DE19713768A1 - Herstellung von Betulinsäure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Betulinsäure aus einer anderen Ausgangspflanze als den bisher benutzten und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Betulinsäure (3b-Hydroxy-lup-20(29)-en-28-säure) ist ein Naturstoff mit einem Triterpen­ gerüst, der in zahlreichen Pflanzen gefunden wurde. Für Betulinsäure wurde 1995 eine spezifische Wirkung gegen das Wachstum von Melanomzellen beschrieben¹, 1996 wurden Amide der Betulinsäure als anti-HIV-Wirkstoffe mit neuartigen Wirkmechanismus be­ schrieben², damit stieg der Bedarf an Betulinsäure stark an.

Verfahren zur Gewinnung z. B. aus der Rinde von Picramnia pentandra (Simaroubaceae)³, aus der Rinde von Arbutus menziesii (Ericaceae)⁴ oder aus der Rinde von Ziziphus mauri­ tiana (Rhamnaceae)¹ sind publiziert. Die verwendeten Ausgangsmaterialien sind jedoch schwierig zu beschaffen und die Isolierungsverfahren sind aufwendig, weil die Betulinsäu­ re dabei nur im Gemisch mit anderen Stoffen extrahiert werden kann und nur in geringen Anteilen im Gesamtextrakt enthalten ist. Sie muß über mehrere Stufen und mit hohem Aufwand, meist chromatographisch, gereinigt werden. Entsprechend teuer ist die Gewin­ nung der Betulinsäure.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, Betulinsäure aus leichtzugänglichem Pflanzenmaterial mit hohem Betulinsäuregehalt nach einem einfa­ chen Verfahren herzustellen.

Dieses Problem wird gemäß Patentanspruch 1 durch Extraktion von Betulinsäure aus der Borke von Platanen mit mittelpolaren Lösemitteln, z. B. Dichlormethan, Chloroform oder Diethylether, Einengen der Extrakte und Umkristallisieren, vorzugsweise aus Methanol, erhalten. Die Dichlormethanextrakte sind jedoch wenig mit Begleitstoffen kontaminiert. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß Platanenborke als Ausgangs­ stoff leicht zugänglich ist. Die Besonderheit der Bäume besteht darin, daß sich die Borke im Herbst selbständig löst und abfällt, sie nur eingesammelt zu werden braucht. Die Bäume müssen nicht wie bei der Gewinnung anderer Baumrinden oder Borken gefällt werden. Ein Baum von ca. 10 m Höhe liefert jährlich mehrere Kilogramm Borke.

Zudem führt die Erfindung unter anderem durch das günstige Inhaltsstoffgemisch der Pla­ tanenborke und durch die Auswahl der Lösemittel mit wenigen Schriften ohne Chromato­ graphie zu einem reinen Produkt. Die Lösemittel können zurückgewonnen werden, da­ durch ist das Verfahren umweltschonend, schnell und preisgünstig. Das Verfahren ist in einfachen Vorrichtungen in beliebigem Maßstab durchführbar.

Gemäß Patentanspruch 2 ist die Betulinsäure bereits aus den ersten Extraktionsfraktionen durch Einengen unter Rückgewinnung des Extraktionsmittels auf ca. ein Fünftel ihres Vo­ lumens und Kühlen auf unter 10°C in wenig verunreinigter Form erhältlich. Zwei- bis drei­ maliges Umkristallisieren führt zu einem reinen, ungefärbten Produkt. Die weiteren Ex­ traktionsfraktionen werden gemäß Patentanspruch 3 bis zur Trockene eingeengt und brau­ chen nur einmal umkristallisiert zu werden.

Zugabe von Salzsäure zur methanolischen Mutterlauge liefert weitere Betulinsäure.
¹ Pisha et al. (1995) Nature Medicine 1, 1046 ff;
² Evers et al. (1996) J. Med. Chem. 39, 1056 ff;
Soler et al. (1996) J. Med. Chem. 39, 1069 ff;
³ Herz et al. (1972) Phytochemistry 11, 3061 ff;
⁴ Robinson et al. (1970) Phytochemistry 9, 907 ff.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben:

Platanenborke, die sich selbständig vom Stamm löst, ist bereits relativ trocken. Als Aus­ gangsmaterial für saubere Extraktionen ist die Borke am besten geeignet, die von der nicht dem Regen zugewandten Seite der Bäume stammt und nicht mit Algen besetzt ist. Kurzes Nachtrocknen (2-8 Tage) der Borke bei Raumtemperatur führt zu einer gut pulverisierba­ ren Borke. Die Borke wird grob gebrochen und in einer Schlagwerkmühle gemahlen.

Ca. 150 g trockenes Pulver werden in einer Glassäule mit Dichlormethan durch hydrostati­ schen Druck extrahiert. Es werden etwa 7 Fraktionen von 1 Liter gewonnen. Die Extrakti­ on wird beendet, wenn die Reaktion nach Liebermann-Burchardt nicht mehr positiv ist, das heißt, wenn keine Violettfärbung mehr auftritt.

Die Fraktionen 1-4 werden unter Rückgewinnung des Lösemittels eingeengt auf jeweils ca. 200 ml. Nach einigen Stunden bei -22°C fällt Betulinsäure als voluminöser Nieder­ schlag aus, der gelb gefärbt ist. Aus den Fraktionen 5-7 kann Betulinsäure, nur leicht gelb gefärbt, durch Einengen bis zur Trockne als Pulver gewonnen werden.

Alle Fraktionen des Extrakts werden durch Umkristallisieren aus Methanol gereinigt. Da­ bei wird das Methanol zum Lösen des Niederschlags bis zum Sieden erhitzt und langsam bis auf 4°C abgekühlt. Niederschläge aus den Fraktionen 1-4 benötigen 2-3 Umkristalli­ sationen, bis auch die Mutterlauge farblos ist. Die Rückstände der Fraktionen 5-7 müssen nur einmal umkristallisiert werden.

Schon nach der ersten Kristallisation ist die Betulinsäure aus allen Fraktionen chromato­ graphisch rein (Dünnschichtchromatographie, Gaschromatographie, siehe unten), aber teilweise noch gelb gefärbt. Das Methanol kann durch Destillation zurückgewonnen wer­ den, dadurch ist auch dieser Teil des Verfahrens umwelt- und ressourcenschonend.

Die Ausbeute bei der Kristallisation wird erhöht, wenn die Mutterlauge nach Abtrennen des ersten Kristallisates mit wenigen Tropfen HCl versetzt und bei 4°C einige Stunden stehen gelassen wird.

Die Identität der gewonnenen Betulinsäure wird sichergestellt durch dünnschichtchromato­ graphische Analyse und gaschromatographische Analyse sowie durch Massen­ spektrometrie und ¹H-NMR.

Claims (6)

1. Herstellung von Betulinsäure aus der Borke von Platanen, Platanus acerifolia, durch Extraktion mit mittelpolaren Lösemitteln, Einengen der Extrakte und Umkristallisieren der erhaltenen Betulinsäure.

2. Herstellung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Dichlormethan, Chloroform oder Diethylether als Lösemittel.

3. Herstellung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch fraktionierte Extraktion.

4. Herstellung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Extraktionsfraktionen auf ca. ein Fünftel ihres Volumens eingeengt und zum Ausfällen der Betulinsäure gekühlt werden.

5. Herstellung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die letzten Fraktionen bis zur Trockene eingeengt werden.

6. Herstellung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betulinsäure aus Methanol umkristallisiert wird.