DE1215861B - Verfahren zur Gewinnung von reinem Hecogenin - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

A61k

Deutsche Kl.: 30 h-2/03

Nummer: 1215 861

Aktenzeichen: St 19978IV a/30 h

Anmeldetag: 19. November 1962

AusJsgetag: 5. Mai 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Hecogenin aus einem aus Agavenblättern durch Hydrolyse des in den Blättern enthaltenen Heconins erhaltenen Rohprodukt durch Extraktion des Rohprodukts mit einem Lösungsmittelgemisch, das mindestens ein organisches polares Lösungsmittel und ein organisches unpolares Lösungsmittel und gegebenenfalls auch Wasser enthält.

Rohhecogenin wird aus den Blättern von Agavenpflanzen gewonnen, indem das Ausgangsprodukt so behandelt wird, daß das Heconin hydrolysiert wird. Diese Hydrolyse kann unter Atmosphärendruck in Gegenwart erheblicher Mengen einer zugeführten Säure oder unter höherem Druck, wie es in der israelischen Patentschrift 16362 beschrieben wurde, ausgeführt werden; in dem letztgenannten Fall kann man mit erheblich geringeren Mengen oder sogar ohne zugeführte Säure arbeiten. Als Ausgangsprodukt für die Hydrolyse kann z. B. der aus den Agavenblättern gepreßte Saft oder noch besser ein alkoholischer Extrakt dieses Safts, der vorzugsweise so weit wie möglich von mineralischen und lipoiden Bestandteilen befreit wurde, wie es in der israelischen Patentschrift 16340 beschrieben wurde, verwendet werden.

Das aus den Agavenblättem erhaltene Rohhecogenin enthält im allgemeinen 10 bis 70 Gewichtsprozent reines Hecogenin; die genaue Menge hängt von der Art des Ausgangsprodukts und der angewandten Hydrolysemethode ab. Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Isolierung von reinem Hecogenin aus diesem Rohprodukt.

Bei einem bekannten Verfahren wird Hecogenin aus einem Reaktionsgemisch, das durch eine enzymatische Spaltung von Heconin erhalten ist, mit einem Lösungsmittelgemisch extrahiert, das aus 90% Benzol und 10% Äthanol besteht. Sowohl Benzol als auch Äthanol sind Lösungsmittel für Hecogenin, und der auf diese Weise erhaltene Extrakt, der im wesentlichen aus einer Benzollösung besteht, kann nicht in zwei Phasen getrennt werden. Das aus diesem Extrakt gewonnene Hecogenin ist ein außerordentlich unreines Produkt, das weiteren Aufarbeitungsverfahren, wie beispielsweise einer Chromatographie, unterzogen werden muß, um reines Hecogenin zu gewinnen.

Diese bisher bei der Reinigung von aus Agavenblättem erhaltenem Rohhecogenin vorhandenen Schwierigkeiten rühren hauptsächlich daher, daß das Hecogenin und die es begleitenden Verunreinigungen

Verfahren zur Gewinnung von reinem Hecogenin

Anmelder:

Staat von Israel,

vertreten durch

den Minister für Handel und Industrie,

Jerusalem;

Dr. Menachem Lewin,

Otto Eisner,

Michael Mielcharek,

Tamar Bernstein, Jerusalem (Israel)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. L. Wesse}y, Patentanwalt,

München 19, Montenstr. 19

Als Erfinder benannt:

Dr. Menachem Lewin,

Otto Eisner,

Michael Mielcharek,

Tamar Bernstein, Jerusalem (Israel)

Beanspruchte Priorität:

Israel vom 23. November 1961 (16363)

in den gleichen Lösungsmitteln löslich und in den gleichen Nichtlösungsmitteln unlöslich sind.

Niedrige gesättigte Paraffine, wie z. B. Hexan, Heptan, Petroläther u. dgl., lösen Hecogenin schlecht. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Hecogenin leichter als die es begleitenden Verunreinigungen in der Mischung löslich ist, die man durch Vermischen dieser Lösungsmittel mit einem polaren Hecogenin lösenden Stoff, z. B. Methanol, erhält.
Erfindungsgemäß wird nun reines Hecogenin aus einem aus Agavenblättern durch Hydrolyse des in den Blättern enthaltenen Heconins erhaltenen Rohprodukt durch Extraktion des Rohprodukts mit einem Lösungsmittelgemisch, das mindestens ein organisches polares Lösungsmittel und ein organisches unpolares Lösungsmittel und gegebenenfalls auch Wasser enthält, gewonnen, wobei als unpolares Lösungsmittel ein solches verwendet wird, das Hecogenin praktisch nicht löst und leichter ist als Wasser, und eine Trennung des Extrakts in zwei Phasen, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, herbeigeführt und reines Hecogenin aus der oberen Phase gewonnen wird.

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Wenn das System kein Waser enthält, d. h. wenn ren Lösungsmittel vermischt, so daß sich zwei Phasen

wasserfreies Produkt verwendet wird und auch die bilden.

Lösungsmittel kein Wasser enthalten, muß etwas Schließlich braucht in manchen Fällen, wenn das Wasser zugegeben werden, um die Phasentrennung Rohprodukt und/oder das Lösungsmittel einen herbeizuführen. Wenn das System etwas Wasser, 5 relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist und daher jedoch nicht genug für eine spontane Phasentrennung eine ausreichende Wassermenge zusammen .mit dem bei Zimmertemperatur enthält, so kann die Phasen- Hecogenin extrahiert wird, kein weiteres Wasser trennung durch Zugabe von etwas weiterem Wasser zugegeben zu werden. In diesem Fall wird die oder durch Kühlen herbeigeführt werden. Phasentrennung eingeleitet, indem die bei der ExGegenüber den obengenannten Verfahren der i° traktion des Rohprodukts mit einer Mischung aus Gewinnung durch Extraktion mit einem Extraktions- dem polaren Lösungsmittel und dem unpolaren mittel aus überwiegend Benzol und einer kleinen Lösungsmittel oder dem polaren Lösungsmittel allein Menge Äthanol zeichnet sich das erfindungsgemäße und nachfolgender Vermischung mit dem unpolaren Verfahren dadurch aus, daß das Extraktionsrnittel Lösungsmittel erhaltene Lösung abgekühlt wird,
ein Gemisch aus einem unpolaren und einem polaren 15 In jedem Fall wird die obere Phase von der Lösungsmittel und gegebenenfalls Wasser ist, wobei unteren getrennt und auf geeignete Weise aufgevon den Lösungsmitteln das polare ein Lösungs- arbeitet. In manchen Fällen beginnt das Hecogenin mittel für Hecogenin, das unpolare jedoch ein Nicht- bereits während der Phasentrennung aus der oberen lösungsmittel für Hecogenin ist, während das bei Phase auszufallen, und die obere Phase wird daher dem bekannten Verfahren zur Extraktion verwendete' ao filtriert. Anschließend kann man z. B. einengen, abBenzol und Äthanol beide Lösungsmittel für Heco- kühlen oder das Lösungsmittel vollständig entfernen, genin sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um weiteres Hecogenin zu gewinnen,
enthält der Endextrakt die obengenannten beiden ' Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierorganischen Lösungsmittel und Wasser, und dieser lieh ausgeführt werden. Dies kann z.B. mit dem Extrakt läßt sich in zwei Phasen trennen, während 25 dritten obengenannten Verfahren durchgeführt wersich der bei dem bekannten Verfahren erhaltene, den, d. h. dem, bei dem als Extraktionsmittel ein im wesentlichen aus einer Benzollösung bestehende Gemisch aus polarem Lösungsmittel/unpolarem Extrakt nicht in zwei Phasen trennen läßt. Da, wie Lösungsmittel/Wasser verwendet und die Extraktion bereits erwähnt, die erfindungsgemäß verwendete bei einer Temperatur vorgenommen wird, bei der spezielle Kombination von Lösungsmittel und Nicht- 30 diese Mischung eine homogene Phase bildet. Der lösungsmittel überraschenderweise dazu führt, daß erhaltene Extrakt wird kontinuierlich in den oberen Hecogenin extrahiert wird, während die unerwünsch- Teil eines Separators geleitet, wie er für eine Flüssigten Verunreinigungen überwiegend nicht extrahiert Flüssig-Extraktion verwendet wird, wo er so stark werden, besitzt das gewonnene Hecogenin hohe abgekühlt wird, daß Phasentrennung eintritt. Die Reinheit, z. B. 99,8 % oder mehr. Bei dem bekann- 35 obere unpolare Phase wird kontinuierlich in einen ten Verfahren dagegen werden wie bei allen üblichen Destillationsbehälter geleitet, aus dem das. Nicht-Verfahren die Verunreinigungen zusammen mit dem lösungsmittel kontinuierlich abdestilliert und zum Hecogenin extrahiert, und das gewonnene Hecogenin Boden des Separators geleitet wird, wo Phasenist daher ein außerordentlich unreines Produkt, aus trennung eintritt. In diesen Separator strömt die dem die Verunreinigungen nur durch schwierige 40 zurückgeleitete unpolare Phase im Gegenstrom zur Reinigungsverfahren entfernt werden können. frischen Extraktionsbeschickung in den Separator. Gemäß einer Ausführungsweise des erfindungs- Überschüssige polare Phase wird kontinuierlich aus gemäßen Verfahrens wird das Rohhecogenin mit dem dem unteren Teil des Separators, in dem sich die polaren Lösungsmittel, wie z. B. Methanol, extra- Phasen trennen, abgeleitet und zur Extraktion zuhiert und der erhaltene Extrakt mit dem unpolaren 45 rückgeführt. In dem Separator ist ein durch folgende Lösungsmittel und Wasser in solchen Anteilen ver- Maßnahmen bewirktes dynamisches Gleichgewicht mischt, daß Phasentrennung eintritt. An Stelle von vorhanden:

reinem Wasser kann ein Gemisch von einem a) Die kontinuierliche Beschickung mit frischem

Lösungsmittel und Wasser zugesetzt werden. Extrakt,

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin- 50 b) die kontinuierliche Entfernung der oberen

dung wird das Rohhecogenin mit einer Mischung unpolaren Phase,

aus dem polaren Lösungsmittel und dem unpola- c) die kontinuierliche Zurückfuhrung des unpolaren Lösungsmittel, vorzugsweise einer azeotropen ren Lösungsmittels und

Mischung, extrahiert und der erhaltene Extrakt mit d) die kontinuierliche Entfernung der unteren

der geeigneten Menge Wasser oder einem Gemisch 55 polaren Phase.

von Lösungsmittel und Wasser vermischt. In dem Separator ist ein Gegenstrom von Phasen

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin- vorhanden, wobei sich die zurückgeführte unpolare

dung wird zur Extraktion des Rohhecogenins eine Phase aufwärts und die abgeschiedene untere polare

Mischung aus dem polaren Lösungsmittel, dem abwärts bewegt. Das im Kreislauf zurückgeführte

unpolaren Lösungsmittel und Wasser verwendet, 60 unpolare Lösungsmittel wird zwischen der oberen

wobei die Extraktionstemperatur so gewählt wird, und unteren Phase verteilt. Derjenige Teil, der von

daß die flüssige Phase homogen bleibt. Der erhaltene der unteren polaren Phase aufgenommen wird, wird

Extrakt wird dann so stark abgekühlt, daß Phasen- mit dieser abgeführt, während derjenige Teil, der

trennung eintritt. von der oberen Phase aufgenommen wird, mit dieser

Gemäß einer weiteren Ausführungsweise der Er- 65 Phase zu dem Verdampfer geleitet wird, aus dem er

findung wird das Rohhecogenin mit einer Mischung wieder zurückgeführt wird,

des polaren Lösungsmittels mit Wasser extrahiert Das erfindungsgemäß durch Ausfällung aus der

und der erhaltene wäßrige Extrakt mit dem unpola- unpolaren Phase und/oder durch Verdampfen des

Lösungsmittels von der unpolaren Phase gewonnene Hecogenin kann.in an sich bekannter Weise weiter gereinigt werden. Es kann z. B. in Methanol aufgelöst, die Lösung mit Aktivkohle zur Entfernung von Pigmenten und anderen Verunreinigungen gekocht und durch Abkühlen und/oder Zugabe eines unpolaren Nichtlösungsmittels umkristallisiert werden. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

2,51 Saft aus Agavenblättern werden mit Kalkmilch bis zum pH-Wert 7,8 neutralisiert, auf Siedetemperatur erhitzt, und der entstandene Niederschlag wird abfiltriert. Das Filtrat wird im Vakuum zu einer dicken Masse eingeengt, die 45 Gewichtsprozent Wasser enthält, und dann mit Methanol extrahiert. Der methanolische Extrakt wird mit Petroläther rückextrahiert, um Lipoide und Pigmente zu entfernen. Der alkoholische Extrakt enthält dann vorwiegend Saponine. Der Extrakt wird eingeengt, das erhaltene Konzentrat mit 21 20gewichtsprozentiger Schwefelsäure vermischt und die Mischung 4 Stunden unter Rühren unter Rückfluß erhitzt. Es entsteht ein Niederschlag, der in der Hitze abfiltriert, mit heißem Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen und bei 110° C getrocknet wird. 8,9 g Rohhecogenin werden in Form eines dunkelbraunen Pulvers erhalten.

Das Rohhecogenin wird mit Benzol in einem Soxhlet extrahiert und das Benzol aus dem erhaltenen Extrakt auf einem Wasserbad abdestilliert. Der trockene Rückstand wird in 200 ml 95%igem Methanol in der Hitze aufgelöst und die Lösung mit 150 ml 30%igem Methanol vermischt. Blaß cremefarbenes Hecogenin fällt aus und wird abfiltriert. Der Niederschlag wird mit 6O^a/oigem Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet; man erhält so 4,6 g Produkt vom F. = 248 bis 258⁰C.

Das obige Produkt ist noch Rohhecogenin. Es wird in 100 ml wasserfreiem Methanol aufgelöst und die Lösung in einen Soxhlet geleitet, wo sie nach dem Abkühlen mit 100 ml Hexan vermischt wird. 90%iges wäßriges Methanol wird dann unter Rühren zugesetzt, bis eine Trennung der zwei Phasen gerade sichtbar ist. Anschließend wird eine azeotrope Methanol-Hexan-Mischung kontinuierlich durch die Lösung zirkuliert. Die unpolare Phase wird abgezogen und auf ein Volumen von 150 ml eingeengt; Hecogenin fällt in Forrh von blaß cremefarbenen Kristallen vom F. = 254 bis 268° C aus. Insgesamt werden 4,05 g reines Hecogenin erhalten.

Das reine Produkt wird mit Essigsäureanhydrid und wasserfreier Essigsäure vermischt, die Mischung auf einem Ölbad erhitzt, bis das gesamte Produkt aufgelöst ist, und dann 10 Minuten unter Rückfluß erhitzt. Das erhaltene Hecogeninacetat wird aus Alkohol kristallisiert. Die Ausbeute beträgt 3,8 g kristalline Substanz vom F. = 252° C; die Substanz ist 98,8%ig rein, wie sich aus der IR-Absorption ergibt. Das Produkt ist frei von Tigogenin, wie aus dem UV-Absorptionsspektrum einer Lösung in Schwefelsäure hervorgeht.

Beispiel 2

9,4 g aus dem Saft von Agavenblättern erhaltenes Rohhecogenin, das auf ähnliche Weise wie im Beispiel 1 beschrieben gewonnen wurde und 71,3 Gewichtsprozent reines Hecogenin enthielt, wird kontinuierlich in einer Fest-Flüssig-Extraktionsvorrichtung mit einer homogenen Lösungsmittelmischung extrahiert; die Lösungsmittelmischung wird bei Raumtemperatur durch Vermischen von 2 Volumen Petroläther (40 bis 60° C) mit 1 Volumen wasserfreiem Methanol und soviel 80%igem wäßrigem Methanol, daß gerade Phasentrennung eintritt, erhalten. Die Extraktion wird bei 32 bis 33° C ausgeführt,

ίο bei der die obige Lösungsmittelmischung homogen ist.

Der aus der Extraktionsvorrichtung geleitete Extrakt wird kontinuierlich in den oberen Teil eines Behälters, der zur Flüssig-Flüssig-Extraktion verwendet wird, geleitet; in dem Behälter wird die Temperatur bei 18 bis 20° C gehalten, so daß sich die Phasen trennen. Die untere polare Phase wird kontinuierlich in die Extraktionsvorrichtung zurückgepumpt. Die obere, unpolare Phase wird in einen

ao Destillationsbehälter geleitet, wo die flüssige Phase abdestilliert wird. Das kondensierte, unpolare Lösungsmittel wird in den unteren Teil des erwähnten Flüssig-Flüssig-Extraktionsbehälters zurückgeleitet, so daß es in Gegenstromberührung

as mit dem frischen Extrakt kommt, der kontinuierlich in den oberen Teil dieses Behälters eingeleitet wird.

So geht die Gewinnung von reinem Hecogenin kontinuierlich vor sich, und schließlich werden 6,1 g reines Hecogenin vom F. = 254 bis 258° C im Destillationsbehälter gesammelt. Zur weiteren Reinigung wird das Produkt in Methanol aufgelöst, die Lösung mit Aktivkohle gekocht und filtriert und das Hecogenin durch Zugabe von Petroläther umkristallisiert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von reinem Hecogenin aus einem aus Agavenblättern durch Hydrolyse des in den Blättern enthaltenen Heconins erhaltenen Rohprodukt durch Extraktion des Rohprodukts mit einem Lösungsmittelgemisch, das mindestens ein organisches polares Lösungsmittel und ein organisches unpolares Lösungsmittel und gegebenenfalls auch Wasser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als unpolares Lösungsmittel ein solches verwendet wird, das Hecogenin praktisch nicht löst und leichter ist als Wasser, und eine Trennung des Extrakts' in zwei Phasen, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, herbeigeführt und reines Hecogenin aus der oberen Phase gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als unpolares Lösungsmittel Hexan, Heptan oder Petroläther verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-' kennzeichnet, daß Rohhecogenin mit dem polaren Lösungsmittel extrahiert, der erhaltene Extrakt mit dem unpolaren Lösungsmittel und Wasser in solchen Anteilen, daß zwei Phasen entstehen,' vermischt und die obere Phase entfernt wird, um daraus Hecogenin zu gewinnen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohhecogenin mit einer Mischung des polaren Lösungsmittels und des unpolaren Lösungsmittels extrahiert, der erhal-

tene Extrakt mit so viel Wasser, daß sich zwei Phasen bilden, vermischt und die obere Phase abgezogen wird, um daraus Hecogenin, zu gewinnen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohhecogenin mit einer Mischung des polaren Lösungsmittels mit Wasser extrahiert wird, der erhaltene wäßrige Extrakt mit dem unpolaren Lösungsmittel vermischt wird, so daß sich zwei Phasen bilden, und die obere Phase abgezogen wird, um daraus Hecogenin zu gewinnen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohhecogenin mit einer Mischung aus dem polaren Lösungsmittel, dem

IO

unpolaren Lösungsmittel und Wasser bei einer Temperatur, bei der die Mischung eine homogene Phase bildet, extrahiert, der erhaltene Extrakt bis zur Phasentrennung abgekühlt und die obere Phase abgezogen wird, um daraus Hecogenin zu gewinnen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohhecogenin, dessen Feuchtigkeitsgehalt relativ hoch ist. mit einer Mischung aus dem polaren Lösungsmittel und dem unpolaren Lösungsmittel extrahiert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Paech-Tracy, Moderne Methoden der Pflanzenanalyse, Göttingen, 1955, 3. Band, S. 183.

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