DE1962624C3

DE1962624C3 - Verfahren zur Gewinnung von l-lsovaleryl-oxy34'beta-D-glucosido-6,7-dihydroxy-7-methyl-1,4a, 5,6,7,7a-hexahydrocyclopenta (c) pylan

Info

Publication number: DE1962624C3
Application number: DE19691962624
Authority: DE
Inventors: P W Thies
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1969-12-13
Filing date: 1969-12-13
Publication date: 1975-05-28
Also published as: DE1962624A1; DE1962624B2; GB1307004A

Description

CH₃

OH

sauer wirkenden Substanzen oder mitteis der sauer wirkenden Substanzen allein im pH-Bereich zwischen 3 und 7, vorzugsweise bei 5, sedativ und spasmopolytisch wirksame lsovaleriansäureester zu gewinnen. In Tetrahedron. Bd. 24, 1968, S. 313 bis 347. wird die Strukturaufklärung der so gewonnenen Valepotriate

beschrieben. Danach werden zur Isolierung der Valepotriate gemahlene Baldrianwurzeln mit Essigester, der J % Eisessig enthält, perkoliert. Die Perkolationslösung wird nach Reinigung und Einengung in η-Hexan aufgenommen und zur Trennung der ver-

schiedenen lsovaleriansäureester an einer Aluminiumoxidsäule chromatographiert, die zuvor durch Behandlung mit Essig- oder Propionsäure in wasserfreiem Medium teilweise inaktiviert worden ist. Die Elution erfolgt mit η-Hexan, dem zur Elution von

Acevaltratum 10% Aceton zugesetzt wird.

überraschenderweise konnte nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine diesen Substanzen ähnliche, jedoch im Gegensatz zu den Valepotriaten wasserlösliche Verbindung aus den gleichen Pflanzen isoliert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von 1 - Isovaleryloxy - 4' - />' - η - glucosido - 6,7 - dihydroxy - 7 - methyl - l,4a,5,6,7,7a - hexahydrocyclopenta(c)pyran der Formel

/i-D-Glucosyl-O CH₂

OCOCH₂CH(CH,)₂
OH

CH,

OH

ist dadurch gekennzeichnet, daß man Wurzeln und Rhizome von Valerianaarten, gegebenenfalls nach Entfernung der Valepotriate aus denselben nach üblichen Methoden, mit einem polaren Lösungsmittel oder mit Gemischen polarer Lösungsmittel oder mit einem Gemisch aus einem halogenierten Kohlenwasserstoff und einem Alkohol bei einem pH-Wert von 7 extrahiert, den erhaltenen Extrakt, gegebenenfalls nach weiteren üblichen Reinigungsoperationen zur Entfernung von Valepotriaten und unerwünschten Begleitsubstanzen, an Kieselgel oder Aluminiumoxid chromatographiert, wobei man als Elutionsmittel Essigester unter Zusatz von Alkohol verwendet und/oder den Extrakt einer Gelfiltration an mit organischen Lösungsmitteln quellbaren Molekularsieben unterwirft.

Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Extraktion im neutralen Medium, d. h. ohne Säurezusatz durchgeführt. Wegen der durch ihre Glucosidnatur bc-

dingten Säureempfindlichkeit und gleichzeitigen Wasserlöslichkeit läßt sich das neue Esterglucosid nicht nach dem bekannten Verfahren gewinnen

Die Instabilität allein kann als Erklärung dafür herangezogen werden, daß trotz der intensiven Bearbeitung der Valerianadrogen dieses Glucosid bisher nicht isoliert wurde. Nach eigenen Feststellungen sind die Glucosid enthaltenden, alkoholischen und wäßrigen Lösungen selbst bei pH = 7 nicht sehr lange beständig. Vielmehr nimmt der Gehalt des Glucoside auch in Tinkturen derart rapide ab, daß nach 14 Tagen praktisch kein intaktes Glucosid mehr nachgewiesen werden kann.

Ein weiterer Unterschied zu dem bekannten Verfahren ist der, daß sich beispielsweise auch Wasser als Extraktionsmittel eignet; die bekannten Valepotriate sind nicht wasserlöslich und können daher nicht mit Wasser aus Valerianaceen extrahiert werden.

Als Extraktionsmittel für das erfindungsgemälte Verfahren eignen sich alle polaren Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, Alkohole, Aceton, Essigester oder deren Gemische oder auch ein Gemisch aus einem halogenierten Kohlenwasserstoff und einem Alkohol. Die Extraktion wird bei einem pH-Wert von 7 durchgeführt.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zu dem bekannten Verfahren liegt in der Chromatographiestufe. Während die bekannten Valepotriate sich an Kieselgelen zersetzen und die Chromatographie an Aluminiumoxiden auch nur gelingt, wenn dieses zuvor durch Behandlung mit Essig- oder Propionsäure im wasserfreien Medium teilweise inaktiviert wurde, eignen sich als Sorbens für die Chromatographie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl handelsübliche Kieselgele wie auch Aluminiumoxide ohne irgendeine Vorbehandlung. Als Elutionsmittel wird Essigester unter Zusatz von Alkoholen verwendet.

Die Reindarstellung des neuen Esterglucosids gelingt auch durch Gelfiltration an mit organischen Lösungsmitteln quellbaren Molekularsieben. Es ist auch möglich, das an einer Aluminiumoxidsäule vorfraktionierte Eluat anschließend durch Gelfiltration rein darzustellen.

Es ist empfehlenswert, vor der Reindarstellung des neuen Esterglucosids mittels Chromatographie und' oder Gelfiltration den Rohextrakt von unerwünschten Begleitsubstanzen wie ätherischen ölen. Zuckern und spezifischen Kohlenwasserstoffen, Flavonglucosiden u. a. mehr zu reinigen. Das kann auf bekannte Weise geschehen, beispielsweise indem das Esterglucosid aus dem mit polaren Lösungsmitteln erhaltenen Rohextrakt mit Wasser extrahiert und die organische Phase verworfen wird. Zur Entfernung restlicher lipophiler Anteile wird der wäßrige Extrakt nach Neutralisation und Sättigung mit \mmonsulfat und gegebenenfalls nach Ausschütteln mit Diäthyläther oder Methylenchlorid mit Essigester extrahiert. Dieser so gereinigte Essigesterextrakt wird dann für die Chromatographie oder Gelfiltration verwendet.

Wenn an der Gewinnung der Valepotriate kein Interesse besteht, kann die als Ausgangsmaterial verwendete Baldriandroge, bevor sie der erfindungsgemäßen Extraktion unterzogen wird, zunächst aiuf bekannte Weise mit einem lipophilen Lösungsmittel unter Zusatz von Essig- oder Propionsäure im schwach sauren pH-Bereich erschöpfend perkoliert werden, um auf diese Weise die Valepotriate zu extrahieren. Dieses erste Perkolat wird dann verworfen und die Droge anschließend dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Extraktion im neutralen Medium unterworfen.

Das neue Esterglucosid, das nicht nur in Valeriana Waüichii, sondern auch in Valeriana officmalis und anderen arzneilich verwendeten Pflanzen aus der Familie Valerianaceae enthalten ist, hat ähnliche therapeutische Eigenschaften wie die Valepotriate, zeichnet sich aber gegenüber diesen auf Grund seiner Wasserlöslichkeit dadurch aus, daß es injizierbar ist. Das 1 - Isovaleryloxy - 4' - β - η - glucosido - 6,7 - dihydroxy - 7 - methyl - l,4a,5,6,7,7a - hexahydro - cyclopenta(c)pyran ist ein weißgelbes Pulver, das bei 78 bis 80° C klar schmilzt und dessen wäßrige Lösung

is eine optische Drehung von [α]ϊ = —102° hat. Es ist nur in isoliertem, trockenem Zustand unbegrenzt haltbar. Das IR-Spektrum ist in der F i g. 1 wiedergegeben.

Beispiel 1

6 kg gemahlene Wurzeln und Rhizome von Valeriana Wallichii wurden in einem Perkolator zunächst mit η-Hexan unter Zusatz von 1 % Essigsäure erschöpfend perkoliert. Dieses erste Perkolat wurde verworfen.

Anschließend erfolgte eine zweite Perkolation mit Chloroform-Methanol im Verhältnis 5:2. Das etwas eingeengte Perkolat wurde dreimal mit je 101 Wasser gewaschen, die organische Phase verworfen und die Wasserphase nach Sättigung mit Ammonsulfat viermal mit je 5 1 Essigester extrahiert. Die vereinigten Esterextrakte wurden dann über Magnesiumsulfat getrocknet und bis zur Trockene eingeengt. Der Gesamtrückstand betrug 199 g (3,31% der Theorie, bezogen auf die getrocknete Droge).

Der vornehmlich aus wasserlöslichen Esterglucosiden bestehende Rückstand wurde zur weiteren Reinigung an der Säule Chromatographien.

Dazu wurden \ 0 g dieses Rückstandes in etwa 100 ml feuchtem Essigester aufgenommen und nach einigem Stehen die nicht löslichen Anteile abfiltriert. Das Filtrat wurde auf eine Kieselgelsäule aufgetragen, welche mit 250 g Gel — Korngröße 0,2 bis 0,5 mm — gefüllt war. Die Aufschlämmung des Kieselgels und die Elution der ersten 10 Fraktionen wurden mit feuchtem Essigester durchgeführt, nachher wurde die Elution mit einem Essigester-Methanol-Gemisch (95:5) fortgesetzt. Fraktionen zu je 100 ml wurden aufgefangen. Das l-Isovaleryloxy^^/i-n-glucosido-6,7 - dihydroxy - 7 - methyl -1,4a,5,6,7,7a - hexahydrocyclopenta(c)pyran befand sich in den Fraktionen 17 bis 27. Insgesamt wurden aus diesen Fraktionen nach Einengen 3,65 g des Glucosids als amorphes gelbliches Pulver isoliert. Die Rcindarstellung erfolgte durch Gelfiltration über ein Molekularsieb der Korngröße 25 bis 100 μ (lipophiles Dextran), das sowohl mit Wasser als auch besonders mit organischen Lösungsmitteln quellfähig ist.

100 g Molekularsieb der angegebenen Korngröße wurden in 150 ml Essigester aufgeschlämmt, im Rotav;(p,or entlüftet und in eine Säule von 20 mm Durchmesser gefüllt. 2,3 g des Rohglucosids wurden in möglichst wenig Essigester, der 1% Methanol enthielt, gelöst und auf die Säule gegeben. Eluiert wurde mit Essigester unter Zusatz steigender Mengen von Methanol. Fraktionen von je 50 ml wurden aufgefangen. Die reine Verbindung ließ sich mit Essigester eluieren, dem 5% Methanol zugesetzt waren. Die Fraktionen 31 bis 34 wurden vereinigt und das Elutionsmittel

abgedampft. Dabei wurden 0,9 g eines weißgelben Pulvers vom F. 78 bis 80° C erhalten, dessen optischer Dreh wert {_d\'i in Wasser: -102° beträgt.

Gewichtsanalyse in Prozent für C₂IH₃₄O₁₁ (462, j):
Berechnet ... C 54,54, H 7,4%;
gefunden .... C 53,8, H 7,41%.

Das IR-Spektrum ist auf Seite 10 wiedergegeben.

Beispiel 2

16,7 kg gemahlene Wurzeln und Rhizome von Valeriana Wallichii DC wurden in bekannter Weise 4mal mit 20 1 Methanol erschöpfend perkoliert. Die vereinigten Perkolate ergaben 50 1 einer dunkelbraunen Lösung. Diese wurde im Vakuum bei 40° C bis auf ein Volumen von 101 eingeengt. Danach wurde das eingeengte Gesamtperkolat in 151 Wasser eingerührt und 6mal mit je 5 1 Petroläther (40 bis 70⁰C) extrahiert zur Entfernung der Valepotriate, ätherischer öle und unspezifischer Kohlenwasserstoffe. Harzig anfallendes Material, das vornehmlich aus Flavonglucosiden und deren Estern bestand, wurde abgetrennt, die Petrolätherphase nach dreimaligem Waschen mit je 2 1 Wasser verworfen und die zusammengefaßten wäßrigen Phasen nach weiterer Wasserzugabe auf ein Gesamtvolumen von 501 gebracht. Dieses wurde dann mit Natriumbicarbonat auf einen pH-Wert von 7 eingestellt, mit 1,5 kg Ammonsulfat versetzt und die hierbei aufgetretene Trübung und Ausflockung durch Filtration beseitigt.

Das klare Filtrat wurde nun mit 2,5 kg Ammonsulfat versetzt und 6mal mit je 101 Methylenchlorid extrahiert. Diese Methylenchloridphasen wurden verworfen. Anschließend wurde die Wasserphase 6mal mit je 121 Essigester extrahiert, wobei das gewünschte Esterglucosid vollkommen in die Essigesterphase aufgenommen wurde.

Nach Einengen der Essigesterphasen im Vakuum bei 40° C resultierte ein gelbbraungefärbtes öl, 1,154 kg (6,9% der Theorie, bezogen auf die getrocknete Droge), welches nach dünnschichtchromatographischer Analyse zu etwa einem Drittel aus dem Esterglucosid bestand.

Zur Reindarstellung des Esterglucosids wurde ein Teil des Rohproduktes an neutralem Aluminiumoxid Chromatographien.

900 g neutrales Aluminiumoxid wurden mit 500 ml Aceton und 100 ml Wasser versetzt und bei 30° C mit Essigester aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wurde in eine Säule gefüllt, welche eine Länge von 120 cm und einen Innendurchmesser von 3,5 cm hatte. 10 g des rohen Glucosidesters wurden in einem Gemisch von drei Teilen Essigester und zwei Teilen Methanol gelöst auf die Säule gegeben. Das Elutionsmittel bestand ebenfalls aus einem Gemisch von

ίο drei Teilen Essigester und zwei Teilen Methanol. Die Tropfgeschwindigkeit betrug 50 ml/10 Minuten. Insgesamt wurden 125 Fraktionen zu je 50 ml aufgefangen. Das Esterglucosid befand sich in den Fraktionen 86 bis 124 in reiner Form. Diese Fraktionen wurden vereinigt und das Elutionsmittel im Vakuum abgedampft. Dabei fielen 2,43 g reiner Glucosidester in Form eines weißlichen amorphen Pulvers an, das in seinen physikalischen Kenndaten mit dem im Beispiel 1 erhaltenen Produkt identisch war. Die Ausbeute an reinem Produkt beträgt somit 3,5% der Theorie, bezogen auf die entsprechende Drogenmenge.

Beispiel 3

1,65 kg frisch gemahlene, getrocknete Wurzeln und Rhizome von einjährigen, in Deutschland kultivierten Pflanzen von Valeriana wallichii DC wurden mit Essigsäureäthylester bei pH = 7 und Raumtemperatur perkoliert. 3 1 Gesamtperkolat wurden erhalten, aus welchem nach Einengen im Vakuum bei 45° C 0,081 kg Rohextrakt resultierten.

Dieser Rohextrakt, welcher außer 1-Isovaleryloxy-4' - β - D - glucosido - 6,7 - dihydroxy - 7 - methyl-Ma^oJJa-hexahydro-cyclopentaicJpyran fast keine Flavonglucoside, sondern nur Valepotriate, etwas Zucker und ätherische öle enthielt, wurde unter kräftigem Rühren in 1,71 Diäthyläther eingerührt, wobei die Valepotriate und andere lipophile Begleitsubstanzen in Lösung blieben, während das Esterglucosid als amorphe Fällung erhalten wurde. Die Ausbeute betrug 1,2 g (0,08% der eingesetzten Droge). Zur Reindarstellung wurde das Rohprodukt auf Kieselgel-Dickschichtplatten im Fließmittelsystem Essigester/Methanol (Volumverhältnis 3:2) chromatographisch gereinigt, wobei 0,24 g amorphes weißes

Pulver erhalten wurden, dessen IR-Spektrum mit der gemäß Beispiel 1 gewonnenen Substanz identisch war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 962

Patentanspruch:

Verfahren zur Gewinnung von l-lsovaleryloxy^'-ZJ-D-glucosido-oJ-dihydroxy^-methyl-l^S^JJa-hexakydro-cyclopenta(c)pyran der Formel

Λ'-D-Gl ucosy 1—O—C H,

dadurch gekennzeichnet, daß man Wurzeln und Rhizome von Valerianaarten, gegebenenfalls nach Entfernung der Valepotriate aus denselben nach üblichen Methoden mit einem polaren Lösungsmittel oder mit Gemischen polarer Lösungsmittel oder mit einem Gemisch aus einem halogenierten Kohlenwasserstoff und einem Alkohol bei einem pH-Wert von 7 extrahiert, den erhaltenen Extrakt, gegebenenfalls nach weiteren üblichen Reinigungsoperationen, zur Entfernung von Valepotriaten und unerwünschten Begleitsubstanzen, an Kieselgel oder Aluminiumoxid chromatographiert, wobei man als Elutionsmittel Essigester unter Zusatz von Alkohol verwendet und/oder den Extrakt einer Gelfiltration an mit organischen Lösungsmitteln quellbaren Molekularsieben unterwirft.

Aus der deutschen Patentschrift 1 191 515 ist es bekannt, aus Wurzeln und Rhizomen isovalerianiäureesterhaltiger Baldrianarten durch Extraktion mittels lipophiler Lösungsmittel in Gegenwart von OCOCH₂CH(CH₃I₂
OH