DE2846118C3

DE2846118C3 - Verfahren zur Herstellung von Moranolin

Info

Publication number: DE2846118C3
Application number: DE2846118A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nagaokakyo Enomoto; Yoji Otsu Ezure; Masahiro Kusatsu Yaki
Original assignee: Nippon Shinyaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Shinyaku Co Ltd
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-10-23
Publication date: 1981-10-15
Also published as: SE7811582L; FR2414042A1; SE439630B; GB2009152B; ATA792378A; NL175819C; IT7851847A0; NL175819B; NL7811106A; CH637936A5; DE2846118B2; US4339585A; FR2414042B1; FR2409986B1; FR2409986A1; NL8304395A; GB2009152A; DE2846118A1; IT1111075B; AT366032B

Description

CH₁OH

dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung einer Nojirimycin enthaltenden Actinomycetes-Kultur katalytisch mittels eines Metallkatalysators reduziert und die danach erhaltene Lösung mit einem Ionenaustauschharz behandelt wird.

20

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Moranolin

OH
HO I OH

H CH₂OH

(D

25

30

Eine Substanz der Formel (I) ist bereits aus Morus-Pflanzen und einem chinesischen Arzneikraut »Soh-hakuhi« (der Wurzelrinde von Maulbeerpflanzen) als Naturstoff erstmals isoliert und als »Moranolin« bezeichnet worden (Yagi et al., Journal of the Agricultural Chemical Society, Japan, Band 50, Seite 571 [1976]). Es wurde gefunden, daß Moranolin ein sehr nützliches Arzneimittel darstellt, indem es den Blutzuckerspiegel von zuckerbeladenen Lebewesen senkt. Darauf waren die Forschungen darauf gerichtet, ein Verfahren zur v/irtschaftlichen Erzeugung dieser Substanz zu finden, was zu der vorliegenden Erfindung geführt hat, die ein v> sehr vorteilhaftes Herstellungsverfahren für Moranolin angibt.

Außer der genannten Methode des Extrahierens von Moranolin aus Moruspflanzen und anderen ist ^aIs Herstellungsverfahren für Moranolin nur eine Methode bekannt, nach der Nojirimycin,

HO

OH

CH₂OH

55

(II)

ein durch eine bestimmte Actinomycetes-Art erzeugtes Antibiotikum, mittels eines Platinkatalysators oder mittels Natriumboranat reduziert wird (Inoue et al., Tetrahedron, 23,2125 [1968]).

Das Verfahren zur Gewinnung von Nojirimycin durch Fermentierung und das Verfahren zum Reinigen desselben sind in den japanischen Patentanmeldungen No. 760/1968 und No. 5033/1970 beschrieben. Aus diesen Literaturstellen ist bekannt, daß Nojirimycin eine außerordentlich instabile Substanz ist und sich sogar schon unter neutralen Bedingungen zersetzt. Unter sauren Bedingungen zersetzt es sich sehr leicht Deshalb 1st es höchst schwierig, Nojirimycin aus seiner Kulturlösung zu isolieren. In den beiden vorstehend genannten Druckschriften ist auch festgestellt, daß zahlreiche Arbeitsgänge notwendig sind, zu deren vor allem die Ionenaustausch-Säulenchromatographie gehört, und größte Umsicht hierfür erforderlich ist Und selbst dann, wenn ein Reinigungsverfahren mittels Anlagerung von schwefliger Säure, das als vorteilhaft erkannt worden ist, angewendet wird, gibt es bei der Reinigung 50% und mehr Verlust Was außerdem die Herstellung von Moranolin (I) aus dem erhaltenen gereinigten Nojirimycin angeht, so beträgt die Ausbeute nur 50% oder weniger selbst dann, wenn ein teurer Platinkatalysator eingesetzt wird. Wenn man diese Faktoren zusammennimmt, so sind beim Gewinnen von Moranolin (I) aus Nojirimycin (II) in der Kulturlösung viele Arbeitsgänge und Stufen erforderlich, wobei die Ausbeute nur 15 bis 20% beträgt, so daß eine solche Methode in keiner Weise als wirtschaftlich angesehen werden kann.

Erfindungsgemäß wurde nun ein wirtschaftliches Verfanren zum Gewinnen von Moranolin (I) gefunden. Es wurde festgestellt, daß durch katalytisches Reduzieren einer Lösung von Nojirimycin (II) enthaltender Actinomycetes-Kultur, so wie sie ist, mittels verschiedener Katalysatoren, wie Raney-Nickel, und anschließendes Behandeln der erhaltenen reduzierten Kulturlösung mit einem Ionenaustauschharz es möglich ist, Moranolin (I) in nahezu quantitativer Ausbeute zu gewinnen. Als Metallkatalysatoren sind Mangan, Zink, Kobalt, Kupfer und vor allem Raney-Nickel anwendbar. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Gesamtausbeute an Moranolin (I) aus Nojirimycin (II), das in dem Medium enthalten ist, nicht nur verbessert, d. h. um das fünffache oder mehr erhöht, verglichen mit dem konventionellen Verfahren, sondern es werden auch eine Reihe von Stufen zum Extrahieren und Isolieren von Nojirimycin (II) im Verfahrensablauf überflüssig. Es ist ferner möglich, die Arbeitsgänge des Extrahierens und Remigens des Endproduktes in hohem Maße zu vereinfachen. Beim Extrahieren von Nojirimycin (II) aus der Kulturlösung, wie bei der konventionellen Methode, behindern nämlich die in dem Medium enthaltenen Nährstoffsubstanzen und Metaboliten oder Zersetzungsprodukte von Nojirimycin das Extrahieren des gewünschten Nojirimycins (II), indem sich diese Substanzen mit dem Extrakt vermischen und so das Isolieren und Reinigen von Nojirimycin (II) erschweren; dazu kommt noch die Instabilität von Nojirimycin (II) selbst. Dagegen wurde überraschend festgestellt, daß die behindernden Substanzen durch den Reduktionsprozeß nach der Erfindung denaturiert werden, und wenn das Extrahieren und Isolieren von Moranolin (I) aus der reduzierten Kulturlösung durch eine Ionenaustauschbehandlung vorgenommen wird, vermischen sich diese Substanzen kaum mit dem erhaltenen Extrakt. Selbst wenn eine extrem kleine Menge an unreinen, behindernden Substanzen sich darin vermischen sollte, ist es möglich, durch Salzbildung mit einer üblichen Mineralsäure oder einer geeigneten organischen Säure auf übliche Weise leicht zu reinigen. Es konnte so ein nicht zu erwartendes hohes Ausmaß an Arbeitserleichterung erreicht werden, und kombiniert mit der Tatsache, daß eine quantitative Ausbeute an der gewünschten Substanz (I) erreicht werden kann, ist das Gewinnungs-

verfahren von Moranolin gemäß der Erfindung wirtschaftlich von höchstem Wert

Im Zusammenhang damit wird auf die F i g. 1 und 2 hingewiesen. Es zeigt

F i g. 1 ein Dünnschichtchromatogramm -on Rohmoranolin (I), erhalten durch Ionenaustauschbehandlung gemäß der Methode des nachfolgenden Beispiels und

F i g. 2 ein Dünnschichtchromatogramm von Roh-Nojirimycin (II), erhalten durch Extraktion aus der gleichen Kulturlösung gemäß der Methode, wie sie in der japanischen Patentanmeldung 760/1968 beschrieben ist.

In beiden Fällen waren die Bedingungen wie folgt:
Adsorbent: Kieselsäuregel;
Entwicklungsmittel: Äthanol-Wasser-Chloroform
(4:2:1); Versuch mit Wasserstoff-Flammionisierungsdetektor.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, liegt das Nojirimycin (II), das ein Vorläufer zu der Reduktion von Moranolin (I) ist, im Gemisch mit einer Vielzahl und großen Mengen von Verunreinigungen und seine Extraktion behindernden Stoffen vor. Dagegen enthält das durch Reduktion und Extraktion gemäß der Erfindung erhaltene Moranolin (I) nahezu keine Verunreinigungen, wie F i g. 1 zeigt.

Erfindungsgemäß kann als Katalysator jeder beliebige aktivierte Nickelkatalysator mit Vorteil verwendet werden, jedoch sind im allgemeinen die handelsüblichen, technischen Raney-Nickel-Katalysatoren ausreichend.

Beispiel

Eine Nojirimycin produzierende Actinomycetes-Kultur (gehörend zu Streptomyces) wird in 51 eines flüssigen Mediums geimpft, das aus 2% Stärke, 1% Sojabohenpulver, 0,05% KCl, 0,05% MgSO₄ - 7 H₂G, 0,5% NaCl und 035% CaCO₃ besteht, und bei 27° C wird 3 Stunden lang unter Belüftung die Schüttelinkubation vorgenommen. Nach Beendigung der Inkubation werden 500 g eines Cellulose-Filterhilfsmittels zugefügt Danach wird filtriert, wodurch 4,41 Filtrat erhalten werden. Der Gehalt an Nojirimycin in diesem Filtrat betrug 500 μg/ml, wie durch biologischen Nachweis unter Anwendung von /?-Glukosidase (Miwa et al, Agr. Biol. Chem., 34,966 [1970]) festgestellt wurde.

500 ml dieser Kulturlösung werden mit etwa 10 ml handelsüblichem technischem Raney-Nickel versetzt wonach in einem Wasserstoffstrom bei Normaltemperatur und unter Atmosphärendruck gerührt wird. Innerhalb von 6 Stunden werden etwa 200 ml gasförmiger Wasserstoff adsorbiert, wonach abgebrochen wird. Der Katalysator wird abfiltriert und das erhaltene Filtrat wird durch eine Säule geschickt die 300 ml eines basischen Ionenaustauschers enthält Der erhaltene Auslauf wird weiterhin durch eine 200 ml eines sauren Ionenaustauschers enthaltende Säule geschickt. Die Säule wird mit 21 Wasser gewaschen, wonach die adsorbierten Substanzen mit 0,5%igem wäßrigem Ammoniak eluiert werden. Das erhaltene Eluat wird unter vermindertem Druck bis zur Trockne eingeengt, wobei blaßgelblich-braune Kristalle erhalten werden. Ausbeute: 280 mg. Das Dünnschichtchromatogramm dieses Produktes ist in F i g. 1 dargestellt. Umkristallisieren aus Methanol ergibt 218 mg gereinigtes Moranolin (I).
Fp. 203 -205°C,[x]%=44,6° (Wasser). Ausbeute: 87%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Moranolin der Formel I

OH
HO ! OH

(I) ,0