DD278600A1

DD278600A1 - PROCESS FOR OBTAINING TRYPTOPHANE DERIVATIVES BY CULTURING HIGHER MUSHROOMS

Info

Publication number: DD278600A1
Application number: DD32374188A
Authority: DD
Inventors: Jochen Gartz
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-05-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die mikrobielle Gewinnung von Tryptophanderivaten. Sie ist anwendbar zur Gewinnung von Wirkstoffen fuer die experimentelle Neurobiologie und Arzneimittelsynthese. Die Erfindung besteht in der Verwendung von festen Naehrmedien, die aus Substraten bestehen, denen 3(-2-Dialkylamino-ethyl)-indole zur Biotransformation zugesetzt werden. Die Kultivierung unter Fruchtkoerperbildung erfolgt bei 4 bis 32C unter diffusen Licht, die Extraktion und Isolierung der Wirkstoffe nach bekannter Weise. Die erfindungsgemaesse Loesung fuehrt zu hohen Ausbeuten an den 4-substituierten Derivaten bei gleichzeitiger Unterdrueckung der Biosynthese anderer Indolverbindungen.The invention relates to the microbial recovery of tryptophan derivatives. It is applicable for the production of drugs for experimental neurobiology and drug synthesis. The invention consists in the use of solid nutrient media consisting of substrates to which 3 (2-dialkylaminoethyl) -indoles are added for biotransformation. The cultivation under Fruchtkoerperbildung takes place at 4 to 32C under diffuse light, the extraction and isolation of the active ingredients in a known manner. The inventive solution leads to high yields of the 4-substituted derivatives while suppressing the biosynthesis of other indole compounds.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Tryptophanderivaten durch künstliche Anzucht höhere Pilze auf Nährböden, die Substanzen zur Biotransformatiun enthalten. Die so aus den Fruchtkörpern darstellbaren 3(-2-Dialkylaminoethyl)-4-hydroxyindole sind als Modellsubstanzen in der neurobiologischen Forschung anwendbar und lassen sich ebenfalls als Zwischenprodukt bei Arzneimittelsynthesen einsetzen.The invention relates to a method for obtaining Tryptophanderivaten by artificially growing higher fungi on nutrient media containing Biotransformatiun substances. The 3 (2-dialkylaminoethyl) -4-hydroxyindoles which can be prepared from fruiting bodies can be used as model substances in neurobiological research and can also be used as an intermediate in drug syntheses.

Characterization of the known technical solution

4-substituierte Tryphophanderivate kommen in natürlich vorkommenden höheren Pilzen der Gattungpn Psilocybe, Stropharia, Pluteus, Conocybe und Inocybo bei verschiedenen Arten vor.4-substituted Tryphophanderivate occur in naturally occurring higher fungi of the genus Psilocybe, Stropharia, Pluteus, Conocybe and Inocybo in various species.

Auch künstlich kultivierte Fruchtkörper und Mycelien dieser Pilzarten bilden die methylierten Verbindungen Psilocybin, Baeocystin und Psilocin (DE 1087321). Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bosynthetisch keine Homologen dieser Substanzen mit verlängerter Alkylkette gebildet werden können, da sie aus den eine Methylgruppe enthaltenden Tryptophan abgeleitet sind. Ein weiteres Verfahren (Helvetica Chim. Acta 1959,2073) beschreibt die synthesechemische Gewinnung der 3(-2-Dialkyaminoethyl)-4-hydroxyindole. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in einer Vielzahl von komplizierten Syntheseschritten (bis 10 Stufen), um einen Ringschluß zur Gewinnung der4-Hydroxyindolezu erreichen. Schlechte Ausbeuten bei einzelnen Syntheseschritten sowie der Einsatz teurer und schlecht handhabbarer metallorganischer Reagenzien sind weitere Nachteile dieses Verfahrens.Artificially cultivated fruiting bodies and mycelia of these fungi also form the methylated compounds psilocybin, bacocystine and psilocin (DE 1087321). The disadvantage of this method is that bosynthetically no homologs of these extended alkyl chain substances can be formed since they are derived from the tryptophan containing a methyl group. Another method (Helvetica Chim. Acta 1959, 2073) describes the synthetic chemical recovery of the 3 (2-dialkyaminoethyl) -4-hydroxyindoles. The disadvantage of this process is a variety of complicated synthetic steps (up to 10 steps) to achieve ring closure to obtain the 4-hydroxyindoles. Poor yields in individual synthesis steps and the use of expensive and poorly manageable organometallic reagents are further disadvantages of this method.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die effektive Herstellung der 3(-2-Dialkylamino-ethyl)-4-hydroxyindole in hohen Ausbeuten unter Vermeidung vieler synthetischer Reaktionsstufen.The aim of the invention is the effective preparation of 3 (-2-dialkylamino-ethyl) -4-hydroxyindoles in high yields while avoiding many synthetic reaction steps.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein biotechnologisches Verfahren die 3(-2-Dialkylamino-ethyl)-4-hydroxyindole bei Unterdrückung der Synthese weiterer Indolverbindungen herzustellen.The invention has for its object to produce by a biotechnological process, the 3 (-2-dialkylamino-ethyl) -4-hydroxyindole suppression of the synthesis of other indole compounds.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so golöst, daß die Kultivierung von höheren Pilzarten der Gattungen Psilocybe, Panaoolus, Stropharia, Inocybe, Conocybe und Pluteus auf festen Nährmedien durchgeführt wird, die 0,1 bis 2% 3(-2-Dialkylamino-ethyO-indole enthalten, und die resultierenden 3(-2-Dialkylamino-ethyl)-hydroxyindole mittels bekannter Trenn- und Reinigungsmethoden aus den Fruchtkörpern gewonnen werden.According to the invention, the object is golöst that the cultivation of higher species of fungi of the genera Psilocybe, Panaoolus, Stropharia, Inocybe, Conocybe and Pluteus is performed on solid nutrient media containing 0.1 to 2% 3 (-2-dialkylamino-ethyO-indoles , And the resulting 3 (-2-dialkylamino-ethyl) -hydroxyindole be obtained by known separation and purification methods from the fruiting bodies.

Als Alkylgruppen der bevorzugt in Form wasserlöslicher Salze eingesetzten zu biotransformierenden Indolen fungieren Ethyl-, Propyl-, Isopropyl- und Butylreste.Ethyl, propyl, isopropyl and butyl radicals act as alkyl groups of the indoles to be biotransformed, preferably in the form of water-soluble salts.

Die Kultivierung der Fruchtkörper erfolgt je nach Pilzart bei 4 bis 32⁰C im diffusen Licht.The cultivation of the fruiting bodies takes place depending on the type of fungus at 4 to 32 ⁰ C in diffuse light.

Die genannten Pilzarten synthetisieren in den Fruchtkörpern normalerweise die Alkaloide Psilocin, Psilocybin und Balocystin.The fungi mentioned synthesize the fruiting bodies normally the alkaloids psilocin, psilocybin and balocystin.

Durch den Zusatz der 3(-2-Dialkylamino-ethyl)-indole wird die denovo-Synthese dieser Alkaloide unterdrückt und eine Biotransformation der zugegebenen Indole im Sinne einer spezifischen Hydroxylierung in der 4-Position des Indolringes erreicht.The addition of 3 (-2-dialkylamino-ethyl) -indoles suppresses the denovo synthesis of these alkaloids and achieves biotransformation of the added indoles in the sense of a specific hydroxylation in the 4-position of the indole ring.

Damit sind Ausbeuten an 4-Hydroxylierungsprodukten möglich, die 2 bis 4% der Trockenmasse der Pilze betragen.Thus yields of 4-hydroxylation products are possible, which amount to 2 to 4% of the dry mass of the fungi.

Es wird so verfahren, daß mit einer Suspension von Mycelflocken der autoklavierte Nährboden beimpft und in geeigneten Gefäßen bei einer Temperatur zwischen 4 und 32⁰C 20 bis 60 Tage bebrütet wird. Nach Abtrennung der Pilze und deren Gefriertrocknung, Zerkleinerung und Extraktion nach bekannten Verfahren werden die Wirkstoffe mittels ebenfalls bekannten Methoden chromatographisch abgetrennt.The procedure is such that inoculated with a suspension of Mycelflocken of autoclaved culture medium and is incubated in suitable containers at a temperature between 4 and 32 ⁰ C for 20 to 60 days. After separation of the fungi and their freeze-drying, comminution and extraction by known methods, the active compounds are separated by chromatography also known methods.

Durch diese einfache Arbeitsweise können hohe Ausbeuten an Biomasse mit einem hohen Gehalt an 3(-2-Dialkylamino-ethyl)-4-indolen erhalten werden, wobei die Pilze keine signifikanten Mengen an Psilocybin, Psilocin und Baeocystin mehr bilden.By this simple operation, high yields of biomass can be obtained with a high content of 3 (-2-dialkylamino-ethyl) -4-indoles, the fungi no longer form significant amounts of psilocybin, psilocin and Baeocystin more.

Durch das nachfolgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.By the following example, the invention will be explained in more detail.

Ausführungsbeispieleembodiments

Es wurde ein Primärkultur von Psilocybe cubensis (Earle) Sing, zur Beimpfung verwendet, die durch Keimung der Sporen auf 6%igem Malzagar, Überimpfung nach 14Tagen und nachfolgender Kultivierung (20Tage) auf 100ml desgleichen Agar gewonnen wurde.A primary culture of Psilocybe cubensis (Earle) Sing was used for inoculation obtained by germination of the spores on 6% malt agar, inoculation after 14 days and subsequent cultivation (20 days) on 100 ml of the same agar.

Ein Mycelstück von etwa 2 cm χ 2cm wurde danach steril entnommen (Spatel) und durch Schütteln mit 30ml sterilem Wasser und 15g Sattelfüllkörper eine Suspension feiner Mycelflöckchen erzeugt. 10 ml des Gemisches dienten zur Beimpf jng von 100g eines autoklavierten Gemisches aus 50% trockenem Kuhdung, 25% Weizenstroh und 25% Wasser, wobei nach 0,5g 3(-2-Dipropylamino-ethylHndolhydrochlorid (in 10ml Wasser) vor der Sterilisation zugegeben worden ist. Nach 3 Wochen begann die Fruchtkörperbildung, die in 5 Ertragswellen ablief.A mycelium piece of about 2 cm χ 2cm was then removed sterile (spatula) and by shaking with 30ml of sterile water and 15g saddle filling a suspension of fine Mycelflöckchen produced. 10 ml of the mixture were used to inoculate 100 g of an autoclaved mixture of 50% dry cow dung, 25% wheat straw and 25% water, after which 3 g of (2-dipropylaminoethyl-2-indole hydrochloride (in 10 ml of water) had been added before sterilization After 3 weeks, fruiting began, which occurred in 5 output waves.

Ausbeute: 18g trockene FruchtkörperYield: 18g dry fruiting bodies

Durch Extraktion der feingepulverten Pilze mit 3mal 500m! Methanol, Filtration, Eindampfen i. Vak. (2O⁰C) und Säulenchromatographie an Cellulosepulver (30cm Säule) wurde 3(-2-Dipropylamino-ethyl)-4-hydroxyxindol (Fp: 102°C, Ausbeute: 420mg) nach dem Umkristallisieren aus Essigester/Chloroform als weiße Kristalle dargestellt. Als Laufmittel bei det SC diente wassergesättigtes n-Butanol.By extraction of finely powdered mushrooms with 3 times 500m! Methanol, filtration, evaporation i. Vak. (2O ⁰ C) and column chromatography on cellulose powder (30 cm column) was 3 (-2-dipropylamino-ethyl) -4-hydroxyxindole (mp: 102 ° C, yield: 420 mg) after recrystallization from ethyl acetate / chloroform shown as white crystals. The eluent used in det SC was water-saturated n-butanol.

Es konnten keine weitere Indole in den Pilzen nachgewiesen werden.No further indoles could be detected in the mushrooms.

Claims

1. A method for obtaining Tryptophanderivaten by culturing higher species of fungi of the genus Psilocybe, Panaeolus, Stropharia, Inocybe, Conocybe and Pluteus, characterized in that the cultivation is carried out on solid nutrient media containing 0.1 to 2% 3 (-2- Diakylamino-ethyO-indoles contained, and the resulting 3 (-2-diakylamino-ethyl) -4-hydroxyindole be obtained by known separation and purification methods from the fruiting bodies.

2. The method according to claim 1, characterized in that act as alkyl groups ethyl, propyl, isopropyl and butyl radicals.

3. The method according to claim 1, characterized in that the 3 cultivation of the fruiting bodies is carried out at temperatures between 4 and 32 ° C in diffused light.

4. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the indoles are preferably added in the form of soluble salts.