PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10014670B4 26.08.2004
Titel Verfahren zur Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp.
Anmelder Council of Scientific and Industrial Research (C.S.I.R.), Neu Delhi, 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 der Patenterteilung 26.08.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.08.2004
IPC-Hauptklasse C12P 17/04
IPC-Nebenklasse A61K 31/365  

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp., insbesondere 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.

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 vorherrschenden kristallinen Bestandteil liefern. A. maritima wächst überaus reichlich im Kaschmir-Tal und ist eine ergiebige Quelle von Santonin. Der Santoningehalt in der Pflanze variiert von 0,1% bis 0,9% abhängig vom Zeitpunkt des Sammelns. Der größte Santoningehalt liegt vor, 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 [Saba 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 dieser Schritte. Dementsprechend beträgt die rückgewonnene Gesamtausbeute nur bis zu 50% des im Ausgangsmaterial vorliegenden Gehalts. Es tritt bei der kalten Perkolation auch ein Verlust von Lösemittel auf. Die zahlreichen Schritte, die an diesem Verfahren beteiligt sind, führen zu höheren Lösemittelverlusten als die normalen Standards.

Aus der britischen Patentschrift 745 935 ist die Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artimisia monogyna W.K. und Artemisia selina Willd. bekannt, wobei das gewonnene Santonin auch verschiedene fettige und polare Verunreinigungen enthält und aufgrund einer Säure/Alkalibehandlung die Santoninausbeute wegen teilweiser Zersetzung deutlich herabgesetzt ist. In den Chemical Abstracts Nr. 103:3064 ist die Kieselgel-Chromatographie von santoninhaltigen Lösungen mit n-Hexan bekannt. Die Verwendung von Ethylenacetat zur Extraktion von Planzenextrakten an Kieselgel ist bekannt (Biosis Abstracts Nr. PREV 198274024136)

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren für die Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp. zu verbessern, um eine höhere Ausbeute von Santonin durch die Auswahl von Pflanzenteilen, die für die Extraktion verwendet werden, zu erzielen, es kosteneffizient zu gestalten und es so zu verbessern, dass es zu einer Verringerung des Verbrauchs von Lösemitteln und anderen Reaktanten, wie Kieselgel, führt und das Wiederverwenden von Lösemitteln erlaubt.

Das diese Aufgabe lösende Verfahren ergibt sich mit seinen Ausgestaltungen und Abwandlungen aus den Patentansprüchen.

Es wurde 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 1) 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. Verfahren zur Extraktion und Isolierung von Santonin aus Artemisia sp., mit den Schritten:

    (a) Extrahieren des luftgetrockneten, pulverisierten, oberirdischen Anteils von Pflanzen der Artemisia sp. mit einem nicht-polaren Lösemittel in einem Soxhlet-Apparat im Verhältnis 1:6;

    (b) Konzentrieren des aus der Extraktion stammenden Lösemittels unter verringertem Druck;

    (c) Lösen des so gewonnenen Konzentrats in einer 7 : 3 bis 9 : 1-Mischung von Hexan-Ethylacetat und Verteilen mit wäßrigem polarem Lösemittel;

    (d) Abtrennen des Wassers aus der wäßrigen polaren Phase durch Hinzufügen von Kochsalz in einer Menge von 5 bis 8 g je 100 ml Lösung;

    (e) Trocknen des polaren Anteils über wasserfreiem Natriumsulfat, Konzentrieren und Vornehmen einer Trennchromatographie über Kieselgel und einer Elution mit n-Hexan, gefolgt von einer Elution mit Ethylacetat in n-Hexan, wobei das Verhältnis von n-Hexan und Ethylacetat 5 : 5 bis 7 :3, beträgt;

    (f) Entfernen des Lösemittels aus Santonin enthaltenden Fraktionen; und

    (g) Gewinnung des reinen Santonins durch Kristallisieren dieser Fraktionen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung der Pflanze Artemesia maritima.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Pflanzenteile aus dem Blütenstand, den Blättern und kleinen Stengeln ausge- wählt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) das 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. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (c) die Abtrennung des Santonins aus dem Konzentrat unter Verwendung eines 10 – 30%-igen wäßrigen polaren Lösemittels, ausgewählt aus Methanol, Ethanol und Acetonitril, erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem im Schritt (g) das Kristallisieren von Santonin unter Verwendung eines Lösemittels, ausgewählt aus n-Hexan, Ethylacetat, Chloroform und Methanol, erfolgt.
Es folgt kein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com