Brevet FR2397415A1 — publié le 19790209

La présente invention, élaborée au Centre de Recherche Pierre Fabre et à la réalisation de laquelle a participé M. R. Tarroux, est relative à un nouveau procédé d'extraction qui permet d'obtenir la tétrahydroalstonine avec d'excellents rendements. Le produit est un alcaloïde indolique répondant à la formule ci-dessous et a' l'appellation : Méthoxy carbonyl 16 didehydro 16 - 17 - K méthyl 19 - oxayohimbane (20 g ). Stereoisomere en position 20 de la raubasine, il est décrit comme ayant des activités adrénolytiques (Brevet Fr. 1 397 537), hypoglycémiantes (G.H. Svoboda et Coll. Lloydia 27 (1964), 361), antihyperglycémiantes (travaux de Kocalski - J. Pharm. Sci. 1972 - 61 (8) - 1202 - 05 > et vasodilatatrices cérébrales (Brevet Allemagne de ltOuest 25 43 004). Présent dans diverses Apocynacées (Alstonia, Rauwolfia Catharanthus, Uncaria), on le retrouve aussi sous forme non hydrogénée (alstonine) dans ces memes espèces. Les techniques initialement utilisées pour la fabrication de la tétrahydroalstonine passaient tout d'abord par l'isolement intermédiaire de la base anhydronium, c'est-à-dire ltalstonine, obtenue à partir d'extraits de substances végétales des espèces de Rauwolfia. Cet isolement présentait de nombreuses difficultés pratiques et ne s'effectuait qu'avec des pertes considérables dues en particulier à llinstabilité de l'alstonine. Ultérieurement,il a été proposé un procédé (Brevet Fr. I 397 537) qui, partant des espèces Rauwolfia ou de leus extraits, consistait à éliminer par extraction liquide - liquide, les alcaloldes bases secondaires ou tertiaires (phase organique) et permettait ainsi d'obtenir un mélange de bases anhydronium en phase aqueuse. La réduction de ces bases anhydronium conduisait à un produit que l'on purifiait par de nombreux traitements liquide liquide et par chromatographie sur colonne Un tel procédé constitue donc une amélioration par rapport à la technique antérieure préalablement citée, mais entraine néanmoins la perte systématique de toute la tétrahydroalstonine préexistante dans la plante, lors de ltélimination des bases tertiaires. La présente invention a pour objet un procédé de preparation de tétrahydroalstonine à partir d'espèces végétales de la famille des Apocynacées, qui permet d'éviter les inconvénients de la technique antérieure et conduit donc à des rendements industriels élevés. Ce procédé se caractérise par le fait que l'on effectue les diverses opérations successives suivantes :: - Extraction alcoolique ou hydroalcoolique directe des espèces végétales de la famille des Apocynacées, - Concentration de l'extrait alcoolique obtenu, - Réduction complète de la totalité dudit extrait alcoolique concentré obtenu, - Elimination de la majeure partie de la raubasine par filtration, la tétrahydroalstonine restant en totalité en solution dans la phase or organique, - Traitement de la solution organique après filtration de la raubasine de façon à obtenir la précipitation d'un ensemble d'alcaloïdes enrichi en tétrahydroalstonine que nous appellerons pour cela tétrahydroals- tonine brute" - Première purification de la tétrahydroalstonine brute ci-dessus par précipitation sous forme de citrate, - Deuxième purification par traitement du citrate de tétrahydroalstonine avec méthanol à 95" G L. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'extraction est effectuée au moyen d'un solvant choisi parmi les alcools aliphatiques contenant de 1 à 4 atomes de carbone et de leurs mélanges avec de l'eau dans des proportions allant sensiblement de 0 à 50 %. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la réduction complète de la totalité de l'extrait alcoolique concentré est effectuée au moyen de borohydrure d'un métal alcalin en particulier de sodium ou de potassium. Selon une autre caractéristique de la présente invention, ladite réduction par le borohydrure de métal alcalin est conduite en présence de butanol ou d'isobutanol et an présence d'eau, le pH de la solution d'extrait alcoolique étant amené à une valeur sensiblement comprise entre 10 et 12 à l'aide d'un agent alcalin. Selon une autre caractéristique de la présente invention après achèvement complet de l'opération de réduction, on concentre le milieu réactionnel de manière à évaporer le méthanol, méthanol ou le propanol éventuellement présent en vue de provoquer la précipitation de la plus grande partie de la raubasine que l'on peut ainsi éliminer par filtration. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la phase organique obtenue après séparation de la raubasine, est diluée à l'aide d'hexane et extraite en liquide - liquide par une solution aqueuse d'acide phosphorique. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la phase phosphorique est concentrée de manière à éliminer les solvants dissous et une fraction alcaloïdquXtétrahydroalstonine brute) est précipitée par neutralisation à l'aide d'une solution alcaline. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la tétrahydroalstonine brute préalablement séchée et broyée est traitée par le chloroforme en présence de Silice, et les filtrats obtenus concentrés sur du butanol anhydre. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la phase butanolique précédente filtrée est diluée par du butanol saturé d'eau et une solution aqueuse d'acide citrique de façon à provoquer la précipitation du citrate de tétrahydroalstonine. Selon une autre caractéristique de la présente invention, on procède à une purification dudit citrate de tétrahydroalstonine par traitement dans l'éthanol à ébullition. Le procédé, objet de la présente invention, met donc en oeuvre la réduction de l'alstonine directement sur l'extrait brut de diverses Apocynacées dès la première phase de l'extraction, sans faire appel à une quelconque purification. Dans de nombreux cas, la quantité de tétrahydroalstonine native dans le végétal représente une part importante de la tétrahydroalstonine poten tielle, ce qui rend le procédé, objet de la présente invention, préférable à ceux utilisant une séparation préalable d'une fraction de bases anhydronium, Conformément au procédé de la présente invention, la Tétrahydroalstonine totale provenant de 1' alstonine et de la Tétrahydroalstonine native se trouve donc traite globalement. Le procédé objet de la présente invention peut être subdivisé en 5 étapes essentielles : 1ère e étape : Extraction du véssétal Cette première étape consiste en une extraction directe de la plante par des alcools aliphatiques contenant de 1 à 4 atomes de carbone ou par leurs mélanges avec de l'eau dans des proportions allant sensiblement de 0 à 50. %. Pareille extraction peut être effectuée à partir des racines et/ou des écorces de racines et/ou des tiges d'Apocynacées.Les espèces végétales de la famille des Apocynacées qui sont susceptibles d'être traitées par le procédé objet de la présente invention, sont choisies parmi les espèces Vinca ou Catharanthus, en particulier du type rosea, lancea et trichophyllus, les espèces Rauwolfia en particulier de type canescens, obscura, vomitoria et analogues et les espèces Alstonia, en particulier de type Alstonia constricta. Conformément au procédé de l'invention, cette étape d'extraction peut, par exemple, être effectue'a de façon avantageuse avec le méthanol et/ou ltéthanol sans devoir faire appel à une quelconque opération de dégraissage préalable par un solvant apolaire du type hexane, cyclohexane, benzène, toluène, etc...Dans la pratique, outre le méthanol et méthanol, il est également possible d'obtenir une extraction complète de l'alstonine et de la tétrahydroalstonine par le butanol, l'isobutanol et le propanol à ébullition. I1 convient par ailleurs de noter que des solutions alcooliques de ces solvants contenant de o à 50 % environ d'eau conduisent également à de bons rendements d'extraction. 2ème étape : Réduction de l'extrait alcoolique total concentré : Cette étape de réduction a par exemple été réalisée de façon avantageuse au moyen d'un borohydrure d'un métal alcalin, en particulier du borohydrure de sodium ou de potassium, dans un solvant tel que le méthanol. Dans ce cas particulier de réduction par le borohydrure, il est indis pensable, lorsque l'extrait alcoolique å mduire a été réalisé avec du méthanol, de méthanol ou du propanol, d'ajouter du butanol ou de l'iso- butanol, de liteau, ainsi qu'un agent alcalin tel que la soude et la potasse, de manière à amener le pH dans une zone sensiblement comprise entre 10 et 12. Si ces conditions ne sont pas respectées, c'est-à-dire si la réduction est réalisée directement sur le concentrat alcoolique sans addition de butanol ou d'isobutanol et sans modification du pH, la formation de mousses est telle que la vitesse d'addition du borohydrure devient extrêmement limitée et que le réacteur ne peut plus travailler qu'en productivité très réduite. il convient de noter ici que la fin de la réduction peut être suivie par -des techniques très simples et sensibles, telles que la chromatographie en couche mince. Après avoir vérifié que la réduction est complète, le milieu réactionnel est concentré de façon à évaporer le méthanol ou méthanol éventuellement présent. L'extrait hydrogéné est alors constitué d'un milieu hétérogène, duquel la raubasine précipite au fur et à mesure de la concentration. Cette raubasine est éliminée facilement par simple filtration ou essorage, la totalité de la tétrahydroalstonine restant en solution organique. 3ème étape : Obtention de la tétrahydroalstonine brute La phase organique obtenue dans l'étape précédente est additionnée d'un demi-volume d'hexane puis extraite en liquide - liquide 2 fois par une solution d'acide phosphorique. La phase phosphorique est alors concentrée de manière à éliminer les solvants dissous-l puis neutralisée par une solution de soude. La masse alcaloïdique qui précipite est isolée par filtration puis séchée en étuve ventilée. Elle constitue la tétrahydroalstonine brute. Cette étape permet : - Une purification importante (suppression des produits liposolubles et des produits hydrosolubles résiduels non basiques), - Un stockage sous forme concentrée, solide et non dégradable des alca loïdes autres que la raubasine contenus dans la plante; une tonne de racines fournit environ 10 kg d'alcaloïdes totaux, - D'obtenir quantitativement la tétrahydroalstonine dans le totum alca loïdique précipité 4ème étape : Obtention du citrate de tétrahydroalstonine : La tétrahydroalstonine brute obtenue lors de la troisième étape est finement broyée puis extraite 2 fois par du chloroforme en présence de silice. Les filtrats chloroformiques groupés sont ensuite concentrés en presence de butanol jusqu'à élimination complète du chloroforme. Après refroidissement, un produit précipité est éliminé par filtration, la tétrahydroalstonine restant dans la phase organique. Le citrate de tétrahydroalstonine est alors obtenu de façon avantageuse sous forme cristalline par dilution de cette dernière phase à l'aide de butanol saturé d'eau et addition d'une solution d'acide citrique, le mélange obtenu étant maintenu à lOoC. Sème étape : Purification du citrate de tétrahydroalstonine Cette purification consiste en une mise en suspension dans méthanol pur à ébullition. Après refroidissement, la poudre blanche obtenue est séchée. Elle constitue le citrate de tétrahydroalstonine pur monohydrate. Comparativement aux techniques d'extraction de tétrahydroalstonine précédemment connues, le procédé objet de la présente invention présente les avantages déterminants suivants - Inutilite d'effectuer un dégraissage de la planta, - Réduction directe de l'extrait, ce qui évite les pertes inhérentes à d'éventuels traitements intermédiaires destinés par exemple à obtenir une fraction de base anhydronium (très grande instabilité de l'alstonine), - Suppression des techniques de purification par chromatographie sur colonne qui mettent en oeuvre de grandes quantités de solvants, d'ab sorbants et qui sont longues et coûteuses, - Possibilité d'obtenir conjointement par cette technique la raubasine (Voir Brevet P. Fabre S.A.Fr. 77/3209) d'où une meilleure rentabilité de l'extraction, - Obtention d'un citrate de tétrahydroalstonine pur dont toutes les pro priétés physicochimiques correspondent à la définition de l'alcaloïde. Le procédé objet de la présente invention est décrit plus en détail dans les quelques exemples non limitatifs suivants : I. Extration du végétal : I.1) Exemple type 10 kg de racines de Vinca rosea titrant 0,38 % en tétrahydroalstonine totale (alstonine + tétrahydroalstonine), convenablement broyées, sont extraits avec 70 litres de méthanol à l'ébullition pendant environ 3 heures. Après séparation de l'extrait, une seconde et une troisième extraction sont effectuees dans les mêmes conditions, lé troisième extrait étant recyclé pour l'opération suivante. Les extraits alcooliques sont alors concentrés à pression atmosphérique jusqu'à un faible volume d'environ 2 à 4 litres. 1.2) Première variante Une variante de l'exempleiî) consiste en une extraction par l'isobutanol en soxhlet pendant 6 heures, la concentration éventuelle de l'extrait s'effectuant dans les mêmes conditions que celles indiquées précédemment; 1.3) Deuxième variante : Une autre variante de l'exempleiî) consiste en 3 extractions successives au butanol saturé d'eau à l'ébullition, d'environ 3 heures chacune, et dans les proportions -indiquées à ltexempleL1). Le troisième extrait hydroalcoolique se trouve également recyclé en vue de l'opération suivante. Les 2 premiers extraits hydroalcooliques sont regroupés et concentrés à un volume d'environ 4 litres. 1.4) Troisième variante L'extraction peut également être effectuée comme indiqué à l'exemple E,3) avec de l'isobutanol saturé d'eau. On obtient d'une manière semblable à l'exemple 1) un concentrat isobutanolique. 11. Etape de réduction : 11.1) Exemple type : Le concentrat méthylique obtenu à l'exemple I.1) est dilué avec 20 % d'eau et 40 % de butanol et le pH de cette solution est ajusté à une valeur environ égale à 11 par addition de lessive de soude. On ajoute alors lentement et en 3 fractions une solution de 53 g de borohydrure de potassium dans 0,424 litre d'eau rendue basique par 20 ml de lessive de soude. Après 2 heures d'agitation, la fin de la réaction est facilement contrôlée par chromatographie en couche mince par exemple. Le pH est alors amené à une valeur environ égale à 8, par exemple au moyen d'une solution phosphorique à 5 % puis le méthanol est évaporé.Après refroidissement, le mélange est soumis à une filtration qui permet d'éliminer la majeure partie de la raubasine, la tétrahydroalstonine restant en totalité dans la phase organique. If.2) Première variante Le concentrat obtenu à l'exemple 1.1) est dilué par 20 % d'eau, 20 % de butanol, ajusté à un pH égal à 12 à l'aide de lessive de soude, et ad ditionne de la solution de borohydrure, comme précédemment à l'exemple II.ll. Après neutralisation et concentration, la raubasine brute -préci- pite. Elle est éliminée par essorage comme précédemment, la tétrahydroalstonine restant en solution organique. II.3) Deuxième variante Le concentrat butanolique obtenu à l'exemple I*3) est dilué de méthanol (20 %) et d'eau (20 %) et la solution ajustée à un pH égal à 10. La réduction et la fin de cette étape de réduction sont effectuées comme précédemment (Voir exemple type II.1)). II.4) Troisième variante La réduction-est effectuée comme dans l'exemple II.3) mais à partir du concentrat isobutanolique obtenu à l'exemple 1.4). III. Obtention de la tétrahydroalstonine brute Les phases organiques surnageantes (environ 2,5 1) obtenues en Il.1), II.2), II.3) ou Il.4) sont additionnées d'un demi-volume d'hexane (environ 1,25 1) puis extraites en liquide -liquide 2 fois par 2,5 l d'une solution d'acide phosphorique à 2,5 % (2,5 ml d'acide phosphorique d = 1,70 complétés à 100 ml avec de l'eau distillée). Les phases phosphoriques groupées sont ensuite concentrées de moitié de manière à éliminer les solvants dissouts, puis l'ensemble est neutralisé par addition d'une solution de soude. Le précipité est isolé par filtration, lavé 2 fois paru,2 litre dteau, puis séché en étuve ventilee à 90 C. Ce produit constitue la tétrahydroalstonine brute, représente environ 1,2 % du poids des racines traitées et titre approximativement 25 % en tétrahydroalstonine. IV. Obtention du citrate de tétrahydroalstonine La masse alcaloidique (120 g) obtenue en III est broyée puis mise en suspension dans 0,96 litre de chloroforme. Sous agitation, on ajoute 120 g de silice 60 -60 - 230 mesh), maintient l'agitation pendant 5 mn puis filtre sur fritté n" 4. Le solide filtré est alors soumis à une deuxième extraction identique par du chloroforme. Les filtrats chloroformiques groupés sont ensuite concentrés en présence de 0,4 litre de butanol jusqu'à élimination complète du chloroforme. Après repos à 10 C pendant 14 heures, la solution butanolique est filtrée et le précipité obtenu éliminé. A la solution butanolique, on aJoute consécutivement 0,24 litre de butanol saturé d'eau et 0,096 1 de solution citrique contenant 30 g d'acide citrique pur. Après repos 3 heures à la température de 10 C, le cristallisat.de citrate de tétrahydroalstonine est récupéré par filtration sur fritté nO 2, lavé directement sur le fritté par 0,2 litre de butanol saturé d'eau préalablement porté à 10 C et essoré au mieux. V. Purification du citrate de tétrahydroalstonine Le cristallisat de citrate de tétrahydroalstonine obtenu en IV est repris dans 0,72 litre d'éthanol à 950 à ébullition pendant 5 mn. Après refroidissement à iOOC, on récupere par filtration un produit blanc que l'on lave par 80 ml d'éthanol pur puis sèche à 700 sous 20 mm de Hg. Poids obtenu : 33,5 grammes. Ce produit constitue le monohydrate de citrate de tétranydroalstonina pur et possède les caractéristiques suivantes -Examen chromatographique : Monotache Rf = 0,79 dans le système silice et méthanol Ether éthylique - Hexane (20 - 80 - 120) Dans ce même système, la raubasine a un -Rf de 0,57. - Titre perchlorique : 99,6 X - Spectre UV : max 289, 281, 272 nm. - Point de fusion : 2500C (avec décomposition). - Analyse élémentaire : C H N % H20 Théorie 57,64 % 6,09 % 4,98 % 3,2 % Trouvé 57,70 % 5,93 % 5,05 % 3,1 % Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux modes de mise en oeuvre précédemment décrits, mais il est parfaitement possible d'imaginer diverses variantes de ce procédé d'extraction, permettant d'obtenir la tétrahydroalstonine sous forme de citrate et, partant de là, à l'aide des méthodes connues, la tétrahydroalstonine base, ses sels et dérivés. Revendications 1) Procédé de préparation de tétrahydroalstonine à partir d'espèces végétales de la famille des Apocynacées, caractérisé par le fait que l'on effectue les diverses opérations successives suivantes - extraction alcoolique ou hydroalcoolique directe desdites espèces vé gétales, - concentration de ltextrait alcoolique obtenu, - réduction complète de la totalité dudit extrait alcoolique concentré obtenu, - le précipité de raubasine étant éliminé par filtration, traitement de la phase organique de façon à obtenir la tétrahydroastonine brute, - traitement de la tétrahydroalstonine brute en phase organique de fa çon à obtenir le citrate de tétrahydroalstonine, - reprise du citrate de tétrahydroalstonine à l'aide d'éthanol à 950 de façon à obtenir un produit pur. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'extraction alcoolique ou hydroalcoolique est directement appliquée à des racines et/ou des écorces de racines et/ou des tiges d'Apocynacées. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les espèces végétales de la famille des Apocynacées traitées sont choisies parmi les espèces Vinca ou Catharanthus, en particulier de type rosea lancea ou trichophyllus, les espèces Rauwolfia, en particulier de type canescens, vomitoria, serpentina et analogues et les espèces Alstonia, en particulier de type constricta. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'extraction est effectuée au moyen d'un solvant choisi parmi les alcools aliphatiques contenant de 1 à 4 atomes de carbone et leurs mélanges avec de l'eau dans des proportions d'environ O à 50 h. 5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que la réduction complète de la totalité de l'extrait alcoolique concentré est effectuée au moyen de borohydrure d'un métal alcalin, en particulier de sodium ou de potassium. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite réduction par le borohydrure de métal alcalin est conduite en présence de butanol ou d'isobutanol et en présence d'eau, le pH de la soluion d'extrait alcoolique étant amené à une valeur sensiblement comprise entre 10 et 12 à l'aide d'un agent alcalin. 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'après achèvement complet de l'opération de réduction, on règle le pH à une valeur voisine de 8. 8) Procédé selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'après achèvement complet de l'opération de réduction, on concentre le milieu réactionnel de manière à évaporer le méthanol ou méthanol éventuellement présent,=, en vue de provoquer la précipitation de la raubasine brute que l'on élimine par filtration. 9) Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que la phase organique surnageante obtenue après réduction est additionnée d'hexane et extraite en liquide-liquide par une solution phosphorique. 10) Procédé selon la revendication 9 caractérisé par le fait que les solutions phosphoriques groupées sont concentrées de manière à éliminer les solvants et neutralisées à l'aide d'un agent alcalin de façon à précipiter une masse alcaloidique appelée tétrahydroalstonine brute. 11) Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé par le fait que la tétrahydroalstonine brute broyée et séchée est traitée par le chloroforme en présence de silice. 12) Procédé selon la revendication Il caractérisé par le fait que les filtrats chloroformiques sont concentrés en présence de butanol anhydre jusqu'à élimination du chloroforme, les jus butanoliques refroidis étant ensuite filtrés. 13) Procédé selon la revendication 12 caractérisé par le fait que les filtrats butanoliques sont additionnés de butanol saturé d'eau puis d'une solution citrique permettant ainsi la cristallisation du citrate de tétrahydroalstonine. 14) Procédé selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que le citrate de tétrahydroalstonine ainsi obtenu est traité par llétha- nol pur à ébullition puis filtré après refroidissement à 10 C. 15) Procédé selon la revendication 14 caractérisé par le fait que le précipité de citrate de tétrahydroalstonine obtenu après traitement dans méthanol à 95" est séché sous vide à une température de l'ordre de 70 . 16) Citrate de tétrahydroalstonine obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 15. 17) Procédé de fabrication de sels et dérivés de tétrahydroalstonine autres que le citrate, mettant en oeuvre l'une des revendications 1 à 15.