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Verfahren zur Reinigung von Dehydrocholsäure Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Dehydrocholsäure. Sie wird durch Umwandlung
der Cholsäure aus der Rindergalle gewonnen, die normalerweise 3 bis 3,5 % Cholsäure
(3, 7, x2-Trioxycholansäure [Abb. z] neben einer 7- bis 8mal geringeren Menge Desoxycholsäure
3, z2-Dioxycholansäure) und Spuren anderer verwandter Oxycholansäuren enthält.
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Die Dehydrocholsäure (3,-7, x2-Triketocholansäure [Abb. 2]),
ein sehr wichtiges Arzneimittel, wird durch unmittelbare Oxydation der drei Hydroxylgruppen
der Cholsäure zu Ketogruppen erhalten. Um diese Verbindung rein darzustellen, muß
man von reiner Cholsäure ausgehen, deren Herstellung wegen der während der Reinigung
eintretenden beträchtlichen Verluste unrentabel ist. Es ist daher in der Praxis
günstiger, von einer technischen Cholsäure auszugehen, jedoch ist die erhaltene
Verbindung durch 3, r2-Diketocholansäure, die durch die Oxydation der Desoxycholsäure,
der hauptsächlichen Verunreinigung der Cholsäure entsteht, sowie durch oxydierte
Gallenfarbstoffe verunreinigt, die der alkalischen Lösung der Dehydrocholsäure eine
kräftige gelbe oder braune Färbung geben.
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Es ist bekannt, Dehydrocholsäure durch Behandlung ihrer alkalischen
Lösungen mit Adsorptionsmitteln, wie Celite, durch Umkristallisation von technischer
Dehydrocholsäure aus einem tertiären äliphatischen Alkohol oder durch Ausfällen
ihres Natriumsalzes mit Alkohol aus einer wäBrigen Lösung zu reinigen. Um gute Ergebnisse
zu erhalten, ist es bei allen diesen Reinigungsverfahren erforderlich, von verhältnismäßig
reiner Dehydrocholsäure auszugehen. Außerdem sind diese Verfahren nicht selektiv,
d. h. sie
gestatten nicht die Abtrennung der Dehydrocholsäure von
nahe verwandten Säuren wie der 3, i2-Diketocholansäure und ermöglichen keine vollständige
Entfernung der Gallenfarbstoffe, so daß die so erhaltenen Produkte stets etwas gelb
gefärbt sind.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, diese Nachteile durch ein besonders
einfaches und wirksames Reinigungsverfahren der Dehydrocholsäure zu. beseitigen.
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Es wurde gefunden, daß die Gallensäuren, die eine Ketogruppe in der
3-Stellung besitzen, in alkalischer Lösung Verbindungen mit gesättigten und ungesättigten
Alkylhalogeniden eingehen. Diese Eigenschaft kann mit der Wirkung des Chloroforms
auf die Aldehyde und Ketone verglichen werden, welche nach dem folgenden Formelschema
verläuft
Diese Verbindungen sind jedoch beständig, wogegen die Verbindungen der Gallensäuren
mit den genannten Alkylhalogeniden sehr unbeständig sind und daher sehr leicht wieder
in die einzelnen Bestandteile zer-. fallen.
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Diese Eigenschaft ist besonders bei der Dehydrocholsäure interessant;
denn deren gesättigte und ungesättigte Alkylhalogenidverbindungen sind im Gegensatz
zu entsprechenden Verbindungen der anderen Gallensäuren mit einer Ketogruppe in
der 3-Stellung in Wasser nicht löslich. Auf Grund der Unlöslichkeit der genannten
Dehydrocholsäure-Alkylhalogenid-Verbindung in Wasser kann man daher die Dehydrocholsäure
aus einer Mischung von Gallensäuren abtrennen. Dabei reagieren die Gallensäuren,
die keine Ketogruppe in der 3-Stellung besitzen, nicht mit den genannten All@ylhalogeniden
und bleiben im Wasser gelöst, während die Gallensäuren, die 'eine Ketogruppe in
der 3-Stellung besitzen, mit Ausnahme der Dehydrocholsäure, mit diesen Kohlenwasserstoffen
wasserlösliche Verbindungen bilden. Es scheidet sich daher nur die Dehydrocholsäure-Alkylhalogenid-Verbindung
aus, die abgetrennt werden kann.
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Diese Verbindung wird durch heißes Wasser im Überschuß zerlegt und
die Dehydrocholsäure so in sehr reinem Zustande erhalten.
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Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren zur Reinigung der
Dehydrocholsäure, nach dem die unreine Säure in einer wäßrigen alkalischen Lösung
unter Bildung ihres Alkalisalzes gelöst und zu dieser Lösung mindestens ein gesättigtes
oder ungesättigtes Alkylhalogenid hinzugefügt wird, wodurch eine entsprechende Dehydrocholsäure
- Alkylhalogenid-Verbindung ausfällt. Danach wird dieser Niederschlag abgetrennt
und durch heißes Wasser im Überschuß zerlegt, wobei sich das Alkalisalz der Dehydrocholsäure
wieder bildet. Aus diesem wird die reine Dehydrocholsäure durch Ansäuern erhalten.
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Wenn die zu reinigende Dehydrocholsäure durch eine andere Gallensäure
verunreinigt ist, bleibt die sich bildende Alkylhalogenidverbindung der Verunreinigung
in Lösung, ebenso die von dieser Reaktion nicht erfaßten Gallenfarbstoffe. Das Verfahren
gemäß der Erfindung erlaubt also, die zu reinigende Dehydrocholsäure in Gestalt
eines unlöslichen Niederschlags abzutrennen.
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Zur Erzielung einer guten Ausbeute und eines hohen Reinheitsgrades
müssen gewisse Konzentrationsbedingungen eingehalten werden. In verdünnter Lösung
ist die Ausbeute an gereinigter Säure ungenügend, und in sehr konzentrierter Lösung
ist der .sich bildende, sehr voluminöse Niederschlag schwierig von den Verunreinigungen
zu trennen, und die Reinigung gelingt nur unvollständig.
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Man arbeitet vorzugsweise mit 2o- bis 25 °/oigen Dehydrocholsäurelösnngen,
wobei die Löslichkeit erforderlichenfalls durch Zugabe von NaCl oder KC1 vermindert
werden kann.
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Das gefärbte Filtrat, das nach dem Abtrennen der entsprechenden Dehydrocholsäure-Alkylhalogenid-Verbindung
erhalten wird, kann noch weniger reine Dehydrocholsäure enthalten. Diese kann dann
durch ein ähnliches Verfahren oder durch Umkristallisieren aus Alkohol oder einem
anderen Lösungsmittel gereinigt werden.
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Wenn man die Fällung vor der Filtration 24 Stunden in den Eisschrank
stellt und. dann den Niederschlag über ein Filter in bekannter Weise absaugt, kann
die Abtrennung des Niederschlages leichter durchgeführt werden. Die Zerlegung der
Dehydrocholsäure-Alkylhalogenid-Verbindungen durch Wasser findet schon in der Kälte
bei großem Wasserüberschuß statt; sie verläuft jedoch bei höherer Temperatur sehr
schnell unter Lösung des Dehydrocholsäurealkalisalzes. Die freie Gallensäure wird
dann durch Ansäuern ausgefällt.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich als gesättigte und
ungesättigte Alkylhalogenide z. B. Chloroform, Dichloräthan, Bromäthylen, Tetrachlorkohlenstoff
oder Trichloräthylen verwenden. Dabei wird das entsprechende Alkylhalogenid zur
Erzielung einer guten Fällung der Zwischenverbindung mindestens in äquivalentem
Molverhältnis zu der behandelten Gallensäure verwendet.
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Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung
erläutern. In den verschiedenen Beispielen sind die Mengen der Umsetzungsteilnehmer
in Äquivalenten bezüglich der verwendeten Menge Dehydrocholsäure ausgedrückt, wobei
diese als Einheit zugrunde gelegt wird. Beispiel i Zu einer Lösung aus 6o g (i Teil)
technischer Dehydrocholsäure (Schmelzpunkt oberhalb 2i5°) und 6 g Natriümhydroxyd
in Zoo ccm gereinigtem Wasser gibt man 18 g (i Teil) Chloroform, wobei sich augenblicklich
die unlösliche Zwischenverbindung ausscheidet. Nach 24stündigem Stehen im Eisschrank
wird abgesaugt, der Niederschlag mit einer gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung
gewaschen und mit goo ccm gereinigtem Wasser versetzt. Er löst sich in der Kälte
langsam, in der Wärme sehr viel schneller, wobei Chloroform frei wird. Die Lösung
ist beinahe farblos; sie wird filtriert und mit verdünnter Essigsäure gefällt, wobei
nach dem Trocknen 26 g Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 237,5 bis 238° erhalten
werden.
Aus der nach dem Absaugen erhaltenen gefärbten Mutterlauge erhält man durch Zusatz
von Essigsäure gefärbte Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 2io°, die anderweitig
verwendet wird.
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Beispiel 2 Zu einer Lösung aus 8o g (i Teil) technischer Dehydrocholsäure
(Schmelzpunkt oberhalb 215°) und ii,2 g (i Teil) Kaliumhydroxyd in 25o ccm gereinigtem
Wasser gibt man 3o g i, 2-Dichloräthan (1,5 Teile), wobei sofort die Verbindung
ausfällt, die nach 24-stündigem Stehen im Eisschrank abgesaugt und mit wäßriger
gesättigter Kaliumchloridlösung gewaschen wird. Der Niederschlag löst sich in i2oo
ccm gereinigtem Wasser in der Kälte langsam, in der Wärme schneller unter Abspaltung
von Dichloräthan. Die beinahe farblose Lösung wird filtriert und anschließend verdünnte
Salzsäure zugegeben. Der Niederschlag ergibt nach dem Trocknen 41 g Dehydrocholsäure
vom Schmelzpunkt 237 bis 238°.
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Das gefärbte Filtrat wird mit verdünnter Salzsäure versetzt und liefert
unreine und gefärbte Dehydrocholsäure (Schmelzpunkt 215 bis 217°), die anderweitig
verwendet wird.
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Beispiel 3 Zu einer Lösung aus 6o g (i Teil) technischer Dehydrocholsäure
(Schmelzpunkt 22g°) und 6 g Natriumhydroxyd in Zoo ccm gereinigtem Wasser gibt man
35 g Tetrachlorkohlenstoff (1,5 Teile), wobei sofort die unlösliche Zwischenverbindung
ausfällt, die nach 24stündigem Stehen im Eisschrank abgesaugt und mit einer gesättigten
wäßrigen Natriumchloridlösung ausgewaschen wird. Der Niederschlag löst sich in ioo
ccm gereinigtem Wasser in der Kälte langsam, in der Wärme sehr viel schneller unter
Abspaltung von Tetrachlorkohlenstoff. Die nahezu farblose Lösung wird filtriert
und mit verdünnter Salzsäure versetzt. Man erhält eine Ausbeute von 33 g Dehydrocholsäure
vom Schmelzpunkt 238°. Aus dem gefärbten Filtrat wird mit verdünnter Essigsäure
weniger reine Dehydro-Cholsäure vom Schmelzpunkt 224° ausgefällt, die durch das
gleiche Verfahren gereinigt wird.
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Beispiel 4 Zu einer Lösung aus 5o g (i Teil) technischer Dehydrocholsäure
(Schmelzpunkt 222°) und 5 g Natriumhydroxyd (i Teil) in Zoo ccm destilliertem Wasser
gibt man 13,4 g Trichloräthylen (i Teil), wobei sofort die entsprechende Verbindung
ausfällt, die eine Nacht in der Kälte stehengelassen, dann abgesaugt und mit einer
wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen wird. Der Niederschlag löst
sich in goo ccm destilliertem Wasser in der Kälte langsam, in der Wärme viel schneller
unter Abspaltung von Trichloräthylen. Die nahezu farblose Lösung wird filtriert;
dann wird durch verdünnte Essigsäure die Dehydrocholsäure (Schmelzpunkt 238°) ausgefällt,
deren Ausbeute nach dem Trocknen 25 g beträgt. Aus dem gefärbten Filtrat wird durch
verdünnte Essigsäure eine gelbliche Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 214' ausgefällt,
die anderweitig verwendet wird oder durch Umkristallisieren aus Alkohol gereinigt
wird.
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Beispiel 5 Zu einer Lösung aus 509 (i Teil) technischer Dehydrocholsäure
(Schmelzpunkt 215°) und 5 g (i Teil) NaOH in Zoo ccm gereinigtem Wasser gibt man
20,5 g (1,5 Teile) Bromäthylen, wobei sofort die entsprechende Verbindung
ausfällt, die eine Nacht in der Kälte stehengelassen, dann abgesaugt und schließlich
mit einer gesättigten Natriumchloridlösung ausgewaschen wird. Der Niederschlag löst
sich in goo ccm gereinigtem Wasser in der Kälte langsam, in der Wärme viel schneller
unter Abspaltung von Bromäthylen. Zu der nahezu farblosen filtrierten Lösung wird
verdünnte Essigsäure zur Fällung der freien Dehydrocholsäure gegeben. Man erhält
nach dem Trocknen des Niederschlages 26 g Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 237
bis 238°. Aus dem gefärbten Filtrat erhält man nach Zugabe von verdünnter Salzsäure
gelbliche Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 212°, die durch Umkristallisation aus
Alkohol weitergereinigt wird.
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Beispiel 6 Zu einer Lösung aus ioo g (i Teil) Dehydrocholsäure (Schmelzpunkt
235°) in 400 ccm gereinigtem Wasser und 25 g 2o °/oigem Ammoniak gibt man Chlorammonium,
bis ein Niederschlag auszufallen beginnt. Nach Zugabe von 30 g Chloroform
(i Teil) fällt sofort die entsprechende Zwischenverbindung aus. Nach i Stunde werden
die Kristalle abgesaugt und mit einer konzentrierten Ammoniumchloridlösung gewaschen.
Der Niederschlag löst sich in 2300 ccm gereinigtem Wasser auf dem siedenden
Wasserbad. Nach Zusatz von verdünnter Essigsäure zu der filtrierten Lösung erhält
man nach dem Trocknen Bog Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 237 bis 238°. Aus der
gefärbten Mutterlauge erhält man durch Fällung mit verdünnter Salzsäure eine gelbliche
Dehydrocholsäure, die anderweitig durch dasselbe Verfahren gereinigt wird.
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Beispiel 7 Zu einer Lösung aus 5009 (i Teil) Dehydrocholsäure
(Schmelzpunkt 229 bis 23o°) und 509 (i Teil) Natriumhydroxyd in 2ooo ccm
gereinigtem Wasser gibt man Natriumchlorid, bis ein Niederschlag von Natriumdehydrocholat
auszufallen beginnt. Nach Zugabe von 165 g (i,1 Teil) Chloroform fällt sofort die
unlösliche Zwischenverbindung aus, die nach einigen Stunden abgesaugt, mit einer
gesättigten wäßrigen Natriumchloridlösung gewaschen und hierauf in 121 heißem gereinigtem
Wasser wieder aufgelöst wird. Nach der Fällung mit verdünnter Essigsäure erhält
man etwa 400 g trockene Dehydrocholsäure vom Schmelzpunkt 235 bis 236°.
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Durch Zusatz von Natriumchlorid zu dem gefärbten Filtrat fällt noch
eine kleine Menge Dehydrocholsäure vom gleichen Schmelzpunkt aus. Durch' Zusatz
von verdünnter Essigsäure zu der gefärbten Mutterlauge fällt unreine Dehydrocholsäure
aus, die
aus Alkohol umkristallisiert und dann nach dem gleichen
Verfahren weiterbehandelt wird.
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Bei wiederholter Aufarbeitung der Mutterlauge werden 351 g reine Dehydrocholsäure
erhalten, was einer Gesamtausbeute von 7o0/, entspricht.
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Beispiel 8 ' 50 g (i Teil) Dehydrocholsäure (Schmelzpunkt 236°)
werden in einer 5 g (= Teil) Natriumhydroxyd auf Zoo ccm gereinigtem Wasser enthaltenden
Lösung aufgelöst. Nach Zugabe von io g (o,7 Teile) Chloroform und io g (0,5 Teile)
Tetrachlorkohlenstoff wird sofort eine weiße Verbindung ausgefällt, die über Nacht
in der Kälte stehengelassen, dann abgesaugt und schließlich mit einer gesättigten
wäßrigen Lösung von N atriumchlorid gewaschen wird. Der mit 500 ccm gereinigtem
Wasser behandelte Niederschlag löst sich in der Kälte nur langsam, während er sich
in der Wärme viel rascher auflöst, wobei die Alkylhalogenidverbindungen in Freiheit
gesetzt werden. Die erhaltene, fast farblose Lösung wird filtriert und hierauf mit
verdünnter Essigsäure gefällt. Nach dem Trocknen werden 25 g Dehydrocholsäure vom
Schmelzpunkt 236 bis 239° erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 50 °/o.
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Beispiel 9 Zu einer Lösung aus 5o g (i Teil) Dehydrocholsäure (Schmelzpunkt
236°) und 5 g (i Teil) Natriumhydroxyd in Zoo ccm gereinigtem Wasser gibt man io
g Chloroform (o,7 Teile) und io g (o,6 Teile) Trichloräthylen, wobei sofort eine
weiße Verbindung ausfällt, die über Nacht in der Kälte stehengelassen, dann abgesaugt
und schließlich mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid ausgewaschen
wird. Der mit 5oo ccm gereinigtem Wasser behandelte Niederschlag löst sich langsam
in der Kälte, während er sich in der Wärme viel rascher unter Abspaltung der . Alkylhalogenide
auflöst. Die erhaltene, fast farblose Lösung wird filtriert und hierauf mit verdünnter
Essigsäure gefällt. Man erhält nach dem Trocknen 30 g Dehydrocholsäure mit
einem Schmelzpunkt von 236 bis 239°, entsprechend einer Ausbeute von 6o0/,.
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An Stelle der erwähnten gesättigten und ungesättigten Alkylhalogenide
können auch andere verwendet werden, ohne daß sich das Ergebnis ändert.