DE2943167C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein industriell bedeutsames Extraktionsverfahren zur Herstellung von Apigenin und therapeutische Mittel mit spasmolytischer Wirkung, welche Apigenin als Wirkstoff enthalten.

Apigenin ist die Bezeichnung für 4′,5,7-Trihydroxyflavon der Formel:

welches den Botanikern seit Jahren bekannt ist und erstmals in Form eines Glucosids (Apiin) in Petersilienextrakten, später dann in Gesamtextrakten von Kamillenblüten, wiederum in Form verschiedener, nicht völlig identifizierter Glucoside und als Aglicon gefunden wurde.

Die bisherigen Untersuchungen Apigenin betreffend waren streng wissenschaftlicher Art, da die Möglichkeit der wirtschaftlichen Verwertung der natürlichen Rohmaterialien, in welchem es enthalten ist, niemals für eine industrielle Produktion in Betracht gezogen wurde.

Insbesondere die Infloreszenzen, zu Unrecht als Blüten der Matricaria Chamomilla bekannt, welche bis jetzt als einzige Teile der Pflanze für die industrielle Herstellung von Gesamtextrakten verwendet wurden, enthalten Apigenin in einem Anteil von nicht mehr als 0,2 bis 0,3% bezogen auf das Trockengewicht und in Mischung mit anderen Flavonen, welche genau die gleichen physikalischen Eigenschaften aufweisen, so daß es sehr schwierig ist das Apigenin abzutrennen.

Unter solchen Bedingungen ist ein wirtschaftlich tragbares Verfahren zur Extraktion von Apigenin aus Kamillenblüten nicht vorstellbar.

Erfindungsgemäß wurde nun ein Extraktionsverfahren gefunden, welches wegen der Art der verwendeten Lösungsmittel, der Anzahl der Extraktionsstufen und der gesamten Verfahrensdauer äußerst einfach und wirtschaftlich ist. Bei diesem Verfahren werden als Rohmaterial nicht die Infloreszenzen der Kamille sondern die Ligulae der Matricaria Chamomilla L., welche einen Teil der Pflanze darstellen, der bisher verworfen wurde und für den keine industrielle Verwertung bekannt war, verwendet.

Das neue Verfahren umfaßt im wesentlichen die folgenden Verfahrensstufen:

• a) Völlige Extraktion der Ligulae während 7 bis 8 Stunden in einem kontinuierlich arbeitenden Extraktor mit einer Wasser-Äthylalkohol-Mischung, welche mindestens 30 Volumenprozent Äthylalkohol enthält;
• b) man dampft den Extrakt zur Trockne ein und nimmt ihn dann erneut in Äthyläther in einer Menge von etwa 10 Volumenteilen pro 1 Gewichtsteil der ursprünglich eingesetzten Ligulae auf, rührt dann 24 Stunden lang kräftig und filtriert;
• c) man hydrolysiert den erhaltenen Feststoff mit einem Volumen an 10%iger HCl welches in etwa dem in Stufe b) verwendeten Volumen Äther entspricht. Auf diese Weise wird nach etwa 10 Stunden das gesamte aus den Ligulae extrahierte Apigenin als solches und in Form von Glucosiden auf bekannte Weise als freies Aglicon ausgefällt. Durch Kristallisation aus Äthanol oder aus anderen geeigneten Lösungsmitteln kann das Apigenin dann noch weiter gereinigt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man eine Ausbeute von 4,5 bis 6% an reinem Apigenin, bezogen auf die ursprünglich eingesetzten Ligulae in deren trockenem Zustand. Eine derartige Ausbeute ist für eine industrielle Verwertung des Verfahrens, insbesondere im Hinblick auf den geringen kommerziellen Wert des verarbeitenden Materials, sehr interessant.

Der große Vorteil der Verwendung der Ligulae von Matricaria Chamomilla L. als Ausgangsmaterial liegt nicht nur darin, daß die Ligulae 7 bis 9% Apigenin in Form von Glucosiden und 0,3 bis 0,5% freies Apigenin (und somit etwa 10% Produkt, welches für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbar ist) enthalten, sondern auch insbesondere darin, daß Apigenin das einzige Flavon ist, welches in den Ligulae enthalten ist und daher bei der Abtrennung keine Probleme bestehen. Die anderen in den Ligulae enthaltenen Substanzen sind in ihrer chemischen Natur von den Flavonen so sehr verschieden, daß es möglich ist, sowohl in der ersten Extraktionsstufe als auch in der anschließenden Abtrennungsstufe stark selektive Verfahrensbedingungen zu verwenden, welche es erlauben, praktisch das gesamte Apigenin in reinem Zustand zu gewinnen.

Die aufgeführten Verfahrensbedingungen (a), (b) und (c) stellen optimale Bedingungen dar, welche für eine maximale Selektivität und somit für die maximale Ausbeute des Produkts in pharmazeutischer Reinheit bei industriell üblichen Verfahrenszeiten und Materialien kritisch sind.

Es wurden viele andere Lösungsmittel und Lösungsmittelmischungen getestet, aber in keinem Fall waren die Ergebnisse hinsichtlich eines industriell verwertbaren Verfahrens zufriedenstellend, wenngleich sie zur Herstellung kleiner Mengen für Laboratoriumsversuche noch als annehmbar erschienen.

In Stufe (a) wurde beispielsweise gefunden, daß die Verwendung von Wasser-Äthanol-Mischungen mit fortschreitend geringerem Äthanolgehalt als 30 Volumenprozent zu einer zunehmend unvollständigeren Extraktion des in den Ligulae enthaltenen freien Apigenins führt, bis hin zu dem Punkt wo bei alleiniger Verwendung von Wasser als Extraktionsmedium eine völlige Unlöslichkeit eintritt und praktisch das gesamte freie Aglicon verlorengeht.

Erhöht man in den Wasser-Äthanol-Mischungen den Äthanolgehalt, so tritt keine merkliche Veränderung der Ergebnisse ein, während vom wirtschaftlichen Standpunkt her das Verfahren proportional zur Zunahme des verwendeten Alkohols uninteressanter wird bis hin zu dem Punkt, wo es absolut unwirtschaftlich ist, wenn man absolutes Äthanol verwendet.

Übliche organische Lösungsmittel, wie Aceton und Äthylacetat hatten andererseits in Bezug auf die Apigeninglucoside nur eine äußerst schwache extrahierende Wirkung.

In Stufe (b) war es erforderlich, ein Lösungsmittel zu finden, in dem die Apigeninglucoside und Aglicone beide praktisch unlöslich sind, während die vielen in der ersten Verfahrensstufe extrahierten organischen Substanzen vollkommen löslich sind, sowie ein Lösungsmittel, aus dem sowohl die Glucoside als auch die Aglicone in kristalliner Form ausgefällt werden, wodurch sie leicht abfiltriert und gereinigt werden können. Es hat sich gezeigt, daß Äther das einzige Lösungsmittel ist, das diese vielen und verschiedenen Bedingungen erfüllt, und somit für das Verfahren wesentlich ist.

Lösungsmittel wie Aceton, Äthylacetat, Chloroform und aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe haben zwar eine zufriedenstellende Lösungswirkung auf Chlorophyll und Fettbestandteile, welche in dem Ligulae-Gesamtextrakt enthalten sind, sie haben jedoch praktisch keine Lösungswirkung gegenüber Tanninen, polyhydroxylierten Cumarinderivaten und ähnlichen Verbindungen, welche so zusammen mit dem Apigenin und dessen Glucosiden als starke Verunreinigung zurückbleiben, welche bei einem Produkt, das für pharmazeutische Zwecke verwendet werden soll nicht toleriert werden können.

Lösungsmittel wie Alkohole und Wasser, welche eine gute Lösungswirkung auf alle in dem Extrakt aus Stufe (a) enthaltenen Fremdsubstanzen haben, lösen jedoch auch die Apigeninglucoside und haben daher keine Trennwirkung.

Hinsichtlich Stufe (c) zur Herstellung des freien Apigenins wurde schließlich gefunden, daß bei Verwendung starker verdünnter Säuren in einer Konzentration nicht höher als 1% keine Hydrolyse der Glucoside eintritt. Verwendet man starke Säuren in einer Konzentration von 1 bis 10%, so ist die Hydrolyse sehr langsam. Bei Verwendung einer starken Säure in 10%iger Konzentration wird die optimale Hydrolysegeschwindigkeit erreicht, welche bei weiterer Steigerung der Konzentration nicht zunimmt. Im Gegenteil, bei hohen Konzentrationen wird das Apigenin löslich und es besteht die Gefahr, daß sich das Produkt teilweise zersetzt.

Von den verschiedenen Säuren wird HCl sowohl aus wirtschaftlichen Gründen als auch deswegen bevorzugt, weil die Gefahr der Zersetzung auf ein Minimum reduziert wird.

Wie zuvor bereits angegeben betrifft die Erfindung auch die Verwendung des reinen Apigenins in der Humantherapie.

Pharmakologische Tests welche in dieser Hinsicht durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß Apigenin sowohl auf das intestinale als auch auf das bronchiale Muskelsystem eine gute spasmolytische Wirkung und darüber hinaus eine gute anti-inflammatorische und Antischockwirkung hat.

Die spasmolytische Wirksamkeit, welche die hauptsächliche Wirksamkeit zu sein scheint, beträgt etwa 1/2 bis 1/4 der Wirkung von Papaverin. Während jedoch Papaverin einen LD₅₀ Wert i.v. von 25-30 mg/kg hat, fehlt bei Apigenin jedes Anzeichen von Toxizität bis zu einer Menge von 250 mg/kg i.v.

Dies bedeutet, daß Apigenin einen therapeutischen Index hat, der viel interessanter ist als der von Papaverin und deshalb seine Verwendung in der Pharmazie in allen Fällen, wo bisher Papaverin die beste medizinisch verfügbare Droge war, unter für den Patienten absolut sicheren Bedingungen sehr zufriedenstellende Ergebnisse erbringt.

Apigenin kann oral oder parenteral in herkömmlichen Verabreichungsformen, wie Kapseln, Tabletten, oralen Suspensionen und Injektionslösungen verabreicht werden.

Um das erfindungsgemäße Verfahren noch deutlicher darzustellen, wird nachstehend ein detailliertes Herstellungsbeispiel aufgeführt.

Beispiel

• a) 50 g bulgarische Kamillen-Ligulae (1976er Produktion, Feuchtigkeitsgehalt 8%) werden in einer Extraktionsvorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion mit einer Wasser- Äthylalkohol-Mischung, welche 7 Volumenteile Wasser und 3 Volumenteile Äthanol enthält, extrahiert.
• Die Extraktion wird 7 Stunden lang durchgeführt. Um zu vermeiden, daß das Pflanzenmaterial von dem Lösungsmittel nur unzureichend benetzt und somit unvollständig extrahiert wird, werden die Ligulae in einer Menge von nicht mehr als 6 bis 7 g pro Säckchen in Stoffsäckchen abgefüllt und vollständig mit dem Lösungsmittel bedeckt.
• b) Der erhaltene Extrakt wird zur Trockne eingedampft und dann in 500 ml Äther aufgenommen. Man beläßt die Mischung 24 Stunden lang unter heftigem Rühren bei Umgebungstemperatur und filtriert dann durch ein poröses Filter. Der abfiltrierte Feststoff wird dreimal mit 50 ml Anteilen Äther gewaschen und dann bei Umgebungstemperatur im Vakuum getrocknet.
• Man erhält 9 g eines Produkts in Form eines gelben Pulvers.
• c) Das in der vorhergehenden Stufe erhaltenen gelbe Pulver gibt man in einen 1000 ml Kolben, in den man 500 ml 10%ige HCl gießt. Die Mischung wird etwa 10 Stunden unter Rückfluß erhitzt.
• Danach filtriert man bei einer Temperatur von 50°C, wäscht den Niederschlag auf dem Filter bis zur Neutralität und trocknet dann in einem Ofen bei 100°C. Durch Kristallisation aus 95%igem Äthanol erhält man 2,61 g sehr reines Apigenin (dessen Charakteristika mit denen der Literatur übereinstimmen), was einer Ausbeute von 5,22 Gew.-%, bezogen auf die ursprünglich eingesetzten Ligulae entspricht.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Apigenin, dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) Ligulae von Matricaria Chamomilla L. 7 bis 8 Stunden lang kontinuierlich mit einer Wasser-Äthanol- Mischung, welche mindestens 30 Vol.-% Äthanol enthält, extrahiert,
• b) den Extrakt zur Trockne einengt, in Äther in einem Verhältnis von etwa 10 Volumenteilen Äther zu einem Gewichtsteil der ursprünglich eingesetzten Ligulae aufnimmt und etwa 24 Stunden bei Umgebungstemperatur kräftig rührt, und
• c) den ausgefällten Feststoff mit 10%iger HCl durch etwa 10-stündiges Erhitzen unter Rückfluß hydrolysiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das erhaltene Apigenin durch Kristallisation aus Äthanol reinigt.

3. Arzneimittel, enthaltend Apigenin gemäß Anspruch 1 oder 2 in einem üblichen pharmazeutisch verträglichen Träger oder Verdünnungsmittel.