Sposób wyodrębniania galantaminy

R Z E C Z P O S P O L IT A
PO LSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 184238
(21 ) N um er zgło szen ia
(22) Data zgłoszen ia
322463
14.03.1996
(86) Data i numer zgłoszenia m iędzynarodow ego
Urząd Patentowy
R zeczypospolitej Polskiej
14.03.1996, PCT/EP96/01094
(13) B 1
(5 1) IntCl7
C07D 491/06
(87) D ata i num er publikacji zgłoszenia
m iędzynarodow ego
26.09.1996, W096/29332,
PCT Gazette nr 43/96
)Sposób wyodrębniania galantaminy
4
(5
(30)
Pierw szeństw o:
(73)
LTS LOHMANN THERAPIE-SYSTEME
GMBH, Neuwied, DE
17.03.1995,DE.19509663.0
(72)
(43)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.09.2002 WUP 09/02
T w órcy w ynalazku:
Thomas Hille, Neuwied, DE
Hans-Rainer Hoffmann, Neuwied, DE
Mirko Kreh, Marburg, DE
Rudolf Matusch, Marburg, DE
Z głoszenie ogłoszono:
02.02.1998 BUP 03/98
(45)
U praw nion y z patentu:
(74)
P ełnom ocnik:
Zofia Sulima,
SULIMA*GRABOWSKA*SIERZPUTOWSKA,
Biuro Patentów i Znaków Towarowych s.c
PL
184238
B1
( 5 7 ) 1. Sposób wyodrębniania galantaminy z rozdrobnionych roślin z roślin z rodziny
amarylkowatych lub części tych roślin, znamienny tym, że (a) rozdrobnione rośliny z rodziny amarylkowatych lub części tych roślin miesza się ze sproszkowanym związkiem
alkalicznym, (b) pow stałą m ieszaninę ekstrahuje się benzyną lub eterem alkilowym,
(c) wyekstrahowaną galantaminę oczyszcza się w pierwszym etapie drogą ekstrakcji cieczciecz prowadzonej przy pH około 4, (d) galantaiminę dalej oczyszcza się w drugim etapie
drogą ekstrakcji ciecz-ciecz prowadzonej przy pH około 9, oraz (e) prowadzi się rekrystalizację galantaminy z alkanolu.
Sposób wyodrębniania galantaminy
Zastrzeżenia
patentowe
1. Sposób wyodrębniania galantaminy z rozdrobnionych roślin z rodziny amarylkowatych lub części tych roślin, znamienny tym, że (a) rozdrobnione rośliny z rodziny amarylkowatych lub części tych roślin miesza się ze sproszkowanym związkiem alkalicznym, (b) pow stałą mieszaninę ekstrahuje się benzyną lub eterem alkilowym, (c) wyekstrahowaną galantaminę oczyszcza się w pierwszym etapie drogą ekstrakcji ciecz-ciecz prowadzonej przy pH
około 4, (d) galantaminę dalej oczyszcza się w drugim etapie drogą ekstrakcji ciecz-ciecz
prowadzonej przy pH około 9, oraz (e) prowadzi się rekrystalizację galantaminy z alkanolu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rośliny z rodziny amarylkowatych
stosuje się rodzaj narcyze lub rodzaj ponętliny.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako rośliny z rodziny amarylkowatych
stosuje się narcyz trąbkowy "Carlton" lub Crinum amabile.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako części roślin z rodziny amarylkowatych stosuje się cebulki.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako sproszkowany związek alkaliczny
stosuje się węglan sodu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do ekstrakcji galantaminy z rozdrobnionych roślin z rodziny amarylkowatych lub ich części stosuje się eter dietylowy lub benzynę ekstrakcyjną.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, jako rozpuszczalnik do rekrystalizacji galantaminy stosuje się izopropanol.
*
*
*
Przedmiotem wynalazku jest sposób wyodrębniania galantaminy z roślin.
Galantamina (4a,5,9,10,11,12-heksahydro-3-metoksy-11 -metylo-6H-benzofuro-(3 a,3,2-ef)-(2)-benzazepin-6-ol) jest tetracyklicznym alkaloidem, który ze względu na właściwości farmakologiczne należy do grupy odwracalnie działających inhibitorów acetylocholinoesterazy,
o działaniu podobnym do fizostygminy i neostigminy. Wykazuje ona również specyficzne właściwości, jak np. porównywalne z morfiną mocne działanie przeciwbólowe. Galantamina, jako
inhibitor acetylocholinoesterazy, ma ze względu na mniejszą toksyczność w porównaniu z fizostygminą i neostigminą 3-6 razy większy zakres działania terapeutycznego. Zaleta ta kompensuje jej słabsze dawkozależne działanie jako inhibitora acetylocholinoesterazy. Galantaminę
stosuje się w przypadku zapalenia istoty szarej rdzenia i w różnych schorzeniach układu nerwowego, ale głównie w leczeniu jaskry zamykającego się kąta i jako odtrutkę przeciw kurarze.
Galantaminę stosuje się doświadczalnie w chorobie Alzheimera. Niedawno opisano również
leczenie uzależnienia od alkoholu i nikotyny (DE-OS 40 10 079, DE-OS 43 01 782).
Zarówno terapia choroby Alzheimera, uzależnienia od alkoholu i nikotyny, jak również
jaskry zamykającego się kąta, wymaga postaci leków działających przez długi czas, dostosowanych do szczególnych warunków. Tak więc w leczeniu jaskry zamykającego się kąta proponuje się maść oczną. W leczeniu choroby Alzheimera, uzależnienia od alkoholu i nikotyny
nie można stosować, z oczywistych względów, skomplikowanych terapii i ciągłych wlewów.
W przypadku tych chorób zaleca się stosowanie systemu transdermalnego (TTS), np. opisanego w DE-OS 43 01 783. Sole substancji czynnych nie są wchłaniane przez nieuszkodzone
skórę czy rogówkę oka. Z tej przyczyny nie można stosować chlorowodorku galantaminy czy
bromowodorku galantaminy, w maściach czy systemach TTS, do terapii jaskry zamykającegc
się kąta, choroby Alzheimera albo uzależnienia od alkoholu lub nikotyny. Dlatego należy stosować galantaminę w postaci czystej zasady.
184 238
3
Opłacalna synteza galantaminy w postaci zasady jest niemożliwa z powodu jej skomplikowanej budowy tetracyklicznej z trzema optycznie czynnymi atomami węgla. Zazwyczaj
galantaminę wyodrębnia się z roślin z rodziny amarylkowatych, np należących do rodzaju
śnieżyczek, takich jak śnieżyczka przebiśnieg, lub śnieżycy letniej Rośliny te mają tą zaletę,
że zawierają aż do 0,3% galantaminy, przy równoczesnej niskiej zawartości innych alkaloidów, dzięki czemu można stosować sposób ekstrakcji opisany w DE-PS 11 93 061. Zarówno
rodzaj śnieżyczki, jak też śnieżyca letnia są pod ochroną Z kolei w sposobie ekstrakcji opisanym w DE-PS 11 93 061 korzystnie stosuje się chlorowane węglowodory, które ze względu
na swą toksyczność zyskały złą opinię. Dlatego farmakopee świata zachodniego wymagają
ograniczania zawartości pozostałości chlorowanych węglowodorów do < 10 ppm. Przy wytwarzaniu środków farmaceutycznych należy unikać stosowania chlorowanych węglowodorów. Ponadto dla zagwarantowania oddzielenia żywic i innych alkaloidów należy, według tych znanych sposobów, adsorbować ekstrakt rozpuszczalnikowy na tlenku glinu.
Oczyszczanie galantaminy zawartej w roztworze otrzymanym po odfiltrowaniu tlenku glinu
prowadzi się poprzez wytworzenie bromowodorku galantaminy, z usunięciem powstałych soli
chlorowców. Przed stosowaniem w maściach i systemach TTS należy jeszcze uwolnić galantaminę z bromowodorku galantaminy.
Istniała zatem potrzeba opracowania sposobu wyodrębniania i oczyszczania galantaminy,
nie wykazującego wad obecnie znanych sposobów. W szczególności powinien on ułatwić
oczyszczanie oraz umożliwić umknięcie stosowania chlorowanych węglowodorów i oczyszczania poprzez sole galantaminy. Nieoczekiwanie stwierdzono, że można to osiągnąć przy użyciu
odpowiednich rozpuszczalników oraz prowadzeniu ekstrakcji w określonych warunkach.
Tak więc zgodny z wynalazkiem sposób wyodrębniania galantaminy z rozdrobnionych
roślin z rodziny amarylkowatych lub części tych roślin, polega na tym, ze
(a) rozdrobnione rośliny z rodziny amarylkowatych lub części tych roślin miesza się ze
sproszkowanym związkiem alkalicznym,
(b) powstałą mieszaninę ekstrahuje się benzyną lub eterem alkilowym,
(c) wyekstrahowaną galantaminę oczyszcza się w pierwszym etapie drogą ekstrakcji
ciecz-ciecz prowadzonej przy pH około 4,
(d) galantaminę dalej oczyszcza się w drugim etapie drogą ekstrakcji ciecz-ciecz prowadzonej przy pH około 9 oraz
(e) prowadzi, się rekrystalizację galantaminy z alkanolu.
Korzystnie jako rośliny z rodziny amarylkowatych stosuje się rodzaj narcyze lub rodzaj
ponętliny.
Szczególnie korzystnie jako rośliny z rodziny amarylkowatych stosuje się narcyz trąbkowy "Carlton" lub Crinum amabile.
Korzystnie jako części roślin z rodziny amarylkowatych stosuje się cebulki.
Korzystnie jako sproszkowany związek alkaliczny stosuje się węglan sodu.
Korzystnie do ekstrakcji galantaminy z rozdrobnionych roślin z rodziny amarylkowatych lub ich części stosuje się eter dietylowy lub benzynę ekstrakcyjną.
W procesie rekrystalizacji galantaminy jako rozpuszczalnik korzystnie stosuje się izopropanol
Zgodnie z wynalazkiem galantaminę wyodrębnia się z materiału biologicznego, pochodzącego z upraw roślin z rodziny amarylkowanych, lub z roślin ogólnie uchodzących za
"chwasty" i nie podlegających ochronie, korzystnie z cebulek tych roślin. Do roślin z rodziny
amarylkowatych należy np. rodzaj narcyze lub rodzaj ponętliny. Szczególnie korzystne są
narcyz trąbkowy "Carlton" lub azjatycka roślina pnąca Crinum amabile. Mimo, że rośliny te
zawierają tylko około jednej dziesiątej ilości galantaminy zawartej w roślinach podlegających
ochronie i zawierają aż do 12 innych alkaloidów, niespodziewanie sposobem według wynalazku udało się wyodrębnić z nich galantaminę w postaci zasady o czystości odpowiedniej dla
środków leczniczych.
Zgodnie z wynalazkiem materiał biologiczny zawierający galantaminę, korzystnie
rozdrobniony i zmieszany ze sproszkowanym związkiem alkalicznym, korzystnie z wodorotlenkiem sodu w postaci pastylek, sodą, potażem lub podobnymi solami odpowiednimi,
4
184 238
do stosowania dla uwalniania zasad z materiałów biologicznych i do wytwarzania substancji
farmakologicznie czynnych, ekstrahuje się benzyną lub eterem alkilowym, stanowiącymi
i toksykologicznie dopuszczalne rozpuszczalniki organiczne, po czym zawartą w tym ekstrakcie galantaminę oczyszcza się drogą ekstrakcji ciecz/ciecz. Dla powodzenia realizacji sposobu
według wynalazku szczególne znaczenie ma utrzymywanie wartości pH w pierwszym etapie
ekstrakcji ciecz/ciecz. Ekstrakcję ciecz/ciecz prowadzi się w pierwszym etapie przy wartości
pH około 4, a w drugim etapie przy wartości pH około 9. Oprócz stężonego amoniaku,
do nastawiania wartości pH można stosować roztwór sody lub inną zasadę. W szczególności
stosuje się benzynę specjalną, ponieważ dzięki niej można uzyskać już pewne wstępne
oczyszczenie. Po usunięciu rozpuszczalnika galantaminę poddaje się krystalizacji z odpowiedniego rozpuszczalnika typu alkanolu, korzystnie z izopropanolu. Otrzymuje się białą galantaminę w postaci zasady o temperaturze topnienia 129 - 130°C. Czystość tak otrzymanej
galantaminy pokazuje chromatogram HPLC (fig. 2).
Jest to tym bardziej zadziwiające, że sposób według DE-PS 11 93 061, dotychczas stosowany do wyodrębniania galantaminy z materiału biologicznego, okazał się nieodpowiedni
z tego względu, że ten materiał zawierał mało galantaminy i aż do 12 innych alkaloidów.
W sposobie opisanym w DE-PS 11 93 061 powstaje nie rozwarstwialna emulsja, a więc nie
jest możliwa ekstrakcja. Nieco zmieniony sposób prowadził do oleistej pozostałości, której
chromatogram HPLC wykazywał zanieczyszczenia co najmniej czterema substancjami (fig. 1).
Wobec tego zaskakujące jest to, że z materiału biologicznego, który zawiera małe ilości
galantaminy obok dużej liczby innych alkaloidów, prostym sposobem według wynalazku
można z dobrą wydajnością wyodrębnić czystą galantaminę w postaci zasady, bez konieczności stosowania dodatkowego etapu adsorpcji na tlenku glinu.
Galantaminę w postaci zasady wytworzoną sposobem według wynalazku stosuje się
w leczeniu jaskry zamykającego się kąta, choroby Alzheimera albo uzależnienia od alkoholu i nikotyny. Galantaminę w postaci zasady wytworzoną według wynalazku można też
stosować w preparatach galenowych, jak np. w maści ocznej lub w terapii z użyciem systemów transdermalnych, przy czym te preparaty m ogą również służyć do leczenia wyżej wymienionych chorób.
Wynalazek ilustrują następujące przykłady.
P r z y k ł a d 1 (porównawczy)
Analogicznie do sposobu opisanego w DE-PS 11 93 061, starannie rozdrobniono 10 kg
wysuszonych na powietrzu cebulek narcyza trąbkowego "Carlton" i zmieszano je z 2,5 litra 8%
roztworu wodnego amoniaku. Materiał spęczniał i całość uległa zlepieniu. Po dodaniu 23 litrów
dichloroetanu przewidzianego do ekstrakcji powstała nierozwarstwialna emulsja.
P r z y k ł a d 2 (porównawczy)
Zmodyfikowano znany sposób w yodrębniania galantam iny w edług stanu techniki
(DE-PS 11 93 061). Wysuszone na powietrzu rozdrobnione cebulki narcyza trąbkowego
"Carlton" w ilości 10 kg starannie zmieszano z 400 g węglanu sodu. Następnie dodano 23 litry
dichoretanu. Mieszaninę pozostawiono na 10 godzin, po czym zlano rozpuszczalnik. Cebulki
ponownie zalano 23 litrami dichloretanu, który zlano po 2 - 3 godzinach. Następnie po raz trzeci
do cebulek dodano 17 litrów dichloretanu, który natychmiast zlano. Połączone ekstrakty dichloretanowe wyekstrahowano za pomocą 10% kwasu siarkowego (2 x po 600 ml; 2 x po 300 ml).
Kwaśne ekstrakty połączono i oczyszczono ze śladów dichloretanu poprzez wytrząsanie
z eterem dietylowym. Następnie w trakcie mieszania i chłodzenia w temperaturze 15 - 20°C
dodano 200 ml 25% wodnego roztworu amoniaku aż do uzyskania odczynu zasadowego według próby z papierkiem lakmusowym. Wartość pH wynosiła 7 - 8. W przeciwieństwie do
sposobu ze stanu techniki, nie wydzieliły się inne alkaloidy. Roztwór zasadowy nasycono
chlorkiem sodu i wyekstrahowano eterem dietylowym. Po odparowaniu eteru pozostała pomijalnie mała pozostałość, inaczej niż według stanu techniki. Przez nasycenie potażem odczyn fazy wodnej doprowadzono do pH około 14. Fazę w odną wyekstrahowano kilkakrotnie
eterem dietylowym. Połączone ekstrakty odparowano do sucha, a pozostałość zawierającą
galantaminę rozpuszczono w acetonie (50 ml). Wbrew temu co podano w stanie techniki, nie
powstał osad. Dodano jeszcze 350 ml acetonu i 200 g tlenku glinu, po czym całość mieszano
184 238
5
przez 45 minut. Tlenek glinu odfiltrowano i przemyto dwiema porcjami acetonu po 100 ml.
Połączone roztwory acetonowe odparowano do sucha. Otrzymano 1,3 g oleistej pozostałości,
którą zbadano metodą HPLC. Chromatogram przedstawiono na fig. 1. Zaznaczono główny
pik pochodzący od galantaminy. M ożna wyraźnie rozpoznać, że tak wyodrębniona galantamina jest zanieczyszczona przez co najmniej cztery substancje.
Przykład 3
Wysuszone na powietrzu, rozdrobnione cebulki narcyza trąbkowego "Carlton" w ilości 100 kg starannie zmieszano z 4 kg węglanu sodu. Mieszaninę podzielono na trzy równe
części i zalano 15 litrami benzyny specjalnej 80/110. Całość pozostawiono na 24 godziny.
Rozpuszczalniki dwukrotnie zmieniano, zbierano i odparowywano pod niewielką próżnią do
sucha. Ekstrakty roztworzono w 2% wodnym roztworze kwasu siarkowego i odczyn roztworu
doprowadzono do pH 4 za pomocą stężonego wodnego roztworu amoniaku. Następnie całość
wyekstrahowano 5 razy eterom dietylowym. Odczyn fazy wodnej doprowadzono do pH 9 za
pomocą stężonego amoniaku i całość wyekstrahowano 5 razy eterem dietylowym. Te frakcje
eterowe zebrano, wysuszono nad siarczanem sodu i zatężono. Otrzymano 20 g lekko żółtej
oleistej pozostałości, którą poddano krystalizacji z gorącego izopropanolu. Otrzymano 10 g
białej galantaminy w postaci, zasady o temperaturze topnienia 129 - 130°C. N a chromatogramie widoczny jest wyłącznie jeden pik (fig. 2).
FIG. 2
184 238
F
I
G
.
1
Departament W ydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.
Cena 2,00 zł.