DE3603678A1

DE3603678A1 - Verfahren zur gewinnung eines tropa-alkaloids-rohextraktes aus ungetrockneten pflanzenteilen

Info

Publication number: DE3603678A1
Application number: DE19863603678
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Chem Dr Arnold; Hartmut Dipl Ing Dr Groeschel; Horst Dipl Chem Dr Schwall
Original assignee: Boehringer Ingelheim GmbH
Current assignee: Boehringer Ingelheim GmbH
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1987-08-13
Also published as: AU610820B2; AU6949587A; WO1987004710A1

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Gewinnung von Tropa-Alkaloid-Rohextrakten, insbesondere von Scopolamin- und/oder Hyoscyamin-Rohextrakten aus ungetrockneten Pflanzenteilen.

Es ist bekannt, Scopolamin neben Hyoscyamin oder auch beide Komponenten allein durch Extraktion aus Pflanzen bzw. Pflanzenteilen zu gewinnen (F. E. Hamerslag; The Technology and Chemistry of Alkaloids; D. van Nostrand Comp. Inc. Toronto, New York, London, 1950).

Zur Herstellung des Rohalkaloidextrakts werden getrocknete Pflanzenteile entweder mit wäßrigen Säuren oder mit wäßrigen Basen behandelt und der Extrakt dann mit einem geeigneten Lösungsmittel erneut extrahiert.

Aus der Vielzahl der hierzu erschienenen Publikationen sind zu nennen:

Gewinnung von Scopolamin aus Datura stramonium oder Atropa belladonna durch Extraktion mit wäßrig ammonialkalischer Lösung und Benzol, 1,2-Dichlorethan oder Toluol nach IN 1 30 397 (CA 91 1 81 445 w).

Extraktion von Duboisia leichhardtii, Datura alba oder Scopolia carniolica mit wäßrig-ammonialalischer Lösung und einer Kohlenwasserstoff-Fraktion (Naphthanol) nach JP-A-75-49 412 (CA 83 65 453 h).

Extraktion von Pflanzen der Gattung Datura mit einem ammoniakalischen Wasser-Ethanol-Gemisch nach FR-A-24 05 947 (CA 91 1 98 926 b).

Extraktion von Datura sanguinea oder Datura metel mit einer wäßrigen Säure - vorzugsweise Schwefelsäure oder Salzsäure - und Di-, Tri- oder Tetrachlormethan nach EC 151.

In einer neueren Untersuchung wurde die Extraktion von Scopolamin aus Datura innoxia in alkalischem (NH₃) und sauerem (H₂SO₄, HCl) wäßrigem Medium verglichen, wobei mit 1%-iger Salzsäure die besten Ergebnisse erzielt wurden (Farmacia, (1973) 21., 403; CA 80 1 00 142 t).

Die nach dem Stand der Technik bekannten Extraktionsverfahren haben den Nachteil, daß die Qualität des durch wäßrig-alkalische oder wäßrig-saure Extraktion erhaltenen Rohextrakts sehr stark vom pH-Wert des jeweiligen Extraktionsmittels abhängt, wobei nur bei definierten pH-Werten und Extraktionszeiten Nebenreaktionen, wie etwa hydrolytische Zersetzung des Alkaloids bzw. des Alkaloids-Esters vermieden werden. Bedingt durch den sauren oder basischen Charakter des Extraktionsmittels werden außerdem noch weitere unerwünschte Pfanzeninhaltsstoffe gelöst und erschweren die Weiterverarbeitung des Rohextrakts.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Tropa-Alkaloid-Extrakte in hoher Ausbeute und guter Reinheit aus ungetrockneten Pflanzenteilen einer alkaloidhaltigen Pflanze gewonnen werden können.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines Tropa-Alkaloid-Rohextraktes aus ungetrockneten Pflanzenteilen einer alkaloidhaltigen Pflanze, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) die Pflanzenteile direkt mit Wasser ein- oder mehrfach extrahiert
oder
b) die Pflanzenteile mittels einer Presse auspreßt und gewünschtenfalls den Trester
- b₁) ein- oder mehrfach mit Wasser behandelt und erneut auspreßt und daß man gewünschtenfalls
c) die nach a) oder b) erhaltenen wäßrigen Rohextrakte (Rohmiscella) nach Abtrennung der darin enthaltenen Feststoffe aufkonzentriert und gewünschtenfalls
d) das nach c) erhältliche Konzentrat mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel extrahiert.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Rohmiscella, das Rohmiscella-Konzentrat bzw. Rohkonzentrat ist weitgehend frei von unerwünschten Begleitstoffen, welche die Qualität des Endprodukts (Scopolamin und/oder Hyoscyamin) ungünstig beeinflussen.

Tropa-alkaloidhaltige Pflanzen sind unter anderem:
Datura-Arten, wie Datura stramonium, Datura alba, Datura metel, Datura sanguinea oder Datura innoxia
Atropa-Arten, wie Atropa belladoma,
Duboisia-Arten, wie Duboisia leuichhardtii
Scopolia-Arten, wie Scopolia carniolica
Tropa-Alkaloide sind eine an sich bekannte Alkaloidgruppe, zu nennen sind Scopolamin, Hyoscyamin und Atropin.

Unter ungetrockneten Pflanzenteilen sind in erster Linie die oberirdischen Pflanzenteile wie Stengel, Blätter, Blüten und Fruchtstände zu verstehen, die direkt nach der Ernte ohne Trocknung weiterverarbeitet werden.

Pflanzenteile sind aber auch Pflanzenteile aus Zell- bzw. Suspensionskulturen.

Die Extraktion der Pflanzenteile mit Wasser kann bei beliebiger Temperatur, d. h. bei Temperaturen zwischen 0 und 100°C, dem Siedepunkt des Wassers durchgeführt werden. Bevorzugt sind jedoch Temperaturen von 10 bis 70°C besonders bevorzugt ist der Temperaturbereich von 15°C bis 40°C.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe wesentlicher Vorzüge auf. Neben der Verbesserung der Produktqualität der Rohmiscellen bzw. des Rohmiscella-Konzentrats bzw. des Rohalkaloidextraktes sind anzuführen:

- Vereinfachung der Verarbeitung:
Es entfällt die nach dem Stand der Technik notwendige Trocknung der geernteten Pflanzenteile.
- Die Herstellung der Rohmiscella bzw. der Extrakte kann an oder in unmittelbarer Nähe des Anbauortes stattfinden, so daß der als Prozeßrückstand anfallende Trester als wertvolles Dünge- bzw. Mulchmaterial auf die Anbaufläche zurückgebracht werden kann. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß die pflanzlichen Extraktionsrückstände nicht mit organischen Lösungsmitteln oder anderen pflanzenfremden Chemikalien in Kontakt waren. Sie können somit unbedenklich deponiert bzw. als Dünger- bzw. Mulchmaterial weiterverwendet werden.
- Des weiteren können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Stengel und sonstige Pflanzenteile verwendet werden, wogegen bei den nach dem Stand der Technik bekannten Extraktionsverfahren ausschließlich getrocknete Blätter Verwendung finden.
- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt auch der sonst bei alkalischer oder sauerer Extraktion notwendige Neutralisationsschritt, was sowohl hinsichtlich der Verfahrenssicherheit, wie auch unter ökologischen Gesichtspunkten vorteilhaft ist.

Darüberhinaus wird bei der Neutralisation eine Racemisierung der Alkaloide beobachtet, was Produktqualität deutlicht verschlechtert.

Die Rohmiscella ist der wäßrige Extrakt bzw. der Preßsaft, d. h. eine wäßrige Lösung bzw. Emulsion oder Suspension des Rohalkaloids.

Der Rohextrakt ist der durch Extraktion der Rohmiscella mit einem mit Wasser nicht oder nur beschränkt mischbaren Extraktionsmittel erhältliche Extrakt.

Derartige Extraktionsverfahren sind Stand der Technik. Als geeignete Extraktionsmittel sind zu nennen:

Chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, Trichlormethan, Tetrachlormethan, Dichlorethan, Trichlorethan, Tetrachlorethan;

Aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol;

Ether wie Diethylether; Cyclischer Ether wie Tetrahydrofuran u. a.

Kohlenwasserstoffe, wie Naphthafraktionen, Petrolether

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren als eine Kombination von Auspressen und Extraktion in einem mehrstufigem Verfahren durchgeführt. Dabei werden in der ersten Stufe die ungetrockneten (frischen) Alkaloid-Pflanzenteile mittels einer geeigneten Presse ausgepreßt und der dabei erhaltene Trester in einem zweistufigen Verfahren mit Wasser im Gegenstrom extrahiert und dann der so erhaltene wäßrige Extrakt (Rohmiscella) mit dem Preßsaft (Rohmiscella) vereinigt und weiter aufgearbeitet.

Als Pressen sind Schneckenpressen besonders bevorzugt, weil durch die dabei auftretenden Scherkräfte das Pflanzenmaterial besonders ergiebig ausgepreßt wird.

Die aus dem wäßrigen Extrakt und/oder Preßsaft gewonnene Rohmiscella kann gewünschtenfalls filtriert und zu dem Rohmiscella-Konzentrat nach an sich bekannten Verfahren destillativ oder durch Diffusionsverfahren aufkonzentriert werden.

Besonders bevorzugt ist das schonende destillative Einengen an einem Plattenverdampfer.

Nachstehendes Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie darauf zu beschränken.

Beispiel 1 1a Herstellung eines Pflanzen-Miscella-Konzentrats

In der ersten Stufe werden 1000 kg frisch geerntete Datura-sanguinea Feuchtdroge (entspricht 120 kg Trockendroge) mit einem Häcksler zerkleinert und mit einer Mühle mit einem 8 × 8 mm Sieb zermahlen.

Die so erhaltene Feuchtdroge wird über eine Schneckenpresse mit 1 mm Rundlochsieb ausgepreßt. Man erhält 798 kg Preßsaft I und 202 kg Trester I.

In der zweiten Stufe wird der Trester sodann in einem Rührkessel mit dem Preßsaft III zusammengegeben und 45 min. bei Raumtemperatur gerührt und danach erneut mit einer Schneckenpresse mit 1 mm Rundlocksieb ausgepreßt. Man erhält 1052 kg Preßsaft II und 168 kg Trester II. Der so erhaltene Trester II wird in der dritten Stufe in einem Rührkessel mit 1000 kg Wasser 45 min bei Raumtemperatur gerührt.

Danach wird der gesamte Kesselinhalt erneut über eine Schneckenpresse mit einem 1 mm Rundlochsieb ausgepreßt. Man erhält 1018 kg Preßsaft III und 150 kg Trester III. Der auf dieser Stufe hergestellte Preßsaft III wird in dem nachfolgenden Ansatz auf der Stufe 2 zu dem Trester I gegeben. Der in der dritten Stufe erhaltene Trester III wird deponiert.

Die aus den vorangegangenen Stufen erhaltenen Preßsäfte I und II werden in einem geeigneten Kessel vermischt, wobei der Preßsaft mit einem Feststoffgehalt von etwa 3,5 Vol-% beladen ist.

Der Feststoff wird in einem Separator abgetrennt. Man erhält 167 kg Feststoffsuspension neben 1899 kg Separat (Rohmiscella) mit einem Feststoffgehalt von etwa 0,2 Vol-%.

Das Separat wird über einen Plattenverdampfer im Vakuum auf 185 kg Konzentratmenge eingeengt.

1b Herstellung des Rohextrakts

185 kg des nach Beispiel 1a erhaltenen Konzentrats (Feststoffgehalt: ca. 3 Vol.-%) werden über einen Separator getrennt (Betriebsart: Vollentschlammung mit Verdrängung). Man erhält 10 kg Feststoffsuspension und 175 kg Separat.

Das Separat wird dann über einen Plattenfilter klarfiltriert. Nach Spülen des Filters mit 50 kg Wasser erhält man 195 kg Filtrat.

Das Filtrat wird über eine pulsierte Siebbodenkolonne mit Chloroform extrahiert.

Man erhält 289 kg (195 l) Chloroform-Extrakt, der mit 106 g 48%-iger Bromwasserstoffsäure versetzt und bis zur Trockne eingedampft wird. Man isoliert 0,746 kg Scopolamin-HBr-Rohextrakt mit einem Scopolamin-Hydrobromidgehalt von etwa 70%.

Claims

1) Verfahren zur Herstellung eines Tropa-Alkaloid-Rohextraktes aus ungetrockneten Pflanzenteilen einer alkaloidhaltigen Pflanze, dadurch gekennzeichnet daß man

a) die Pflanzenteile direkt mit Wasser ein- oder mehrfach extrahiert und/oder
b) die Pflanzenteile mittels einer Presse ausgepreßt und gewünschtenfalls den Trester
- b₁) ein- oder mehrfach mit Wasser behandelt und erneut auspreßt und daß man gewünschtenfalls
c) die nach a) oder b) erhaltenen wäßrigen Rohextrakte (Rohmiscella) nach Abtrennung der darin enthaltenden Feststoffe aufkonzentriert und gewünschtenfalls
d) das nach c) erhältliche Konzentrat mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel extrahiert.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pflanzenteile in der ersten Stufe mit einer Schneckenpresse preßt, den so erhaltenen Preßsaft abtrennt, und den Trester ein- oder mehrfach mit Wasser extrahiert.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion des Pflanzenmaterials mit Wasser bei Temperaturen zwischen 10 und 70°C, vorzugsweise zwischen 15 und 40°C durchgeführt wird.

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zur Gewinnung von Scoplolamin und/oder Atropin und/oder Hygoscyamin.