Verfahren zur Herstellung eines antipeptisch wirksamen Heilmittels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines antipeptisch wirksamen Heilmittels.
Es ist bereits bekannt, dass man antipeptisch wirksame Amylosedischwefelsäureester durch Sulfonierung von Amylose mit Chlorsulfonsäure oder mit einem andern geeigneten Sulfonierungsmittel, in Gegenwart von Pyridin, und durch Umfällen des entstandenen Produktes nach dessen Überführen in ein entsprechendes Salz, z. B. ein Alkalimetallsalz, aus einer wässrigen Lösung, durch Zusatz von einem organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, z. B. einem niedermolekularen aliphatischen Alkohol oder Keton, wie Äthanol oder Aceton, herstellen kann.
Mit Rücksicht auf ihre hohe blutgerinnungshemmende Wirksamkeit, wenn sie in die Blutbahn gelangen, gehören sulfonierte Polysaccharide in die Gruppe sogenannter Heparionoide, das heisst solcher Substanzen, welche dem Heparin, einem aus Tierorganen isolierten Polysaccharid, welches als Arzneimittel Anwendung findet, chemisch nahe verwandt sind.
Bei der Behandlung von Magen- und Duodenalgeschwüren wird die blutgerinnungshemmende Aktivität sulfonierter Polysaccharide als unerwünschte Nebenwirkung betrachtet, denn dieselben könnten, besonders bei Verabreichung von höheren und wiederholten Gaben, Hämorrhagien im Magen-Darmkanal verursachen. Es ist also zweckmässig, diese Gefahr auf ein solches Minimum herabzusetzen, damit das Arzneimittel, auch in Extremfällen, vollkommene Sicherheit gewährleisten könnte.
In Tierversuchen hat es sich gezeigt, dass hohe Gaben sulfonierter Amylose und auch anderer Polysaccharidpolyschwefelsäureester manchmal zu Hämorrhagien, besonders im Darm, führen können, wenn auch bei Verabreichung normaler Gaben solche Fälle nur selten vorkommen.
Nähere Forschung hat ergeben, dass diese unerwünschten Begleiterscheinungen durch Gegenwart von niedermolekularen Fraktionen teilweise abgebauter Polysaccharide hervorgerufen werden. Solche Fraktionen kommen manchmal in der Amylose und auch in andern, teilweise abgebauten Stärkearten und ähnlichen vor, wenn auch das durchschnittliche Molekulargewicht, z. B. viskosimetrisch ermittelt, genügend hohen Wert aufweist.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung eines antipeptisch wirksamen Heilmittels durch Sulfonierung von Stärke. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine, von niedermolekularen Fraktionen durch Erwärmen in einer wässrigen, Elektrolyt enthaltenden Lösung mit einem pH-Wert von etwa 8 und Ausfällen aus dieser Lösung mit einem organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, wie z. B. mit einem niederen aliphatischen Alkohol oder Keton und vorzugsweise Methanol, befreite Stärke mit einer Viskositätszahl von wenigstens 0,3 und vorzugsweise von wenigstens 0,6, z. B. in bekannter Weise, in Gegenwart einer organischen Base, wie Pyridin, bis zur Erreichung eines Schwefelgehaltes von 16-190/U im Endprodukt sulfoniert und den entstandenen Diester isoliert.
Zur Isolierung des Reaktionsproduktes wird vorzugsweise das in der tschechoslovakischen Patentschrift Nr. 88 330 beschriebene Verfahren angewendet.
Als Ausgangsmaterial ist z. B. Maisstärke geeignet. Diese Stärkeart weist einen hohen Amylosegehalt und einen niedrigen Gehalt von niedermole kularen Fraktionen auf. Die Viskositätsbestimmung erfolgte nach der Höpplerschen Methode bei einer Temperatur von 200 C.
Die als Ausgangsmaterial zur Sulfonierung verwendete Stärke muss eine Viskositätszahl von wenigstens 0,3 und vorzugsweise von wenigstens 0,6 aufweisen, das heisst ein mittleres Molekulargewicht von über 60000 besitzen. Die Viskositätsmessung wurde im Vergleich mit Polysaccharid-Standards bei 20 C nach der Methode von Höppler durchgeführt. Die angegebenen Viskositätswerte bringen zum Ausdruck, dass die hier zur Sulfonierung verwendete Stärke ein wenigstens zehnmal höheres Molekulargewicht aufweist als die von Bergström verwendete Stärkeart (Z. physiol. Chem.; 238, 163, 1936).
Zur pharmakologischen Bewertung an Versuchstieren (Mäuse, Ratten, Hunde) wurden zwei Typen von Stärkepolys accharid-Dischwefelsäureester mit verschiedenen Molekulargewichten verwendet. In erster Linie bezweckten diese Versuche die Feststellung, inwiefern die antiulcerose Wirksamkeit durch den Polymerisationsgrad des untersuchten Esters beeinflusst wird. In zweiter Linie wurden dabei alle Nebenwirkungen beider Stoffarten, welche als wichtiges Kriterium zur Bestimmung der Toleranz und der klinischen Dosierung dienten, ermittelt. Als vorteilhaftester und empfindlichster Versuchstiertypus erwiesen sich Hunde (60 Versuchstiere). Neben allgemeiner Toleranz, Hämorrhagien im Magen-Darmkanal und in parenchymatösen Organen wurde auch die Blutgerinnung kontrolliert.
In chronischen Versuchen wurden folgende Substanzen verabreicht:
1. Polys accharid-Dischwefelsäureester, teilweise depolymerisierter Stärke, Viskositätszahl (rl) 0 30
Schwefelgehalt 17, 29 /9, (a) 2D = + 1000, hergestellt durch Sulfonierung von Stärkepoly sacchariden mit einer Viskositätszahl (t7) = 0,14 und mit einem durchschnittlichen Molekular gewicht unter 30000.
2. Polysaccharid-Dischwefelsäureester nicht depolymerisierter Stärke, Viskositätszahl (7X) = 3,40,
Schwefelgehalt 18,64 0/o, (a) 2D0 = + 102 , hergestellt durch Sulfonierung von Stärkepoly sacchariden mit einer Viskositätszahl (r) = 0,60 und mit einem durchschnittlichen Molekular gewicht über 60 000.
Durch Verabreichung klinischer Gaben des Polysaccharid-Dischwefelsäureesters mit niedrigem Molekulargewicht wurden bei den Versuchstieren Hämorrhagien im Magen-Darmkanal und in parenchymatösen Organen verursacht und sogar Darmblutungen beobachtet. Die Blutgerinnung wurde ähnlich wie nach Applikation von blutgerinnungshemmenden Mitteln beeinflusst. Aus diesen Gründen zeigte sich dieses Produkt zu therapeutischen Zwecken als nicht geeignet.
Nach Verabreichung des Polysaccharid-Dischwefelsäureesters mit hohem Molekulargewicht wurden keine der oben erwähnten ungünstigen Nebenwirkungen beobachtet. Das Präparat wurde in denselben und auch ein um ein Vielfaches höheren Gaben ohne Komplikation vertragen. In klinischen Prüfungen wurden diese Ergebnisse bestätigt.
Der eigentliche antiulcerose Effekt, welcher auf Magenpepsinhemmung beruht, hängt wahrscheinlich beträchtlich von dem Schwefelgehalt des Präparates ab.
Zu Vergleichsversuchen wurden unter geeigneten Sulfonierungsbedingungen die oben erwähnten Polysaccharid-Monoschwefelsäureester hergestellt. Ihre antipeptische Aktivität wurde bestimmt und mit der von Polysaccharid-Dischwefelsäureester verglichen.
Bei den letzteren wird der höchste Sulfonationsgrad, das ist der höchste Schwefelgehalt, erreicht.
Wenn Polysaccharid-Monoschwefelsäureester und -Dischwefelsäureester in gleichen Gaben verabreicht werden, hemmen die ersteren die Pepsinprotheaseaktivität um 6O700/o weniger. Aus diesem Grund sind Amylose-Monoschwefelsäureester mit niedrigerem Schwefelgehalt, infolge ihrer wesentlich niedrigeren Wirksamkeit, zur Therapie der Ulcuskrankheit nicht geeignet.
Zur Feststellung der antipeptischen Aktivität und der damit eng zusammenhängenden therapeutischen Anwendbarkeit bei der Ulcuskrankheit wurden 34 verschiedene, nicht nur Polysaccharid-, sondern auch Heterosid-, Mucoproteid- und Protein-Polyschwefelsäureester hergestellt und untersucht. Unter allen untersuchten Substanzen wies der Polysaccharid-Dischwefelsäureester aus nicht depolymerisierter Stärke die höchste antipeptische Aktivität auf.
Beispiel
5 kg Maisstärke werden in einer Lösung aus
1 kg NaCl in 1001 destilliertem Wasser suspendiert.
Mit Hilfe einer 4oehigen NaOH-Lösung stellt man den pH-Wert auf 8 ein und erwärmt dann diese Mischung 2 Stunden am Wasserbad auf 80-85 C.
Dann kühlt man auf 300 C ab und fällt die hoch molekulare Polysaccharidfraktion durch Zugabe von Methanol aus. Nach Stehen über Nacht trennt man den klaren flüssigen Anteil ab, wäscht den zurückbleibenden Niederschlag mit wasserfreiem Methanol nach und trocknet. Man gewinnt 4 kg einer hochmolekularen Polysaccharidfraktion mit einer Viskosität (S1) = 0,60.
4 kg der auf diese Weise gewonnenen hochmolekularen Stärke-Polysaccharidfraktion sulfoniert man in einer Mischung von 48 1 Pyridin und 12 1 Chlorsulfonsäure bis zur Lösung der Substanz, was etwa 30 Minuten dauert. Dann giesst man die Reaktionsmischung in 60 1 kaltes Wasser. Die entstandene klare Lösung versetzt man mit dreifachem Volumen (360 1) Methanol. Dabei scheidet sich das Pyridinsalz des Polysaccharid-Dischwefelsäureesters ab. Man erwärmt die Mischung auf 50-550 C, trennt den Niederschlag ab, suspendiert ihn von neuem in 60 1 Methanol bei 50-550 C, trennt ihn ab und bringt ihn in 100 1 Wasser zur Lösung. In dieser Lösung überführt man das Reaktionsprodukt mit Hilfe einer konzentrierten Alkalilauge in ein Alkalimetallsalz, vorzugsweise Natriumsalz, und entfärbt es z. B. mit Aktivkohle.
Nach Filtration wird das Produkt durch Zugabe des doppelten Volumens Methanol als Niederschlag erhalten. Nach Absaugen wäscht man das Polysaccharid-Dischwefelsäureester- Natriumsalz mit Äthanol und Ather nach und trocknet es.
Ausbeute: 8 kg trockener Substanz.
Schwefelgehalt 1X,60/o.
Viskositätszahl (U) = 3,4.
(a) 2D0 = ¯ 1200.
Process for the manufacture of an antipeptic medicinal product
The invention relates to a method for the production of an antipeptically active therapeutic agent.
It is already known that antipeptically effective amylose disulfuric acid ester can be obtained by sulfonating amylose with chlorosulfonic acid or with another suitable sulfonating agent, in the presence of pyridine, and by reprecipitating the resulting product after converting it into a corresponding salt, e.g. B. an alkali metal salt, from an aqueous solution, by the addition of an organic, water-miscible solvent, e.g. B. a low molecular weight aliphatic alcohol or ketone such as ethanol or acetone can produce.
In view of their high anti-coagulant effectiveness when they get into the bloodstream, sulfonated polysaccharides belong to the group of so-called heparionoids, i.e. substances that are chemically closely related to heparin, a polysaccharide isolated from animal organs, which is used as a medicinal product.
In the treatment of gastric and duodenal ulcers, the anticoagulant activity of sulfonated polysaccharides is considered to be an undesirable side effect because they could cause gastrointestinal haemorrhages, especially when given in high and repeated doses. It is therefore advisable to reduce this risk to such a minimum so that the drug can guarantee complete safety, even in extreme cases.
Animal experiments have shown that high doses of sulfonated amylose and other polysaccharide polysulphuric acid esters can sometimes lead to haemorrhages, especially in the intestine, even though such cases rarely occur when normal doses are administered.
More detailed research has shown that these undesirable side effects are caused by the presence of low molecular weight fractions of partially degraded polysaccharides. Such fractions sometimes occur in the amylose and also in other, partially degraded types of starch and the like, although the average molecular weight, e.g. B. determined viscometrically, has a sufficiently high value.
The invention now relates to a process for the preparation of an antipeptic medicinal product by sulphonating starch. This process is characterized in that one, of low molecular weight fractions by heating in an aqueous, electrolyte-containing solution with a pH of about 8 and precipitation from this solution with an organic, water-miscible solvent, such as. B. with a lower aliphatic alcohol or ketone and preferably methanol, liberated starch having a viscosity number of at least 0.3 and preferably of at least 0.6, e.g. B. in a known manner, in the presence of an organic base such as pyridine, until a sulfur content of 16-190 / U is reached in the end product and the resulting diester is isolated.
The method described in Czechoslovak patent specification No. 88,330 is preferably used to isolate the reaction product.
As a starting material, for. B. corn starch suitable. This type of starch has a high amylose content and a low content of low molecular weight fractions. The viscosity was determined using the Höppler's method at a temperature of 200 C.
The starch used as the starting material for sulfonation must have a viscosity number of at least 0.3 and preferably of at least 0.6, that is to say it must have an average molecular weight of over 60,000. The viscosity measurement was carried out in comparison with polysaccharide standards at 20 C using the Höppler method. The viscosity values given express that the starch used here for sulfonation has a molecular weight at least ten times higher than the type of starch used by Bergström (Z. physiol. Chem .; 238, 163, 1936).
For the pharmacological evaluation on test animals (mice, rats, dogs), two types of starch polysaccharide disulfuric acid ester with different molecular weights were used. The primary purpose of these experiments was to determine to what extent the antiulcerosis effectiveness is influenced by the degree of polymerisation of the ester examined. Secondly, all side effects of both types of substance, which served as an important criterion for determining tolerance and clinical dosage, were determined. Dogs (60 test animals) turned out to be the most advantageous and sensitive test animal type. In addition to general tolerance, hemorrhages in the gastrointestinal tract and parenchymal organs, blood coagulation was also checked.
The following substances were administered in chronic experiments:
1. Polysaccharide disulfuric acid ester, partially depolymerized starch, viscosity number (rl) 0 30
Sulfur content 17, 29/9, (a) 2D = + 1000, produced by sulfonation of starch poly saccharides with a viscosity number (t7) = 0.14 and with an average molecular weight below 30,000.
2. Polysaccharide disulfuric acid ester not depolymerized starch, viscosity number (7X) = 3.40,
Sulfur content 18.64 0 / o, (a) 2D0 = + 102, produced by sulfonation of starch polysaccharides with a viscosity number (r) = 0.60 and with an average molecular weight over 60,000.
The administration of clinical doses of the polysaccharide disulfuric acid ester of low molecular weight caused hemorrhages in the gastrointestinal tract and parenchymal organs in the test animals and even intestinal bleeding was observed. Blood coagulation was affected in a manner similar to that after the application of anti-coagulants. For these reasons, this product has not been shown to be suitable for therapeutic purposes.
After the administration of the high molecular weight polysaccharide disulfuric acid ester, none of the above-mentioned adverse side effects were observed. The preparation was tolerated without complication in the same and many times higher doses. These results have been confirmed in clinical trials.
The actual antiulcerose effect, which is based on gastric pepsin inhibition, probably depends considerably on the sulfur content of the preparation.
For comparison tests, the above-mentioned polysaccharide monosulfuric acid esters were prepared under suitable sulfonation conditions. Its antipeptic activity was determined and compared with that of polysaccharide disulfuric acid ester.
The latter has the highest degree of sulfonation, that is, the highest sulfur content.
When polysaccharide monosulfuric acid ester and polysaccharide disulfuric acid ester are administered in equal doses, the former inhibit pepsin prothease activity by 6O700 / o less. For this reason, amylose monosulfuric acid esters with a lower sulfur content are not suitable for the treatment of ulcer disease due to their significantly lower effectiveness.
To determine the antipeptic activity and the closely related therapeutic applicability in ulcer disease, 34 different, not only polysaccharide, but also heteroside, mucoprotein and protein polysulfuric acid esters were produced and examined. Of all the substances investigated, the polysaccharide disulfuric acid ester from starch which was not depolymerized had the highest antipeptic activity.
example
5 kg of corn starch are made in a solution
1 kg of NaCl suspended in 100 liters of distilled water.
With the help of a 4% NaOH solution, the pH is adjusted to 8 and this mixture is then heated to 80-85 ° C. for 2 hours on a water bath.
It is then cooled to 300 ° C. and the high molecular weight polysaccharide fraction is precipitated by adding methanol. After standing overnight, the clear liquid portion is separated off, the remaining precipitate is washed with anhydrous methanol and dried. 4 kg of a high molecular weight polysaccharide fraction with a viscosity (S1) = 0.60 are obtained.
4 kg of the high molecular weight starch polysaccharide fraction obtained in this way are sulfonated in a mixture of 48 l of pyridine and 12 l of chlorosulfonic acid until the substance dissolves, which takes about 30 minutes. The reaction mixture is then poured into 60 l of cold water. The resulting clear solution is mixed with three times the volume (360 l) of methanol. The pyridine salt of the polysaccharide disulfuric acid ester separates out. The mixture is heated to 50-550 ° C., the precipitate is separated off, suspended again in 60 l of methanol at 50-550 ° C., separated off and brought to a solution in 100 l of water. In this solution, the reaction product is converted into an alkali metal salt, preferably sodium salt, using a concentrated alkali lye, and it is decolorized e.g. B. with activated carbon.
After filtration, the product is obtained as a precipitate by adding twice the volume of methanol. After suctioning off, the polysaccharide disulfuric acid ester sodium salt is washed with ethanol and ether and dried.
Yield: 8 kg of dry substance.
Sulfur content 1X, 60 / o.
Viscosity number (U) = 3.4.
(a) 2D0 = ¯ 1200.