DE1670193B2 - Verfahren zur technischen herstellung von hydroxocobalamin - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur technischen Herstellung von Hydroxocobalamin (oder Vitamin B 12b), ausgehend von Cyanocobalamin (oder Vitamin B 12).

Bei dem Verfahren, von welchem die Erfindung ausgeht, wird eine saure wäßrige Lösung von Cyanocobalamin mit granuliertem Zink in Berührung gebracht, so daß eine Reduktion mit naszierendem Wasserstoff erfolgt. Anschließend wird oxydiert, indem man ein oxydierendes Gas, z. B. Luft oder Sauerstoff, durch die Lösung perlen läßt.

Im einzelnen besteht dieses aus der deutschen Patentschrift 1 182666 bekannte Verfahren darin, daß man eine saure Lösung von Cyanocobalamin durch eine Säule mit granuliertem Zink laufen läßt, wobei als Säure eine starke Säure, z. B. Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Jodwasserstoffsäure oder Schwefelsäure verwendet wird, so daß der pH-Wert der Lösung zwischen etwa 1,5 und 3 und vorzugsweise zwischen 2 und 2,5 liegt. Die Korngröße des granulierten Zinks in der Säule beträgt zwischen 200 und 1400 Mikron, vorzugsweise zwischen 500 und 800 Mikron, und das Verfahren wird bei Raumtemperatur und unter Atmosphärendruck durchgeführt. Nach Austritt der behandelten Lösung aus der Zinksäule und Verdünnung mit Wasser läßt man durch diese Lösung Luft oder ein anderes oxydierendes Gas perlen. Dann trennt man die gelösten Zinksalze mittels einer mineralischen Base. z. B. Natriumhydroxyd, Ammoniak oder Barytwasser, ab, wobei die Salze durch die Base ausgefällt werden, worauf man in bekannter Weise das Hydroxocobalamin aus der ersten wäßrigen Lösung, z. B. durch Eindampfen, gewinnt.

Die Geschwindigkeit, mit welcher die saure Lösung von Cyanocobalamin durch die Zinksäule hindurchläuft, wird zweckmäßig so geregelt, daß der pH-Wert der Lösung beim Austritt aus der Säule etwa 6,5 beträgt.

Obwohl die Ausbeute bei dem vorstehend skizzierten Verfahren technisch sehr interessant ist, hat die Erfahrung jedoch gezeigt, daß die Ausbeuten schwanken und manchmal sehr siark von der theoretischen Ausbeute abwichen.

Insbesondere hat man festgestellt, daß die Ausbeute bei längerem Betrieb einer Zinksäule absinkt. Es war daher nötig, die Zinkfüllung bald zu wechseln.

Auch die Korngröße des Zinks und die Durchlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit hatte manchmal beträchtlichen Einfluß auf die Ausbeuten, weshalb bei jedem Wechsel, der Einfluß auf die Höhe der Säule und die Korngröße des Zinks haben kann, eine sehr genaue und ziemlich heikle Nachregulierung erforderlich war.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Hydroxocobalamin besteht ebenfalls aus einer Reduktion einer sauren wäßrigen Cyanocobalaminlösung mit granuliertem Zink und anschließendem Durchleiten eines oxydierenden Gases und ist dadurch gekennzeichnet, daß man der wäßrigen, sauren Cyanocobaiaminlösung 5 bis 25% bezogen auf die Lösung eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels zugibt.

Vorzugsweise ist das verwendete, mit Wasser mischbare, organische Lösungsmittel in Wasser sehr gut löslich, setzt die Oberflächenspannung der Cyanocobalaminlösung herab und spielt die Rolle eines Lösungsmittels sowohl für das Cyanocobalamin als auch für das Hydroxocobalamin, die Cobalamine und die Abbauprodukte dieser letzteren, z. B. die sogenannten Gelbkörper.

Ein Anteil von 10% dieser Lösungsmittel ist bevorzugt.

Insbesondere wird als Lösungsmittel eines der folgenden gewählt:

Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylalkohol, Äthylalkohol, Butylalkohol, Isopropylalkohol, Isobutylalkohol.

Es ist zweckmäßig, das gleiche Lösungsmittel einzusetzen, welches für die spätere Chromatographie zur Trennung des gebildeten Hydroxocobalamins von dem nicht-umgesetzten Cyanocobalamin verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet die Ausbeuteschwankungen und liefert auch ein reineres Produkt in höherer Ausbeute. Man kann dieses bemerkenswerte Ergebnis rückblickend dadurch erklären, daß das Lösungsmittel durch Absenken der Oberflächenspannung der Lösung die Adsorption an das Zink verhindert. Dadurch erklärt sich die bei einem Verfahrensgang erzielte Ausbeutesteigerung um etwa 10 bis 20%, was im übrigen die Überführung von Cyanocobalamin in Hydroxocobalamin praktisch quantitativ macht.

Es zeigt sich weiter, daß die erhaltene Hydroxocobalaminlösung weniger Abbauprodukte enthält, was die späteren Reinigungsvorgänge sehr erleichtert. Die manchmal in Hydroxocobalamin, zwar in nur geringen Mengen, auftretenden Abbauprodukte stammen daher, daß das Cobalamin in reduzierter Form zu lange an dem Zink adsorbiert war. Die spätere Oxydation kann dann das Kobalt nicht mehr aus dem zweiwertigen in den dreiwertigen Zustand überführen, und man erhält Abbauprodukte, in welchen die Cyan-Gruppe zwar entfernt, das Kobalt jedoch zweiwertig geblieben ist.

In bestimmten Fällen können die adsorbierten Stoffe durch den naszierendcn Wasserstoff weitergehend abgebaut werden und stellen dann die sogenannten Gelbkörper dar, deren chemische Zusammensetzung sich von derjenigen des Cyanocobalamins ableitet, in denen jedoch außer der Cyangruppe bestimmte Ketten verschwunden sind. Die genaue Zusammensetzung dieser Gelbkörper ist noch nicht bestimmt, ihr Spektrum ist jedoch von demjenigen des Cyanocobalamins oder des Hydroxocobalamins voll-

ständig verschieden, was einen wesentlichen Strukturunterschied anzeigt. Die genannten Abbauprodukte, und insbesondere die Gelbkörper, haben praktisch keinen therapeutischen Wert.

Die Bildung dieser Gelbkörper sowie der anderen Abbauprodukte wird bei dem verbesserten erfindungsgemäßen Verfahren praktisch ausgeschaltet.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

a) Auf eine Säule mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 250 mm granuliertem Zink mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 1000 Mikron wird eine zehntelnormale, 15 Gramm/Liter gelöstes Cyanocobalamin enthaltende Salzsäure mit einer Geschwindigkeit von 1 Liter/Stunde aufgegeben.

Man verfolgt den pH-Wert der austretenden Lösung und reoxydiert dann sofort, indem man nach der bekannten Methode Luft hindurchleitet. Der pH-Wert am Austritt der Säule beträgt etwa 6,5, und das Spektrum nach erfolgter Reoxydation zeigt an, daß die Überführung von Cyanocobalamin in Hydroxocobalamin praktisch quantitativ verläuft.

Nach etwa zwei Stunden steigt der pH-Wert leicht an. Man verringert etwas die Aufgabegeschwindigkeit, worauf man feststellt, daß der pH-Wert wieder normal wird. Die Lösung wird stärker kastanienbraun.

Nach vier Stunden zeigt eine spektroskopische Untersuchung an, daß die Umwandlung von Cyanocobalamin in Hydroxocobalamin weniger gut verläuft. Der Betrieb muß dann unterbrochen werden; die Säule muß zur Entfernung von Abbauprodukten, die sich auf dem Zink niedergeschlagen haben, ausgewaschen werden.
Insgesamt konnte der reguläre Betrieb nicht länger als vier Stunden unter guten Bedingungen durchgeführt werden. Außerdem stellte man fest, daß, wenn das Zink anfing zu verschmutzen, man die zur Erzielung einer vollständigen Hydrierung erforderliche Durchlaufzeit verringern mußte, und von diesem Moment an traten Abbauprodukte auf, welche die Betriebsausbeute verschlechtern.

b) Nachdem das Zink sorgfältig ausgewaschen worden war, wurde der Betrieb mit einer identischen, sauren Cyanocobalaminlösung wieder aufgenommen, wobei dieser Lösung jedoch 10% Aceton zugegeben worden waren.

Mit der gleichen Geschwindigkeit von 1 Liter/ Stunde wurde die Lösung auf die Zinksäule aufgegeben. Die Ausbeute am Schluß dieses Verfahrensgangs war praktisch quantitativ.
Man fuhr dann fort, auf die Säule Lösung aufzugeben. Nach vier Stunden machte sich keine Änderung bemerkbar, und man konnte die Hydrierung pausenlos ohne Unterbrechung mehr als fünfzehn Stunden fortsetzen, ohne daß eine Änderung eintrat. Das Zink blieb immer sauber, und die Hydrierung verlief stets ohne Zwischenfall. Die Hydrierung wurde dann abgebrochen.

hätte jedoch ohne Schwierigkeit noch weitergeführt werden können.

Vor Abbruch des Betiiebs änderte man die Durchlaufgeschwindigkeit und beschleunigte bis auf 2 Liter/Stunde (die doppelte Geschwindigkeit), ohne daß eine Schwierigkeit auftrat, und ohne daß sich die Ergebnisse in bezug auf Qualität und Ausbeute änderten.

Beispiel 2

15 g Cyanocobalamin werden in 3 Liter einer zehntelnormalen Salzsäure gelöst, welcher man 300 ecm Aceton zugibt. Diese Lösung läßt man durch eine 600 g granuliertes Zink mit einer Korngröße von etwa

is 1000 Mikron enthaltende Säule durchlaufen. Man regelt den Durchlauf der sauren Lösung, indem man den pH-Wert der aus der Säule austretenden Flüssigkeit auf etwa 6,5 hält.

Dann spült man die Säule mit 500 ecm Wasser durch. Die aus der Säule austretende Flüssigkeit wird laufend in einem Kolben aufgefangen, durch welchen man zur Reoxydation der jeweils austretenden Flüssigkeit einen ununterbrochenen Luftstrom leitet. Die Oxydation wird noch zehn Minuten nach dem Auff angen des letzten Waschwassers fortgeführt. Die Lösung ist dar.n rubinrot.

Man bestimmt spektrophotometrisch die in der Lösung enthaltene Hydroxocobalaminmenge und findet 14,5 g dieses Produkts.

Dann neutralisiert man mit einer zehntelnormalen Natriumhydroxydlösung unter Rühren zur Abtrennung der Zinksalze. Man chromatographiert die Lösung dann an Aluminiumoxyd und läßt in Aceton auskristallisieren.

Das erhaltene Hydroxocobalamin enthält weniger als 3% Cyanocobalamin.

Beispiel 3

Man verwendet 15 g Vitamin B12, gelöst in 2,5 Liter Vj-normalerSchwefelsäure. Man fügt 200 ecm Tetrahydrofuran zu und läßt nach dem Mischen die Flüssigkeit durch die Zinksäule laufen.

Nach erfolgter Reoxydation bestimmt man spektrophotometrisch das gebildete Hydroxocobalamin und findet 14,2 g.

Beispiel 4

Man geht von 10 g Cyanocobalamin aus, die man mit 2 Liter zehntelnormaler Salzsäure verdünnt und fügt 200 ecm Dioxan zu. Diese Lösung läßt man durch eine Zinksäule laufen und bestimmt nach der Oxydation das gebildete Hydroxocobalamin. Man erhält y,8 g Hydroxocobalamin.

Beispiel 5

Man geht von 10 g Cyanocobalamin aus, die man mit 2 Liter zehntelnormaler Salzsäure verdünnt. Man gibt 400 ecm Äthylalkohol zu. Diese Lösung läßt man nach der gleichen Methode durch eine Zinksäule laufen und bestimmt nach der Oxydation das erhaltene Hydroxocobalamin. Man findet 9,8 g Hydroxocobalamin.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hydroxocobalamin durch Reduktion einer sauren wäßrigen Cyanocobalaminlösung mit granuliertem Zink und anschließendes Durchleiten eines oxydierenden Gases, dadurch gekennzeichnet, daß man der Lösung 5 bis 25%, bezogen auf die Lösung eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, zugibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Lösung 10%, bezogen auf die Lösung eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, zugibt. *5