Procédé pour l'obtention dhécogénine La présente invention se rapporte<B>à</B> un procédé pour Pobtention d'hécogénine <B>à'</B> par tir d'un concentre insoluble dans l'eau conte nant de l'hécogénine.
L'hécogénine, un stér6ide naturel utilisé comme matière de départ pour préparation de la cortisone et de stérolides voisins, se trouve dans les plantes du genre agave et des genres apparentés, et en particulier dans les plantes de sisal, et c'est de ces dernières qu'on l'obtient le plus pratiquement du fait que la culture s'en fait<B>à</B> l'échelle des plantations.
Dans ces plantes, l'hécogénine, se trouve sous forme de glucosides, qui sont solubles dans l'eau, tandis que l'hécogénine elle-même est sensiblement insoluble dans l'eau.
On a<B>déjà</B> inventé diverses méthodes pour extraire l'hécogénine des jus de la Plante par hydrolyse des glucosides, qui produit la préci pitation de l'hécogénine en mélange avec des impuretés colorées de nature persistante.
Par exemple., il est décrit, dans l'exposé d'inven tion suisse Nù 314003 un procédé de prépara tion d'un concentrat contenant une sapogé- nine, notamment l'hécogénine dans lequel on exprime<B> </B> le jus d'un matériel végétal conte- nant des glucosides de cette sapogénine, on laisse ce jus fermenter et on recueille la bourbe résultant de cette fermentation. Par fermenta tion du jus, les glucosides se décomposent et l'hécogénine précipite avec d'autres produits in solubles de la fermentation.
Pour l'obtention d'hécogénine <B>à</B> partir du concentra décrit dans l'exposé d'invention No 314003, telle qu!elle est également décrite dans cet exposé, la première opération con siste en l'extraction de l'hécogénine au moyen d'un solvant liquide.
Comme solvant, on a pro posé notamment l'éther isopropylique, car ce lui-ci est le solvant le plus sélectif pour l'héco- génine. La solution résultant de l'extraction du concentra avec de l'éther isopropylique con tient relativement pou d'impuretés, lesquelles donnent au concentrat une couleur verte, et on obtient facilement par concentration et refroi dissement un rendement presque quantitatif d'hécogénine en cristaux.
Cependant, quand on travaille avec de grandes quantités de concentre d'hécogénine, le temps nécessaire pour une extraction com plète de l'hécogénine du concentra<B>à</B> l'aide de l'éther isopropylique, est très long. De plus, l'éther isopropylique est un solvant avec le- quel il faut prendre de grandes précautions<B>à</B> cause des risques d'explosion et de sa grande inflammabilité.
L'invention a pour but de fournir un pro cédé pour l'obtention d'hécogénine purifiée,<B>à</B> partir d'un concentra impur contenant de l'hécogénine, notamment d'un précipité obtenu par hydrolyse des glucosides d!hécogénine na turels.
Grâce<B>à</B> ce procédé, l'hécogénine peut être extraite d'hécogénine impure telle que le concentrat brut cité ci-dessus, beaucoup plus rapidement et avec une plus grande sécurité et facilité que ce n'est le cas avec l'éther isopro- pylique, tout en la libérant efficacement des impuretés insolubles dans l'eau, colorées et autres.
L'emploi des alcools aliphatiques inférieurs proposés ici comme solvants pour l'extraction paraissait contre-indiqué du fait que ces al cools tirent du concentra d'hécogénine inso luble dans l'eau une quantité relativement grande d'impuretés colorées. On a cependant constaté qu'en opérant d'après le procédé nou veau selon la présente invention, ces alcools, qui sont d'un emploi relativement sans danger, peuvent être utilisés comme solvants d'extrac tion avec des résultats améliorés, comparés<B>à</B> ceux obtenus avec l'éther isopropylique.
Selon la présente invention, un concentrat insoluble dans l'eau contenant de l'hécogénine est soumis<B>à</B> une extraction avec de l'alcool méthylique ou éthylique, ou un- alcool propy- lique ou butylique, l'extrait obtenu étant alors chauffé avec un alcali caustique pendant un temps suffisant pour produire la digestion des impuretés colorées contenues dans l'extrait al coolique et l'hécogénine en étant retirée par précipitation avec de l'eau.
Lorsque l'extraction par l'alcool est ter minée, l'extrait est de préférence concentré<B>à</B> un volume relativement petit avant<B>d'y</B> ajouter l'alcali caustique. Le traitement avec l'alcali caustique a pour effet de digérer la plupart des impuretés colorées insolubles dans l'eau qui ont été extraites par l'alcool et de les rendre so lubles dans l'eau, de telle sorte que, quand l'ex- trait est dilué avec de l'eau, les impuretés sont retenues en solution tandis que l'hécogénine précipite.
Par exemple, un concentre d'hécogénine obtenu par le procédé décrit dans l'exposé d'in vention suisse<B>NI,</B> 314003 est extrait de façon continue avec de l'alcool méthylique ou éthy lique chaud dans un appareil pour percolation <B>à</B> grande échelle, pendant<B>96</B> heures pour une extraction complète, tandis qu'il faut environ 14 jours pour traiter une quantité semblable de matière avec l'éther isopropylique. L'extrait est alors concentré par distillation de l'alcool jusqu'à ce que la concentration en substance totale extraite soit de<B>10 à 35</B> % de l'extrait total.<B>A</B> ce moment, on ajoute<B>à</B> l'extrait al coolique de la potasse caustique ou de la soude caustique (de préférence sous forme d'une so lution concentrée)
de façon<B>à</B> former une solu tion<B>à</B> 4-20<B>0/0</B> d'alcali et en s'arrangeant pour que ce dernier soit présent dans la proportion d'approximativement <B>1/5-1/2</B> partie pour<B>1</B> par tie des substances extraites. La solution alcaline est alors chauffée<B>à</B> l'ébullition avec reflux pendant<B>1-3</B> heures.
La liqueur alcoolique alcaline est alors di luée avec un volume d'eau égal, tout en agi tant, chauffée<B>à</B> l'ébullition, maintenue<B>à</B> l'ébul lition pendant 2<B>à 5</B> minutes, puis filtrée chaude. L'addition de l'eau précipite l'héco- génine de la solution sous une forme relative ment pure, et le précipité est lavé<B>à</B> fond sur un filtre avec de l'eau chaude jusqu'à ce qu'il soit débarrassé d'alcali résiduaire.
L'hécogénine ainsi obtenue peut encore être purifiée en la convertissant en son acétate et en faisant recristalliser l'acétate dans du pétrole <B>à</B> haut point d'ébullition, comme cela est<B>déjà</B> décrit dans l'exposé susmentionné.
Au lieu de simplement diluer la liqueur alcoolique alcaline concentrée avec de l'eau pour précipiter l'hécogénine, il peut être préférable, dans certains cas, d'employer la distillation<B>à</B> la vapeur pour enlever l'alcool et le remplacer par de l'eau, cette manière d'opérer donnant un produit final de bonne structure cristalline.
Avant de faire l'extraction par l'alcool, on peut mêler au concentrat d'hécogénine un ad sorbant, tel que le charbon activé, pour dimi nuer la quantité de matière colorante qui se dissout.<B>Il</B> peut aussi être indiqué d'employer du charbon pour enlever les derniers restes de matières colorées<B>de</B> la solution d'acétate dans le pétrole lors d'une purification finale de l'hé- cogénine par cristallisation de son acétate.
Le procédé peut être exécuté avec un égal succès pour des essais sur une petite échelle. Un exemple en est donné ci-après.
On soumet<B>à</B> l'extraction<B>50 g</B> de concen- trat en poudre dans un appareil soxhlet ou d'un autre type<B>à</B> extraction continue de solide par liquide, avec de l'alcool méthylique ou éthylique, pendant 24 heures, avec une vitesse minimum d'ébullition de, par exemple,<B>6</B> cycles par heure. L'extrait est alors concentré<B>à</B> en viron<B>150</B> ce. On dissout<B>de</B> l'hydroxyde de po tassium<B>(7,5 g)</B> dans de l'eau<B>(7,5</B> cc) et ajoute de l'alcool méthylique ou éthylique<B>(15</B> cc). Cette solution est alors ajoutée<B>à</B> l'extrait con centré, et le tout est chauffé avec reflux pen dant<B>1</B> heure. On enlève alors du produit pas moins des deux tiers de l'alcool par distilla tion<B>à</B> la vapeur.
Lorsqu'on emploie de l'al cool éthylique, la distillation<B>à</B> la vapeur peut être commodément poussée jusqu'à formation prononcée d'écume; en revanche, avec l'alcool méthylique, la formation d'écume peut avoir lieu trop tôt, ce qui nécessite l'addition d'alcool octylique ou d'un autre agent antimousse. L'hécogénine brute en cristaux est alors re cueillie, lavée<B>à</B> fond avec de l'eau chaude, séchée et pesée<B>,</B> le rendement est d'environ <B><I>5-15 g</I></B> avec un concentra satisfaisant. Si né cessaire, on purifie le produit de la façon ordinaire en le convertissant en acétate.
L'alcool aliphatique inférieur employé se lon la présente invention pour extraire l'héco- génine du concentrat, peut contenir une cer taine proportion d'eau. On a constaté que l'al cool aqueux est en général plus sélectif comme solvant pour<B>le</B> but présent que l'alcool pur, quoique le temps d'extraction puisse être quelque peu plus long lorsque de l'alcool aqueux est employé.
Dans un exemple où l'on a employé un alcool aqueux, on a traité dans un appareil d'ex traction continue<B>à</B> grande échelle 462<B>kg</B> d'un concentrat brut d'hécogénine avec 4100<B>1</B> d!al- cool éthylique chaud<B>à 95</B> %, pendant<B>106</B> heures, après lesquelles un essai au laboratoire a montré que l'extraction était complète. L'ex trait alcoolique a alors été concentré<B>à</B> un vo lume de<B>683 1,</B> par distillation. On a ajouté <B>68 kg</B> d'hydroxyde de potassium en agitant jusqu'à dissolution complète et on a chauffé la solution alcaline avec reflux pendant<B>3</B> heures.
Plus de la moitié de l'alcool restant a été récupérée par distillation<B>à</B> la vapeur avant que la formation d'écume ne devienne genante et que la distillation ne doive être arrêtée. On a alors précipité l'hécogénine de la solution alcoolique comme précédemment par addition d'eau. L'hécogénine a été recueillie par filtra tion avec un filtre-presse, lavée et pesée. On a obtenu<B>70 kg.</B> L'hécogénine a été encore pu rifiée par formation d'acétate et cristallisation.
Process for obtaining hecogenin The present invention relates <B> to </B> a process for obtaining hecogenin <B> to '</B> by drawing a water-insoluble concentrate containing water. 'hecogenin.
Hecogenin, a naturally occurring steroid used as a starting material for the preparation of cortisone and related sterolides, is found in plants of the genus agave and related genera, and in particular in sisal plants, and it is of these. last that it is most practically obtained because it is cultivated <B> at </B> the scale of the plantations.
In these plants, hecogenin, is found in the form of glucosides, which are soluble in water, while the hecogenin itself is substantially insoluble in water.
Various methods have <B> already </B> been invented to extract hecogenin from plant juices by hydrolysis of glucosides, which produces precipitation of hecogenin mixed with colored impurities of a persistent nature.
For example, it is described in the Swiss disclosure No. 314003 a process for preparing a concentrate containing a sapogenin, in particular hecogenin in which the <B> </B> is expressed. juice of a plant material containing glucosides of this sapogenin, this juice is left to ferment and the sludge resulting from this fermentation is collected. On fermentation of the juice, the glucosides break down and the hecogenin precipitates with other insoluble products of fermentation.
For obtaining hecogenin <B> from </B> from the concentrate described in disclosure of the invention No. 314003, as it is also described in this disclosure, the first operation consists in the extraction of hecogenin by means of a liquid solvent.
As solvent, isopropyl ether has been proposed in particular, since this is the most selective solvent for hecogenin. The solution resulting from the extraction of the concentrate with isopropyl ether contains relatively low impurities, which give the concentrate a green color, and by concentration and cooling an almost quantitative yield of hecogenin in crystals is easily obtained.
However, when working with large amounts of hecogenin concentrate, the time required for complete extraction of the hecogenin from the concentrate using isopropyl ether is very long. In addition, isopropyl ether is a solvent with which great care must be taken <B> to </B> because of the risk of explosion and its high flammability.
The object of the invention is to provide a process for obtaining purified hecogenin, <B> to </B> from an impure concentrate containing hecogenin, in particular from a precipitate obtained by hydrolysis of glucosides. natural hecogenin.
By <B> to </B> this process, hecogenin can be extracted from impure hecogenin such as the crude concentrate cited above, much faster and with greater safety and ease than is the case with isopropyl ether, while effectively releasing it from water-insoluble, colored and other impurities.
The use of the lower aliphatic alcohols proposed herein as solvents for the extraction appeared to be contraindicated since these alcohols extract from the water-insoluble hecogenin concentrate a relatively large amount of colored impurities. It has, however, been found that by operating according to the new process according to the present invention, these alcohols, which are relatively safe to use, can be used as extraction solvents with improved results, compared to <B > to </B> those obtained with isopropyl ether.
According to the present invention, a water insoluble concentrate containing hecogenin is subjected to extraction with methyl or ethyl alcohol, or propyl or butyl alcohol, the extract obtained then being heated with caustic alkali for a time sufficient to produce digestion of the colored impurities contained in the alcoholic extract and the hecogenin by being removed by precipitation with water.
When the alcohol extraction is complete, the extract is preferably concentrated <B> to </B> a relatively small volume before <B> </B> adding the caustic alkali thereto. Treatment with caustic alkali has the effect of digesting most of the water-insoluble colored impurities which have been extracted by alcohol and making them soluble in water, so that when the ex - line is diluted with water, the impurities are retained in solution while the hecogenin precipitates.
For example, a hecogenin concentrate obtained by the process described in the Swiss disclosure <B> NI, </B> 314003 is continuously extracted with hot methyl or ethyl alcohol in an apparatus. for <B> large </B> percolation, for <B> 96 </B> hours for complete extraction, while it takes about 14 days to treat a similar amount of material with isopropyl ether. The extract is then concentrated by distillation of the alcohol until the total substance concentration extracted is <B> 10 to 35 </B>% of the total extract. <B> A </B> At this point, add <B> to </B> the alcoholic extract of caustic potash or caustic soda (preferably in the form of a concentrated solution)
so <B> to </B> form a <B> to </B> 4-20 <B> 0/0 </B> solution of alkali and by arranging for the latter to be present in the proportion of approximately <B> 1 / 5-1 / 2 </B> part to <B> 1 </B> part of the substances extracted. The alkaline solution is then heated <B> to </B> boiling with reflux for <B> 1-3 </B> hours.
The alkaline alcoholic liquor is then diluted with an equal volume of water, while stirring, heated <B> to </B> boiling, maintained <B> at </B> boiling for 2 < B> at 5 </B> minutes, then filtered hot. The addition of water precipitates the hecogenin from solution in a relatively pure form, and the precipitate is washed <B> to </B> thoroughly on a filter with hot water until that it is free of residual alkali.
The hecogenin thus obtained can be further purified by converting it to its acetate and by recrystallizing the acetate from high boiling petroleum <B> </B>, as is <B> already </B>. described in the aforementioned disclosure.
Instead of simply diluting the concentrated alkaline alcoholic liquor with water to precipitate the hecogenin, it may be preferable in some cases to employ steam distillation to remove the alcohol. and replace it with water, this procedure giving a final product of good crystalline structure.
Before performing the alcohol extraction, an adsorbent such as activated charcoal, such as activated charcoal, can be mixed with the hecogenin concentrate to reduce the amount of coloring matter that dissolves. <B> It </B> can It is also advisable to use charcoal to remove the last remains of colored material <B> from </B> the acetate solution in petroleum during a final purification of the cogenin by crystallization of its acetate.
The method can be performed with equal success for small scale trials. An example is given below.
<B> to </B> the extraction <B> 50 g </B> of powdered concentrate in a soxhlet apparatus or of another type <B> to </B> continuous extraction of solid by liquid, with methyl or ethyl alcohol, for 24 hours, with a minimum boiling rate of, for example, <B> 6 </B> cycles per hour. The extract is then concentrated <B> to </B> in about <B> 150 </B> cc. <B> </B> potassium hydroxide <B> (7.5 g) </B> is dissolved in <B> (7.5 </B> cc) water and added methyl or ethyl alcohol <B> (15 </B> cc). This solution is then added <B> to </B> the concentrated extract, and the whole is heated with reflux for <B> 1 </B> hour. Not less than two-thirds of the alcohol is then removed from the product by steam distillation.
When ethyl alcohol is used, the steam distillation can be conveniently extended to a pronounced foam formation; on the other hand, with methyl alcohol, foaming can occur too early, requiring the addition of octyl alcohol or other defoamer. Crude hecogenin in crystals is then collected, washed <B> to </B> thoroughly with hot water, dried and weighed <B>, </B> the yield is approximately <B> <I > 5-15 g </I> </B> with a satisfactory concentration. If necessary, the product is purified in the usual manner by converting it to acetate.
The lower aliphatic alcohol employed in the present invention to extract the hecogenin from the concentrate may contain some proportion of water. It has been found that aqueous alcohol is in general more selective as a solvent for the present purpose than pure alcohol, although the extraction time may be somewhat longer when alcohol is used. aqueous is used.
In an example where an aqueous alcohol was used, in a large scale continuous <B> </B> extraction apparatus 462 <B> kg </B> of a crude concentrate of hecogenin with 4100 <B> 1 </B> hot <B> 95 </B>% ethyl alcohol, for <B> 106 </B> hours, after which a laboratory test showed that the extraction was complete. The alcoholic extract was then concentrated <B> to </B> a volume of <B> 683 1, </B> by distillation. <B> 68 kg </B> of potassium hydroxide was added with stirring until complete dissolution and the alkaline solution was heated with reflux for <B> 3 </B> hours.
More than half of the remaining alcohol was recovered by steam distillation before the foaming became troublesome and the distillation had to be stopped. The hecogenin was then precipitated from the alcoholic solution as before by adding water. The hecogenin was collected by filtration with a filter press, washed and weighed. <B> 70 kg was obtained. </B> The hecogenin was further purified by acetate formation and crystallization.