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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Herstellung
von Vasicin. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren für
die Herstellung einer biologisch wirksamen Verbindung Vasicin der
Formel (1) aus den Blättern von
Adhatoda vasica.
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Adhatoda
vasica gehört
zur Familie Acanthaceae und ist allgemein als „Arusa", oder „Vasaka" oder „Malabarnuß" bekannt. Es handelt sich dabei um einen
immergrünen
ausdauernden Strauch, der unter den Bedingungen der nordindischen
Ebene eine Höhe
von bis zu 2,0 m erreicht. Die Pflanze ist eine wohlbekannte Droge
des Ayurveda-Medizinsystems. In Indien wird sie schon seit über 2000
Jahren für
die Behandlung von Erkrankungen der Atemwege und Krankheiten wie
Husten, Asthma und Verkühlungen
verwendet. Der am intensivsten untersuchte chemische Inhaltsstoff
der Pflanze ist Vasicin. Es hat sowohl in vitro als auch in vivo
eine bronchodilatorische Wirksamkeit gezeigt, die mit der von Theophyllin
vergleichbar ist. Es wurde auch beobachtet, daß Vasicin bei humanen Myometrium-Streifen
aus schwangeren, jedoch auch nicht schwangeren Uteri rhythmische
Kontraktionen initiiert. Diese Wirkung war mit derjenigen von Oxytocin
und Methergin vergleichbar (C.K. Atal. Chemistry and Pharmacology
of vasicine- a new oxytocic and abortifacient. Raj. Bandhu Ind.
Co., New Delhi, 1980).
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Gemäß einem
Verfahren des Stands der Technik kann Vasicin aus den Blättern von
A. vasica dadurch isoliert werden, daß man die Blätter der Pflanze
mit 95%igem Alkohol extrahiert, den konzentrierten alkoholischen Extrakt
mit wäßriger 2%iger H2SO4 behandelt, die
wäßrigsaure
Lösung
mit Ammoniak basisch stellt und mit Chloroform extrahiert, das Chloroform
einengt, wodurch man einen Extrakt erhält, der wiederum in wäßriger 2%iger
H2SO4 gelöst wurde,
und den Vorgang des Basischstellens mit Ammoniak und die anschließende Extraktion
mit Chloroform wiederholt (C.K. Atal. Chemistry and Pharmacology
of vasicine- a new oxytocic and abortifacient. Raj. Bandhu Ind.
Co., New Delhi., 1980). Zu den Nachteilen dieses Verfahrens zählen die
Verwendung einer starken Mineralsäure wie H2SO4 für die
Extraktion, was zu einem beträchtlichen
Abbau des Vasicins führt,
was noch dadurch verschlimmert wird, daß das Verfahren dieser Mineralsäurebehandlung
zweimal wiederholt wird.
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In
einem anderen Verfahren des Stands der Technik wurde Vasicin aus
A. vasica-Blättern
folgendermaßen
isoliert (D.R. Mehta, J.S. Naravane and R.M. Desair. J. Org. chem.
28, 445-448, 1963): Die Blätter
wurden mit 90%igem Alkohol am Rückfluß erhitzt,
und nach Abdampfen des Lösungsmittels
wurde der so erhaltene Alkoholextrakt mit heißem destilliertem Wasser extrahiert
und der wäßrige Extrakt wurde
filtriert. Das Filtrat wurde mit Chloroform extrahiert, um Farbstoffe
zu entfernen, und anschließend mit
5% Ätznatron
basisch gestellt und nochmals mit Chloroform extrahiert. Die vereinigten
Chloroformextrakte wurden mit 5%iger Salzsäure extrahiert, und die saure
Lösung
wurde anschließend
mit Ammoniak basisch gestellt und wiederum mit Chloroform extrahiert.
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Nach
zweimaliger Wiederholung dieses Vorgangs wurde der zum Schluß erhaltene
Chloroformextrakt eingeengt, wodurch man ein Roh-Gesamtalkaloid
erhielt, aus dem Vasicin in Form von Vasicin-Hydrochlorid in einer
Ausbeute von 2 g isoliert wurde.
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Zum
ersten Nachteil des oben genannten Verfahrens zählt die Extraktion des Alkoholextrakts mit
heißem
Wasser, was zwei Nachteile hat, nämlich (a) das Vasicin konnte
nicht quantitativ aus der wäßrigen Lösung extrahiert
werden, und (b) das Vasicin wird durch Extraktion mit heißem Wasser
in sein Autooxidationsprodukt Vasicinon umgewandelt.
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Der
zweite Nachteil dieses Verfahrens ist die Verwendung von 5%iger
Mineralsäure
wie Salzsäure für die Extraktion,
was auch hier zweimal geschieht. Durch die Verwendung einer starken
Mineralsäure wird
das Vasicin in beträchtlichem
Ausmaß abgebaut,
und man gelangt daher zu einer niedrigeren Ausbeute an Vasicin.
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Späth, E; Keztler,
F. Chem. Ber. 1936, 384-386 beschreibt ein Verfahren für die Isolation
von Vasicin aus Adhatoda-vasica-Blättern, bei dem die Alkaloide
aus einer Etherlösung
gefällt
werden, der Niederschlag isoliert wird und das Vasicin durch weitere
Extraktions- und Umkristallisationsschritte gewonnen wird.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines verbesserten
Verfahrens für
die Isolation von Vasicin der Formel (1) aus den Blättern der Pflanze
A. vasica in hoher Ausbeute.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung einer
Verarbeitungstechnologie für
seine Isolation, bei der keinerlei chromatographische Trennung für die Isolation
verwendet wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung einer
Verarbeitungstechnologie für
die Isolation von Vasicin, die bei der Produktion dieses wichtigen
Moleküls
im technischen Maßstab angewandt
werden kann.
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Um
die Nachteile der Verfahren des Stands der Technik zu überwinden,
wurde daher von den Anmeldern ein einfaches, praktisches Verfahren,
das sich auf die Produktion von Vasicin im technischen Maßstab anwenden
läßt, entwickelt.
Das Verfahren umfaßt
unter anderem (a) Extrahieren von luftgetrockneten, pulverisierten
Blättern
von Adhatoda vasica mit Alkohol bei Raumtemperatur, Eindampfen des
Lösungsmittels,
wodurch man einen alkoholischen Extrakt erhält , (b) 2-24 stündiges Rühren des erhaltenen Rückstands
mit der wäßrigen Lösung einer
organischen Säure,
sowie (c) Extrahieren der sauren Schicht mit einem organischen Lösungsmittel,
(d) Basischstellen der wäßrig-sauren
Lösung
mit einer geeigneten Base, und erschöpfendes Extrahieren der basischen
Schicht mit einem organischen Lösungsmittel
und Eindampfen der organischen Phase, wodurch man einen halbfesten
Vasicin-Rückstand
erhält,
(d) Isolieren des Vasicins aus dem erhaltenen Rückstand durch Behandeln mit
einem geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischung
und Filtrieren.
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Die
vorliegende Erfindung stellt also ein verbessertes Verfahren für die Produktion
von Vasicin der Formel (1) aus Adhatoda vasica bereit, bei dem keine
chromatographische Trennung verwendet wird, und wobei das Verfahren
die folgende Schritte umfaßt:
- a. Extrahieren
der getrockneten und pulverisierten Blätter mit einem alkoholischen
Extrakt bei Umgebungstemperatur,
- b. Konzentrieren des alkoholischen Extrakts von Schritt (a),
wodurch man einen konzentrierten Extrakt erhält,
- c. 2-24 stündiges
Behandeln und Rühren
des Extrakts aus Schritt (b) mit einer wäßrigen organischen Säure,
- d. Extrahieren der sauren Lösung
von Schritt (c) mit einem organischen Lösungsmittel,
- e. Trennen der organischen Schicht und der wäßrigsauren Schicht aus Schritt
(d),
- f. Basischstellen der wäßrig-sauren
Lösung
von Schritt (e) mit einer Base,
- g. Extrahieren der basisch gestellten Lösung aus Schritt (f) mit einem
organischen Lösungsmittel,
- h. Abtrennen der organischen Schicht aus Schritt (g), Trocknen
und Filtrieren,
- i. Eindampfen der organischen Schicht aus Schritt (h), wodurch
man zu einem amorphen Rückstand gelangt,
und
- j. Behandeln des amorphen Rückstands
aus Schritt (i) mit einer Mischung aus Petrolether und Aceton im
Verhältnis
1:1 bis 2:1, wodurch man zu Vasicin mit einer Reinheit von mindestens
80% gelangt.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung, bei der im Schritt (a und b) der verwendete Alkohol
aus einer Reihe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol und vorzugsweise
Methanol und Ethanol stammt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, bei der im Schritt (c) die verwendete organische
Säure aus
der Reihe bestehend aus Citronensäure, Oxalsäure, Weinsäure, Essigsäure oder Propionsäure stammt.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung betrifft die Verwendung einer organischen Säure, in Schritt
(c), bei der es sich vorzugsweise um Citronensäure handelt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung stammt das in Schritt (d) verwendet organische Lösungsmittel
aus der Reihe bestehend aus Chloroform, Dichlormethan, Ether, Essigester,
Toluol, stärker
bevorzugt Chloroform, am stärksten
bevorzugt Dichlormethan.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung stammt die im Schritt (f) verwendete Base aus einer
Reihe, die aus wäßrigem Ammoniak,
Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Lithiumhydroxid
und vorzugsweise wäßrigem Ammoniak
besteht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung stammt das in Schritt (g) verwendete organische Lösungsmittel
aus einer Reihe, die aus Chloroform, Dichlormethan, Ether, Essigester,
Toluol, stärker
bevorzugt Dichlormethan und am stärksten bevorzugt Chloroform
besteht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung beträgt
die mit diesem Verfahren erzielte Vasicinausbeute 2,0%, ein Wert,
der bis jetzt mit keinem der beschriebenen Verfahren erzielt wurde.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird das Vasicin quantitativ aus dem Rohmaterial extrahiert.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem das Verfahren für die Isolation
von Vasicin unabhängig
von der Pflanzenart verwendet werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung beeinflußt
die Herkunft des Pflanzenmaterials die Reinheit des Vasicins.
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Die
Erfindung wird genau in den folgenden Beispielen beschrieben, die
der Erläuterung
der Erfindung dienen und nicht dahingehend aufzufassend sind, daß sie den
Umfang der Erfindung einschränken
sollen.
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Beispiel I
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Luftgetrocknetes
pulverisiertes Blatt von A. vasica (1 kg) wurde 72 Stunden lang
bei 20-40°C
mit Methanol (5 x 3 Liter) extrahiert. Der vereinigte Methanolextrakt
wurde unter verringertem Druck eingeengt, wodurch man einen konzentrierten
Extrakt erhielt (200 ml). Dieser Extrakt wurde anschließend mit einer
wäßrigen Lösung von
Citronensäure
(1,0 Liter) behandelt und 2-24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Er
wurde filtriert und die so erhaltene klare Lösung wurde mit Chloroform extrahiert
(3 x 1,0 Liter). Anschließend
wurde die wäßrig-saure
Schicht mit Ammoniaklösung
auf pH 9,5 basisch gestellt und die basische wäßrige Lösung wurde mit Chloroform (3
x 1 Liter) extrahiert, und der Chloroformextrakt wurde unter verringertem
Druck eingeengt, wodurch man einen amorphen Vasicin-Rückstand
erhielt; der so erhaltene amorphe Rückstand wurde mit einer Mischung
aus Aceton und Petrolether (Verhältnis
Petrolether zu Aceton: 1:1; 100 ml) unter Rühren verrieben und dann filtriert,
wodurch man Vasicin (20 g) in einer Reinheit von 80°s erhielt.
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Beispiel II
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Ein
luftgetrocknetes pulverisiertes Blatt von A. vasica (1 kg) wurde
unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben mit Ethanol
(5 x 3 Liter) extrahiert, wodurch man einen konzentrierten Extrakt erhielt
(200 ml). Dieser Extrakt wurde anschließend mit einer wäßrigen Weinsäurelösung (1,0
Liter) behandelt und 2-24
Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Filtrieren wurde
die saure Lösung mit
Dichlormethan extrahiert (3 x 1,0 Liter); anschließend wurde
diese saure Lösung
mit wäßriger Natriumcarbonatlösung basisch
gestellt und mit Dichlormethan extrahiert (3 x 1 Liter). Nach dem
Einengen ergab der Dichlormethanextrakt amorphes Vasicin, das anschließend unter
Rühren
mit einer Ether/Petrolether-Mischung mit einem Petrolether/Acetonverhältnis von
2:1 behandelt und filtriert wurde, wodurch man Vasicin (20 g) in
einer Reinheit von 84% erhielt.
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Vorteile:
- (1) Für
die Isolation von Vasicin ist keine chromatographische Trennung
erforderlich. Das beschriebene Verfahren ist daher kostengünstig und auf
die Vasicinproduktion im großen
Maßstab
anwendbar.
- (2) Bei dem beschriebenen Verfahren für die Isolation von Vasicin
werden normale Temperatur- und Druckbedingungen verwendet. Das Verfahren
ist daher einfach, unkompliziert und läßt sich auf die kommerziell
Produktion anwenden.
- (3) Die mit diesem Verfahren erzielte Vasicinausbeute beträgt 2,0%,
ein Wert, der bis jetzt mit keinem der beschriebenen Verfahren erzielt
wurde.
- (4) Das Verfahren läßt sich
auf die Isolation von Vasicin unabhängig von der Pflanzenart anwenden.
Das hier beschriebene Verfahren ist also ein allgemeines Verfahren
für die
Isolation von Vasicin.
