-
Verfahren zur Herstellung von Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisaten
Gemäß dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift 1042 838 gelingt es erstmals,
zuverlässig wirksame Extrakte der Blätter von Digitalis purpurea mit einem konstanten
Titerbereich herzustellen. Diese Extrakte sind dadurch charakterisiert, daß sie
einen festgelegten Gehalt an dem von dem Erfinder aufgefundenen Glykosid Gitaloxin
besitzen, dem eine besonders hohe Her7-,irksamkeit zukommt. Das Verfahren der genannten
Auslegeschrift ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gitaloxingehalt der Blätter auf
chromatographischem Wege ermittelt wird und daß Blätter mit einem Gitaloxingehalt
von mindestens 200/, (bezogen auf die Summe der Hauptglykoside Digitoxin, Gitoxin
und Gitaloxin) unter solchen Bedingungen 'extrahiert werden, daß eine Abspaltung
der Formylgruppe nicht erfolgt. Es ist in der Beschreibung der deutschen Auslegeschrift
1 042 838 weiterhin dargelegt, daß die nach dem dortigen Verfahren erhältlichen
Digitalisextrakte zufolge ihrer amorphen Beschaffenheit manche Vorzüge, z. B. eine
wesentlich bessere Resorbierbarkeit, gegenüber entsprechenden Mengen der kristallisierten
Reinglykoside haben.
-
Wie indessen die weitere Untersuchung der Eigenschaften des Gitaloxins
und seiner pharmakologischen Beziehungen zu den anderen Glykosiden der Digitalis
purpurea (insbesondere Digitoxin und Gitoxin) ergeben hat, sind für dieses neue
Glykosid ebenso wie für das schon lang bekannte Digitoxin die amorphen Eigenschaften
des nach der obengenannten Auslegeschrift gewonnenen Extraktes nicht so entscheidend
wie für das dritte Hauptglykosid Gitoxin und die Begleitglykoside Verodoxin und
Strospesid. Es hat sich nämlich gezeigt, daß Gitaloxin auch in reiner kristalliner
Form (ebenso wie reines kristallines Digitoxin) sehr gut resorbierbar und hochwirksam
ist -im Gegensatz zu kristallisiertem Gitoxin, das nach übereinstimmendem Urteil
der Literatur und nach Befunden des Erfinders praktisch nicht resorbiert wird. Die
Glykoside Verodoxin und Strospesid stehen in dieser Eigenschaft dem Gitoxin näher
als dem Gitaloxin. Diese drei zuletzt genannten Glykoside Gitoxin, Verodoxin und
Strospesid sind auch weiterhin in ihren Eigenschaften darin ähnlich, daß sie nach
der Resorption im Körper eine verhältnismäßig sehr kurze Wirkungsdauer besitzen,
außerdem weisen sie eine beträchtlich höhere Löslichkeit in hydrophilen als inhydrophoben
Lösungsmitteln auf, wobei allerdings die absolute Löslichkeit von Gitoxin in allen
Lösungsmitteln recht gering ist. Im Gegensatz hierzu besitzen die beiden Glykoside
Gitaloxin und Digitoxin eine lang anhaltende Wirksamkeit im Körper, sie sind in
hydrophoben Lösungsmitteln erheblich besser löslich als in hydrophilen. Es hat sich
weiterhin gezeigt, daß die vorzügliche Wirkung der amorphen Extrakte gemäß der deutschen
Auslegeschrift 1042 838, die insbesondere in einer gleichmäßigen und sicheren
Wirkung bei gleichzeitiger hoher Verträglichkeit, d. h. einem günstigen Verhältnis
von wirksamer zu toxischer Dosis, besteht, auch dann erhalten bleibt, wenn man die
zwei Glykoside Gitaloxin und Digitoxin von den übrigen mehr oder weniger kurz wirkenden
Glykosiden und den herzunwirksamen Begleitsubstanzen abtrennt und in Form eines
reinen Mischkristallisats isoliert. Infolge der großen Ähnlichkeit von Gitaloxin
und Digitoxin in bezug auf ihre physikalischen Konstanten verhält sich ein solches
Mischkristallisat wie ein einheitlicher kristallisierter Stoff. Es läßt sich z.
B. durch Umkristallisieren aus den verschiedensten Lösungsmitteln nicht in seine
Bestandteile auftrennen. Auch ist es nicht möglich, dieses Mischkristallisat durch
Zusammenmischen der Individuen Digitoxin und Gitaloxin in wirtschaftlicher Weise
herzustellen, weil eine Reindarstellung des Gitaloxins in technisch brauchbarem
Maßstab bislang nicht möglich war, während die Reindarstellung des Digitoxins mit
einem weitgehenden Abbau des Gitaloxins zum Gitoxin verbunden ist.
-
Die an den reinen kristallisierten Glykosiden Digitoxin, Gitaloxin,
Gitoxin, Verodoxin und Strospesid festgestellten Löslichkeitseigenschaften lassen
scheinbar die Reindarstellung eines solchen Mischkristallisats aus Digitoxin und
Gitaloxin relativ leicht erscheinen. Das kristallisierte Gitoxin z. B. ist in allen
Lösungsmitteln so schwer löslich, daß seine Abtrennung mit Digitoxin und Gitaloxin
gut lösenden Solventien leicht gelingt. Leider machen die lösungsvermittelnden Eigenschaften
der anderen Begleitstoffe - insbesondere auch der herzunwirksamen - dies illusorisch,
da in dem nach der deutschen Auslegeschrift 1042 838
hergestellten
amorphen Extrakt alle Bestandteile, besonders auch das Gitoxin leicht löslich sind.
Durch übliche Kristallisationsmethoden kann daher das gewünschte Mischkristallisat
nicht gewonnen werden.
-
Gegenstand der Erfindung ist daher ein vorteilhaftes Verfahren, um
aus den genannten Extrakten der deutschen Auslegeschrift 1042 838 ein Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat
durch Abtrennung von den übrigen Bestandteilen herzustellen. Es besteht aus den
folgenden Maßnahmen: a) Das nach dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift
1042 838 erhaltene Glykosidgemisch von Folia Digitalis purpurea - im folgenden
»Gitalinfraktion« genannt - enthält in der Reihenfolge zunehmender hydrophiler Löslichkeit
folgende herzaktiven Wirkstoffe (Hauptglykoside unterstrichen) Digitoxigenin, Digitoxigenin-mono-
und -bis-Digitoxosid, Digitoxin, Gitaloxigenin-mono-und -bis-Digitoxosid, Gitaloxin,
Gitoxigenin, Gitoxigenin-mono- und -bis-Digitoxosid, Gitoxin, Verodoxin und Strospesid.
-
Etwa 50 °/o der Gitalinfraktion sind nichtherzwirksame Ballaststoffe
verschiedener Art, die sich ebenfalls in eine Reihe relativ hydrophober bis relativhydrophilerKomponenten
einordnenlassen.
-
Diese »Gitalinfraktion« wird nun zunächst durch Chromatographie an
Aluminiumoxyd mit herabgesetzter Adsorptionsfähigkeit einer Gruppentrennung unterworfen.
-
Für diesen Zweck eignen sich die entalkalisierten Aluminiumoxyde des
Handels (z. B. A1,03 »Merck, neutral« oder »Merck, sauer(), wenn man sie noch zusätzlich
durch eine geeignete Vorbehandlung teilweise entaktiviert. Die Entaktivierung kann
in bekannter Weise durch Zugabe und anschließende homogene Verteilung bestimmter
Mengen Wasser zum trockenen Aluminiumoxyd oder durch Einrühren des Aluminiumoxyds
in Aceton, dem bestimmte Mengen Wasser oder andere die Aktivität herabsetzende Lösungsmittel
(wie z. B. Glycerin oder Äthylenglykol) zugefügt worden sind, erreicht werden (vgl.
hierzu Brockmann und Schodder, Ber., 74, S. 73 [1941], sowie Woelm-Mitteilungen,
A16 und A17, Fa. Woelm-Eschwege). Man kann aber auch das basische Aluminiumoxyd
nach Brockmann verwenden, wenn man es durch Zusätze von Säuren (z. B. Ameisensäure,
Essigsäure, Citronensäure) neutralisiert oder leicht sauer einstellt und gegebenenfalls
seine Adsorptionsfähigkeit noch zusätzlich nach einer der obengenannten Methoden
weiter herabsetzt. Als Mengenverhältnis Gitalinfraktion zu Aluminiumoxyd wird vorzugsweise
1:30 gewählt. Größere Mengen Aluminiumoxyd könnten zwar ebenfalls eingesetzt werden,
jedoch vergrößert sich dann die benötigte Menge Elutionsmittel. Bei Verwendung geringerer
Mengen Aluminiumoxyd tritt eine schnell zunehmende Verschlechterung der Gruppentrennung
und damit Verringerung der Ausbeute an Gitaloxin -7-Digitoxin ein.
-
Zur Durchführung der chromatographischen Gruppentrennung löst man
die Gitalinfraktion in wenig Chloroform und gibt die Lösung auf die - wie oben angegeben-vorbehandelte
Aluminiumoxydsäule. Die Elution kann nun mit einem Lösungsmittel des mittleren Bereichs
der eluotropen Reihe (Methylenchlorid, Chloroform, Äther, Essigester [vgl. Chem.
Ztg., 74, S. 634, 647, 1950]) erfolgen; besonders vorteilhaft hat sich das Arbeiten
mit Chloroform erwiesen. Gewünschtenfalls kann das Chromatogramm zuvor entwickelt
werden, indem man mit einem Gemisch dieses Lösungsmittels mit Äther oder einem in
der eluotropen Reihe über Chloroform stehenden Solvens behandelt. Um eine Beschleunigung
der Elution und somit eine Einsparung von Lösungsmitteln zu erzielen, ist es meist
vorteilhaft, wenn man dem Solvens gegen Ende der Elution geringe Mengen eines hydrophilen
Lösungsmittels zufügt (z. B. 1 bis 2 °/o Äthanol). Dabei findet eine scharfe Auftrennung
von Digitoxin + Gitaloxin einerseits und Gitoxin andererseits statt; Digitoxin -f-Gitaloxin
werden eluiert, während Gitoxin unter diesen Bedingungen noch adsorbiert bleibt
und sich erst durch Zugabe weiterer Mengen eines hydrophilen Lösungsmittels (z.
B. 4 °/o und mehr Äthanol) von der Säule ablösen läßt. Die übrigen Glykoside der
Gitalinfraktion verteilen sich entsprechend ihrer Haftfestigkeit am Aluminiumoxyd
auf die leichter eluierbare Digitoxin + Gitaloxin-Fraktion und auf die schwerer
eluierbare Gitoxinfraktion. Die in der Digitoxin -f- Gitaloxin-Fraktion befindlichen
Glykoside stören nicht, weil sie bei dem nun folgenden Verfahrensschritt der Ausfällung
in der Mutterlauge in Lösung bleiben.
-
b) Das die Gesamtmenge Digitoxin und Gitaloxin der Gitalinfraktion
enthaltende Eluat wird, nachdem es - zweckmäßigerweise im Vakuum - zur Trockne gebracht
worden ist, einem weiteren Reinigungsgang durch Umfällung bzw. Kristallisation mit
geeigneten Lösungs- bzw. Fällungsmitteln unterworfen, z. B. durch Lösen in Chloroform
und Ausfällen mit Äther. Das ausgefällte Produkt macht 30 bis 35 °/o der Gitalinfraktion
aus und besteht zu 75 bis 80 °/o aus Digitoxin-Gitaloxin-Gemisch; es enthält außer
diesen praktisch keine der obengenannten herzglykosidischen Bestandteile mehr, sondern
ist nur noch durch nichtherzwirksame Ballaststoffe verunreinigt.
-
c) Zur restlosen Entfernung der färbenden Ballaststoffe genügt meistens
ein- oder zweimaliges Umkristallisieren nach vorheriger Behandlung mit Tierkohle.
-
Wenn das Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat gelegentlich auch dann
noch nicht vollkommen farblos angefallen sein sollte, so kann eine nachfolgende
Reinigung durch ein geeignetes Adsorptionsverfahren vorgenommen werden. Hierfür
sind z. B. die oben angeführten entalkalisierten Aluminiumoxyde des Handels - zweckmäßigerweise
nach vorausgegangener teilweiser Entaktivierung - oder Silicagel geeignet.
-
Man gewinnt auf diese Weise in guter Ausbeute therapeutisch sehr wertvolle
Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisate, welche die Komponenten etwa im gleichen
Verhältnis wie die jeweils als Ausgangsmaterial gewählte Gitalinfraktion, jedoch
mindestens 30 °/o Gitaloxin enthalten.
-
Beispiele Eingesetzt werden jeweils 10 g einer Gitalinfraktion, die
18°/a Gitaloxin und 12°/o Digitoxin enthält, bei der also das Mengenverhältnis Gitaloxin
zu Digitoxin = 3 : 2 beträgt.
-
Beispiel 1 Man verteilt 30 g dest. Wasser in einer Schliffflasche
durch Schwenken gleichmäßig über die Innenwand
und schüttelt 300
g Aluminiumoxyd »Merck, sauer« in dieser Flasche so lange, bis keine Klümpchen und
feuchten Stellen mehr zu erkennen sind. Das Aluminiumoxyd bleibt dann noch über
Nacht in der verschlossenen Flasche stehen.
-
Ein Glasrohr mit hahnverschlossenem Auslauf von 30 bis 40 cm Länge
und etwa 5 cm Durchmesser wird mit Chloroform zur Hälfte gefüllt. Nun trägt man
das mit Wasser teilweise entaktivierte Aluminiumoxyd ein, läßt das Chloroform ablaufen
und gießt dann vorsichtig 10 g in 10 ml Chloroform gelöste Gitalinfraktion auf die
Säule. Man läßt die Lösung einsickern und eluiert anschließend mit 500 ml Chloroform.
Das Chloroformeluat wird im Vakuum zur Trockne gebracht; Trockengewicht 6 g.
-
Diese 6 g Digitoxin -f- Gitaloxin-Fraktion werden in 40 ml Chloroform
gelöst und bis zur starken Trübung mit Äther versetzt, wozu etwa 200 bis 300 ml
benötigt werden. Die Lösung bleibt zur Vervollständigung der Kristallisation einige
Stunden stehen. Das abgesaugte und getrocknete Fällungsprodukt (3,25 g = 32,5 °/o
der Gitalinfraktion) wird in Chloroform aufgenommen und mit wenig Tierkohle behandelt;
dann kristallisiert man aus Chloroform-Äther bis zur völligen Farblosigkeit um.
Ausbeute 2,5 g Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat (= 25 °/o der Gitalinfraktion
bzw. 83 °/o des Digitoxin -E- Gitaloxin-Gehalts im Ausgangsmaterial).
-
Beispiel 2 In das Chromatographierrohr (vgl. Beispiel 1) wird eine
Mischung von 460 ml Aceton und 40 ml Wasser eingefüllt, 300 g Aluminiumoxyd »Merck,
neutral« eingetragen und durch Hin- und Herbewegen eines Stempels gut durchmischt.
Man läßt das Aluminiumoxyd absitzen, das Aceton ablaufen und wiederholt den Durchlauf
des aufgefangenen Acetons noch einmal. Restliches Aceton in der Säule wird mit 500
ml Chloroform verdrängt. Nun wird die in 10 ml Chloroform gelöste Gitalinfraktion
aufgegeben.
-
Elution Vorlauf . . . . . . . . 500 ml Chloroform-Äther 2 : 1 Hauptfraktion
.. 2000 ml Chloroform (Digitoxin-Gitaloxin-Fraktion) Trockengewicht der eingedampften
Hauptfraktion: 4,5 g. Die Ausfällung gemäß Beispiel 1 ergibt 3,1 g Substanz. Nach
Umkristallisation werden 2,6 g Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat erhalten. Ausbeute:
260/, der Gitalinfraktion oder 870/, des Digitoxin+ Gitaloxin-Gehalts
im Ausgangsmaterial.
-
Beispiel 3 300 g Aluminiumoxyd »Merck, neutral« werden mit einer Lösung
von 15 g Glycerin in 500 ml Aceton auf die im Beispiel 2 geschilderte Weise entaktiviert.
Elution Vorlauf . . . . . . . . 300 ml Chloroform-Äther 2 : 1 Hauptfraktion .. 200
ml Chloroform-Äther 2 : 1, gefolgt von 1000 ml Chloroform Trockengewicht der eingedampften
Hauptfraktion: 6 g. Die Ausfällung gemäß Beispiel 1 ergibt 3,37 g Fällungsprodukt.
Nach Umkristallisation resultieren 2,6 g Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat (=
26 °/o der Gitalinfraktion bzw. 87 °/o des Digitoxin + Gitaloxin-Gehalts im Ausgangsmaterial).
-
Beispiel 4 300 g Aluminiumoxyd »nach Brockmann« (alkal.) werden in
der oben geschilderten Weise mit einer Lösung von 30 ml Wasser und 6 ml 98°/oiger
Ameisensäure in 600 ml Aceton entaktiviert und neutralisiert. Elution Vorlauf .
. . . . . . . 500 ml Chloroform-Äther 2 : 1 und 300 ml Chloroform.
-
Hauptfraktion .. 1500 ml Chloroform, gefolgt von 800 ml Chloroform
(-f- 10/, Äthanol) Trockengewicht der eingedampften Hauptfraktion: 3,76 g. Die Ausfällung
gemäß Beispiel 1 ergibt 2,9 g Substanz. Nach Umkristallisation erhält man 2,2 g
Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat (= 220/, der Gitalinfraktion bzw. 73
% des Digitoxin -I- Gitaloxin-Gehalts im Ausgangsmaterial).
-
Beispiel s Entaktivierung und Neutralisation von 300 g Aluminiumoxyd
»nach Brockmann« (alkal.) mit einer Lösung von 30 ml Wasser und 6 ml Eisessig in
600 ml Aceton.
-
Elution Vorlauf . . . . . . . . 500 ml Chloroform-Äther 1 : 1 und
300 ml Chloroform Hauptfraktion .. 1700 ml Chloroform und 1500 ml Chloroform (-I-
10/, Äthanol) Trockengewicht der eingedampften Hauptfraktion: 5 g. Die Ausfällung
gemäß Beispiel 1 ergibt 3 g Substanz. Nach Umkristallisation erhält man 2,4 g Digitoxin-Gitaloxin-Mischkristallisat
(= 240/, der Gitalinfraktion bzw. 80 °/o des Digitoxin -h- Gitaloxin-Gehalts im
Ausgangsmaterial).