DE2241390A1 - Verfahren zur gewinnung von l-dopa aus dieses enthaltenden pflanzen - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von l-dopa aus dieses enthaltenden pflanzenInfo
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Description
Anmelderin: Firma Oy MEDICA Ab
Helsinki 10
Helsinki 10
Priorität: 30. August 1971. Finnland No. 2421/71 meine Akte: R-PA 19723.
Verfahren zur Gewinnung von L-Dopa aus dieses enthaltenden
Pflanzen
Die Erfindung betrifft die Gewinnung von 3-(3,4-Dihydroxyphenyl)-L-alanin
(L-Dopa) aus L-Dopa-haltigen Pflanzen, vor allem aus der Ackerbohne (Vicia faba) durch Extraktion.
Es ist bekannt, dass häufig tierisches Gewebe und Pflanzen L-Dopa enthalten. L-Dopa hat therapeutische Wirkung und wird
in der Therapie des Parkinsonismus verwendet. L-Dopa ist früher aus gemahlenen Samen der Ackerbohne extrahiert worden. Als Extraktionsmittel
hat man eine schwache Lösung von schwefliger Säure oder eine schwache wässerige Lösung einer organischen Säure
verwendet. Aus dem dabei erhaltenen Extrakt wurde L-Dopa isoliert. Diese bekannte Gewinnungsart ist aufwendig, weil nur der
zuvor relativ mühsam zu sammelnde Samen als Ausgangssubstanz verwendet verden kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein wirtschaftliches Verfahren
zur GewLnnung von L-Dopa durch Extraktion aus Pflanzen,
vor allem Vicia faba (Ackerbohne oder Saubohne), das den bisherigen
Nachteil nicht aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass der gesamte vegetative Pflanzenbestand von L-Dopa=haitigen Pflanzen zerkleinert, z.B. zerhackt und mit Wasser extrahiert
wird, dem die Oxydation von L-Dopa verhindernde und gegebenen·= falls das eventuell vorhandene Eisen als Komplex bindende Sub=
stanzen zugesetzt werden.
Das Oxydieren von L-Dopa wird zweckraässig durch Zugabe von
schwefliger Säure zu dem als Extraktionsmittel verwendeten Wasser verhindert. Das eventuell vorhandene Eisen kann vorteilhaft
durch Zugabe von Äthylendiamintetraessigsäure als das Eisen komplex bindende Substanz entfernt werden. Man setzt
dann zweckmässig die Äthylendiamintetraessigsäure in Form ihres Natriumsalzes dem als Extraktionsmittel verwendeten Wasser zu.
Eisensalze sind deswegen unvorteilhaft, weil sie die Oxydation und Polymerisation von L-Dopa beschleunigen.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, beim erfindungsgemässen
Verfahren das Extrahieren kontinuierlich nach dem Gegenstromprinzip
unter Verwendung von 1 bis 2 Liter Wasser je 1 kg zerhackten Pflanzenmaterials vorzunehmen. Dabei arbeitet man
besonders günstig bei Temperaturen von etwa 70 bis 80 C.
Es ist festgestellt worden, dass z.B. die Ackerbohne sogar 0,5% L-Dopa, bezogen auf das Gewicht der frischen Pflanze, enthalten
kann, d.h. 4%, bezogen auf die Trockensubstanz der Pflanze. Wenn erfindungsgemäss das gesamte vegetative Pflanzenmaterial
als Rohmaterial verwendet wird, kann man L-Dopa bedeutend billiger gewinnen, als wenn nur die Samen der Pflanze eingesetzt
werden. Weil der grosste Teil von L-Dopa in dem Pflanzensaft
schon gelöst enthalten ist, kann L-Dopa erfindungsgemäss relativ einfach und beinahe quantitativ extrahiert werden. Man kann
mit einem bedeutend geringeren Volumen an Extraktionsmittel arbeiten und erhält ein bedeutend kleineres Volumen an Extrakt,
verglichen mit dem bekannten Verfahren zur Gewinnung von L-Dopa. Beim erfindungsgemässen Verfahren genügt es, das als Extraktionsmittel verwendete Wasser in nur der 2- bis 2,5-fachen Menge von
dem als Rohmaterial eingesetzten Volumen der Pflanzenmasse zu verwenden, wodurch die weitere Aufarbeitung sehr vereinfacht ist.
Zu dem günstigen wirtschaftlichen Ergebnis trägt auch bei, dass es beim erfindungsgemässen Verfahren nicht notwendig ist, der
ExtraktionsInnung, d.h. dem Wasser, andere als die vorerwähnten
Zusatzmittel, .3. organische Säm:3n, zuzufügen.
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Das für das erfindungsgemässe Verfahren als Rohmaterial eingesetzte
Pflanzenmaterial kann vom Feld, z.B. mit einem Dreschflegelschnitzelwerk
geerntet werden. Dabei wird der gesamte Pflanzenbestand geerntet und durch Luftsog in den Aufnahmebehälter
oder den Transportwagen geblasen. Danach wird das Pflanzenmaterial in einem Transportbehälter an die Verarbeitungsstelle
transportiert.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Extraktionsverfahren können im Handel erhältliche Extraktions-Apparate, wie sie
beispielsweise für das Extrahieren von Zucker aus Zuckerrübenschnitzeln entwickelt worden sind, eingesetzt werden. Es können
Extraktions-Apparate verwendet werden, die auf eine Nutzleistung von 60 t/h Zuckerrüben ausgelegt sind.
Das Extrahieren des Pflanzen-Rohmaterials wird vorzugsweise nach dem Gegenstromprinzip unter Verwendung von, wie zuvor angegeben,
möglichst wenig ExtraktionsrWasser durchgeführt. Im allgemeinen wird beim Extrahieren von Ackerbohnen eine beinahe quantitative
Extraktion erreicht, wenn man das Verhältnis an verwendetem Wasser
zu Pflanzenrohmaterial auf etwa 1,5 : 1 einstellt. Dem Extraktionswasser wird zur Verhinderung der Oxydation von L-Dopa
Schwefeldioxid zugegeben. Das Schwefeldioxid dient als Konservierungsmittel. Eine solche Beigabe von Konservierungsmittel
empfiehlt sich, weil der Pflanzensaft ein guter Nährboden für Mikrobien ist, und eine Zunahme der Mikrobien eine Verminderung
des L-Dopa-Gehaltes zur Folge hat. Die Beigabe von Schwefeldioxid wird durch geeignete pH-Steuerung geregelt. Die Steuerelektroden
befinden sich an einer geeigneten Stelle im Extraktions-Apparat. Man kann das zur Komplexbildung von Eisen zuzusetzende
Natriumsalz der Äthylendiamintetraessigsäure auch in gelöster Form zugeben. Es wird durch diese Zugabe das Eisen,
das möglicherweise im Pflanzenmaterial vorhanden ist, und/oder das von der Apparatur abgelöste Eisen als EDTA-Komplex gebunden.
Dadurch wird der oxydierende Einfluss von vorhandenen Eisensalzen auf L-Dopa und deren katalysierende Wirkung auf die Polymerisation
vermieden.
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Die als Extraktions-Rückstand verbleibenden feuchten Pflanzenmaterial-Reste, die aus dem Extraktions-Apparat entnommen werden,
können z.B. in einer Schraubenpresse möglichst trocken gepresst werden. Die dabei erhaltene ausgepresste Flüssigkeit kann erneut als Extraktionsmittel bei dem Extrahiervorgang eingesetzt
werden; der abgepresste Pflanzenkuchen kann, nachdem er zweckmässig mit heisser Luft getrocknet worden ist, gewünschtenfalIs
als Viehfutter verwendet werden.
Der Pflanzenbestand an Ackerbohne, deren Menge 30.000 kg/ha betrug, wurde vom Feld geerntet und mit einem Dreschflegelschnitzelwerk in 15 mm lange Schnitzel zerkleinert. Der Gehalt an Trockensubstanz betrug 16,2 %, und der Gehalt an L-Dopa lag bei 0,24 %.
Unmittelbar nach der Zerkleinerung wurden die Schnitzel mit Lastwagen zu der Extraktions-Einrichtung transportiert. Die Zeit
zwischen der Ernte und dem Beginn des Extrahier-Vorgangs betrug höchstens 45 Minuten. Als Extraktionsvorrichtung wurde ein Extraktions-Apparat, der von der Firma De danske Sukkerfabrikker A/S
für das Extrahieren von Zucker aus Zuckerrübenschnitzel entwickelt worden ist, eingesetzt. Der Apparat war 22 m lang und hatte ein
Fassungsvermögen von 180 m . Der Extraktions-Apparat wies einen
leicht schräg liegenden Trog auf, in dem die Masse mittels einer Schnecke nach oben befördert wird, und das Extraktionsmittel
fliesst von oben her durch die Masse. Der Extrakt wird unten
durch ein Sieb abgezogen. Die extrahierte Pflanzenmasse wird oben mittels eines Heberads auf ein Förderband gehoben. Die Zuführung des geschnitzelten Pflanzenmaterials in den Extraktionsapparat wurde ebenfalls mit einem Förderband vorgenommen, und es
wurde mit einer durchschnittlichen Zuführgeschwindigkeit von 30,5 Liter je Stunde gearbeitet. Gleichzeitig wurde als Extraktionsmittel die 1,5-fache Menge, bezogen auf das eingebrachte Pflanzenmaterial, an Wasser zugegeben, dem Schwefeldioxid und Natriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure beigegeben waren. Die Beigabe von Schwefeldioxid ins Extraktionswasser durch durch pH-Steuerung so geregelt, dass der pH-Wert der Lösung 3,0 betrug. Das
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Natriumsalz der Athylendiamintetraessigsäure wurde mittels einer
Schütteldosiermaschine in festem Zustand direkt in den Extraktions -Apparat eingegeben. Die Menge betrug 0,056 %, bezogen
auf die verwendete Menge an Wasser. Die Temperatur wurde so eingestellt, dass die höchste Temperatur in dem Extraktions-Apparat
75°C und die durchschnittliche Temperatur des herausfliessenden Extraktionssaftes 47°C betrugen.
Nach Beendigung der Extraktion wurde die feuchte Pflanzenmasse,
die mit dem Heberad auf das Ableit-Förderband gehoben worden war, darauf einer mit einer Doppelschnecke ausgerüsteten Presse, konstruiert
von der norwegischen Firma Stord Barts Industri A/S,zugeführt.
Darin wurde die feuchte Pflanzenmasse ausgepresst, und der so erhaltene Saft wurde in den Extraktions-Apparat zurückgeführt
und dem frischen Extraktionswasser beigegeben. Die Temperaturregulierung in dem Extraktions-Apparat erfolgte mit
Hilfe von in die Hülle geleitetem und thermostatisch geregeltem Dampf.
305 Tonnen geschnitzelte Ackerbohnen ergaben bei dieser Versuchsdurchführung 450 t Extrakt, dessen L-Dopa-Gehalt 0,18 % betrug.
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Claims (7)
1. Verfahren zur Gewinnung von 3-(3r4-Dihydroxyphenyl)-L-alanin
(L-Dopa) aus L-Dopa-enthaltendem Pflanzenmaterial, vor allem aus Vicia Faba (Ackerbohne, Saubohne), durch Extraktion mit wässerigem,
gegebenenfalls schweflige Säure enthaltendem Medium, gekennzeichnet dadurch, dass das gesamte Pflanzenmaterial zerkleinert und
mit Wasser extrahiert wird, dem die Oxydation von L-Dopa verhindernde
und gegebenenfalls das eventuell vorhandene Eisen als Komplex bindende Substanzen zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass dem Extrahierwasser als die Oxydation von L-Dopa verhindernde Substanz
schweflige Säure zugefügt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass als das eventuell vorhandene Eisen als Komplex bindende
Substanz Natriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure zugefügt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass das Extrahieren nach dem Gegenstromprinzip
kontinuierlich ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass beim Extrahieren pro 1 kg zerkleinertes
Pflanzenmaterial bis zu 2 1 Wasser verwendet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Extrahieren bei einer Temperatur
von 70 bis 8O°C ausgeführt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das extrahierte Pflanzenmaterial
ausge presst und die dabei erhaltene Flüssigkeit wieder zum Extrahieren verwendet wird. r-r"
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