Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung des Glykofrangulinkomplexes aus pflanzlichen Rohstoffen und die Anwendung dieses Verfahrens zur Abtrennung des Glykofrangulinkomplexes.
Die getrocknete Rinde des Faulbaumes (Rhamnus frangula L) ist ein schon längst bekanntes mildes Laxiermittel.
Es wird als eine Komponente von Teegemischen verwendet, aber auch das aus ihm hergestellte galenische Extrakt ist als offizielles Arzneimittel in den meisten Arzneibüchern aufgenommen. Seine Anwendung wird jedoch durch mehrere Faktoren begrenzt. Infolge der Begleitstoffe besitzt das Präparat einen ekligen Geschmack, eine emetische Wirkung. Die nicht vorschriftsmässig getrocknete reifen gelassene Droge kann unangenehme Nebensymptome, Krämpfe hervorrufen; es mag eben vorkommen, dass die Droge weniger Wirkstoff als üblich enthält, und so die erwartete Wirkung ausfällt. Die aus der Droge bereiteten gereinigten und angereicherten Extrakte haben die an ihnen angeknüpften Hoffnungen auch nicht erfüllt. Infolge der mangelhaften Kenntnis der chemischen Eigenschaften der Wirkstoffe ist die Anreicherung mit dem Abbau eines bedeutenden Teiles der Wirkstoffe verbunden.
Zur genauen Bestimmung des Wirkungswertes sind jedoch kostspielige Tierversuche benötigt, weil bisher keine solche chemische Analysenmethoden bekannt sind, aus deren Ergebnisse man eben annähernde Folgerungen angesichts des pharmakologischen Wirkungswertes der Droge oder des Extraktes ziehen könnte.
Von den zur Isolierung der Wirkstoffe der Rinde in reinem Zustand durchgeführten Arbeiten können nur sehr wenige als erfolgreich bezeichnet werden. Die in reinem kristallinischen Zustand isolierten Verbindungen haben praktisch keine therapeutische Wirkung. Die therapeutisch wertvollen primären Glykoside konnten bisher nur in einer amorphen, verunreinigten Form isoliert werden.
Die Isolierung der Wirkstoffe wird dadurch erschwert, dass in der Pflanze Anthron-, Dianthron- und Anthrachinon Glykoside nebeneinander anwesend sind, die einerseits strukturell einander nahe stehen, andererseits aber gegen hydrolytische und oxydative Einflüsse empfindlich sind.
Nach den neuesten Forschungen kann eben der angesichts der Wirkung und Gehaltsverhältnis gleicherweise wich- tigste Wirkstoff des Arzneimittels: das Glykofrangulin (das mit Glucose und Rhamnose gebildete O-Glykosidderivat des als Emodim bezeichneten 3-Methyl-1 ,6,8-trihydroxyanthro- [9,10]-chinons) nicht als eine einheitliche Verbindung betrachtet werden, indem die an dem als Aglykon funktionierenden Emodin angeknüpften Glucose- und Rhamnosmoleküle unterschiedliche Stellungen und sterische Lagen haben können.
Die verschiedenen Modifikationen des Glykofrangulins bezeichnet man mit den Buchstaben des Alphabets. Sie verfügen über die selbe laxative Wirkung, und ihr chemisches Benehmen ist auch einander sehr ähnlich; sie können voneinander hauptsächlich durch enzymatische Methoden unterscheidet werden,
Die Glykofranguline sind in Wasser gut löslich, jedoch in den meisten organischen Lösungsmitteln mit Siedepunkt unter 100-1200C kalt entweder ganz unlöslich (wie z.B. in aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, in chlorierten Lösungsmitteln, in Äthern und Ketonen) oder nur in Mengen unter 1% löslich (wie in Alkoholen, Estern und Pyridin).
Bei den bisher bekannten Verfahren verwendet man zur Extraktion der Wirkstoffe teils Wasser oder wasserhaltige Lösungsmittel, teils heisse Alkohole, hauptsächlich Methanol.
Ein grundlegender Nachteil beider Verfahren besteht darin, dass ein bedeutender Teil des in der Droge anwesenden Wirkstoffes schon im ersten Schritt der Verarbeitung abgebaut wird, und zu gleicher Zeit das Extrakt mit solchen Abbauprodukten verunreinigt wird, deren Beseitigung auf eine wirt- schaftliche Weise äusserst schwer ist. Bei einem wässerigen Auszug wird der Abbau der Wirkstoffe durch die in der Droge anwesenden Enzyme, während bei Anwendung von heissen Lösungsmitteln durch den Wärmeeffekt verursacht.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist durch Beseitigung der Nachteile der bekannten Methoden die Entwicklung eines Verfahrens, das die auch im industriellen Mass durchführbare Herstellung des wichtigsten und angesichts der Wirkungslehre homogenen Komplexes der Droge: der Glykofranguline ermöglicht.
Es wurde bei unseren Untersuchungen beobachtet, dass bestimmte Gemische gewisser Lösungsmittel fähig sind, die Glykofranguline auch in kaltem Zustande und in Abwesenheit von Wasser überraschend gut zu lösen, während sie gegen die in Wasser und in heissen Alkoholen gleichfalls gut löslichen Begleitstoffe Dianthron-Typs eine unerwartete Selektivität aufweisen. Die Glykofranguline sind in gewissen Gemischen von solchen Lösungsmitteln vorzüglich löslich, deren eine Komponente aus einem Alkohol mit 1-3 Kohlenstoffatomen, während die andere Komponente aus aliphatischen oder cyklischen Oxo- und/oder Oxidoverbindungen mit 3-6 Kohlenstoffatomen besteht. Unter den Alkoholen solchen Typs ragt durch seine leichte Zugänglichkeit und Billigkeit das Methanol, unter den Oxo- bzw. Oxidoverbindungen das Azeton hervor.
Zur Extraktion der Droge ist sinngemäss die Verwendung dieser Lösungsmittel die vorteilhafteste.
Die unter Anwendung von Lösungsmittelgemischen solchen Typs erhaltenen Drogenextrakte enthalten jedoch unerwünschte Verunreinigungen. Bei unseren weiteren Untersuchungen wurde erfahren, dass bei dem in Gegenwart von aktivem Polyamidpulver durchgeführten Einengen, bzw.
Eindampfen zur Trockne dieser Extrakte ein bedeutender Teil der Verunreinigungen mit den aktiven Zentren der Poly- amid-Moleküle auf eine irreversible Weise reagiert. Durch Anwendung eines wiederholten Spülens mit einem Lösungsmittel von der gleichen Zusammensetzung als diejenige des zur Extraktion benützten Lösungsmittels erhält man eine wesentlich reinere Glykofrangulinlösung.
Es wurde schliesslich erkannt, dass man durch Behandlung der auf obige Weise gereinigten Lösung mit wasserfreier (vorzugsweise in Methanol gelösten) Alkalilauge ein hochreines Salz der Glykofranguline mit vorzüglicher Ausbeute abtrennen kann, welches neben den zu isolierenden Verbindungen eine geringe Menge an freien Zuckern Mono- und Oligosaccharid-Typs enthält. Diese Salze kann man durch Lösen oder Suspendieren in einem Lösungsmittel auf in an sich bekannter Weise mittels einer Säure oder eines Ionenaustauschers in eine Lösung der Glykofranguline überführen, aus der die festen Verbindungen durch Einengen und/oder Ausfällen isoliert werden können.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung des Glykofrangulin-Komplexes aus pflanzlichen Rohstoffen, vorzugsweise aus der getrockneten Rinde des Faulbaumes. Erfindungsgemäss geht man derart vor, dass man den Rohstoff mit einem aus einem Alkohol von 1-3 Kohlenstoffatomen und aus einer aliphatischen oder cyklischen Oxo- und/oder Oxidoverbindung von 3-6 Kohlenstoffatomen bestehenden Lösungsmittelgemisch extrahiert, die Verunreinigungen aus dem Extrakt durch Adsorption mit einem aktiven Polyamid beseitigt, aus der Lösung das Natrium- oder Kaliumsalz des Glykofrangulins durch Behandlung mit einer wasserfreien methanolischen Lösung von Natrium- oder Kaliumhydroxyd abscheidet, schliesslich dieses Salz mittels einer Säure oder eines Ionenaustauschers zersetzt und den Wirkstoff vom Lösungsmittel befreit.
Dabei geht man zweckgemäss derart vor, dass man das getrocknete und gemahlene Pflanzenmaterial mit einem Gemisch von Methanol und Azeton extrahiert. Aus der Trockensubstanz des Extraktes entfernt man einen Teil der Verunreinigungen durch Einengen mit aktivem Polyamidpulvern. Das Alkalisalz der von diesem Produkt mit einem wasserfreien Gemisch von Methanol und Azeton eluierten Glykofranguline wird mit methanolischer Alkalilauge ausgefällt, sodann die abfiltrierten und gelösten oder in reinem Lösungsmittel suspendierten Salze durch Behandlung mit einer Säure oder mit einem Ionenaustauscher in eine Glykofrangulinlösung überführt, aus der das feste Reinprodukt durch Einengen oder durch Ausfällen isoliert werden kann.
Das auf diese Weise erhaltene Produkt ist dadurch gekennzeichnet, dass es bei 90-95% aus solchen Molekülen besteht, 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 + Rhamose 90-95%, 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 und ähnliche 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 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 durch führbar.
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 I
2 kg Droge werden in mehreren Anteilen mit einer Ge samtmenge von 20 Liter kalten Methanol-Azeton-Gemisches extrahiert. Das Extrakt wird unter vermindertem Druck auf etwa 800 ml eingeengt, sodann mit etwa 400 g aktivem Poly amidpulver vermischt. Danach wird das Einengen des Lö sungsmittels so lange wiederholt, bis das Produkt zu einem lockeren Pulver zerfällt. Jener Teil des Extraktes, der während der obigen Behandlung durch das Polyamid nicht gebunden wurde, spült man vom Adsorbent mit einem wasserfreien Gemisch von Methanol und Azeton ab, und dann überführt 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 von Kationenaustauschharz von H-Form in wasserfreiem Methanol zu einem eine freie phenolische Hydroxylgruppe enthaltenden Produkt umgesetzt. Der Glykofrangulinkomplex 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 1 beschriebene Weise durchgeführt, zur Salzbildung wird jedoch eine Lösung von Kaliumhydroxid in Methanol verwendet. Dann werden die abfiltrierten Kaliumsalze in wässerigem Alkohol gelöst, und es wird Weinsäure zugefügt, um das Kalium als Kaliumwasserstofftartrat abzutrennen. Der Glykofrangulinkomplex wird aus seiner Lösung in wässerigem Alkohol durch Lyophilisieren ausgewonnen.
Ausbeute: 19,5 g eine geringe Menge an freien Zuckern enthaltendes Glykofrangulin.
The invention relates to a method for separating the glycofrangulin complex from vegetable raw materials and the use of this method for separating the glycofrangulin complex.
The dried bark of the buckthorn tree (Rhamnus frangula L) is a mild laxative that has long been known.
It is used as a component of tea blends, but the galenic extract made from it is also included as an official medicine in most pharmacopoeias. However, its application is limited by several factors. As a result of the accompanying substances, the preparation has a disgusting taste, an emetic effect. The drug that has not been dried properly and left to mature can cause unpleasant side symptoms, cramps; it may just happen that the drug contains less active ingredient than usual, and so the expected effect fails. The purified and enriched extracts prepared from the drug have not fulfilled the hopes attached to them either. As a result of insufficient knowledge of the chemical properties of the active ingredients, the enrichment is associated with the degradation of a significant part of the active ingredients.
However, costly animal experiments are required for the exact determination of the effect value, because no such chemical analysis methods are known from the results of which one could draw approximate conclusions in view of the pharmacological effect value of the drug or the extract.
Very few of the work carried out to isolate the active ingredients of the bark in a pure state can be described as successful. The compounds isolated in the pure crystalline state have practically no therapeutic effect. Until now, the therapeutically valuable primary glycosides could only be isolated in an amorphous, contaminated form.
The isolation of the active ingredients is made more difficult by the fact that anthrone, dianthrone and anthraquinone glycosides are present next to one another, which on the one hand are structurally close to one another, but on the other hand are sensitive to hydrolytic and oxidative influences.
According to the latest research, the most important active ingredient of the drug in terms of its effect and content ratio: glycofrangulin (the O-glycoside derivative of 3-methyl-1, 6,8-trihydroxyanthro- [9 , 10] -quinones) cannot be regarded as a uniform compound, in that the glucose and rhamnos molecules attached to the emodin, which functions as an aglycon, can have different positions and steric positions.
The various modifications of glycofrangulin are designated with the letters of the alphabet. They have the same laxative effect, and their chemical behavior is also very similar; they can be distinguished from each other mainly by enzymatic methods,
The glycofrangulins are readily soluble in water, but either completely insoluble in most organic solvents with a boiling point below 100-1200C cold (such as in aliphatic or aromatic hydrocarbons, in chlorinated solvents, in ethers and ketones) or only soluble in amounts below 1% (as in alcohols, esters and pyridines).
In the processes known up to now, some water or aqueous solvents, some hot alcohols, mainly methanol, are used to extract the active ingredients.
A fundamental disadvantage of both processes is that a significant part of the active ingredient present in the drug is broken down in the first step of processing, and at the same time the extract is contaminated with such breakdown products, which are extremely difficult to remove in an economical way . In the case of an aqueous extract, the breakdown of the active ingredients is caused by the enzymes present in the drug, while when using hot solvents it is caused by the warming effect.
The aim of the present invention, by eliminating the disadvantages of the known methods, is to develop a process which enables the production of the most important and, in view of the theory of action, homogeneous complex of the drug, which can also be carried out on an industrial scale: glycofrangulins.
It was observed in our investigations that certain mixtures of certain solvents are able to dissolve the glycofrangulins surprisingly well even in the cold state and in the absence of water, while they are unexpected against the accompanying substances of the dianthrone type, which are also readily soluble in water and in hot alcohols Have selectivity. The glycofrangulins are particularly soluble in certain mixtures of such solvents, one component of which consists of an alcohol with 1-3 carbon atoms, while the other component consists of aliphatic or cyclic oxo and / or oxido compounds with 3-6 carbon atoms. Among the alcohols of this type, methanol stands out due to its easy accessibility and cheapness, and acetone stands out among the oxo and oxido compounds.
The use of these solvents is, by analogy, the most advantageous for extracting the drug.
However, the drug extracts obtained using solvent mixtures of this type contain undesirable impurities. In our further investigations it was found that the concentration or concentration carried out in the presence of active polyamide powder
Evaporation to dryness of these extracts reacts a significant part of the impurities with the active centers of the polyamide molecules in an irreversible way. By applying repeated rinsing with a solvent of the same composition as that of the solvent used for the extraction, a much purer glycofrangulin solution is obtained.
It was finally recognized that by treating the above-purified solution with anhydrous alkali (preferably dissolved in methanol) a highly pure salt of glycofrangulins can be separated off with excellent yield, which, in addition to the compounds to be isolated, contains a small amount of free sugars, mono- and Contains oligosaccharide type. These salts can be converted into a solution of glycofrangulins by dissolving or suspending in a solvent in a manner known per se using an acid or an ion exchanger, from which the solid compounds can be isolated by concentration and / or precipitation.
The invention relates to a method for separating the glycofrangulin complex from vegetable raw materials, preferably from the dried bark of the buckthorn. According to the invention, the procedure is such that the raw material is extracted with a solvent mixture consisting of an alcohol of 1-3 carbon atoms and an aliphatic or cyclic oxo and / or oxido compound of 3-6 carbon atoms, the impurities from the extract by adsorption with a active polyamide is removed, the sodium or potassium salt of glycofrangulin is separated from the solution by treatment with an anhydrous methanolic solution of sodium or potassium hydroxide, this salt is finally decomposed by means of an acid or an ion exchanger and the active ingredient is freed from the solvent.
The appropriate procedure here is to extract the dried and ground plant material with a mixture of methanol and acetone. Some of the impurities are removed from the dry substance of the extract by concentration with active polyamide powders. The alkali salt of the glycofrangulins eluted from this product with an anhydrous mixture of methanol and acetone is precipitated with methanolic alkali, then the filtered and dissolved salts or those suspended in pure solvent are converted into a glycofrangulin solution by treatment with an acid or with an ion exchanger, from which the solid pure product can be isolated by concentration or by precipitation.
The product obtained in this way is characterized in that 90-95% of it consists of such molecules in which at least two sugar molecules are linked to each emodin molecule with an O-glycoside bond, and in the acid hydrolyzate of the product the total amount of emodin + glucose + Rhamose 90-95%, while its quantitative ratio is practically 1: 1: 1. The product only contains free aglycone or partially hydrolyzed glycoside in an amount below 1%, but it may contain a few percent free sugar and similar amounts of the reduced or metal complex derivatives of glycofrangulin.
The method according to the invention has the following essential advantages:
1. The extraction is carried out without the use of water and heat with a good yield.
2. The solvent used has a high degree of selectivity towards the active ingredient to be extracted.
3. Most of the impurities are irreversibly adsorbed by the adsorbent used, and eluting which can be carried out in a simple apparatus with good yield gives a high level of purification.
4. The salt formation from the solution obtained during elution can be carried out immediately with an excellent yield.
5. The product obtained is purer than any previously manufactured and marketed product, and its effectiveness can be controlled by a simple chemical process,
6. It enables industrial implementation in any size.
The practical implementation of the invention is illustrated by the following examples.
Example I.
2 kg of drug are extracted in several proportions with a total of 20 liters of cold methanol-acetone mixture. The extract is concentrated to about 800 ml under reduced pressure, then mixed with about 400 g of active poly amide powder. Then the concentration of the solvent is repeated until the product disintegrates into a loose powder. That part of the extract which was not bound by the polyamide during the above treatment is rinsed from the adsorbent with an anhydrous mixture of methanol and acetone, and then the glycofrangulin content of the solution is transferred to the one used by adding an sodium hydroxide solution in methanol Solvents very poorly soluble sodium salt.
After filtering off, the precipitate is washed alkali-free, and the phenolate salts are reacted with a suspension of cation exchange resin of the H form in anhydrous methanol to give a product containing a free phenolic hydroxyl group. The glycofrangulin complex is then isolated from the solution of this product in a mixture of methanol and acetone by precipitation with butanol as a readily filterable flocculent precipitate.
Yield: 17.5 g.
Example 2
The extraction and the purification by adsorption are carried out in the manner described in Example 1, but a solution of potassium hydroxide in methanol is used for salt formation. The filtered potassium salts are then dissolved in aqueous alcohol and tartaric acid is added to separate the potassium as potassium hydrogen tartrate. The glycofrangulin complex is recovered from its solution in aqueous alcohol by lyophilization.
Yield: 19.5 g of glycofrangulin containing a small amount of free sugars.