle in irreversibler Weise reagiert ;
durch wiederholtes Spülen mit einem Lösungsmittel von gleicher Zusammensetzung wie diejenige des zur Extraktion verwendeten, wird eine wesentlich reinere Glykofrangulin-Lösung erhalten.
Schliesslich wurde erkannt, dass durch Behandlung der in der beschriebenen Weise gereinigten Lösung der
Glykofranguline mit wasserfreier, zweckmässig in Methanol gelöster, Alkalilauge ein hochreines Salz der
Glykofranguline mit vorzüglicher Ausbeute abgetrennt werden kann, welches ausser den zu isolierenden
Verbindungen eine geringe Menge an freien Zuckern des Mono- und Oligosaccarid-Typs enthält ; diese Salze können in einem Lösungsmittel in bekannter Weise durch Lösen oder Suspendieren mittels einer Säure oder eines Ionenaustauschers in eine Lösung der Glykofranguline überführt werden, aus welcher die festen
Verbindungen durch Einengen und/oder Ausfällen isoliert werden.
Unter'aktivem'Polyamid ist hier ein homodisperses Polyamid zu verstehen, welches aus Lösungen durch Ausfällen in solvatisierter Form und durch schonende Trennung des ausgefällten Produktes hergestellt wird ; durch den letzten Schritt wird aus dem Produkt das Solvat entfernt, wodurch ein Polyamid-Produkt mit ausserordentlich grosser spezifischer Oberfläche erhalten wird, dies zum Unterschied von Polyamiden, welche in bisher bekannter Weise entweder durch mechanische Zerkleinerung oder durch einfaches Ausfällen gewonnen werden und eine wesentlich kleinere aktive Oberfläche haben.
Nach der Erfindung wird nun das eingangs beschriebene Verfahren zum Abtrennen des Glykofrangulin-Komplexes aus pflanzlichen Rohstoffen, insbesondere aus der getrockneten Rinde des Faulbaumes, unter Verwertung der hier angegebenen Erkenntnisse derart ausgestaltet, dass der pflanzliche Rohstoff mit einem Lösungsmittel-Gemisch extrahiert wird, welches aus einem Alkohol mit
1-3 Kohlenstoff-Atomen und aus einer aliphatischen oder cyklischen Oxoverbindung und/oder aus einem alicyklischen Äther von 3-6 C-Atomen besteht, dass danach die Reinigung des so erhaltenen Extraktes mit einem aktiven Polyamid in einem Lösungsmittel-Gemisch desselben Typs wie beim Extrahieren durchgeführt wird und dass schliesslich das wasserfreie Alkalisalz des Glykofrangulins in einem Lösungsmittel-Gemisch jenes Typs in Gegenwart eines Alkalihydroxyds ausgefällt wird.
Vorzugsweise wird dabei als Lösungsmittel für die Extraktion des pflanzlichen Rohstoffes ein Gemisch von Methanol und Azeton verwendet.
Bei Durchführung dieses Trennverfahrens wird zweckmässig zuerst der getrocknete und gemahlene Rohstoff mit einem Gemisch von Methanol und Azeton extrahiert und danach aus der Trockensubstanz des Extraktes ein Teil der Verunreinigungen durch Einengen mit aktivem Polyamidpulver entfernt ; von den aus diesem Zwischenprodukt mit einem wasserfreien Gemisch von Methanol und Azeton eluierten Glykofrangulinen wird mit methanolischer Alkalilauge das Alkalisalz ausgefällt und danach werden die abfiltrieren und gelösten oder in reinem Lösungsmittel suspendierten Salze durch Behandlung mit einer Säure bzw. mit einem Ionenaustauscher in eine Glykofrangulin-Lösung übergeführt, aus welcher schliesslich das feste Reinprodukt durch Einengen oder durch Ausfällen isoliert werden kann.
Der so erhaltene Glykofrangulin-Komplex besteht zu 90 bis 95% aus solchen Molekülen, in denen wenigstens zwei Zuckermoleküle zu jedem Emodinmolekül mit einer O-Glykosidbindung geknüpft sind, und in dem Säurehydrolysat des Produktes die Gesamtmenge von Emodin + Glucose + Rhamnose 90 bis 95%, während ihr Mengenverhältnis praktisch 1 : 1 : 1 beträgt. Das Produkt enthält freies Aglykon oder teilweise hydrolysiertes Glykosid nur in einer Menge unter 1%, es kann jedoch einige Prozente freier Zucker u. ähnl, Mengen der reduzierten oder Metallkomplex-Derivate des Glykofrangulins enthalten.
Das erfindungsgemässe Verfahren besitzt die folgenden, wesentlichen Vorteile :
1. Die Extraktion wird ohne Anwendung von Wasser und Wärme mit einer guten Ausbeute durchgeführt.
2. Das angewandte Lösungsmittel weist gegen den zu extrahierenden Wirkstoff eine hochgradige
Selektivität auf.
3. Die meisten Verunreinigungen werden durch das angewandte Adsorbens irreversibel adsorbiert, und
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das in einem einfachen Gerät mit guter Ausbeute durchführbare Eluieren ergibt eine hochgradige
Reinigung.
4. Die Salzbildung aus der beim Eluieren erhaltenen Lösung ist unmittelbar mit einer vorzüglichen
Ausbeute durchführbar.
5. Das erhaltene Produkt ist reiner als alle bisher hergestellten und vertriebenen Präparate, und sein
Wirkungswert kann durch ein einfaches chemisches Verfahren kontrolliert werden.
6. Es ermöglicht eine industrielle Ausführung in jedem beliebigen Mass.
Die praktische Ausführung der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel l : 2 kg Droge werden in mehreren Anteilen mit einer Gesamtmenge von 20 I kaltem Methanol-Azeton-Gemisch extrahiert. Der Extrakt wird unter vermindertem Druck auf etwa 800 ml eingeengt, sodann mit etwa 400 g aktivem Polyamidpulver vermischt. Danach wird das Einengen des Lösungsmittels so lange wiederholt, bis das Produkt zu einem lockeren Pulver zerfällt. Jenen Teil des Extraktes, der während der obigen Behandlung durch das Polyamid nicht gebunden wurde, spült man vom Adsorbens mit einem wasserfreien Gemisch von Methanol und Azeton ab, und überführt dann den Glykofrangulingehalt der Lösung durch Zufügen einer ln Natronlaugelösung in Methanol in das in den verwendeten Lösungsmitteln sehr schlecht lösliche Natriumsalz.
Nach Abfiltrieren wird der Niederschlag alkalifrei gewaschen, und die Phenolatsalze werden mit einer Suspension eines Kationenaustauschharzes in der H-Form in wasserfreiem Methanol zu einem eine freie phenolische Hydroxylgruppe enthaltenden Produkt umgesetzt. Der Glykofrangulin-Komplex wird sodann aus der Lösung dieses Produktes in einem Gemisch von Methanol und Azeton durch Ausfällen mit Butanol als ein gut filtrierbarer flockiger Niederschlag isoliert.
Ausbeute : 17, 5 g.
Beispiel 2 : Die Extraktion und die Reinigung durch Adsorption werden auf die im Beispiel l beschriebene Weise durchgeführt, zur Salzbildung wird jedoch eine Lösung von Kaliumhydroxyd in Methanol verwendet. Dann werden die abfiltrierten Kaliumsalze in wässerigem Alkohol gelöst, und es wird Weinsäure zugefügt, um das Kalium als Kaliumwasserstofftartrat abzutrennen. Der Glykofrangulin-Komplex wird aus seiner Lösung in wässerigem Alkohol durch Lyophilisieren gewonnen.
Ausbeute : 19, 5 g eine geringe Menge an freien Zuckern enthaltendes Glykofrangulin.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Abtrennen des Glykofrangulin-Komplexes aus pflanzlichen Rohstoffen, insbesondere aus der getrockneten Rinde des Faulbaumes (Rhamnus frangula L. ), durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel-Gemisch, Reinigung des erhaltenen Extraktes mit einem Polyamid in einem wasserfreien Medium, Ausfällung sowie Zersetzung des Alkalisalzes des Wirkstoffes und schliesslich Entfernung des Lösungsmittels aus
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Lösungsmittel-Gemisch extrahiert wird, welches aus einem Alkohol mit 1-3 Kohlenstoff-Atomen und aus einer aliphatischen oder cyklischen Oxoverbindung und/oder aus einem alicyklischen Äther von 3-6 Kohlenstoff-Atomen besteht,
dass danach die Reinigung des so erhaltenen Extraktes mit einem aktiven Polyamid in einem Lösungsmittel-Gemisch desselben Typs wie beim Extrahieren durchgeführt wird und dass schliesslich das wasserfreie Alkalisalz des Glykofrangulins in einem Lösungsmittel-Gemisch jenes Typs in Gegenwart eines Alkalihydroxyds ausgefällt wird.
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