DE880195C - Verfahren zur Gewinnung von Strophanthus-Monoglycosiden durch enzymatischen Abbau der zugehoerigen hoeheren Glycoside - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Strophanthus-Monoglycosiden durch enzymatischen Abbau der zugehoerigen hoeheren Glycoside

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DE880195C
DE880195C DEB18012A DEB0018012A DE880195C DE 880195 C DE880195 C DE 880195C DE B18012 A DEB18012 A DE B18012A DE B0018012 A DEB0018012 A DE B0018012A DE 880195 C DE880195 C DE 880195C
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strophanthus
cymarin
glycosides
monoglycosides
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Josef Dr Kraus
Helmut Dr Stein
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Roche Diagnostics GmbH
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Boehringer Mannheim GmbH
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    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/185Magnoliopsida (dicotyledons)
    • A61K36/24Apocynaceae (Dogbane family), e.g. plumeria or periwinkle

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Description

  • Verfahren zur Gewinnung von Strophanthus-Monoglycosiden durch enzymatischen Abbau der zugehörigen höheren G-lycoside Bekanntlich gehen in geeignetem Milieu die in den Samen von Strophanthusarten enthaltenen höheren Glycoside infolge der Anwesenheit gewisser Enzyme unter Abspaltung von einem oder mehreren Molekülen Glucose in wechselndem Maße in die zugehörigen Monoglycoside über. So bewirkt z. B. das in den Samen von Strophanthus kombe u. a. vorhandene, als Strophanthobiase bezeichnete Enzyrn (vgl. Journal of biological Chemistry, Vol. 69, S. 153ff. [19a6]), welches sich aus den gemahlenen und entfetteten Samen durch wäßrige Extraktion gewinnen läßt, den Abbau der Hauptglycoside k-Strophanthin-fl und -;, zum glucosefreien Cymarin, sofern nicht bei der Aufarbeitung des Pflanzenmaterials zwecks Ausschaltung der enzymatischen Vorgänge unter besonderen Bedingungen gearbeitet wird. L'nterdenbeiderIsolierung der Hauptglycoside des Strophanthus kombe bzw. des genuinen Glycosidgemisches obwaltenden Verhältnissen (vgl. u. a. Helvetica chimica Acta, Bd. 2o, S. 1484ff. [z937] sowie auch Patentschrift 721 001) liegt eine solche Enzymhemmung weitgehend vor, so daß in dem wie angegeben bereiteten Gemisch der Rohglycoside nur etwa o,1 bis 0,3% Cymarin enthalten sind (loc. cit. S. 1q.99).
  • Es ist weiterhin bekannt, daß das durch die Wirkung der Strophanthobiase entstehende Cymarin durch ein zweites im Kombe-Samen vorhandenes Enzym allmählich in eine stereoisomere Verbindung, das sogenannte allo-Cymarin, umgelagert wird (vgl. Journal of biological Chemistry, Vol. 88. S. 519 ff. [1930]), welches im Gegensatz zu dem stark herzwirksamen Cymarin biologisch unwirksam ist. Da sich bislang eine Spaltung der höheren Strophanthus-Glycoside zu den Monoglycosiden auf nichtfermentativem Wege nicht hat durchführen lassen, muß die Darstellung derselben, welche, insbesondere die des Cymarins, neuerdings von technischem Interesse geworden ist, .unter solchen Bedingungen erfolgen, die eine möglichst optimale Wirkungsentfaltung der Spaltungsfermente bei gleichzeitiger Ausschaltung der allomerisierenden Fermente gewährleisten. Von diesem Gesichtspunkt aus ist man z. B. zur Gewinnung des Cymarins unter Benutzung der abweichenden Löslichkeitsverhältnisse der beiden Enzyme wie folgt verfahren (vgl. Helvetica chimica Acta, Bd. 31, S. 883 ff. [r948]) : Der zerkleinerte und entfettete Samen wird bei niedrigen Temperaturen kurze Zeit mit Wasser extrahiert, worauf schnell vom Unlöslichen abgesaugt wird; hierbei geht die wasserlösliche Strophanthobiase nebst geringen Mengen an Glycosiden in Lösung, während das die Umlagerung des Cymarins in das allo-Cymarin bewirkende Ferment noch kaum zur Wirkung gelangt ist und wegen seiner festeren Bindung an die Zellstruktur zurückbleibt. Die wäßrige Lösung wird bei o° aufbewahrt, und inzwischen erfolgt die Aufarbeitung des Samenrückstandes in der für die Gewinnung des Glycosidgemisches üblichen Weise (Extraktion mittels hochprozentigem Alkohol, Ausfällung der Gerbstoffe usw.). Das schließlich erhaltene Gemisch der Rohglycoside wird nunmehr mit der Strophanthobiaselösung zusammengebracht, worauf die enzymatische Cymarinbildung einsetzt.
  • Dieses gegenüber den verschiedenen StropEänthusarten zwecks Gewinnung von Cymarin bzw. anderen Monoglycosiden (vgl. u. a. Helvetica chimica Acta, Bd. 31, S. 883 ff. [19481; Bd. 33, S-4'65, 522, 544, 639, 666 [195o]) bisher durchgeführte Verfahren ist zwar für die Aufarbeitung von kleinen Samenmengen geeignet, erweist sich aber bei der Verarbeitung größerer Ansätze als zu schwerfällig. Es müssen nicht nur zwei Extraktionen nebeneinander durchgeführt werden, was an sich für die kontinuierliche Betriebsführung kaum tragbar ist, sondern es zeigt sich auch, daß die Herstellung haltbarer Fermentlösüngen in größerem Maßstab angesichts der einzuhaltenden Bedingungen schwierig ist.
  • Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft demgegenüber ein technisch brauchbares Verfahren zur fermentativen Gewinnung der Monoglycoside aus Strophanthussamen, insbesondere des Cymarins, welches in bedeutend abgekürzter Zeit und mit einem viel geringeren Arbeitsaufwand mit guten Ausbeuten zu bereits weitgehend reinen Produkten führt. Es besteht darin, daß man unter Umgehung der Isolierung wäßriger Spaltfermentlösungen den zerkleinerten und entfetteten Strophanthussamen längere Zeit, etwa mehrere Tage, gleichzeitig der Einwirkung von Wasser und halogenierten Kohlenwasserstoffen, z. B. Chloroform oder Äthylenchlorid, aussetzt. Der nach der Abtrennung vom Gesamtgut, welche in an sich üblicher Weise erfolgt, erhaltene Halogenkohlenwasserstoffextrakt enthält das betreffende Monoglycosid in einer einem quantitativen Abbau- der ursprünglich vorhandenen Glycoside entsprechenden Menge, ohne daß, was als sehr überraschend bezeichnet werden muß, eine nennenswerte Umlagerung in die a11o-.Form stattgefunden hat. Hingegen erhält man diese in weitgehendem Maße, wenn man das Drogenmaterial mitWasser allein derFermentation überläßt und das Gut erst zum Schluß mit z. B. Chloroform extrahiert.
  • Worauf die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückzuführen ist, sei dahingestellt. Sie mag, wenigstens teilweise, darauf beruhen, daß die angewandten Halogenkohlenwasserstoffe dem wäßrigen Medium das jeweils gebildete Monogly cosid schnell genug zu entziehen vermögen, um seine Allomerisierung zu verhindern. Man könnte sie auch mit einer spezifischen Inaktivierung des allomerisierenden Fermentes durch diese Lösungsmittel erklären; es wäre dann besonders überraschend, daß offenbar das Spaltungsferment, z. B. die Strophanthobiase, in ihrer Wirkung nicht behindert wird. Wahrscheinlich wirken beide Faktoren zusammen.
  • Voraussetzung für die Durchführbarkeit des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist natürlich, daß das Ausgangsmaterial nicht zuvor, z. B. während des Mahl- und Entfettungsvorganges, einer allgemein fermentationsfeindlichen Einwirkung unterworfen war. Die Dauer der Behandlung mit den verfahrensgemäß anzuwendenden Flüssigkeiten, welche vorzugsweise bei Zimmertemperatur erfolgt, richtet sich nach dem vollständigen Ablauf der fermentativen Vorgänge; der für die Aufarbeitung zu wählende Zeitpunkt, von dem ab also kein Monoglycosid mehr gebildet wird, läßt sich leicht durch eine sinngemäß angestellte Probe ermitteln. Beispiele x. i kg gemahlener und in üblicher Weise entfetteter Strophanthus kombe-Samen wird unter Hinzufügung von einigen Kubikzentimetern Toluol mit 2,2 1 Wasser und 330 ccm Chloroform innig verrührt und 14 Tage bei :25' unter häufigem Durchmischen aufbewahrt. Hierauf wird abgepreßt und der Preßrückstand in mehreren Portionen mit insgesamt 66o ccm frischem Chloroform unter jeweiligem Abpressen durchgearbeitet. Die vereinigten Preßabläufe werden zur Entemulgierung mit der ausreichenden Menge Sprit versetzt und von geringen Mengen fester Bestandteile abfiltriert. Das Filtrat wird mit so viel Chloroform versetzt, daß eine klare Trennung in zwei Schichten, nämlich eine obere wäßrig-alkoholische und eine untere alkoholisch-chloroformische, erfolgt. Die obere Schicht wird abgetrennt und einige Male mit frischem Chloroform ausgeschüttelt, welches der unteren Phase hinzugefügt wird. Die letztere wird mit verdünntem Alkali und Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der gewonnene Rückstand liefert nach Umkristallisation aus Methanol 2o @g schmelzpunktreines Cymarin, während allo-Cymarin nicht nachzuweisen ist. Ungefähr die gleiche Ausbeute ergibt sich aus demselben Samenmuster nach der in Helvetica chimica Acta, Bd. 31, S. 883 f1-. (1948) angegebenen Arbeitsweise. Die erhaltene Menge Cymarin entspricht gemäß Analyse des Ausgangsmaterials einem quantitativen Abbau der ursprünglich vorhandenen Glycoside.
  • Wird der Samen hingegen unter den gleichen Bedingungen, aber ohne Anwesenheit von Chloroform, aufbewahrt, so ergibt die abschließende Extraktion des Gutes (weitere Aufarbeitung analog den obigen =\iigabeii) unter Berücksichtigung sämtlicher Extrakte nur 2,1 g Cymarin neben 1-2,6 g allo-Cymarin vom Schmelzpunkt 147 bis 149° (aus -NTethanol-Ätlier).
  • :2. 766 g eines anderen Musters von Strophanthus Icombe-Samen werden nach Mahlung und Entfettung mit 2,5 1 Wasser, 30 ccm Toluol und 4oo ccm Chloroform 8 Tage lang bei 18 bis 2o° digeriert. Hierauf werden dem Gut 500 ccm Chloroform und 1,81:g festes Ammoniumsulfat zwecks Koagulierung der Ballaststoffe zugesetzt, worauf abgepreßt wird. Der Preßrückstand wird nochmals mit o,5 1 Chloroform und o,5 1 Wasser durchgearbeitet. Die vereinigten Preßfiltrate ergeben nach der oben angegebenen Aufarbeitung 17,8 g schmelzpunktreines Cymarin.
  • Verwendet man an Stelle des Chloroforms die gleichen :Mengen Äthylenchlorid, so beträgt die Ausbeute an Cymarin 16 g.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Strophantlius-@Tonoglycosiden durch enzymatischen Ab- bau der zugehörigen höheren Glycoside, dadurch gekennzeichnet, daß man .den Samen der betreffenden Strophanthusart während eines für den Ablauf der enzymatischen Vorgänge ausreichenden Zeitraumes gleichzeitig der Einwirkung von Wasser und halogenierten Kohlenwasserstoffen aussetzt, aus dem Gut die Halo genkohlenwasserstofflösung abtrennt und auf das darin enthaltene Monoglycosid aufarbeitet.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Gewinnung von Cymarin als Ausgangsmaterial Strophanthus kombe verwendet.
DEB18012A 1951-12-02 1951-12-02 Verfahren zur Gewinnung von Strophanthus-Monoglycosiden durch enzymatischen Abbau der zugehoerigen hoeheren Glycoside Expired DE880195C (de)

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