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Dokumentenidentifikation DE10014670A1 04.10.2001
Titel Verbessertes Verfahren für die Isolierung von Santonin
Anmelder Council of Scientific and Industrial Research, Neu Dehli, IN
Erfinder Jain, Dharam Chand, Uttar Pradesh, IN;
Saxena, Sudhanshu, Uttar Pradesh, IN;
Shawl, Abdul Sami, Uttar Pradesh, IN;
Bindra, Rattan Lal, Uttar Pradesh, IN;
Kumar, Sushil, Uttar Pradesh, IN
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 24.03.2000
DE-Aktenzeichen 10014670
Offenlegungstag 04.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2001
IPC-Hauptklasse C12P 17/04
IPC-Nebenklasse A61K 31/365  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp. durch Extrahieren von luftgetrocknetem, pulverisiertem, oberirdischem Anteil von Pflanzen der Artemisia sp. mit einem nicht-polaren Lösemittel und Konzentrieren des aus der Extraktion stammenden Lösemittels. Der Rückstand wird in Hexan-Ethylacetat-Mischung gelöst und mit wäßrigem polarem Lösemittel verteilt, das Wasser aus der wäßrigen polaren Phase abgetrennt und der polare Anteil getrocknet. Der Rückstand wird dann konzentriert und einer Chromatographie über Kieselgel unterzogen und eine Elution mit n-Hexan, gefolgt von Ethylacetat in n-Hexan ausgeführt. Das Lösemittel wird entfernt und die Fraktionen, die Santonin enthalten, kristallisiert, um reines Santonin zu erhalten.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Isolierung von Santonin. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Isolierung von Santonin aus der Pflanze Artemisia maritima. Santonin, ein Sesquiterpenlacton, das aus der Pflanze A. maritima und anderen Artemisia- Spezies isoliert wird, weist antihelmintische Aktivität auf. Es ist in tiermedizinischen, homöopathischen und anderen Arzneimittelformulierungen verwendet worden. Es ist von weniger toxischen Wurmmitteln abgelöst worden.

Hintergrund der Erfindung

Santonin wird in vielen Spezies von Artemisia, die im Himalaya-Gebiet wachsen, gefunden. A. maritima und A. brevifolia sind zwei wichtige indische Spezies, die Santonin als hauptsächlichen kristallinen Bestandteil liefern. A. maritima wächst im Überfluß im Kaschmir-Tal und ist eine reiche Quelle von Santonin. Der Santoningehalt in der Pflanze variiert von 0,1% bis 0,9% abhängig vom Zeitpunkt des Sammelns. Ein maximaler Santoningehalt wird erhalten, wenn die Pflanze im Juli und August gesammelt wird.

Im Stand der Technik wird Santonin durch Extraktion des trockenen, pulverisierten Krautes mit 90%-igem Ethanol isoliert. Die Pflanze wird normalerweise viermal mit dem Lösemittel extrahiert und jede Extraktion erfolgt über Nacht in einem Perkolator. Die vier Waschflüssigkeiten werden konzentriert, wodurch man den Rohextrakt erhält. Rohextrakt wird mit Kalk und Wasser behandelt, zwei Stunden gekocht, filtriert und der Rückstand wird mit heißem Wasser gewaschen. Der Rückstand wird erneut mit Kalk behandelt und der gleiche Prozeß wurde wiederholt. Das so erhaltene Filtrat wird mit Salzsäure behandelt, absetzen gelassen, abgekratzt und mit Ammoniaklösung gewaschen. Das gereinigte Präzipitat wird dann in Alkohol kristallisiert. Das kristalline Material wird unter Vakuum filtriert und in einem Ofen getrocknet. Die Kristalle werden nach dem Trocknen in Alkohol gelöst und mit Aktivkohle unter Rückfluß gekocht. Dann wird filtriert und Santonin wird auskristallisiert, nachdem man das Filtrat einige Tage bei Raumtemperatur aufbewahrt hat. Die Rückgewinnung von Santonin beträgt 40% des geschätzten Werts [Saha et al., J. Ind. Chem. Soc. 20, (1957) 148].

Jedoch führt das obige Verfahren für die Extraktion von Santonin aus Alkohol auch zu der Erzeugung einer großen Menge anderer polarer Verbindungen. Zusätzlich führt die Extraktion von Santonin aus dem Extrakt mittels Kalkbehandlung durch Bildung von Salzen, gefolgt von einer weiteren Zersetzung durch Säure und erneute Extraktion mit Lösemittel zu einem Verlust an Santonin aufgrund von Säure-Base-Behandlung während diesen Schritten. Dementsprechend beträgt die rückgewonnene Gesamtausbeute nur bis zu 50% des in dem Material vorliegenden Gehalts. Es gibt auch den Verlust von Lösemittel bei kalter Perkolation. Die zahlreichen Schritte, die an diesem Verfahren beteiligt sind, führen zu höheren Lösemittelverlusten als die normalen Standards.

Gegenstände der Erfindung

Es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Isolierung einer höheren Ausbeute von Santonin durch die Auswahl von Pflanzenteilen, die für eine Extraktion verwendet werden, bereitzustellen.

Es ist ein anderer Gegenstand der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Isolierung von Santonin mit höheren Ausbeuten durch Verwendung eines besseren Lösemittels für eine Extraktion und durch die Entfernung von fettartigen Verunreinigungen durch Verteilung vor einer Chromatographie bereitzustellen.

Es ist ein anderer Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren für die Isolierung von Santonin, das kosteneffizient ist, bereitzustellen.

Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Isolierung von Santonin bereitzustellen, das zu der Verringerung im Verbrauch von Lösemitteln und anderen Reaktanten, wie Kieselgel, führt und das Wiederverwenden von Lösemitteln erlaubt.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend stellt die Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp. bereit, welches umfaßt

  • a) luftgetrockneten, pulverisierten oberirdischen Teil von Pflanzen der Artemisia sp. mit einem nicht-polaren Lösemittel in einem Soxhlet-Apparat im Verhältnis 1 : 6 zu extrahieren;
  • b) das aus der Extraktion stammende Lösemittel unter verringertem Druck zu konzentrieren;
  • c) den so erhaltenen rohen Rückstand in Hexan-Ethylacetat (7 : 3 : : 9 : 1)-Mischung zu lösen und mit einem wäßrigen polaren Lösemittel zu verteilen;
  • d) das Wasser von der wäßrigen polaren Phase durch Hinzufügen von Kochsalz in einer Menge von 5-8 g/100 ml abzutrennen;
  • e) den polaren Anteil über wasserfreiem Natriumsulfat zu trocknen, zu konzentrieren und einer Chromatographie über Kieselgel zu unterwerfen und eine Elution mit n-Hexan, gefolgt von Ethylacetat in n-Hexan auszuführen, wobei das Verhältnis von n-Hexan und Ethylacetat 5 : 5 : : 7 : 3 ist;
  • f) das Lösemittel aus Fraktionen, die Santonin enthalten, zu entfernen;
  • g) die Fraktionen zu kristallisieren, um reines Santonin zu erhalten.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die verwendeten Pflanzenteile aus dem Blütenstand, den Blättern und den kleinen Stengeln ausgewählt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die verwendete Pflanze Artemisia maritima.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das bevorzugte nicht-polare Lösemittel aus Hexan, Petrolether, Chloroform und Ethylacetat ausgewählt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt das Verhältnis des bevorzugten nicht-polaren Lösemittels zwischen 1 : 5 und 1 : 3 und die Extraktion von Santonin wird bei einer Temperatur im Bereich von 35 bis 45°C ausgeführt.

In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das für die Abtrennung von Santonin von dem Rohextrakt verwendete wäßrige polare Lösemittel aus Methanol, Ethanol, Acetonitril und ähnlichem ausgewählt und ist 10 bis 30%-ig.

In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Kristallisation von Santonin unter Verwendung eines Lösemittels, ausgewählt aus n-Hexan, Ethylacetat, Chloroform und Methanol.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das Verfahren der Erfindung umfaßt die folgenden Arbeitsgänge:

  • 1. Die Extraktion von luftgetrockneten oberirdischen Teilen der Pflanze mit nicht-polarem Lösemittel in einem Soxhlet- Apparat.
  • 2. Konzentration von Extrakt unter Vakuum.
  • 3. Der Rohextrakt wurde in Hexan-Ethylacetat (7 : 3)-Mischung gelöst und mit wäßrigem Acetonitril (10-13%-ig) verteilt.
  • 4. Entfernung von Wasser aus der wäßrigen Acetonitrilphase durch 5-8 g Natriumchlorid in 100 ml Lösung.
  • 5. Acetonitrilextrakt wurde konzentriert und Rückstand einer Chromatographie an Kieselgel unterworfen und mit Ethylacetat in Hexan in unterschiedlicher Polarität eluiert.
  • 6. Verdampfen des Lösemittels aus Santonin enthaltenden Fraktionen, gefolgt von einer Kristallisation, um reines Santonin zu erzeugen.

Wir haben beobachtet, daß durch Einsetzen von nicht-polarem Lösemittel für eine Extraktion des Pflanzenmaterials im Verhältnis 1 : 6 eine vollständige Extraktion des Santonins bei einer geringeren Menge von Gesamtextrakt erfolgt. Pflanzenteile, die einen höheren Santoningehalt enthalten, werden anstelle des gesamten oberirdischen Anteils der Pflanze für eine Extraktion ausgewählt. Vorzugsweise sind die für eine Extraktion ausgewählten Pflanzenteile aufgrund ihres hohen Santoningehalts Blütenstand, Blätter und kleine rote Stengelteile. Die Verteilungsschritte trennen fettartiges Material von anderen Produkten, die Santonin, das im wesentlichen ein Sesquiterpenlacton ist, enthalten, ab. Im Stand der Technik wird Santonin durch Säure-Base-Behandlung während der Extraktion zersetzt, was zu einer Verringerung der Santoninmenge und der Rückgewinnung auf ungefähr 40% führt. In dem Verfahren der Erfindung wird die Rückgewinnungsmenge durch den einfachen Transfer von Santonin aus einem nicht-polaren Extrakt zu einer polaren Phase verbessert, was zu einer Erhöhung des Santoningehalts in dem Extrakt um 40-60% führt. Die Verteilung von Rohextrakt zwischen Hexan-Ethylacetat (4 : 1) und wäßrigem Acetonitril (70- 90%) bewirkt einen Phasentransfer des Santonins in die Acetonitrilphase und die Voluminosität des Rohextrakts wird um 30% verringert, was seinerseits die Menge von Kieselgel um 30-35%, Lösemittel um 15-25% verringert und auch die Reinigung verbessert. Dieses Verfahren führt zu einer Verbesserung der Ausbeute von Santonin um 30-35%, was eine signifikante Verbesserung bei kostspieligen Arzneimitteln ist.

Das Verfahren der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, die nicht als Beschränkung des Umfangs der Erfindung aufgefaßt werden sollten, veranschaulicht.

Beispiel 1

500 g luftgetrocknete oberirdische Teile von A. maritima (Blütenstand, kleine Stengel und Blätter) wurden pulverisiert. Das pulverisierte Material wurde mit n-Hexan (5 × 0,5 l) in dem Soxhlet-Apparat 8 h zwischen einer Temperatur von 35-45°C extrahiert. Der lösemittelfreie Extrakt (22,5 g) wurde in einer Hexan-Ethylacetat-Mischung (7 : 3, 250 ml) gelöst und wurde mit einer wäßrigen Acetonitrilphase (1 : 4, 150 ml × 4) verteilt. Der wäßrigen Acetonitrilphase (600 ml) wurde Natriumchlorid (6 g) zugesetzt. Das Wasser wurde von der wäßrigen Acetonitrilphase abgetrennt und die Acetonitrilphase wurde unter Vakuum konzentriert, um einen Rückstand (9,0 g) zu erhalten. Der Acetonitrilextrakt (9,0 g) wurde einer Chromatographie an Kieselgel (50,0 g) unterzogen. Die Elutionen wurden mit n-Hexan, gefolgt von Hexan-Ethylacetat-Mischung in unterschiedlichen Verhältnissen ausgeführt. Die Fraktionen mit 3% Ethylacetat in Hexan zeigten die Anwesenheit von Santonin, das bei Verdampfen und Kristallisation mit Hexan-Ethylacetat-Mischung reines Santonin (2,5 g) lieferte, wodurch 77% reines Santonin aus 500 g luftgetrocknetem Material mit 0,7% Santoningehalt isoliert wurden.

Beispiel 2

Die luftgetrockneten oberirdischen Teile von A. maritima (100 g) wurden mit n-Hexan extrahiert. Der Hexanextrakt (4,0 g) wurde in Hexan-Ethylacetat-Mischung (7 : 3, 50 ml) gelöst und mit 30% wäßrigem Acetonitril (50 ml × 4) fraktioniert. Der Acetonitrilextrakt bei einer Chromatographie über Kieselgel (10 g) und das übliche Verfahren lieferte reines Santonin (0,4 g).

Beispiel 3

Es wurde eine Vergleichsuntersuchung des Santoningehalts in 50 g unterschiedlicher Proben von gesamtem Kraut, Blättern, Blütenstand und Blütenstand, einschließlich des roten Stengelanteils ausgeführt. Es wurde festgestellt, daß die Probe aus Blütenstand, einschließlich des roten Stengelanteils, den höchsten Santoningehalt von 0,7% hatte, während Blätter und Blütenstand 0,6% enthielten und das gesamte Kraut nur 0,35% enthielt. Eine Abschätzung des Santoningehalts in der Pflanze A. maritima erfolgte durch die I. P.-Methode.

Beispiel 4

100,0 g getrocknete Arzneimittelprobe wurde mit unterschiedlichen Lösemitteln (n-Hexan, Petrolether, Methanol und Ethanol) in einem Soxhlet 6 h extrahiert. Die Extrakte wurden unter Vakuum konzentriert. Das Gesamtgewicht der verschiedenen erhaltenen Extrakte war 4,5 g, 5,0 g, 7,0 g und 8,0 g.

Das verbesserte Verfahren für eine Isolierung von Santonin, der Gegenstand dieses Patents, bot eine Anzahl von Vorteilen:

  • 1. Santonin wird in um 30-35% höherer Ausbeute als im Stand der Technik erhalten.
  • 2. Das Entfetten von Rohextrakt mit n-Hexan und Alkohol im Stand der Technik führt zu dem Verlust von Santonin während einer Filtration, die bei dieser Erfindung durch Verteilen mit Acetonitril vermieden wird.
  • 3. In diesem Verfahren wird eine Säure-Base-Behandlung vermieden, die das Santonin, ein empfindliches Sesquiterpenlacton, zersetzen.
  • 4. Das Verteilen von Rohextrakt zwischen n-Hexan-Ethylacetat durch wäßrige Acetonitrilphase ermöglichte einen selektiven Transfer von Santonin in die polare Phase, was nicht- polare Bestandteile in Hexanphase zurückließ, was zu einer besseren Rückgewinnung von Santonin führte.
  • 5. Der Verbrauch von Kieselgel wird aufgrund einer 60%-igen Verringerung von Beschickungsmaterial von dessen ursprünglichem Rohextrakt verringert.
  • 6. Dieses Verfahren ermöglichte die Wiederverwendung der Lösemittel.
  • 7. Die Auswahl von Pflanzenteilen für eine Extraktion verbesserte die Ausbeute von Santonin und verringern die Kosten der Extraktion.
  • 8. Diese Vorteile sind für eine Isolierung von Santonin aus A. maritima in großem Maßstab von bedeutendem wirtschaftlichem Wert.


Anspruch[de]
  1. 1. Ein verbessertes Verfahren für die Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp., das umfaßt,
    1. a) luftgetrockneten, pulverisierten, oberirdischen Anteil von Pflanzen der Artemisia sp. mit einem nicht-polaren Lösemittel in einem Soxhlet-Apparat im Verhältnis 1 : 6 zu extrahieren;
    2. b) das aus der Extraktion stammende Lösemittel unter verringertem Druck zu konzentrieren;
    3. c) den so erhaltenen rohen Rückstand in Hexan-Ethylacetat (7 : 3 : : 9 : 1)-Mischung zu lösen und mit wäßrigem polarem Lösemittel zu verteilen;
    4. d) das Wasser aus der wäßrigen polaren Phase durch Hinzufügen von Kochsalz in einer Menge von 5-8 g/100 ml abzutrennen;
    5. e) den polaren Anteil über wasserfreiem Natriumsulfat zu trocknen, zu konzentrieren und einer Chromatographie über Kieselgel zu unterziehen und eine Elution mit n-Hexan, gefolgt von Ethylacetat in n-Hexan, wobei das Verhältnis von n-Hexan und Ethylacetat 5 : 5 : : 7 : 3 ist, auszuführen;
    6. f) das Lösemittel aus Fraktionen, die Santonin enthalten, zu entfernen;
    7. g) die Fraktionen zu kristallisieren, um reines Santonin zu erhalten.
  2. 2. Ein Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Pflanze Artemesia maritimi ist.
  3. 3. Ein Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die verwendeten Pflanzenteile aus dem Blütenstand, den Blättern und kleinen Stengeln ausgewählt werden.
  4. 4. Ein Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das bevorzugte nicht-polare Lösemittel aus Hexan, Petrolether, Chloroform und Ethylacetat in einem Verhältnis zwischen 1 : 5 und 1 : 3 ausgewählt wird und die Extraktion von Santonin aus den Pflanzenteilen bei einer Temperatur zwischen 35 und 45°C vorgenommen wird.
  5. 5. Ein Verfahren, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Santonin von dem Rohextrakt unter Verwendung eines 10- 30%-igen wäßrigen polaren Lösemittels, ausgewählt aus Methanol, Ethanol, Acetonitril und ähnlichem, abgetrennt wird.
  6. 6. Ein Verfahren, wie in einem jeglichen Anspruch 1 beansprucht, wobei die Kristallisation von Santonin unter Verwendung eines Lösemittels, ausgewählt aus n-Hexan, Ethylacetat, Chloroform und Methanol, erfolgt.






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