DE2515084C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mono-7-O-β -hydroxyäthyl-Rutin aus Rutin und Aethy­ lenoxid.

Die Hydroxyäthylierung, bekannt von Rutin, beispiels­ weise mittels Aethylenchlorhydrin, führt immer durch Einwirkung von stöchiometrischen Mengen Alkali oder durch einen großen Aethylenoxydüberschuß in Gegenwart von Alkali zu einem mehr oder weniger komplexen Ge­ misch von O-b-hydroxyäthylierten Derivaten des Rutins, von denen der eine oder andere Bestandteil nicht im industriellen Maßstab gewonnen bzw. isoliert werden kann.

Nur das Aethylenoxyd als Hydroxyäthylierungsmittel er­ möglicht die Darstellung eines mono-7-O-verätherten Deri­ vats des Rutins in praktisch reinem Zustand gemäß einem bekannten Verfahren, bei dem hydro-alkoholische Lösungs­ mittel oder Wasser-Dioxan-Gemische dazu verwendet wer­ den, die Geschwindigkeit der Hydroxyäthylierung zu ver­ ringern. Nach diesem bekannten Verfahren wirkt die Reak­ tionsdauer auf die Bildung der verschiedenen Hydroxyäthy­ len-Derivate ein, die aufeinanderfolgend von Mono-Deriva­ ten, über Di-Derivate, über Tri-Derivate bis zu Tetra- Substituten führen. Die Reaktion muß daher ständig ge­ steuert werden, um sie bei der Bildung von Mono-7-HER unterbrechen zu können, ein Vorgang, der ziemlich schwie­ rig ist, wobei hier Mono-7-HER für Mono-7-O-β-hydroxyäthyl- Rutin steht.

Aus den in der Veröffentlichung "Protective Groups in Organic Chemistry" von J. F. W. McOmie, Plenum Press, London 1973, Seiten 148-49 zitierten Stand der Technik ist es bekannt, daß die Verätherung (Methylierung) der 7-Hyd­ roxy-Gruppe des Rutins und die Hydrolyse der Glykosid- Bindung gleichzeitig stattfindet. Wird berücksichtigt, daß die Ausbeute außerordentlich schlecht ist, indem 10 g Ru­ tin (MG = 610,54) 3 g Rhamnetin (MG = 624,57) (= 7-O-Methyl- Quercetin) 29,3% Ausbeute ergeben, wobei das Endprodukt noch nicht einmal dem Gewünschten entspricht, nämlich dem in 7-Stellung verätherten Rutin, so ist es Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der genannten Art so zu verbessern, daß bei der Herstellung von Mono-7-O-β-hyd­ roxyäthyl-Rutin in industriellem Maßstab größere Pro­ duktausbeuten bei großer Reinheit erhalten werden, wobei darüber hinaus die bei einem bekannten Verfahren erforder­ liche relativ hohe Reaktionstemperatur von über 50°C und vorzugsweise zwischen 80° und 90°C unterschritten werden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Danach wird in einem Lösungsmittel Aethylenoxyd mit einem Komplex des Rutins umgesetzt, dessen ortho-Di­ phenyl-Gruppe des Kerns B durch ein ein Komplex bilden­ des Mittel blockiert ist. Das Lösungsmittel ist vorzugs­ weise wäßrig oder teilweise wäßrig oder organisch polar. Der Komplexbildner ist vorzugsweise Borax oder Borsäure, letztere in Gegenwart einer schwachen Base wie Natrium­ acetat. Nach der Reaktion werden die OH-Phenol-Gruppen in an sich bekannter Weise freigesetzt, und zwar vorzugswei­ se durch Hydrolyse, insbesondere in saurer Lösung.

Des weiteren ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verbrauch an Aethylenoxyd augenscheinlich weniger hoch und es läßt sich auch unter verbesserten Sicherheitsbedingun­ gen durchführen. Bei dem bekannten Verfahren sind mehrere aufeinanderfolgende Kristallisationsvorgänge erforderlich. Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird die quanti­ tative Hydroxyäthylierung des Rutins gesteuert und es bil­ den sich neben dem Mono-7-HER Spuren von Di-5,7-O-β-hydroxy­ äthyl-Rutin und Tri-7,3′,4′-O-hydroxyäthyl-Rutin, wo­ bei die beiden letzteren Substanzen in Wasser löslich sind und sich deshalb leicht durch eine einzige Rekristallisa­ tion, die das Mono-7-HER chromatographisch rein zurück läßt, beseitigen lassen.

Der lösliche Komplex des Rutins, der für das erfindungsge­ mäße Verfahren benutzt wird, läßt sich durch eine Reaktion von vorzugsweise praktisch stöchiometrischen komplexbilden­ den Mitteln und Rutin in dem Reaktionslösungsmittel erhal­ ten. Der Komplexbildner ist vorzugsweise das Borax oder die Borsäure, wahlweise auch als Salz. Das Reaktionslö­ sungsmittel kann wäßrig, teilweise wäßrig oder organisch polar sein. Der Komplex kann unmittelbar vor der Hydroly­ äthylierung hergestellt werden und braucht nicht notwendi­ gerweise vor der Verfahrensdurchführung aus der Reaktions­ umgebung isoliert zu werden. Beispielsweise läßt sich im Wasser das Entstehen des Rutin-Borax-Komplexes mit Hilfe der Spektrometrie im sichtbaren Bereich kontrollieren (das Rutin absorbiert bei einer Wellen­ länge von 359 nm und der Rutin-Borax-Komplex bei 379 nm) oder durch Spektralanalyse im ultravioletten Bereich (das Rutin absorbiert bei 255 nm mit einem Scheitelpunkt bei 260 nm, während der Rutin-Borax-Komplex bei 268 nm absorbiert mit einem Scheitelpunkt bei 330 nm). In den teilweise wäßrigen oder organisch polaren Medien können diese Rutinsäure-Bor- Komplexe beispielsweise gleichermaßen durch Spektralanalyse UV/VIS nachgewiesen werden.

Die Hydroxyäthylierung läßt sich mit Hilfe einer meßbaren Menge an Äthylenoxyd direkt auf den Komplex anwenden, wobei die meßbare Menge vorzugsweise 2,5 Mol oder mehr pro Mol Rutin beträgt. Diese Menge wird in wäßrigen Medien mit einem geringen Boraxüberschuß vorgezogen und bei einer schwachen Base wie Natriumacetat in den wäßrigen organischen polaren Mitteln.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich im Labormaßstab in einem Autoklaven und im industriellen Maßstab in einem Re­ aktor durchführen, beispielsweise des Grignard-Typs, der her­ metisch abgeschlossen werden kann.

Die Verätherungsreaktion findet bei einer relativ niedrigen Temperatur statt, und zwar unterhalb 50°C und vorzugsweise zwischen 30 und 40°C. Bei höherer Temperatur besteht das Ri­ siko des Abbaus des Komplexes, wodurch ein Gemisch erhalten wird, das bei den O-β-Hydroxyäthylderivaten des Rutins nicht gewünscht wird. Die Reaktion läßt sich in relativ konzentrier­ ten Rutinlösungen durchführen, beispielsweise oberhalb 30%.

Der Reaktionsverlauf läßt sich chromatographisch auf einer dünnen Celluloseschicht mit Hilfe eines Butanol-n-Methanol- Wassergemisches (10 : 1 : 3 v/v) kontrollieren. Die Reaktion ist beendet, sobald das Rutin quantitativ verbraucht ist. Dem­ zufolge läßt sich durch Abkühlen auf Umgebungstemperatur das Restäthylenoxyd beseitigen, beispielsweise durch Einleiten eines inerten Gases, wie Stickstoff, in den Reaktor, wobei dann dieses Gas das Restäthylenoxyd austreibt, das möglicherweise mit Hilfe eines Tauchbads in einer wäßrigen 6-n-Chlorhydrid­ lösung abgeschieden wird. Die Lösung wird dann ange­ säuert, und zwar vorzugsweise auf einen pH-Wert zwischen 1 und 3, beispielsweise mit Hilfe einer konzentrierten Lösung einer Säure, vorzugsweise einer Mineralsäure wie beispielsweise einer 20%igen Chlorwasserstoffsäure. Dieser Säuregrad setzt die vorher in Komplexen gebundenen phenolischen OH-Gruppen frei. Die Isolierung der gesuchten Substanz kann beispielsweise auf folgende Weise erfolgen. Das Mono-7-HER-Derivat fällt im Wasser solange aus, bis sich in den partiellen wäßrigen und organisch polaren Reaktionsgemischen das reagierende Lösungsmittel in Wasser umgesetzt hat, wobei der pH-Wert der Lösung so eingestellt wird, daß er zwischen 1 und 3 liegt, wodurch die Ausscheidung von Mono-7-HER möglich wird.

In diesem Stadium ist die Ausbeute an praktisch reinem Mono-7- HER aus den Reaktionen in rein wäßrigem Milieu in der Größen­ ordnung von 97 bis 98%, d. h. sie ist eindeutig höher als bei dem heutzutage bekannten Verfahren. Des weiteren ist die Mög­ lichkeit gegeben, leicht die Unreinheiten zu entfernen, da diese wasserlöslich sind.

Eine einfache Rekristallisation in Wasser führt zu einem chromatographisch reinem Mono-7-HER.

Der Reinheitsgrad des Produktes läßt sich chromatographisch auf einer dünnen Polyamidschicht kontrollieren, wobei man als Lö­ sungsmittel ein Butanol-n-Methanol-Wasser-Gemisch (10 : 1 : 3 v/v) verwendet oder indem sein Aglykon (erhalten durch saure Hydrolyse) auf Papier S + S 2034 bmgl chromatographiert wird, und zwar mit Hilfe eines Lösungsmittels aus Ameisensäure und Wasser (7 : 3 v/v) in absteigender Technik, wie sie bei der Papierchromatographie üblich ist.

Das Produkt läßt sich gleichermaßen durch Massenspektrometrie bestimmen, ferner durch RMN-Spektrometrie und durch UV/VIS- Spektrometrie in Gegenwart verschiedener Reaktionsmittel, wie Natriumacetat, Natriummäthylat, Acetat-Natriumborsäure-Gemisch, Aluminiumchlorid mit und ohne Salzsäure.

Das betreffende Produkt, nämlich Mono-7-HER, weist die folgen­ den pharmakologischen Eigenschaften auf: Normalisierung der Kapillardurchlässigkeit, Verstärkung des Kapillarwiderstandes, Wirkung auf den Stoffwechsel des Bindegewebes, Wirkung auf den Energiestoffwechsel der Gefäßwand und entzündungshemmende Wir­ kung. Seine Anwendungen im medizinischen Bereich sind viel­ fältig. Zu ihnen gehören die Behandlung von Durchblutungsstörungen, insbesondere Störungen der Venen und der Kapillaren sowie ge­ wisse Störungen des Bindegewebestoffwechsels. Es ist außerdem die Möglichkeit gegeben, das Produkt in die diversen vorhandenen pharmazeutischen Mittel einzubauen, und zwar in bestimmten, festgelegten Anteilen.

Die folgenden Beispiele dienen zur Verdeutlichung der Erfindung.

Beispiel 1

Man löst 209 g (0,55 Mol) Borax Na₂B₄O₇ · 10 H₂O in 1150 ml destilliertem oder entsalztem Wasser und fügt 310 g (0,51 Mol) Rutin hinzu, das unter Bildung des Rutin-Borax-Komplexes leicht in Lösung geht. Die Lösung wird unter Rühren bei 40°C in einem Autoklaven gehalten. Durch Absaugen der Umgebungsluft setzt man den Autoklaven unter leichten Unterdruck und führt in ihn 62,5 ml (56 g; 1,275 Mol) Äthylenoxyd durch Einspritzen unter leichtem Stickstoffdruck ein und stellt mit dem Stickstoff den Normaldruck wieder her. Das Rühren wird bei der Tempera­ tur von 40°C 24 Stunden aufrechterhalten. Die Erwärmung wird dann unterbrochen und 2 Stunden wird Stickstoff hindurchgeleitet, um das restliche Äthylenoxyd auszutreiben, das durch Umwälzen eines Gasstroms, der eine Waschsäule durchströmt, aufgefangen wird, die 1 Liter 6-n-Salzsäure enthält.

Durch Abfüllen in einen ein Volumen von 2 Litern aufweisenden Erlenmeyer-Kolben wird die Reaktionslösung auf einen pH-Wert von 2,0 mittels 180 ml 20%iger Salzsäure (HCl 5,5-n) einge­ stellt. Die Abscheidung des Mono-7-HER wird im Laufe der Säuerung in Gang gesetzt. Die Lösung wird bei 4°C während der Nacht stehengelassen, woraufhin das abgeschiedene Produkt bzw. der Niederschlag durch Filtrieren abgetrennt und mit kaltem Wasser gewaschen wird. Getrocknet wiegt die Substanz ungefähr 320 g, was einer Ausbeute von 97% entspricht.

Diese Substanz läßt sich in Wasser rekristallisieren, wobei 92-93% reines Mono-7-HER erhalten werden.

Beispiel 2

40 g (0,0656 Mol) Rutin werden in 400 ml Was­ ser-Dioxan-Gemisch (1 : 1 v/v) in Gegenwart von 16,4 g (0,265 Mol) Borsäure H₃BO₃ und 21,4 g (0,0262 Mol) Natriumacetat CH₃COONa gelöst, wo­ rauf das Ganze unter Rühren bei 35°C in einen Autoklaven gefüllt wird. Man setzt dann in einem einzigen Gang 72 g entsprechend 1,64 Mol Aethylenoxid in flüssiger Form zu. Das Rühren und die Temperatur werden etwa 24 Stunden auf­ rechterhalten. Man füllt dann 132 ml 2-n-Salzsäure ein und dampft dann in einem Rota-Verdampfer unter Vakuum, ohne 50°C zu überschreiten, ein. Der Rückstand wird mit 200 ml Wasser wiedergewonnen, worauf der pH-Wert mit 2-n HCl auf 2,5 eingestellt wird, die Verdünnung mit 250 ml Wasser (16%ige Lösung) vervollständigt wird, woraufhin das erhaltene Produkt filtriert und bei 4°C 3,5 Stunden lang belassen wird. Der erhaltene Niederschlag wird fil­ triert und auf einem Büchner-Trockner vakuumgetrocknet und stellt dann das gewünschte Mono-7-HER dar. Die Aus­ beute an Mono-7-HER liegt bei 55%.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Mono-7-O-β-hydroxy­ äthyl-Rutin aus Rutin und Aethylenoxid, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man Rutin bei einer Re­ aktionstemperatur unter 50°C mit Borsäure und Natrium­ acetat bzw. Borax umsetzt, daß man den gebildeten Rutin- Borsäurekomplex in an sich bekannter Weise mit Aethylen­ oxid in wäßriger oder wäßrig-alkoholischer Lösung oder in einem Wasser-Dioxan-Gemisch umsetzt und hierauf in an sich bekannter Weise die Lösung zur Zerstörung des Kom­ plexes und zur Freisetzung der vorgängig blockierten Hydroxylgruppen mit Säure versetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Umsetzung mit Aethylen­ oxid bei einer Temperatur von 30° bis unter 50°C durch­ führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man zur Zerstörung des Komplexes und zur Freisetzung der vorgängig blockierten Hydroxylgruppen bei einem pH zwischen 1 und 3 arbeitet.