Brevet FR2241558A1 — publié le 19750321

La présente invention concerne un procédé nouveau de séparation de la tabersonine. La tabersonine est un indole-alcaloide connu qui a un rôle important dans la biosynthèse d'autres indoles-alca bides et, en raison de la variété de ses réactions, on peut l'utiliser comme matière première pour la production semisynthétique de plusieurs indoles-alcaloides, à la fois en laboratoire et à écbelle industrielle selon des expériences pharmacologiques, la tabersonine a une activité d'hypotenseur (H. Morin et ses collaborateurs, ânon. Pharm. Fr., 13,123 1955)e On peut utiliser en pratique la tabersonine parce qu'elle apparait dans certaines plantes en quantités relativement élevées et qu'on peut l'isoler de ces plantes par des procédés appropriés. Conformément au procédé décrit par le brevet belge n 712 841, on isole la tabersonine par une opération en trois étapes à partir des graines de voaconga africana (une plante tropicale pousaant en Afrique). Dans cette opération, on utilise comme solvants l'éther de pétrole, ltéther et-finalement méthanol contenant 5% d'acide acétique. On sépare les alcaloldes-bases de ces extraits, par extraction liquide-liquide, ton isole de la solution sous forme amorphe par évaporation. On dissout ce résidu amorphe dans Acide chlorhydrique alcoolique, le chlorhydrate de tabersonine brut est précipité de la solution par addition d'éther et est purifié par précipitation répétée. Les expériences de la Demanderesse sur la culture de plantes médicinales appartenant à la famille des Apocynacées et les recherches chimiques fortes en laboratoire ont conduit au résultat que certaines espèces d'Amsonia, bien cultivables sous le & at de l'Burope centrab comme Amsonia tabernaemon- tana et Amsonia angustifolia, aussi bien que Rhazya orientalis sont également d'excellents sujets pour isoler la tabersonine (zsadon et ses collaborateurs : Magyar Kémiai Folyoirat, 76, 466 (I970) et 77, 52 (1971) ; Acta Chim Acad. Sci Hung. 67, 71 (197I) ; Hubay R. et Zsadon B : Herba Rung. 9, 13 (I970) l'alcaloïde contenu dans les follicules doubles mArs de ces plantes est presqu'exclusisement la tabersonine qui, dès sep timbre, atteint une concentration de 0,5 à 0,7%, calculé sur la matière végétale sèche. les graines sèches complètement développuées contiennent 0,7 à 1% de tabersonine,mais des traces seulement de tabersonine sont présentes toutefois dans les péricarpes. BE conséquence, les sujets préférés sont soit des graines exemptes de péricarpe provenant d'une récolte séchée de graines déve loppées décortiquées soit de follicules doubles mflrs déjà mais non séchés, contenant à la fois les graines et les péricarpes, qui sont préférés pour la séparation de la tabersonine. les follicules sont constitués de 66 à 70gap en poids de graine et 30 à 34% en poids de péricarpe, par rapport au poids de matière sèche. En dépit de leur plus faible teneur en agent actif, on préfère les follicules complets mais non totalement développés comme matière première, parce que la teneur maximale en tabersonine des follicules est atteinte dès avant la maturation et achèvement du séchage. Dans ces conditions la récolte peut s'effectuer sans pertes de poids, tandis qutapres maturation com plète, les follicules secs s'ouvrent , une partie des graines s'échappe et des pertes se produisent ainsi. Bien qu'on puisse facilement séparer les graines des follicules secs, on peut les séparer des follicules incomplètement séchés mais par des pro. cédés difficiles et non économiques. Donc, dans ces cas, il est préférable d'utiliser des follicules tels et ne pas les séparer 2es graines. Parmi les plantes précédemment citées, on peut utiliser de façon préférable l'espèce Amsonia comme matière première parce que, comme produit d'accompagnement, on peut isoler la rutine des pousses vertes de ces plantes, qui est une substance utile dans l'industrie pharmaceutique (brevet hongrois n" 156 388). Conformément aux recherches de la Demanderesse, les diverses matières d'accmpagnement extraites avec la tabersonine rendent la séparation et la purification de la tabersonine difficiles et, dans la plupart des cas, il est impossible de pro duire la tabersonine cristalline. Antérieurement aux présentes recherches, on ne trouve aucune donnée dans la littérature relative à la tabersonine cris talline. Selon les expJriences de la Demanderesse, les substances d'accompagnement empêchant la cristallisation , peuvent entre éliminées par dès procédés de purification ou d'isolement appropriés et on peut ainsi préparer la tabersonine à un état complètement pur comme produit cristallin. Au cours des publications antérieures sur la recherche des procédés, tel par exemples que l'extraction liquide-liquide ou la chromatographie ont été appliqués pour la purification de la tabersonine. Après ces étapes de purification, on isole généralement la tabersonine sous la forme de son chlorhydrate brut, on recristallise le sel brut puis on le transforme en base libre qu'on peut alors cristalliser. Selon l'un de ces procédés, on extrait des graines mûres dtAm- sonia tabernaemontana avec du benzène, on extrait les alca bides de la solution benzénique avec de l'acide sulfurique aqueux, on rend alcaline la solution acide et on extrait à l'é- ther, on évapore la solution éthérée, on reprend le résidu dans l'acool, on mélange avec de l'acide chlorhydrique et le chlorhydrate de tabersonine cristallise. On prépare la tabersonine à partir de ce sel cristallin par alcalinisation de la solution aqueuse de ce sel, extraction à l'éther, évaporation de la solution éthérée et recristallisation du résidu sirupeux dans le mthanoI (Âcta Chim. Acad. Sci. Hung., 67 (1), 71-76 (1971). le procédé selon la présente invention a été mis au point sur la base de recherches ultérieures de la Demanderesse. Selon le procédé de la présente invention, la tabersonine pure ou des sels purs de tabersonine bien cristallisables peuvent se préparer sans étapes particulières de purification. La tabersonine pure, cristalline fond à 880C, 20 présente une rotation optique spécifique de (oye) 20 = -360 t 5 Zanis l'éthanol) est très soluble dans les solvants organiques mais insoluble dans l'eau. le chlorhydrate cristallin préparé à partir de tabersonine pure fond à 190-195 C avec décomposai, tion, présente un pouvoir rotatoire spécifique de (&alpha;)20 = -320 D # 5 (dans lthétanol), est relativement bien soluble dans l'eau mais difficilement soluble dans l'acide chlorhydrique. On conduit comme suit le procédé selon la présente invention : On broie des follicules mQrs ou des graines décortiquées d'Amsonia tabernaemontana ou Rhazya orientalis, on extrait avec un alcool aliphatique inférieur, on passe l'extrait alcoolique dans une colonne échangeuse de cations sous la forme R+, on élue l'alcaloïde absorbé de la colonne échangeuse de cation avec un agent d'élution acide, de préférence un mélange d'un alcool aliphatique inférieur et d'un acide et (a) on neutralise l'éluat acide, on chasse l'alcool par distillation, facultativement après addition d'un hydrocarbure aromatique, on décolore la solution du résidu sec ainsi obtenu dans un hydrocarbure aromatique ou la solution dhydrocar- bure aromatique, elle même obtenue comme résidu, on chasse l'hy- drocarbure aromatique par distillation, facultativement après l'addition d'un alcool formait un mélange azéopique avec le benzène ou d'un point d'ébullition supérieur à celui du benzène, on ensemence facultativement la solution du résidu sec dans un alcool formant azéotrope ou dans un alcool de point d'4bulli- tion supérieur à celui du benzène, ou la solution elle-meme obtenu nue comme résidu, et la tabersonine cristallise de la solution ou, si on le désire, on ajoute en acide, de préférence l'acide chlorhydrique, à cette solution alcoolique et la tabersonine cristallise sous laforme de son sel, de préférence sous la forme de son chlorhydrate, ou bien (b) on dilue ltéluat acide avec de l'eau, on acidifie pour une teneur en acide de 0,1 à 2 N, et le sel approprié de tabersonine cristallise de la solution. Dans le procédé selon la présente invention , on utilise de préférence des échangeurs de cAtions du type acide sulfonique. Comme agents d'élution, on utilise de préférence le méthanol ou l'éthanol contenant 0,1 à 1 N, de préférence 0,6 à 0,8 N d'acide chlorhydrique ou sulfurique. L'agent ddco- lorant particulièrement préféré est l'oxyde d'aluminium. Le procédé selon la présente invention est expliqué en plus amples détails à l'aide des exemples mn limitatifs suivants : EXEMPLE 1-. On décortique des follicules secs bien développés d'Amsonia tabernaemontana, récoltés en octobre, on sépare les graines et on élimine les péricarpes. On broie les graines pour une dimension particulaire de 0,5 à I mm, on trempe 1 kg de matière broyée ainsi obtenue pendant 12 heures dans 3 litres de méthanol, on extrait ensuite pendant 12 autres heures avec 25 lites de méthanol à 400C. L'extrait alcoolique ainsi obtenu de volume de 25 litres environ contient 150 g de matière sèche. La portion principale de la matière extraite est constituée de substances huileuses et cireuses. L'extrait méthanolique contient seulement des traces d'autres alcaloides outre la tabersonine. On sépare la tabersonine de l'extrait et on la sépare de la majorité des autres matières d'accompagnement non basiques, en utilisant un échangeur de- cations sous la forme H. Dans ce but, on utilise une résine échangeuse de cation du-type Varion (polystyrène-divinyl-benzène)-acide sulfonique. On introduit 220 g de résine sèche sous la forme On fait passer l'extrait méthanolique dilué de 25 litres en volume à travers la colonne échangeuse d'ion à 253O0C et à raison de 0,9 1/heure. L'effluent ne contient pas d'aicalolde, mais contient environ 90% des substances d'accompagnement originellement présentes. Cette solution est régénérée par traitement avec du charbon activé, ensuite, on la filtre et on la ré-utllise dans l'extraction sans distillation. On rince la colonne échangeuse d'ions avec du eétha- nol et on élue à la température ambiante avec de l'acide chlo hydrique 0,8 N dans du méthanol aqueux à 90%. On fait passer l'agent d'élution dans la colonne à raison de 2IO ml/heure et on poursuit l'élution jusqu'à ce qu'on obtienne un effluent exempt de tabersonine. le volume d'éluat ainsi obtenu est d'environ 2 litres. Ensuite, on rince la colonne avec du méthanol et on utilise directement sans autre pré-traitement pour le traitement de l'extrait suivant. On ajoute de l'oxyde de calcium en quantité équivalente à la teneur en acide chlorhydrique, à l'élut acide et on agite le mélange pendant une heure. On sépare par filtration les substances solides insolubles et on neutralise le filtrat à pH 5 environ avec une résine échangeuse d'anions du type Varion sous forme OH . On mélange la solution méthanolique neutre avec I litre de benzène, on chasse le méthanol de la solution par distillation, et on évapore la solution benzènique résiduelle à 100 ml. On dilue le concentré benzènique avec un égal volume d'éther de pétrole et on décolore la solution avec 50 g d'alumine (qualité d'activité II Brockmann).On concentre la solution décolorée presque incolore sous dépression on dilue le résidu sirupeux avec 50 ml de méthanol, on chasse le résidu de benzène et on évapore la solution méthanolique à 25 ml et on laisse reposer à OOC pendant 12 heures. On sépare par filtration les cristaux en forme de petites briques, incolores, on rince avec une petite quantité d'éthanol froid et on sèche à la température ambiante. On obtient 6,10 g de tabersonine cristalline, point de fusion 88 C,( )D0= -3600 (dans l'éthanol). Le chlorhydrate du produit fond à 19500 environ avec décomposition ()20 3250 (dans l'éthanol). On mélange la liqueur mère de tabersonine cristalline avec 90 ml d'acide chlorhydrique I N, et non laisse reposer pendant encore 12 heures à 0 C. Il se sépare 3,35g de chlorhydrate de tabersonine sous le forme d'aiguilles cristallines ()20= 3000 (dans méthanol; On dissout ces 3,35 g de chlorhydrate de tabersonine obtenus comme seconde récolte dans 50 ml d'éthanol, on ajoute à la solution une résine échangeuse d'anion du type Varion sous la forme Oye ) en quantité équivalente à la teneur en acide chlorhydrique et on agite le mélange pendant une heure. On sépare la résine par filtration, on rince à l'éthanol et on évapore le filtrat et le lavage combinés à un volume de 10 ml sous dépression. On laisse reposer le concentré à OtC pendant 12 heures, il se sépare 2,15 g de tabersonine cristalline, point 20 de fusion 880C. (&alpha;)D = -360 (dans l'éthanol). le rendement total en tabersonine cristalline est de 8,25 g/kg de graines broyées. EXEMPTS 2 0n-broiedes follicules mûrs mais non encore séchés d'Amsonia tabernaemontana et on sèche à l'air. La dimension particulaire de la substance broyée est de O,5 à 1 mm. On trempe 1kg de substance broyée, séchée à l'air (constituée par 0,67 kg de graines broyées et 0,33 Kg de péricarpes broyés), dans 3 litres de méthanol pendant 12 heures à la température ambiante, ensuite on poursuit l'extraction en percolateur avec 25 litres de méthanol pendant 12 heures supplémentaires à la température ambiante. On retire la tabersonine de l'extrait méthanolique avec un échangeur de cation comme il est décrit à l'exemple I. On élue la colonne avec de l'acide sulfurique 0,7 N dans du méthanol aqueux à 90%, on ajoute un échangeur d'anion du type Varion (sous forme OH) à ltéluat en quantité équivalente à la teneur en acide sulfurique et on agite le mélange. On fait passer la tabersonine de la solution neutre dans du benzène et on décolore la solution benzénique. On passe la tabersonine dans méthanol à partir de cette solution benzènique comme décrit à l'exemple 1. La solution éthanolique, d'un volume de 50 ml environ est mélangée avec 150 ml d'acide chlorhydrique 1 N et on cristallise la tabersonine en conservant cette solution à OOC pendant 12 heures. On sépare la substance par filtration, on lave avec de l'acide chlorhydrique 1 N et on sèche sous vide à la température ambiante jusqu'à poids constant. On obtient 7,5 g de chlorhydrate de tabersonine sous la forme d'aiguilles cristallines blanches 20 = 3150 (dans ltéthanol). On dissout les 7,5 g de chlorhydrate de tabersonine ainsi obtenus dans 100 ml d'éthanol, on neutralise la solution comme décrit à l'exemple 1, on évapore le filtrat à 25-ml et on laisse le concentré reposer à 0 C pendant 12 heures. Il se sépare de la solution 4,5 g de tabersonine cristalline, point de fusion 88 C. (&alpha;)D20 = -360 (dans l'éthanol). On évapore la liqueur-mère à un--volume de 5ml environ et on refroidit le concentré. On obtient I,2 g de tabersonine cristalline comme seconde récolte. Point de fusion 880C, 20 = -3600. la 'D quantité totale de tabersonine cristalline obtenue-dans ce pro- cédé est de 5,7 g. EXEMPLE 3. On broie des graines mûres séchées de thazya orientalus et on traite 200 g de substance broyée comme décrit à ltexemple 2. On obtient I,9 g de chlorhydrate de tabersonine cristallin ( )20 = 3050 (dans l'éthanol). On transforme le chlorhydrate en base libre comme décrit à l'exemple 1. On obtient 1,5 g de tabersonine cristalline, point de fusion 880C, 20 = -3600 (dans l1éthanol). EXEMPLE 4. On procéde essentiellement comme décrit à l'exemple 1, à ceci-près que l'on dilue l'éluat acide avec 1 litre d'eau et on évapore la solution obtenue à un volume de 1,6 litre. Le chlorhydrate de tabersonine cristallise dans le concentré obtenu. On obtient 10,05 g de chlorhydrate de tabersonine brute 20 = -300 (dans l'éthanol). EXEMPLE 5. Pour permettre de démontrer le progrès technique du procédé selon la présente invention, dans une expérience comparative, on sépare la tabersonine comme il est décrit dans Acta Chim. Acad. Sci. Hung. 67 (1), 71-76 ( I97I). On conduit le procédé comme suit On broie des graines mûres, sèches d'Amsonia tabernaemontana et on extrait 1,81 kg de substance broyée avec I,8 litre de benzène. On secoue l'extrait benzénique avec 5 x 500 ml d'acide sulfurique à2, on rend alcaline la solution d'acide sulfurique et on extrait les alcaloïdes libérés dans 5 x 200 ml d'éther. On évapore l'extrait éthéré, on dissout le résidu dans I00 ml de méthanol, on ajoute 200 ml d'acide chlorhydrique 1 N, le chlorhydrate de tabersonine cristallise : on obtient 18,4 g 20 de chlorhydrate de tabersonine (&alpha;)D = -295 (dans l'éthanol). On dissout le chlorhydrate but ainsi obtenu dans 150 ml de méthanol et on ajoute 300 ml d'eau et 40 ml d'acide chlorhydrique à la solution. On obtient 15,8 g de chlorhydrate 20 de tabersonine de plus grande pureté (&alpha;)D = -3050 (dans ltéthanol). Par traitement du chlorhydrate de tabersonine obtenu comme décrit à l'exemple 1, on obtient 12,0 g de tabersonine 20 cristaline, point de fusion 88 C (&alpha;)D = -3600 (dans l'éthanol). Cette quantité correspond à un rendement de 6,6 g de tabersonir ne par kg de matière première. REVENDICATIONS I. Procédé de séparation de tabersonine provenant d'Amsonia taberneemontana ou Rhazya orientalis, facultativement sous la forme de son sel, caractérisé en ce qu'on broie des follicules mûrs ou des graines décortiquées d'Amsonia tabernaemontana ou de Rhazya orientalis, on extrait avec un alcool aliphatique inférieur, on fait passer l'extrait alcoolique à travers une colonne échangeuse de cation sous la forme H+v on élue l'alcalolde adsorbé dans la colonne écban- geuse de cation, avec un agent d'élution acide, de préférence avec un mélange d'alcool aliphatique inférieur et un acide et (a) on neutralise ltéluat acide, on chasse l'alcool par distillation, facultativement après addition d'un hydrocarbure aromatique on décolore la solution du résidu sec ainsi obtenu dans un hydrocarbure aromatique ou la solution dthydrocarbure aromatique elle-même obtenue comme résidu, on chasse par distillation I'hydrocarhure aromatique, facultativement après addition d'un alcool formant un mélange azéotropique avec le benzène ou présentant un point d'ébullition supérieur à celui du benzène, on enseeence facultativement la solution du résidu sec dans un alcool formant azéotrope ou dans un alcool dont le point d'ébullition est supérieur à celui du benzène, ou la solution alcoolique elle-même obtenue comme résidu ou, si on le désire on ajoute un acide, de préférence l'acide chlorhydrique à cette solution alcoolique et la tabersonine cristallise sous la forme de son chlorhydrate, ou bien (b) on dilue l'é- luat acide avec de liteau, on acidifie pour une teneur en acide de O,I à 2 N et le sel approprié de tabersonine cristallise de cette solution. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un échangeur de cation du type acide sulfonique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'élution est le méthanol ou 11éanol oontenant 0,1 à 1Nde préféce 3,6 à 0,8 N d'acide chlorhydrique ou sulfurique. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que I'alcool formant azéotrope aveû le benzène est méthanol. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent décolorant est l'alumine.