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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Reinigung von racemischer oder nicht-racemischer Liponsäure. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von R- oder S-Liponsäure, die
einen Oligomerenanteil im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Gew.%
aufweist.
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Ferner betrifft die Erfindung die
Verwendung der in der erfindungsgemäßen Weise gereinigten Liponsäure in Arzneimitteln,
Kosmetika und Lebensmitteln.
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Dihydroliponsäure und Liponsäure sind
natürlich
vorkommende Substanzen, denen eine besondere Bedeutung im Zellstoffwechsel
zukommt. R-Liponsäure
spielt als Coenzym, z. B. der Pyruvatdehydrogenase, eine zentrale
Rolle bei der Energiegewinnung. R-Liponsäure wird zur vollen Entfaltung ihrer
sehr guten antioxidativen Eigenschaften im Stoffwechsel zu Dihydroliponsäure aktiviert.
Dihydroliponsäure
und Liponsäure
können,
da sie in-vivo ineinander überführt werden,
für die
gleichen Einsatzgebiete verwendet werden. R-Liponsäure beeinflusst altersbedingte
Veränderungen
im Stoffwechsel vorteilhaft und ist daher auch im kosmetischen Bereich von
Interesse.
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Liponsäure und Dihydroliponsäure können als
Nutraceutical im Lebensmittelbereich eingesetzt werden. Auch der
Einsatz von Dihydroliponsäure und/oder
Liponsäure
als Pharmakon ist möglich.
Beispielsweise ist bekannt, dass R-Liponsäure die Insulinsensitivität erhöht und damit
als Antidiabetikum, auch für
die Verhinderung und Linderung von diabetischen Spätschäden, verwendet
werden kann. Weiterhin können
Liponsäure
oder Dihydroliponsäure oder
deren Derivate zur Behandlung von Glukosestoffwechselstörungen (z.B.
im ZNS), bei Insulinresistenz, Krebs und bei Hörstörungen eingesetzt werden.
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Aus der Literatur (G. Bringmann,
D. Herzberg, G. Adam, F. Balkenhohl, J. Paust, Z. Naturforschung
1999, 54b, 665–661;
B. Adger et al., Bioorg. Med. Chem. 1997, 5, 253–61; J.S. Yadav, S. Mysorekar,
K. Garyali, J. Scientific & Industrial
Res. 1990, 49, 400–409;
A.S. Gopalan, H.K. Jacobs, Tetrahedron Lett 1989, 42, 5705; M.H.
Brookes, B.T. Golding, A.T. Hudson, Perkin Transaction 1, 1988,
9–12;
M.H. Brookes, B.T. Golding, D.A. Howes, A.T. Hudson, Chemical Communication
1983, 1051–53;
JP 1960-35704 ;
EP-A-543088 ;
EP-A-487 986 ;
DE-A-100 44 000 und
DE-A-100 59 718 )
sind zahlreiche Methoden der Herstellung von optisch reiner R- und
S-Liponsäure
bzw. Dihydroliponsäure
bekannt.
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Da Liponsäure und Dihydroliponsäure auch am
Menschen eingesetzt werden sollen, sind möglichst reine Produkte erwünscht, deren
einfache und ökonomische
Herstellung in großen
Mengen sicherzustellen ist.
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Als besonders problematisch ist in
diesem Zusammenhang die Verunreinigung der gewonnenen Liponsäure durch
charakteristische Verunreinigungen zu betrachten, die durch Oligomerisierung bzw.
Polymerisierung der Liponsäure
selbst entstehen. Bereits geringe Mengen dieser Oligomeren im Produkt
führen
zu schwennriegenden Komplikationen bei der Weiterverarbeitung und
können
im Hinblick auf eine pharmazeutische Nutzung der so hergestellten
Liponsäure
nicht toleriert werden.
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Die
DE-A-100 44 000 und
DE-A-100 59 718 beschreiben
ein Verfahren zur Reinigung von durch Oxidation von Dihydroliponsäure gewonnener
Liponsäure
durch Klärfiltration,
welches für
Versuche im Labormaßstab
geeignet ist.
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Die großtechnische Herstellung von
Liponsäure
mit Oligomerenanteilen von weniger als 1,0 Gew.% hingegen stellt
ein bislang nicht zufriedenstellend gelöstes Problem dar.
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Aufgabe der vorliegenden Endung war
die Entwicklung eines Verfahrens zur Reinigung von Liponsäure, welches
auch in großtechnischem
Maßstab ökonomisch
anwendbar ist.
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Es wurde nun ein Verfahren zur Reinigung von
Liponsäure
gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Lösung von
Liponsäure
mit der bezogen auf die Masse an zu reinigender Liponsäure mindestens
0,1-fachen Menge eines Adsorptionsmittels versetzt und anschließend das
Adsorptionsmittel abtrennt. Auf diese Weise kann racemische oder nicht-racemische Liponsäure mit
einem Oligomerenanteil unter 1 Gew.%, beispielsweise 0,1 bis 1 Gew.% zur
Verfügung
gestellt werden.
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Zur Herstellung von Lösungen für den erfindungsgemäßen Reinigungsprozess
von Liponsäure eignen
sich wenig polare organische Lösungsmittel, insbesondere
aliphatische, gegebenenfalls heteroatomsubstituierte Kohlenwasserstoffe
mit einem bis zwölf
Kohlenstoffatomen wie z.B. Pentan, Hexan, Cyclohexan, Heptan oder
Dichlorethan oder aromatische, gegebenenfalls alkyl- bzw. heteroatomsubstituierte
Kohlenwaserstoffe wie Toluol, Ethylbenzol oder Chlorbenzol oder
Gemische aus den genannten Lösemittelklassen.
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Bevorzugte Lösungsmittel für den erfindungsgemäßen Reinigungsprozess
sind aliphatische Kohlenwasserstoffe mit einem bis zwölf Kohlenstoffatomen
und alkylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe mit bis zu
zwölf Kohlenstoffatomen.
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Besonders bevorzugte Lösungsmittel
sind Pentan, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Oktan, Toluol und Ethylbenzol,
ganz besonders bevorzugt Heptan und Toluol oder Gemische von mindestens
zwei der genannten Lösungsmittel.
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Als Adsorptionsmittel eignen sich
handelsübliche
Adsorptionsmittel wie Kieselgele, neutrale Aluminiumoxide, basische
Aluminiumoxide sowie Gemische der genannten Adsorptionsmittel, bevorzugt Kieselgele.
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Besonders bevorzugte Adsorptionsmittel sind
Kieselgel 60 mit einer Korngröße von 0,04 – 0,063
mm, Kieselgel 40 (Korngröße 0,015 – 0,035 mm)
und Kieselgel 100 (Korngröße 0,063 – 0,2 mm).
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Die Menge des im erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren
einzusetzenden Adsorptionsmittels richtet sich nach der Menge der
zu reinigenden Liponsäure
und beträgt
im allgemeinen mindestens 10 Gew.% der Menge an zu reinigender Liponsäure. Dies
gilt insbesondere bei Verwendung des besonders bevorzugten Adsorptionsmittels
Kieselgel. Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung von mindestens
15 Gew.% Kieselgel bezogen auf die Menge an zu reinigender Liponsäure. Ganz
besonders bevorzugt verwendet man 20 bis 50 Gew.% Kieselgel bezogen
auf die Menge an zu reinigender Liponsäure.
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Zur Abtrennung des Adsorptionsmittels
eignen sich alle dem Fachmann geeignet erscheinende Trennverfahren.
Zur Abtrennung des als Adsorptionsmittel besonders bevorzugt eingesetzten
Kieselgels eignet sich insbesondere die Durchführung einer Filtration.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur
Reinigung von racemischer wie nicht nicht-racemischer Liponsäure. Unter nicht-racemischer
Liponsäure
sind in diesem Zusammenhang alle Gemische von R- und S-Liponsäure zu verstehen,
in denen die beiden Enantiomere nicht zu gleichen Teilen vorliegen.
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Bevorzugt werden durch das erfindungsgemäße Verfahren
jedoch R- bzw.- S-Liponsäure
mit einem Enantiomerenüberschuss
(ee) von jeweils größer 80%
ee, besonders bevorzugt größer 90%
ee, ganz besonders bevorzugt größer 95%
ee gereinigt. Am meisten bevorzugt werden R- bzw. S-Liponsäure mit einem Enantiomerenüberschuss
von jeweils größer 99%
ee gereinigt. Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren
eignet sich zur Herstellung von chemisch reiner R- bzw. S-Liponsäure. Besonders
eignet es sich zur Herstellung von R- bzw. S-Liponsäure mit einer
chemischen Reinheit von mindestens 99%, ganz besonders mindestens
99,5%. Es eignet sich insbesondere zur Herstellung von R- bzw. S-Liponsäure mit
einem Gehalt der als Verunrei nigung problematischen Oligomeren der
Liponsäure
von maximal 0,5 Gew.%. Ganz besonders eignet sich das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren
zur Herstellung von R- bzw. S-Liponsäure mit einem Oligomerenanteil
von maximal 0,2 Gew.%.
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Die zu reinigende Liponsäure kann
vorgereinigt oder als festes oder teilweise gelöstes Rohprodukt eines vorangegangenen
Verfahrensschrittes im erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren eingesetzt werden.
Das Reinigungsverfahren kann in jedem Maßstab durchgeführt werden.
Insbesondere eignet es sich jedoch für die Reinigung von Liponsäure in großtechnischem
Maßstab.
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Über
das Verfahren zur Reinigung von Liponsäure hinaus betrifft die Erfindung
auch die Weiterverarbeitung der erfindungsgemäß gereinigten R- oder S-Liponsäure, z.
B. in pharmakologisch verträgliche
Salze, wie Alkali- und Erdalkalisalze oder z. B. das Trometamol-Salz
(Internat. Freiname für
Tris(hydroxymethyl)-aminomethan) der R-Liponsäure.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung
auch die Verwendung von durch das erfindungsgemäße Verfahren gereinigter, racemischer
wie nicht-racemischer bzw. enantiomerenreiner Liponsäure in Arzneimitteln,
in Kosmetika oder in Lebensmitteln, etwa als Nutraceutical. Dies
umfasst die Formulierung von in erfindungsgemäßer Weise gereinigter racemischer oder
nicht-racemischer Liponsäure,
insbesondere von erfindungsgemäß gereinigter
R- oder S-Liponsäure
in einer pharmakologisch oder dermatologisch verträglichen
Form.
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Im Hinblick auf die vielfältigen Formulierungs-
und Verwendungsmöglichkeiten
der Liponsäure
sei exemplarisch auf den Inhalt der
DE-A-100 22 856 und der
DE-A-100 27 875 (PCT/EP/01/06385) verwiesen.
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Die folgenden Beispiele dienen der
Veranschaulichung der Erfindung, ohne sie jedoch einzuschränken:
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Ausführungsbeispiel:
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25,3 kg (250 mol) Trietylamin und
20 kg (100 mol) (6S)-6,8-Dihydroxyoctansäuremethylester wurden in 300
Liter Toluol vorgelegt und unter Kühlung 28,6 kg (250 mol) Methansulfonylchlorid
zudosiert. Nach Abtrennung des Triethylammoniumhydrochlorids wurde
die Hauptmenge des Lösemittels
abdestilliert.
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Anschließend wurde eine methanolische
Lösung
von 50,7 kg Natriumsulfid und 14,4 kg Schwefel zugegeben. Nach vollständigem Umsatz
wurde mit Wasser verdünnt
und 40 kg einer 12%- igen
Lösung von
NaBH4 in 14 M NaOH (Borol-Lösung) zugegeben.
Ein Teil des Lösemittelgemisches
wurde abdestilliert und das verbliebene Reaktionsgemisch mit Schwefelsäure auf
pH 4 gebracht und anschließend mit
Toluol extrahiert. Die organische Phase wurde auf pH 9 gebracht
und mit Toluol extrahiert.
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Die so isolierte R-Dihydroliponsäure wurde mit
Wasser aufgenommen, mit einer katalytischen Menge Eisen(II)-sulfat
versetzt und bis zum vollständigen
Umsatz mit Luft begast. Anschließend wurde mit Schwefelsäure angesäuert (pH
2) und mit Toluol extrahiert. Die toluolische Lösung wurde mit Heptan versetzt
und mit leichtem Überdruck über einen
mit 5 kg Kieselgel 60 gefüllten
Druckfilter gedrückt.
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Die filtrierte Lösung wurde abgekühlt und
die dabei auskristallisierte R-Liponsäure durch Druckfiltration isoliert
und im Stickstoffstrom getrocknet.
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Man erhielt R-Liponsäure (ee > 99,9%) in einer Ausbeute
von 73% d.Th. bzgl. (6S)-6,8-Dihydroxyoctansäuremethylester. Der Gehalt
an Oligomeren der Liponsäure
wurde durch Gel-Permeations-Chromatographie
(Säule:
PL-Gel, Eluent THF) zu 0,3% bestimmt.
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Vergleichsbeispiel:
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Das oben genannte Beispiel wurde
bis zum Reinigungsschritt unter gleichen Bedingungen wiederholt.
Die nach dem Ansäuern
mit Schwefelsäure erhaltene
toluolische Lösung
wurde mit Heptan versetzt und mit leichtem Überdruck über einen mit 1 kg Kieselgel
60 gefüllten
Druckfilter gedrückt.
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Die filtrierte Lösung wurde abgekühlt und
die dabei auskristallisierte R-Liponsäure durch Druckfiltration isoliert
und im Stickstoffstrom getrocknet.
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Man erhielt R-Liponsäure (ee > 99,9%) in einer Ausbeute
von 73% d.Th. bzgl. (6S)-6,8-Dihydroxyoctansäuremethylester. Der Gehalt
an Oligomeren der Liponsäure
wurde durch Gel-Permeations-Chromatographie
(Säule:
PL-Gel, Eluent THF) zu 2,5% bestimmt.