EP2313405A1 - Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten mutterkornalkaloiden - Google Patents

Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten mutterkornalkaloiden

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Publication number
EP2313405A1
EP2313405A1 EP09772376A EP09772376A EP2313405A1 EP 2313405 A1 EP2313405 A1 EP 2313405A1 EP 09772376 A EP09772376 A EP 09772376A EP 09772376 A EP09772376 A EP 09772376A EP 2313405 A1 EP2313405 A1 EP 2313405A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
acid
extractant
ppm
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09772376A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Bertel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandoz AG
Original Assignee
Sandoz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandoz AG filed Critical Sandoz AG
Priority to EP09772376A priority Critical patent/EP2313405A1/de
Publication of EP2313405A1 publication Critical patent/EP2313405A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/18—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
    • C12P17/182—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system
    • C12P17/183—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system containing an indolo[4,3-F,G]quinoleine nucleus, e.g. compound containing the lysergic acid nucleus as well as the dimeric ergot nucleus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D457/00—Heterocyclic compounds containing indolo [4, 3-f, g] quinoline ring systems, e.g. derivatives of ergoline, of the formula:, e.g. lysergic acid
    • C07D457/04—Heterocyclic compounds containing indolo [4, 3-f, g] quinoline ring systems, e.g. derivatives of ergoline, of the formula:, e.g. lysergic acid with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 8

Definitions

  • the present invention relates to processes for the processing of microbiologically produced ergot alkaloids of the formula I listed below
  • the object of the present invention was therefore to provide a process for the processing of microbiologically produced ergot alkaloids, in particular of paspalic acid and lysergic acid, which brings about an improvement with regard to one or more of the abovementioned disadvantages of the prior art.
  • This object is achieved by providing the method according to the invention for working up microbiologically produced ergot alkaloids, the formula I listed below
  • a moderately polar solvent is understood as meaning a solvent or extractant which is sufficiently apolar to still form 2-phase systems with water, but sufficiently polar to dissolve the ergot alkaloids negatively charged at alkaline pH.
  • the fermentation product used can be the entire fermentation pulp without separation of the biomass from the fermentation filtrate for further processing.
  • This total fermentation porridge contains as ergot alkaloids essentially paspalic acid as the main metabolite of the microbiological process in addition to smaller amounts of lysergic acid and, if necessary, lysergic acid derivatives.
  • the total fermentation slurry has an ergot alkaloid titer of between 0.5-40 g / kg of total fermentation slurry.
  • the fermentation product used is the total fermentation pulp without separation of the biomass from the filtrate.
  • the fermentation product is extracted with an extractant which has a water solubility of 0.2 g / 100 g of water to 25 g / 100 g of water at 20 0 C, extracted at least once.
  • an extractant which is substantially free of halogenated hydrocarbons is preferred, which means according to the invention that in the extractant halogenated hydrocarbons occur in a proportion of less than 2% by volume based on the total volume, more preferably not occur in the extractant.
  • the fermentation product is preferably extracted at least once with a short-chain aliphatic alcohol or ester which is at most sparingly soluble in water as extractant.
  • the extraction is carried out several times, more preferably twice, preferably with the same
  • Extraction agent wherein the amount of extractant is sufficient in each case, together with the fermentation product to form a 2-phase system.
  • the skilled person knows that in addition to the two juxtaposed liquid Phases also solid particles from the fermentation process in the above-mentioned system are present.
  • the extractants are preferably liquid, aliphatic alcohols or esters having a water solubility of at most 25 g / 100 g of water (at 20 0 C), preferably with a water solubility of 0.2 g / 100 g of water to 25 g / 100 g of water, especially preferably with a water solubility at 20 0 C of
  • Such extractants which are only sparingly soluble in water are preferably aliphatic alcohols having at least 4 C atoms, more preferably alcohols having 4 to 7 C atoms, preferably n-
  • Ergot alkaloids according to formula I in particular the paspalic acid and optionally present lysergic acid, surprisingly very selectively, provided that the pH of the fermentation product has been adjusted to an alkaline pH between 8-14, preferably 9.5-11.5. Particularly preferably, the pH is adjusted to a value in the range from 10.0 to 11.0.
  • the adjustment of the pH can be achieved by adding bases, such.
  • alkali metal hydroxides preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide, by introducing bases, such as.
  • ammonia or tetra (C 1 -C 6) alkylammonium hydroxide preferably tetrabutylammonium hydroxide, optionally in admixture with a minor amount of alkali metal hydroxides.
  • the fermentation product is agitated together with the extractant, such. B. shaken or stirred. It is also possible the Perform extraction step in countercurrent process, whereby an at least partially continuous workup is possible.
  • the appropriate amount of extractant which may vary depending on the performance of the extraction can be determined by simple preliminary tests and is not limited, as long as sufficient extractant is used to with the
  • Fermentation product to form a 2-phase system.
  • 0.2 to 5 volumes of extractant per volume of fermentation product can be used with good results.
  • the corresponding devices are known in the art, as well as the extraction equipment used.
  • the extracts obtained by the extraction are typically combined.
  • the temperature for the extraction of the fermentation product is also not particularly limited and can be carried out at room temperatures in a range of 20-25 0 C.
  • the recovered extract may be concentrated to further isolate the ergot alkaloids of Formula I by at least partially removing the extractant. As a result, subsequent crystallization of the ergot alkaloid can be facilitated.
  • at least as much extractant is removed that doubles the concentration of ergot alkaloids of the formula I in the concentrate, preferably increased to 4-fold.
  • the concentration is preferably carried out under mild conditions, that is, for example, at room temperature under vacuum. A moderate increase in temperature to facilitate the concentration, up to 70 0 C, for example, but is quite possible, especially in the production of lysergic acid.
  • steps b) and c) can be carried out.
  • step b) an aqueous solution is added to the extract separated from the remaining total fermentation to obtain a 2-phase mixture, and in step c) the pH of the 2-phase mixture obtained in b) is brought to a value of 2.0 8.0, preferably to a value of 4.0 to 6.5, and more preferably to a value substantially equal to the isoelectric point of one of
  • Ergot alkaloids according to formula I corresponds, ie about 5.6 for paspalic acid and lysergic acid, adjusted. As a result, the ergot alkaloids according to formula I go from the organic phase into the aqueous phase.
  • the adjustment of the acidic pH is preferably carried out by addition of sulfuric acid, hydrochloric acid or glacial acetic acid in a suitable amount. From the thus obtained 2-phase mixture, crude ergot alkaloid of formula I crystallizes from the aqueous phase, wherein the crystallization rate can be accelerated by cooling the 2-phase mixture to temperatures up to 10 0 C.
  • the raw ergot alkaloids crystals can, for. B. by simple centrifugation, are obtained from the 2-phase mixture, without previously the aqueous phase in which the ergot alkaloids of the formula I are transferred, must be isolated.
  • the ergot alkaloids into the aqueous phase they can be separated and the crude ergot alkaloid crystals can be recovered therefrom, if the additional effort for the phase separation is desired.
  • paspalic acid is understood as a mixture comprising paspalic acid and lysergic acid, wherein the molar fraction of paspalic acid predominates over the lysergic acid.
  • paspalic acid with a high total yield, preferably more than 65% is obtained already after the first crystallization, the paspalic acid crystals already having a surprisingly high purity, preferably more than 90%.
  • the thus isolated paspalic acid crystals can be redissolved in suitable solvents and optionally treated with charcoal to achieve complete decolorization and then by further acidification of the product-containing solution, preferably to the isoelectric point of the paspalic acid of pH 5.6, to crystallize this from the aqueous, acidic solution and then preferably after a cleaning wash with aqueous methanol solution the Paspal Textre- To dry crystals at ordinary temperatures. This ensures that the purity of the resulting Paspalkladrastalle increases to more than 95% with a virtually unchanged yield of PaspalTexre of about 65%.
  • the process additionally comprises a further step in which the pH of a paspalic acid-containing solution or suspension is adjusted to> 11 to 14 and, if appropriate, the paspalic acid is isomerized to lysergic acid with heating (Rearranged), wherein lysergic acid according to the invention as a mixture containing paspalic acid and lysergic acid, wherein the molar fraction of lysergic acid over the paspalic acid predominates, is understood.
  • a mixture comprising paspalic acid and lysergic acid, where the molar ratio of lysergic acid to paspalic acid is> 4, is to be understood as lysergic acid.
  • the extraction to preferably a pH of 11 to 13.
  • This adjustment of the pH can preferably be carried out by introducing ammonia, adding alkali metal hydroxides, preferably
  • reaction temperature preferably to 30 - 70 0 C, particularly preferably at 50 0 C - 70 0 C allows to shorten the duration of the isomerization.
  • an increase in the reaction temperature it is expedient to cool to room temperature, preferably to 20-25 ° C., before the step a), the extraction of the fermentation product, preferably of the total fermentation broth, with at least one of the abovementioned extraction agents.
  • the fermentation product should be adjusted to a pH as described above for the extraction in step a).
  • the course of the rearrangement reaction can be monitored by in-process control with HPLC on the increase of lysergic acid according to formula 1b and the decrease of paspalic acid according to formula 1a.
  • 4h at pH 12.5 and 50 ° C are sufficient to effect substantially complete conversion to lysergic acid according to Formula 1b, where lysergic acid according to Formula 1b is to be understood as pure lysergic acid.
  • the further work-up of the lysergic acid thus obtained corresponds to the above-mentioned process steps comprising the steps a), b) and c) for the processing of ergot alkaloids of the formula I including recrystallization to increase the purity of the end product.
  • Value of the solution is adjusted to a value of 11 to 14 to optionally with heating to 30 - 70 0 C to rearrange the paspalic acid in lysergic acid.
  • the lysergic acid is crystallized out.
  • the corresponding crude crystals can, as indicated above, also recrystallized and finally dried in the usual manner. 3.
  • a further subject of the invention is the use of an extractant which has a water solubility of 0.2 g / 100 g of water to 25 g / 100 g of water at 20 ° C. has, for the extraction of maternal alkaloids of the formula I from an aqueous solution or suspension containing ergot alkaloids of the formula I, at a pH of 8-14.
  • the abovementioned extraction agents used in step a) of the workup process according to the invention are used for this extraction, particularly preferably alcohols having 4 to 7 carbon atoms and / or aliphatic esters having at least 2 to 4 carbon atoms.
  • alcohols having 4 to 7 carbon atoms and / or aliphatic esters having at least 2 to 4 carbon atoms are used for this extraction.
  • butanol such as n-butanol and / or sec-butyl alcohol and / or ethyl formate.
  • these extractants used can be detected in the reclaimed ergot alkaloid of the formula I, e.g. by the "Method for the determination of 1-butanol in mother comal alkaloids of the formula I" given in the experimental section, which can be suitably adapted by a person skilled in the art for other extractants.
  • Paspalic acid preferably paspalic acid crystals, having a content of 2 ppm to 1000 ppm, preferably 5 ppm to 700 ppm each of an extractant used in step a), preferably n-butanol and / or sec-butyl alcohol and / or ethyl formate have or have; Lysergic acid, preferably lysergic acid crystals which have a content of 2 ppm
  • each of an extractant used in step a) preferably having or having n-butanol and / or sec-butyl alcohol and / or ethyl formate.
  • Paspalic acid preferably in the form of crystals, can furthermore be obtained by a process according to the invention, the paspalic acid or its crystals being from 10 ppm to 500 ppm of in each case one extractant obtained in step a). has been used, preferably n-butanol and / or sec-butyl alcohol and / or ethyl formate, has or have.
  • lysergic acid preferably in the form of crystals, obtainable by a process according to the invention, wherein the lysergic acid or its crystals 10 ppm to 500 ppm each of an extractant used in step a), preferably n-butanol and / or sec Butyl alcohol and / or ethyl formate, or have.
  • the invention also provides: 1. A process for working up microbiologically produced mother comal alkaloids of the formula I.
  • a method according to item 1 or 2 characterized in that the extractant consists essentially of an alcohol selected from n-butanol, n-pentanol, sec-butanol and isobutanol or consists essentially of a
  • Ester selected from methyl acetate, methyl formate and ethyl formate consists or substantially either of a mixture of two or more of the aforementioned alcohols, a mixture of two or more of the aforementioned esters or a mixture of one or more of the abovementioned alcohols with one each or more of the aforementioned esters.
  • a method according to any one of items 1-4 characterized in that adjusting the pH of the fermentation product prior to extraction to a value in the range of 9.5 - 11, 5, preferably from 10.0 to 11, 0 ,
  • a method according to item 9 characterized in that the pH by introducing ammonia, addition of alkali metal hydroxides, preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide solution, and / or tetraalkylammonium hydroxide, preferably
  • Tetra (C 1 -C 6) alkylammonium hydroxide to a value of 11 to 13 to effect the isomerization of paspalic acid to lysergic acid.
  • a method according to item 10 characterized in that one carries out the isomerization at a temperature between 30 0 C and 70 0 C.
  • Fermentation product before the extraction step a) takes place. 13.
  • Extraction agent has a water solubility of 0.5 g / 100 g of water to 15 g / 100 g of water, preferably 2 g / 100 g of water to 10 g / 100 g of water
  • Lysergic acid of formula I b are.
  • Paspalic acid preferably paspalic acid crystals, having a content of 2 ppm to 1000 ppm, preferably 5 ppm to 700 ppm of an extractant selected from n-butanol, sec-butyl alcohol and ethyl formate.
  • Paspalic acid according to article 17 obtainable by a process according to any one of items 1-10.
  • lysergic acid preferably lysergic acid crystals, having a content of 2 ppm to 1000 ppm, preferably 5 ppm to 700 ppm of an extractant selected from n-butanol, sec-butyl alcohol and ethyl formate.
  • Lysergic acid according to item 19 obtainable by a process according to any one of items 9-13. example 1
  • the crude product obtained in this way had a purity of 75%, the yield including the reaction was 50%.
  • the yield could be increased to 70%.
  • Active carbon is added to the porridge containing paspal and lysergic acid. Paspal and lysergic acid bind to the pulp or activated carbon at neutral pH. The solid components are centrifuged off and the supernatant discarded. The thus isolated biomass and activated carbon is then slurried with an ammoniacal alcohol solution, whereby the two acids dissolve from the solids. Thus, after re-centrifugation of the biomass and the activated carbon in the supernatant, the two acids can finally be won. When the supernatant is concentrated, paspal and lysergic acid precipitate as crude product.
  • the calibration was carried out with 8 points with approximately 1, 2, 4, 10, 25, 50, 100, 200 ⁇ g 1-butanol in the HS Vial, whereby very small amounts of 1-butanol were detectable.
  • the sample was equilibhert 30 min at 80 0 C with the "Shaking high”.
  • Vial pressure of 15 psi was set for 0.2 min.
  • the filling of the heated at 200 0 C sample loop was carried out for 0.2 min with 0.05 min equilibration time.
  • the injection time in the GC was 0.5 min; the transfer line had 200 0 C.
  • the injector block was heated to 230 ° C; the split ratio was 5: 1.
  • the column used was type DB 624 from J & W with the serial number US8534615H. Column dimensions were 25m in length, 0.2mm in diameter and 1.12 ⁇ m stationary phase film thickness. The column was filled with 1 ml of constant flow
  • the GC oven was operated with the following program: 40 ° C were maintained for 0.5 min, then was heated at a rate of 1 ° C / min to 45 ° C, then with 15 ° C / min to 180 0 C, and then at 30 ° C / min to 220 0 C; this temperature was held for 4.5 min.
  • the detector used was a flame ionization detector (FID). This one had

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden der nachstehend aufgeführten Formel (I) umfassend den Schritt: a) Extrahieren des bei der biologischen Herstellung anfallenden, wenigstens ein Mutterkornalkaloid der Formel (I) enthaltenden, Fermentationsprodukts bei einem pH-Wert von 8 - 14 mit einem Extraktionsmittel, das bei 20 °C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, wobei die Menge des Extraktionsmittels ausreicht, zusammen mit dem Fermentationsprodukt ein 2-Phasen-System zu bilden.

Description

Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden der nachstehend aufgeführten Formel I
I
umfassend den Schritt: a) Extrahieren des bei der biologischen Herstellung anfallenden, wenigstens ein Mutterkornalkaloid der Formel I enthaltenden, Fermentationsprodukts bei einem pH- Wert von 8 - 14 mit einem Extraktionsmittel, das bei 20 0C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, wobei die Menge des Extraktionsmittels ausreicht, zusammen mit dem Fermentationsprodukt ein 2- Phasen-System zu bilden. Es ist bekannt, dass das Mutterkornalkaloid, Paspalsäure, u. a. eine wichtige Ausgangsverbindung zur Herstellung einer Reihe von Paspalsäurederivaten mit wertvollen pharmakologischen Eigenschaften ist.
Ebenso ist bekannt, dass das Mutterkornalkaloid, Lysergsäure, ein Zwischenprodukt zur Herstellung von wichtigen Arzneimitteln, wie z. B. der Oxitoxica Ergobasin und Methylergobasin oder des Serotoninantagonisten 1-Methyl-d-lysergsäure-(+)- butanolamid-(2') ist. Lysergsäure kann u. a. durch Umlagerung von Paspalsäure gewonnen werden. Die Herstellung von Paspalsäure oder Lysergsäure mit Hilfe mikrobiologischer Verfahren ist seit langem bekannt und wird großtechnisch ausgeübt. So wurde bereits in der deutschen Offenlegungsschrift DOS 1442294 die Herstellung von Paspalsäure mit Hilfe der Pilzspezies Claviceps paspali bzw. seiner Mutanten [deponiert unter der Nummer NRRL 3080 beim United States Department of
Agriculture (Northern Utilization Research and Development Division), Peoha/111] beschrieben.
Aus der mikrobiologisch hergestellten Paspalsäure kann durch Umlagerung im stark alkalischen Bereich Lysergsäure gewonnen werden. Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DOS 1620375 erfolgt dies vorzugsweise bereits durch
Behandlung des Fermentationsfiltrats nach Entfernung der Biomasse mit Basen, wie z. B. verdünnter Ammoniaklösung oder Lösungen von Alkalimetallhydroxiden, ggfs. unter Erwärmung oder erst nach Aufarbeitung und Reinigung der mikrobiologisch hergestellten Paspalsäure im alkalischen Milieu unter Erwärmung. Die Isomehsierung kann auch an einem 2-Phasengemisch unter Einsatz von Tetraalkylammoiumhydroxid, vorzugsweise Tetrabutylammoniumhydroxid, vorgenommen werden (US 6242603).
Die bekannten mikrobiologischen Verfahren zur Herstellung von Mutterkornalkaloiden, insbesondere Paspalsäure bzw. dessen Isomehsierungsprodukt, Lysergsäure, bedingen aufwändige Aufarbeitungsverfahren, wie z. B. die Separierung der Biomasse von dem Fermentationsfiltrat und die damit verbundenen weiteren Reinigungs- bzw. Entfärbungsschritten sowie komplizierte Auftrenn seh ritte des Rohproduktes zum gewünschten Endprodukt. Dies führt nicht nur zu einer aufwändigen und damit längeren Gesamtaufarbeitungszeit, um das gewünschte Stoffwechselprodukt des Fermentationsprozesses zu erhalten, sondern auch zu Ausbeuteverlusten, begrenztem Gesamtdurchsatz des Verfahrens und dadurch zu beachtlichen Herstellungskosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden, insbesondere von Paspalsäure und Lysergsäure, zur Verfügung zu stellen, das eine Verbesserung hinsichtlich eines oder mehrerer der vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik herbeiführt. Diese Aufgabe wird durch das zur Verfügung stellen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden, der nachstehend aufgeführten Formel I
umfassend den Schritt: a) Extrahieren des bei der biologischen Herstellung anfallenden, wenigstens ein Mutterkomalkaloid der Formel I enthaltenden, Fermentationsprodukts bei einem pH- Wert von 8 - 14 mit einem Extraktionsmittel, das bei 20 0C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, wobei die Menge des Extraktionsmittels ausreicht, zusammen mit dem Fermentationsprodukt ein 2- Phasen-System zu bilden, gelöst. Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, dass Mutterkornalkaloide der Formel I bei einem alkalischen pH-Wert, wie von 8 bis 14, mit einem mäßig polaren Lösungsmittel extrahierbar sind. Erfindungsgemäß wird unter einem mäßig polaren Lösungsmittel ein Lösungsmittel bzw. Extraktionsmittel verstanden, das hinreichend apolar ist, um mit Wasser noch 2-Phasen-Systeme zu bilden, jedoch ausreichend polar, um die bei alkalischem pH-Wert negativ geladenen Mutterkornalkaloide zu lösen. Unerwartet gelingt es nämlich so, die bei alkalischem pH-Wert negativ geladenen Mutterkornalkaloide im Extraktionssystem aus dem wässrigen Fermentationsprodukt und dem erfindungsgemäßen Extraktionsmittel in die Phase des im Vergleich zum wässrigen Fermentationsprodukt weniger polaren Extraktionsmittels überzuführen, was so wegen der Ladung nicht vorhergesehen werden konnte.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, werden vorzugsweise zur mikrobiologischen Herstellung der Mutterkornalkaloide, Paspalsäure der Formel I a
und Lysergsäure der
I b
ein spezieller Stamm der Spezies Claviceps paspali Stevens et Hall verwendet. Die Proben dieses Stammes sind beim United States Department of Agriculture (Northern Utilization Research and Development Division), Peoria/111 unter der Nummer NRRL 3080 deponiert. Die entsprechenden Kulturbedingungen sind u. a. in der deutschen Offenlegungsschrift DOS 1442294, Seiten 5 - 11 offenbart. Die entsprechende Offenbarung wird hiermit als Referenz eingeführt und soll als Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gelten.
Zur erfindungsgemäßen Aufarbeitung der bei dem mikrobiologischen Verfahren erhaltenen Mutterkornalkaloiden, insbesondere der Paspalsäure, kann als Fermentationsprodukt der Gesamt-Fermentationsbrei ohne Abtrennung der Biomasse von dem Fermentationsfiltrat zur weiteren Aufarbeitung verwendet werden. Dieser Gesamt-Fermentationsbrei enthält als Mutterkornalkaloide im wesentlichen Paspalsäure als Hauptstoffwechselprodukt des mikrobiologischen Verfahrens neben geringeren Mengen Lysergsäure und ggfs. Lysergsäurederivaten. Üblicherweise weist der Gesamt-Fermentationsbrei einen Mutterkornalkaloid-Titer von zwischen 0,5 - 40 g/kg Gesamt-Fermentationsbrei auf. Als Fermentationsprodukt, das zur Extraktion verwendet wird, kann auch das Fermentationsfiltrat eingesetzt werden, sofern man den zusätzlichen Aufwand für die Abtrennung der Biomasse vom Fermentationsfiltrat nicht scheut. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß als Fermentationsprodukt der Gesamt-Fermentationsbrei ohne Trennung der Biomasse vom Filtrat eingesetzt. Das Fermentationsprodukt wird mit einem Extraktionsmittel, das bei 20 0C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, mindestens einmal extrahiert. Dabei ist ein Extraktionsmittel, das im wesentlichen frei von halogenierten Kohlenwasserstoffen ist, bevorzugt, wobei dies erfindungsgemäß bedeutet, dass im Extraktionsmittel halogenierte Kohlenwasserstoffe mit einem Anteil von weniger als 2 Volumen % bezogen auf das Gesamtvolumen vorkommen, stärker bevorzugt nicht im Extraktionsmittel vorkommen.
Vorzugsweise wird das Fermentationsprodukt mit einem in Wasser höchstens begrenzt löslichen, kurzkettigen, aliphatischen Alkohol oder Ester als Extraktionsmittel mindestens einmal extrahiert. Vorzugsweise erfolgt die Extraktion mehrmals, besonders bevorzugt zweimal, vorzugsweise mit demselben
Extraktionsmittel, wobei die Menge des Extraktionsmittels jeweils ausreicht, zusammen mit dem Fermentationsprodukt ein 2-Phasen-System zu bilden. Der Fachmann weiß, dass neben den zwei nebeneinander vorliegenden flüssigen Phasen auch Feststoffteilchen aus dem Fermentationsprozess im vorstehend genannten System vorhanden sind.
Als Extraktionsmittel werden vorzugsweise flüssige, aliphatische Alkohole oder Ester mit einer Wasserlöslichkeit von höchstens 25 g/100 g Wasser (bei 20 0C), vorzugsweise mit einer Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/ 100 g Wasser, besonders bevorzugt mit einer Wasserlöslichkeit bei 20 0C von
0,5 g/100 g Wasser bis 15 g/100 g Wasser, ganz besonders bevorzugt 2 g/100 g Wasser bis 10 g/100 g Wasser eingesetzt. Solche in Wasser nur begrenzt löslichen Extraktionsmittel sind vorzugsweise aliphatische Alkohole mit wenigstens 4 C- Atomen, besonders bevorzugt Alkohole mit 4 bis 7 C-Atomen, vorzugsweise n-
Butanol, Isobutanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder wenigstens ein aliphatischer Ester mit wenigstens 2 bis 4 C-Atomen, vorzugsweise Essigsäuremethylester, Ameisensäureethylester oder Ameisensäuremethylester. Es kann auch ein Gemisch, aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Alkohole, ein Gemisch aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Ester oder ein Gemisch aus je einem oder mehreren der vorstehend genannten Alkohole mit je einem oder mehreren der vorstehend genannten Ester zur Extraktion eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt wird Butanol wie n-Butanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder Ameisensäureethylester verwendet. Durch Einsatz der genannten Extraktionsmittel erfolgt die Extraktion der
Mutterkornalkaloide gemäß Formel I, insbesondere der Paspalsäure und der gegebenenfalls vorhandenen Lysergsäure, überraschenderweise sehr selektiv, sofern der pH-Wert des Fermentationsproduktes auf einen alkalischen pH-Wert zwischen 8 - 14, vorzugsweise 9,5 bis 11 ,5 eingestellt worden ist. Besonders bevorzugt wird der pH-Wert auf einen Wert im Bereich von 10,0 - 11 ,0 eingestellt. Die Einstellung des pH-Wertes kann durch Zugabe von Basen, wie z. B. Alkalimetallhydroxiden, vorzugsweise Natronlauge oder Kalilauge, durch Einleiten von Basen, wie z. B. Ammoniak oder Tetra(C1 - C6)alkylammoniumhydroxid, vorzusweise Tetrabutylammoniumhydroxid, gegebenenfalls in Mischung mit einer untergeordneten Menge an Alkalimetallhydroxiden erfolgen. Vorzugsweise wird während der jeweiligen Extraktion das Fermentationsprodukt zusammen mit dem Extraktionsmittel bewegt, wie z. B. geschüttelt oder gerührt. Es ist auch möglich den Extraktionsschritt im Gegenstromverfahren durchzuführen, wodurch eine zumindest teilweise kontinuierliche Aufarbeitung möglich ist.
Die geeignete Menge Extraktionsmittel, die auch je nach Durchführung der Extraktion schwanken kann, kann durch einfache Vorversuche festgelegt werden und ist nicht begrenzt, solange ausreichend Extraktionsmittel verwendet wird, um mit dem
Fermentationsprodukt ein 2-Phasen-System zu bilden. Im Regelfall können 0,2 bis 5 Volumen Extraktionsmittel pro Volumen Fermentationsprodukt mit guten Ergebnissen verwendet werden.
Die entsprechenden Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt, ebenso wie die zum Einsatz kommenden Extraktionsapparaturen. Die durch die Extraktion gewonnenen Extrakte werden typischerweise vereinigt.
Die Temperatur für die Extraktion des Fermentationsproduktes ist ebenfalls nicht besonders begrenzt und kann bei Raumtemperaturen in einem Bereich von 20 - 25 0C erfolgen. Das gewonnene Extrakt kann zur weiteren Isolierung der Mutterkornalkaloide der Formel I auf konzentriert werden, indem das Extraktionsmittel zumindest teilweise entfernt wird. Dadurch kann eine nachfolgende Kristallisation des Mutterkornalkaloids erleichtert werden. Dazu wird vorzugsweise mindestens soviel Extraktionsmittel entfernt, dass sich die Konzentration von Mutterkornalkaloiden der Formel I im Konzentrat verdoppelt, vorzugsweise bis auf das 4-Fache erhöht wird. Die Aufkonzentration erfolgt bevorzugt unter schonenden Bedingungen, also zum Beispiel bei Raumtemperatur unter Vakuum. Eine mäßige Temperaturerhöhung, um die Aufkonzentration zu erleichtern, bis zu 700C zum Beispiel, ist jedoch durchaus möglich, insbesondere bei der Herstellung von Lysergsäure. In der weiteren Aufarbeitung können dann die Schritte b) und c) erfolgen.
So wird im Schritt b) dem vom übrigen Gesamtfermentationsbei abgetrennten Extrakt eine wässrige Lösung zugegeben, um ein 2-Phasengemisch zu erhalten, und im Schritt c) der pH-Wert des in b) erhaltenen 2-Phasengemisches auf einen Wert von 2,0 bis 8,0, vorzugsweise auf einen Wert von 4,0 bis 6,5 und stärker bevorzugt auf einen Wert, der im wesentlichen dem isoelektrischen Punkt eines der
Mutterkornalkaloide gemäß Formel I entspricht, d.h. etwa 5,6 für Paspalsäure und Lysergsäure, eingestellt. Dadurch geht bzw. gehen die Mutterkornalkaloide gemäß Formel I aus der organischen Phase in die wässrige Phase über. Die Einstellung des sauren pH- Wertes erfolgt vorzugsweise durch Zugabe von Schwefelsäure, Salzsäure oder Eisessig in geeigneter Menge. Aus dem so erhaltenen 2-Phasengemisch kristallisiert rohes Mutterkornalkaloid der Formel I aus der wässrigen Phase aus, wobei die Kristallisationsgeschwindigkeit durch Abkühlen des 2-Phasengemisches auf Temperaturen bis zu 10 0C beschleunigt werden kann.
Die rohen Mutterkornalkaloide-Kristalle können, z. B. durch einfach Zentrifugation, aus dem 2-Phasengemisch gewonnen werden, ohne dass vorher die wässrige Phase, in die die Mutterkornalkaloide der Formel I übergegangen sind, isoliert werden müssen. Natürlich kann nach dem Übergang der Mutterkornalkaloide in die wässrige Phase diese abgetrennt werden und die rohen Mutterkornalkaloid-Kristalle daraus gewonnen werden, sofern der zusätzliche Aufwand für die Phasentrennung gewünscht ist.
Sofern während des erfindungsgemäßen Aufarbeitungsverfahrens keine Isomehsierung der Paspalsäure in Lysergsäure vorgenommen wird, ist das Hauptprodukt des erfindungsgemäßen Aufarbeitungsverfahrens Paspalsäure, wobei Paspalsäure erfindungsgemäß als ein Gemisch enthaltend Paspalsäure und Lysergsäure, wobei der molare Anteil an Paspalsäure gegenüber der Lysergsäure überwiegt, verstanden wird. So erhält man überaschenderweise bereits nach dem ersten Auskristallisieren Paspalsäure mit einer hohen Gesamtausbeute, vorzugsweise mit mehr als 65 %, wobei die Paspalsäurekristalle bereits eine überraschend hohe Reinheit, vorzugsweise von mehr als 90 %, aufweisen. Zur weiteren Verbesserung der Reinheit der Paspalsäure und gegebenenfalls zur Erzielung einer vollständigen Entfärbung des Produktes können die so isolierten Paspalsäurekristalle nochmals in geeigneten Lösungsmitteln aufgelöst und gegebenenfalls mit Aktivkohle behandelt werden, um die vollständige Entfärbung zu erzielen und um anschließend durch neuerliches Ansäuern der produkthaltigen Lösung, vorzugsweise auf den isoelektrischen Punkt der Paspalsäure von pH 5,6, diese aus der wässrigen, sauren Lösung auszukristallisieren und dann vorzugsweise nach einer Reinigungswäsche mit wässriger Methanollösung die Paspalsäure- Kristalle bei üblichen Temperaturen zu trocknen. Damit wird erreicht, dass die Reinheit der so gewonnenen Paspalsäurekristalle auf mehr als 95 % bei einer praktisch unveränderten Ausbeute an Paspalsäure von über 65 % steigt.
Sofern mit Hilfe des erfindungsgemäßen Aufarbeitungsverfahrens Lysergsäure als Hauptprodukt erhalten werden soll, umfasst das Verfahren zusätzlich einen weiteren Schritt, bei dem man den pH-Wert einer paspalsäurehaltigen Lösung oder Suspension auf einen Wert > 11 bis 14 einstellt und gegebenenfalls unter Erwärmung die Paspalsäure zu Lysergsäure isomerisiert (umlagert), wobei Lysergsäure erfindungsgemäß als ein Gemisch enthaltend Paspalsäure und Lysergsäure, wobei der molare Anteil an Lysergsäure gegenüber der Paspalsäure überwiegt, verstanden wird. Bevorzugt ist erfindungsgemäß unter Lysergsäure ein Gemisch enthaltend Paspalsäure und Lysergsäure, wobei das molare Verhältnis von Lysergsäure zu Paspalsäure >4 ist, zu verstehen.
Für die Umlagerung bestehen prinzipiell mindestens drei bevorzugte Möglichkeiten, aus den mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden der Formel I Lysergsäure durch Isomehsierung (Umlagerung) als Hauptprodukt zu erhalten:
1. So ist es prinzipiell möglich, den Gesamt-Fermentationsbrei vor dem vorstehend genannten Schritt a), der Extraktion auf vorzugsweise einem pH-Wert von 11 bis 13 einzustellen. Diese Einstellung des pH-Wertes kann vorzugsweise durch Einleiten von Ammoniak, Zugabe von Alkalimetallhydroxiden, vorzugsweise
Natronlauge oder Kalilauge, und/oder Tetraalkylammoniumhydroxid, vorzugsweise Tetra(C1-C6)alkylammoniumhydroxid, besonders bevorzugt Tetrabutylammoniumhydroxid, durchgeführt werden.
Eine Erhöhung der Reaktionstemperatur, vorzugsweise auf 30 - 70 0C, besonders bevorzugt auf 500C - 700C ermöglicht, die Dauer der Isomerisierung abzukürzen.
Sofern eine Erhöhung der Reaktionstemperatur durchgeführt wird, ist es sinnvoll, vor dem Schritt a), der Extraktion des Fermentationsproduktes, vorzugsweise des Gesamt-Fermentationsbreis, mit mindestens einem der vorstehend genannten Extraktionsmitteln, auf Raumtemperatur, vorzugsweise auf 20 - 25 °C, abzukühlen. Darüber hinaus sollte das Fermentationsprodukt auf einen pH-Wert entsprechend den vorstehenden Angabe für die Extraktion in Schritt a) eingestellt werden. Der Verlauf der Umlagerungsreaktion kann durch In-Prozess-Kontrolle mit HPLC anhand der Zunahme von Lysergsäure gemäß Formel 1 b und der Abnahme von Paspalsäure gemäß Formel 1a überwacht werden. Typischerweise sind 4h bei pH 12,5 und 500C ausreichend, um eine im wesentlichen vollständige Umwandlung zu Lysergsäure gemäß Formel 1 b zu bewirken, wobei unter Lysergsäure gemäß Formel 1 b die reine Lysergsäure zu verstehen ist.
Die weitere Aufarbeitung der so erhaltenen Lysergsäure entspricht den vorstehend angegebenen Verfahrensschritten umfassend die Schritte a), b) und c) zur Aufarbeitung von Mutterkornalkaloiden der Formel I einschließlich einer Umkristallisierung zur Erhöhung der Reinheit des Endproduktes.
2. Alternativ ist es aber auch möglich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren isolierte Paspalsäure gegebenenfalls nach dem Umkristallisierungsschritt erst dann in die Lysergsäure umzulagern, indem die Paspalsäurekristalle in einem entsprechenden alkalischen Medium, wie in einer Alkalimetalhydroxidlösung, vorzugsweise einer Natrium- oder Kaliumlauge aufgelöst werden, wobei der pH-
Wert der Lösung auf einen Wert von 11 bis 14 einzustellen ist, um gegebenenfalls unter Erwärmung auf 30 - 70 0C die Paspalsäure in Lysergsäure umzulagern. Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann aus dem alkalischen Milieu durch Ansäuern mit den vorstehend angegebenen Säuren auf einen pH-Wert von 2 bis
8, vorzugsweise auf den isoelektrischen Punkt der Lysergsäure, die Lysergsäure auskristallisiert werden. Die entsprechenden Roh-Kristalle können, wie vorstehend angegeben, auch umkristallisiert und abschließend in üblicher Art und Weise getrocknet werden. 3. Natürlich kann der Schritt der alkalikatalysierten Umlagerung von Paspalsäure zu Lysergsäure auch im Zusammenhang mit anderen Verfahrensschritten in der Abfolge des erfindungsgemäßen Aufarbeitungsverfahrens erfolgen, also z. B. erst in der nach der Extraktion des Fermentationsproduktes erhaltenen Extrakt. Da Lysergsäure sich hinsichtlich seines Löslichkeitsverhaltens nicht entscheidend von der Paspalsäure unterscheidet, kann die weitere Aufarbeitung entsprechend die Schritte b) und c) umfassenden Verfahrensweise erfolgen. Da die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Extraktionsmittel des Extraktionsschhttes a) überraschend sehr selektiv sind, ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines Extraktionsmittels, das bei 20° C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, zur Extraktion von Mutterkomalkaloiden der Formel I aus einer wässrigen Lösung oder Suspension, die Mutterkornalkaloide der Formel I enthält, bei einem pH-Wert von 8 - 14.
Vorzugsweise werden für diese Extraktion die vorstehend genannten Extraktionsmittel, die im Schritt a) des erfindungsgemäßen Aufarbeitungsverfahrens zum Einsatz kommen, verwendet, besonders bevorzugt Alkohole mit 4 bis 7 C- Atomen und/oder aliphatische Ester mit wenigstens 2 bis 4 C-Atomen. Ganz besonders bevorzugt wird Butanol wie n-Butanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder Ameisensäureethylester verwendet.
Diese zum Einsatz kommenden Extraktionsmittel lassen sich trotz Reinigungsverfahrens im aufgearbeiteten Mutterkornalkaloid der Formel I nachweisen, z.B. durch die im experimentellen Teil angegebene „Methode zur Bestimmung von 1 -Butanol in Mutterkomalkaloiden der Formel I", die ein Fachmann für andere Extraktionsmittel in geeigneter Weise anpassen kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher die nachstehend aufgeführten Produkte:
Paspalsäure, vorzugsweise Paspalsäure-Kristalle, die einen Gehalt von 2 ppm bis 1000 ppm, vorzugsweise 5 ppm bis 700 ppm jeweils eines Extraktionsmittels, das im Schritt a) eingesetzt wurde, vorzugsweise n-Butanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder Ameisensäureethylester aufweist bzw. aufweisen; Lysergsäure, vorzugsweise Lysergsäure-Kristalle die einen Gehalt von 2 ppm bis
1000 ppm, vorzugsweise 5 ppm bis 700 ppm, jeweils eines Extraktionsmittels, das im Schritt a) eingesetzt wurde, vorzugsweise n-Butanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder Ameisensäureethylester aufweist bzw. aufweisen.
Bevorzugt ist weiterhin Paspalsäure, vorzugsweise in Form von Kristallen, erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Paspalsäure bzw. deren Kristalle 10 ppm bis 500 ppm jeweils eines Extraktionsmittels, das im Schritt a) eingesetzt wurde, vorzugsweise n-Butanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder Ameisensäureethylester, aufweist bzw. aufweisen.
Ebenso bevorzugt ist weiterhin Lysergsäure, vorzugsweise in Form von Kristallen, erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Lysergsäure bzw. dessen Kristalle 10 ppm bis 500 ppm jeweils eines Extraktionsmittel, das im Schritt a) eingesetzt wurde, vorzugsweise n-Butanol und/oder sec.-Butylalkohol und/oder Ameisensäureethylester, aufweist bzw. aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist auch: 1. Ein Verfahren zur Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkomalkaloiden der Formel I
umfassend den Schritt:
a) Extrahieren des bei der biologischen Herstellung anfallenden, wenigstens ein Mutterkornalkaloid der Formel I enthaltenden, Fermentationsprodukts bei einem pH-Wert von 8 - 14 mit einem Extraktionsmittel, das bei 20 0C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, wobei die Menge des Extraktionsmittels ausreicht, zusammen mit dem Fermentationsprodukt ein 2-Phasen-System zu bilden.
2. Ein Verfahren nach Gegenstand 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel im wesentlichen aus einem Alkohol mit 4 - 7 Kohlenstoffatomen und/oder einem Ester mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen besteht.
3. Ein Verfahren nach Gegenstand 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel im wesentlichen aus einem Alkohol ausgewählt aus n-Butanol, n-Pentanol, sec.-Butanol und Isobutanol besteht oder im wesentlichen aus einem
Ester ausgewählt aus Essigsäuremethylester, Ameisensäuremethylester und Ameisensäureethylester besteht oder im wesentlichen entweder aus einem Gemisch aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Alkohole, einem Gemisch aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Ester oder einem Gemisch aus je einem oder mehreren der vorstehend genannten Alkohole mit je einem oder mehreren der vorstehend genannten Ester besteht.
4. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel bei 20 0C eine Wasserlöslichkeit von 0,5 g/100 g Wasser bis 15 g/100 g Wasser, bevorzugt von 2 g/100 g Wasser bis 10 g/100 g
Wasser aufweist.
5. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass man den pH-Wert des Fermentationsproduktes vor der Extraktion auf einen Wert im Bereich von 9,5 - 11 ,5, bevorzugt von 10,0 bis 11 ,0 einstellt.
6. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 1 - 5, umfassend die weiteren Schritte:
b) Zugabe einer wässrigen Lösung zu dem vom Fermentationsprodukt abgetrennten Extrakt, um ein 2-Phasengemisch zu erhalten; c) Einstellen des pH-Wertes des in b) erhaltenen 2-Phasengemisches auf einen Wert von 2 - 8, um Mutterkornalkaloid der Formel I als Rohprodukt auskristallisieren zu lassen.
7. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohprodukt der Mutterkornalkaloide der Formel I weiteren Reinigungsschritten zuführt, um für pharmazeutische Zwecke geeignete Mutterkornalkaloide der Formel I zu erhalten.
8. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterkornalkaloid Paspalsäure ist.
9. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterkornalkaloid Lysergsäure ist und das Verfahren zusätzlich einen Schritt enthält, bei dem man den pH-Wert einer paspalsäurehaltigen Lösung oder
Suspension, auf einen pH-Wert von > 11 bis 14 einstellt und gegebenenfalls unter Erwärmung die Paspalsäure in die Lysergsäure isomehsiert.
10. Ein Verfahren nach Gegenstand 9, dadurch gekennzeichnet, dass man den pH- Wert durch Einleiten von Ammoniak, Zugabe von Alkalimetallhydroxiden, vorzugsweise Natronlauge oder Kalilauge, und/oder Tetraalkylammoniumhydroxid, vorzugsweise
Tetra(C1 -C6)alkylammoniumhydroxid auf einen Wert von 11 bis 13 einstellt, um die Isomerisierung von Paspalsäure zu Lysergsäure zu bewirken.
11. Ein Verfahren nach Gegenstand 10, dadurch gekennzeichnet, dass man die Isomerisierung bei einer Temperatur zwischen 30 0C und 700C vornimmt.
12. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 9 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isomerisierung von Paspalsäure zu Lysergsäure im
Fermentationsprodukt vor dem Extraktionsschritt a) stattfindet. 13. Ein Verfahren nach einem der Gegenstände 9 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isomerisierung von Paspalsäure zu Lysergsäure erfolgt, nachdem man die rohe, kristallisierte Paspalsäure erhalten hat.
14. Verwendung eines Extraktionsmittels, das bei 20° C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, zur Extraktion von Mutterkornalkaloiden der Formel I aus einer wässrigen Lösung oder Suspension, die Mutterkornalkaloide der Formel I enthält, bei einem pH-Wert von 8 - 14.
15. Verwendung nach Gegenstand 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Extraktionsmittel eine Wasserlöslichkeit von 0,5 g/100 g Wasser bis 15 g/100 g Wasser, bevorzugt 2 g/100 g Wasser bis 10 g/100 g Wasser aufweist
16. Verwendung nach Gegenstand 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutterkornalkaloide der Formel I Paspalsäure der Formel I a und/oder
Lysergsäure der Formel I b sind.
17. Paspalsäure, vorzugsweise Paspalsäure-Kristalle, die einen Gehalt von 2 ppm bis 1000 ppm, vorzugsweise 5 ppm bis 700 ppm eines Extraktionsmittels ausgewählt aus n-Butanol , sec.-Butylalkohol und Ameisensäureethylester, aufweist.
18. Paspalsäure nach Gegenstand 17 erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Gegenstände 1 - 10.
19. Lysergsäure, vorzugsweise Lysergsäure-Kristalle, die einen Gehalt von 2 ppm bis 1000 ppm, vorzugsweise 5 ppm bis 700 ppm eines Extraktionsmittels ausgewählt aus n-Butanol, sec.-Butylalkohol und Ameisensäureethylester aufweist.
20. Lysergsäure nach Gegenstand 19 erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Gegenstände 9-13. Beispiel 1
1 ,25 kg Gesamt-Fermentationsbrei, der einen Titer von 7,98 g Mutterkornalkaloid der Formel I / kg hatte, wurde durch Zugabe von NaOH auf einem pH-Wert von 10 eingestellt und bei diesem pH-Wert zweimal mit je 1 ,25 I n-Butanol extrahiert. Die Ausbeute an Mutterkornalkaloid der Formel I nach den beiden Extraktionsschritten betrug 83 %. Die vereinigten Extrakte wurden auf etwa 30 g Mutterkornalkaloid der Formel I / kg Extrakt konzentriert und mit etwa der gleichen Menge Wasser versetzt. Danach wurde der pH-Wert durch Zugabe von Schwefelsäure auf einen Wert von 5,6 eingestellt. Paspalsäure gelangte von der organischen in die wässrige Phase und kristallisierte aus. Man erhielt so 7,2 g Paspalsäure mit einer Reinheit von 93 %. Das entspricht einer Gesamtausbeute von 67 %.
Beispiel 2
878 g eines Fermentationsbreis, in dem 2,1 g/kg Lysergsäure und 8,3 g/kg Paspalsäure enthalten waren, wurden 4 Stunden bei pH 12,5 und 500C gehalten. Nach 4 Stunden enthielt der Brei 7,96 g/kg Lyserg- und 0,37 g/kg Paspalsäure. Der Wirkstoff wurde daraufhin zweimal mit je 900 ml n-BuOH aus dem Brei extrahiert und im Vakuum auf einen Gehalt von 25g/kg aufkonzentriert. Danach wurde der pH- Wert durch Zugabe von Schwefelsäure auf einen Wert von 5,6 eingestellt, wodurch die Lysergsäure auskristallisierte.
Das auf diese Weise erhaltene Rohprodukt hatte eine Reinheit von 75%, die Ausbeute einschließlich der Umsetzung lag bei 50%. Indem beim nächsten Zyklus die Butylacetat Mutterlauge vor der nächsten Umsetzung dem Brei zugegeben wurde, konnte die Ausbeute auf 70% erhöht werden.
Vergleichsprozess
Dem Paspal- und Lysergsäure enthaltendem Erntebrei wird Aktivkohle zugesetzt. Paspal- und Lysergsäure binden bei neutralen pH-Wert an den Brei bzw. an die Aktivkohle. Die festen Bestandteile werden abzentrifugiert und der Überstand verworfen. Die auf diese Weise isolierte Biomasse samt Aktivkohle wird daraufhin mit einer ammoniakalischen Alkohollösung aufgeschlämmt, wobei sich die beiden Säuren von den Feststoffen lösen. So können die beiden Säuren schließlich nach einer erneuten Zentrifugation von der Biomasse und der Aktivkohle im Überstand gewonnen werden. Wenn man den Überstand aufkonzentriert, fallen Paspal- und Lysergsäure als Rohprodukt aus.
Methode zur Bestimmung von 1 -Butanol in Mutterkornalkaloiden der Formel I Die Bestimmung von 1 -Butanol in Mutterkornalkaloiden der Formel I erfolgte mittels
Headspace (HS) Gaschromatographie (GC) Analytik. Dabei wurden ca. 200 mg
Mutterkornalkaloidprobe in 20 ml HS-Vials eingewogen und anschließend in 5 ml 1 -
Methylpyrrolidon aufgenommen.
Die Kalibration erfolgte mit 8 Punkten mit ca. 1 , 2, 4, 10, 25, 50, 100, 200 μg 1 - Butanol im HS Vial, wobei sehr geringe Mengen 1 -Butanol nachweisbar waren.
Der Headspace Modell G1888A von Agilent mit 1 ml Probenschleife wurde mit folgenden Parametern betrieben:
Die Probe wurde 30 min bei 800C mit der Einstellung „Shaking high" equilibhert. Der
Vialdruck von 15 psi wurde 0,2 min eingestellt. Das Füllen der auf 2000C geheizten Probenschleife erfolgte für 0,2 min mit 0,05 min Equilibrierungszeit. Die Injektionszeit in den GC betrug 0,5 min; die Transferline hatte dabei 2000C.
Der Injektorblock war auf 230°C geheizt; das Splitverhältnis betrug 5:1.
Als Säule wurde der Typ DB 624 von J&W mit der Seriennummer US8534615H verwendet. Die Säulendimensionen waren 25 m Länge, 0,2 mm Durchmesser und 1 ,12 μm Filmdicke der Stationären Phase. Die Säule wurde mit 1 ml konstanter Fluss
Helium betrieben. Der GC Ofen wurde mit folgendem Programm betrieben: 40°C wurden für 0,5 min gehalten, dann wurde mit einer Rate von 1 °C/min auf 45°C geheizt, dann mit 15°C/min auf 1800C und anschließend mit 30°C/min auf 2200C; diese Temperatur wurde für 4,5 min gehalten. Als Detektor wurde ein Flammenionisationsdetektor (FID) verwendet. Dieser hatte
250°C und wurde mit 30 ml/min Wasserstoff und 400 ml/min synthetischer Luft betrieben. Das analoge Signal wurde mit der Range 1 an den Chromeleon A/D
Wandler übertragen.

Claims

Patentansprüche
1. Ein Verfahren zur Aufarbeitung von mikrobiologisch hergestellten Mutterkornalkaloiden der Formel I
umfassend den Schritt:
a) Extrahieren des bei der biologischen Herstellung anfallenden, wenigstens ein Mutterkornalkaloid der Formel I enthaltenden, Fermentationsprodukts bei einem pH-Wert von 8 - 14 mit einem Extraktionsmittel, das bei 20 0C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, wobei die Menge des Extraktionsmittels ausreicht, zusammen mit dem Fermentationsprodukt ein 2-Phasen-System zu bilden.
2. Ein Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel im wesentlichen aus einem Alkohol mit 4 - 7
Kohlen stoff atomen und/oder einem Ester mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen besteht.
3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel im wesentlichen aus einem Alkohol ausgewählt aus n- Butanol, n-Pentanol, sec.-Butanol und Isobutanol besteht oder im wesentlichen aus einem Ester ausgewählt aus Essigsäuremethylester, Ameisensäuremethylester und Ameisensäureethylester besteht oder im wesentlichen entweder aus einem Gemisch aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Alkohole, einem Gemisch aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Ester oder einem Gemisch aus je einem oder mehreren der vorstehend genannten Alkohole mit je einem oder mehreren der vorstehend genannten Ester besteht.
4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den pH-Wert des Fermentationsproduktes vor der Extraktion auf einen Wert im Bereich von 9,5 - 11 ,5 einstellt.
5. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, umfassend die weiteren Schritte:
b) Zugabe einer wässrigen Lösung zu dem vom Fermentationsprodukt abgetrennten Extrakt, um ein 2-Phasengemisch zu erhalten;
c) Einstellen des pH-Wertes des in b) erhaltenen 2-Phasengemisches auf einen Wert von 2 - 8, um Mutterkomalkaloid der Formel I als Rohprodukt auskristallisieren zu lassen.
6. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterkomalkaloid Lysergsäure ist und das Verfahren zusätzlich einen Schritt enthält, bei dem man den pH-Wert einer paspalsäurehaltigen Lösung oder Suspension, auf einen pH-Wert von > 11 bis 14 einstellt und gegebenenfalls unter Erwärmung die Paspalsäure in die Lysergsäure isomerisiert.
7. Verwendung eines Extraktionsmittels, das bei 20° C eine Wasserlöslichkeit von 0,2 g/100 g Wasser bis 25 g/100 g Wasser aufweist, zur Extraktion von Mutterkornalkaloiden der Formel I aus einer wässrigen Lösung oder Suspension, die Mutterkornalkaloide der Formel I enthält, bei einem pH-Wert von 8 - 14.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel eine Wasserlöslichkeit von 0,5 g/100 g Wasser bis 15 g/100 g Wasser, bevorzugt 2 g/100 Wasser bis 10 g/100 g Wasser aufweist.
9. Paspalsäure, vorzugsweise Paspalsäure-Kristalle, die einen Gehalt von 2 ppm bis 1000 ppm, vorzugsweise 5 ppm bis 700 ppm eines Extraktionsmittels ausgewählt aus n-Butanol , sec.-Butylalkohol und Ameisensäureethylester, aufweist.
l O.Lysergsäure, vorzugsweise Lysergsäure-Kristalle, die einen Gehalt von 2 ppm bis 1000 ppm, vorzugsweise 5 ppm bis 700 ppm eines Extraktionsmittels ausgewählt aus n-Butanol, sec.-Butylalkohol und Ameisensäureethylester aufweist.
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