Brevet FR2435475A1 — publié le 19800404

La présente invention, élaborée au Centre de Recherches PIERRE FABRE-, et à la réalisation de laquelle ont participé Messieurs R. TARROUX et--M.VINATIER, est relative à un nouveau procédé d'extraction qui permet d'obtenir la raubasine à 11 échelle industrielle avec d'excellents rendements. Cet alcaloïde également appelé ajmalicine, delta-yohimbine, tétrahydroserpentine, vincéine ou vincamine, est un alcaloide indolique répondant à la formule Cet alcaloide est utilisé en thérapeutique pour ses propriétés adrénolytiques, anti-hypertensives et vasodilatatrices cérébrales. La raubasine entre donc dans la composition de divers médicaments destins au traitement de maladies humaines et/ou animales. Les techniques initialement utilisées pour la fabrication de la raubasine passaient tout d'abord par l'isolement intermédiaire de la base anhydronium-, ctest-à-dire de la serpentine, 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 considé- rables. Ultérieurement, il a été proposé un procédé qui, partant des espèces Rauwolfia ou de leurs extraits, consistait à éliminer par extraction liquide-liquide, les alcaloides bases secondaires ou tertiaires (phase organique) et qui permettait ainsi d'obtenir un mélange de bases anhydronium en phase aqueuse. La réduction de ces bases anhydroni.u.rn 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 entrasse néanmoins la perte systématique de toute la raubasine pré-existante dans la plante, lors de 11 élimination des bases tertiaires. On a enfin proposé d'extraire le Catharanthus roseus avec l'acide acétique dilué, puis d'effectuer une purification liquide-liquide directe qui permet de récupérer la raubasine originelle de la plante. Un tel processus conduit à un faible rendement en raison de l'absence d'une étape de réduction de la serpentine présente dans la plante. La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation de raubasine 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 très élevés. Ce procédé se caractérise par le fait que l'on effectue les diverses opérations successives suivantes : * extractioneicoclique ou hydroalcoolique directedes espèces végétales de la famille de-s Apocynacées * concentration de l'extrait alcoolique obtenu * réduction complète de la totalité dudit extrait alcoo lique concentré obtenu * séparation et purification de la raubasine brute ainsi obtenue, puis isolement de la raubasine pure. 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 leurs mélanges avec de l'eau dans des proportions allant sensiblement de O à 50 %. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la réduction complète de la totalité de ltextrait 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 présenc.e de butanol ou dtisobutanol et en 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 chasser le méthanol, méthanol ou le propanol éventuellement présent, en vue de provoquer la précipitation de la raubasine brute. Le procédé objet de la présente invention met donc en oeuvre la réduction de la serpentine directement sur l'extrait brut de diverses Apocynacées dès la première phase de ltex- traction, sans faire appel à une quelconque purification. En effet, dans de nombreux cas, la teneur en raubasine native dans le végétal peut approcher celle de la serpentine, ce qui rend le procédé objet de la présente invention infiniment préférable à ceux utilisant une séparation préalable d'une fracti-on de bases anhydronium, ainsi--qu'-à ceux qui négligent purement et sîmplement cette fraction. Conformément au procédé de la présente invention, la raubasine totale provenant de la serpentine et de la raubasine native se trouve donc traitée globalement. Le Le procédé objet de la présente invention peut donc autre subdivisé en les trois etapes essentielles suivantes lere étape : extraction du végétal Cette première~étape consiste en une extraction directe de la plante par des alcools aliphatiques contenant de 1 à 4 atomes de carbone ou parleurs mélanges avec de l'eau dans des proportions allant sensiblement de O à 50 S. Pareille extraction peut entre effectuée à partir des racines et/ou des écorces des racines et/ou des tiges d'Apocynacées.Les espèces végétales de la famille des Apocynacées, qui sont susceptibles autre traitées par le procédé objet de la présente invention, sont choisies parmi les espèces Vinca ou Catharanthus, en particulier du type rosea ou lancea, et les espèces Rauwolfia, en particu lier'de type canescens, vomitoria, serpentins et analogues. Contormément au procédé de l'invenbion~cette étape d'extraction peut par exemple etre effectuée de façon avantageuse avec le méthanol etJou l'éthanol sans devoir faire appel à une quelconque opération de dégraissage préalable par un solvant apolaire du type hexane, cyclohexane, benzène, toluène, trichloréthylène, etc.Bans la pratique, outre le méthanol et méthanol, il est également possible d'obtenir une extraction complète de la serpentine et de la raubasine par le butanol, l'isobutanol et le propanol à ltébullition. Il convient par ailleurs de noter que des solutions alcooliques de ces solvants contenant de O à 50 58 environ d'eau conduisent également à d'exceilents rendements d'extractìon. 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. Bans ce cas particulier de réduction par le borohydrure, il est indispensable, lorsque l'extrait alcoolique à réduire a été réalisé avec du méthanol, de l'éthanol ou du propanol, d.'ajouter du butanol ou de l'isobutancl, de l'eau ainsi qu'un agent alcalin tel 'que la soude et la potasse, de manière à amener le pH dans une zone sensi 'blement comprise entre 10 et 12. Si, dans le cas de la réduction par le borohydrure, 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 forination de mousses est telle que la vitesse d'addition du borohydrure devient extrêmement limitée et que le réacteur ne peut plus travailler qulen productivité très réduite. Il convient de noter ici que la fin de la réaction de réduction-peut entre 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 chasser le méthanol, méthanol et/ou le propanol éventuellement présent. L'extrait hydrogéné se trouve alors en phase hétérogène, de laquelle la raubasine a précipité au Iur et à mesure de la concentration. La récupération par exemple effectuée par essorage du précipité conduit ainsi à une raubasine brute titrant entre 40 et 75 On notera que la transformation de la serpentine en raubasine peut également-être effectuée par réduction cata- lytique, par exemple à l'aide de nickel Raney (voir brevet allemand n 960.024) ou encore à l'aide d'oxyde de .platine (voir Bader et Schwarz 1952). 3ème étape . purification La première purification de la raubasine brute consiste en une opération de cristallisation dans le butanol ou l'isobutanol. IVIalgré la complexité du milieu et la présence de nombreux produits colorés, on constate que cette opération est quantitative et conduit à un produit cristallin hautement purifié. Il a ensuite été constate qutune solution chloroformique ou chlorométhylénique de la raubasine obtenue précédemment se trouve remarquablement décolorée par un agent adsorbant tel que la silice, les impuretés étant retenues en surface alors que la raubasine reste en solution. Cette propriété a été mise à profit pour effectuer une seconde étape de purification de la raubasine. En effet, après solubilisation dans le chloroforme ou le chlorure de méthylène des cristaux obtenus du butanol ou de llisobutanol, on procède à une filt-ration sur une couche de silice. li convient ici de noter une variante de cette étape du procédé, consistant à mettre simplement la silice en sus- pension dans la solution chloroformique, puis à procéder à une opération d'essorage. Il est clair qu'un tel processus est nettement plus rapide et plues facile à transposer à l'échelon Industriel que les procédés connus précédemment à la présente invention lesquels nécessitaient ur.e chromatographie sur colonne. A partir des solutions obtenues après filtration sur silice, la raubasine est isolée par-concentration et précipitation à l'aide d'un solvant peu polaire tel quefl'hexane, l'éther de pétrole, l'éther isopropylique, le benzène, le toluène, etc., ou par concentration sur du butanol ou de l'isobutanol d'où elle recristallise. Après séchage sous vide à 1100C on obtient une poudre cristalline blanche de raubasine pure. Comparativement aux techniques d'extraction de raubasine précédemment connues, le procédé objet de la présente invention présente les avantages déterminants suivants * inutilité d'effectuer un dégraissage préalable de la plante * réduction directe de l'extrait, ce qui évite les pertes inhérentes à d'éventuels traitements in-termé- diaires destinés par exemple à obtenir une fraction de bases anhydronium * emploi de 2 à 4 solvants pour l'ensemble du procédé * suppression des techniques d'extraction liquide-liquide qui conduisent à des émulsions et à des pertes inévitables * suppression des techniques de purification par chromatographie sur colonne qui mettent en oeuvre de grandes quantités de solvants, d'absorbants et qui sont longues et coûteuses, et enfin * obtention d'une raubasine de grande pureté dont toutes les propriétés physico-chimiques correspondent à la définition de l'alcaloide Le procédé objet de la présente invention sera décrit plus en détail à propos des quelques exemples non limitatifs suivants. I- Extraction du véétal I-i) exemple tyte 10 kg de racines de Vinca rosea titrant 0,53 en raubasine totale (raubasine + serpentine), 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 effectuées dans les mêmes conditions, le troisième extrait étant recyclé pour l'opération suivante. Les extraits alcooliques sont alors concentrés à une pression atmosphérique jusqu'à un faible volume d'environ 2 à 4 litres. I-2) première variante Une variante de exemple I-1) consiste en une extraction par l'isobutanol en soxhlet pendant- environ 6 heures, la concentration éventuelle de l'extraits s'effectuant dans les mimes conditions que celles indiquées précédemment. I-3) deuxième variante Une autre variante de l'exemple I-1) consiste en trois extractions successives au butanol saturé d'eau à l'ébullition, d'environ 3 heures chacune, et dans les proportions indiquées à l'exemple I-1). Le troisième extrait hydroalcoolique se trouve également recyclé en vue de l'opération suivante. -Les deux premiers extraits hydroalcooliques sont regroupés et concentrés à un volume d'environ 4 litres 1-4) troisième variante L'extraction peut également etre effectuée comme indiqué à l'exemple I-3) avec de l'isobutanol saturé d'eau. On obtent d'une maniere semblable à l'exemple I-1) un concentrant isobu tanolîque. II- talle de réduction II-1-) exemple type Le concéntrat méthylique obtenu à l'exemple I-1) est dilué avec 20 ,%' d'eau et 40 % de butanol et le pH de cette solution se trouve ajusté à une valeur environ égale à 11 par addition de lessive de soude. On ajoute alors lentement et entrois-fractioes une solution de 53 g de borohydrure de potassium dans0,424 litre d'eau rendu basique par 20 ml de lessive de soude. Après 2 heures d'agitation, la fin de la réactIon est très facilement contrôlée par chromatographie en couche mince par exemple. Le pS est alors amené à une valeur environ égale à 8, par exemple au moyen d'une solution d'acide phosphorique à 54' > puis le.méthanol est éva poré. La raubasine brute qui précipite se trouve alors séparée par essorage. II-2) première variante Le concentrat obtenu à l'exemple I-i) est dilué par 20 % d'eau, 20 % de butanol, ajusté à un pH égal à 12 à l'aide de lessive de soude, et additionné, de la solution de borohydrure, comme précédemment à l'exemple II-1). Après neutralisation et concentration, la raubasine brute précipite. On procède à la séparation par essorage. 11-3) deuxième variante Le concentrat butanolique obtenu à l'exemple I-3) est dilué à l'aide de méthanol (20 o,) et d'eau (20 ,) et la solution ajustée à un pH égal à 10. La réduction est effectuée comme précédemment (voir exemple II-1) par addition de la solution de borohydrure de potassium. Après concentration et refroidissement à 50C la raubasine brute précipite. 11,;) troisième variante La réduction est effectuée comme dans exemple II-3), mais à paroir du concentrat iso'sutanolique obtenu à l'exemple '-4). III- étape de purification III-1) exemple type III-1-a) cristailisation dans le butanol ou l'iso butanol : La raubasine brute obtenue par l'exemple II-1) est séchée, puis mise en suspension dans Q,6 litre de butanol à l'ébullition. Le produit est ensuite abandonné trois heures à 5 C, puis essoré. Les cristaux obtenus sont constitués par la raubasine purifiée. III-1-b) filtration sur silice et précipitation dî la raubasine pure : La raubasine obtenue ci-dessus (exemple III-1-a) est solubilisée dans 2 litres de chloroforme. On décolore cette solution par filtration sur 25 g de silice. La solution incolore obtenue est concentrée à un faible volume, puis additionnée d'un excès d'hexane jusqu'à précipitation complète. Le précipité de raubasine pure est essoré, lavé à l'hexane et séché. Poids obtenu : 37 g - rendement par rapport à la plante 70 % Point de fusion : 264-265 C Titre-perchlorique : 99,6 % Spectre infra-rouge : conforme CCI;I : monotrace &alpha;D : -60 (C = 2 dans CHCl3) III-2) première variante La crstallisation dans le butanol (exemple III-1-a) peut être remplacée par une cristallisation dans l t isobutanol ef fectuée dans des conditions rigoureusement identiques. Le rendement et la qualité des produits sont tout à fait comparables. La suite du procédé reste inchangée. III-) deuxième variante Les raubasines brutes obtenues aux exemples II-1),II-2),II-3) ou II-4) sont recristallisées du butanol ou de l'isobutanol comme dans les exemples III-1-a) ou III-2). Ces raubasines peuvent être solubilisées dans du chloroforme et filtrées sur silice comme précédemment à l'exemple III-1-b). Après concentration du solvant à environ 0,1 litre on ajoute environ 0,5 litre de- butanol et on distille le reste du chloroforme. On laisse cristalliser une heure à environ 50C, on essore le cristallisat que l'on lave avec 0,05 litre de butanol, puis on sèche à poids constant. La raubasine obtenue est microcristalline et blanche. Le rendement es-t de 69 56 et la qualité semblable à celle de la raubasine obtenue à l'exemple 111-1-b). Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux modes de mise en oeuvre précédemment décrits, mais il est parfaitement-possible, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, d'imaginer diverses variantes de ce procédé d'er- traction de la raubasine. REVENDICATIONS 1) Procédé de préparatiola de raubasine à partir d'espèces végétales de la famille des poc;m2cées, caractérisé par le fait que l'on effectue les diverses opérations successives suivantes * extraction alcoolique ou hydroalcoolique directe desdites espaces végétales * concentration de l'extrait alcoolique obtenu réduction con-Jlète de la totalité dudit extrait alcoolique concentré obtenu * séparation et purIfication de la raubasine brute ainsi obtenue, puis isolement de la raubasine pure. 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' pocynacées. 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 ou lancea, et les espèces Rauwolfia, en particulier de type canescens, vomitoria, serpentine et analogues. 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 S. 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 solution 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 concentre le milieu réactionnel de manière à chasser le méthanol, l'éthanol et/ou le propanol éventuellement présent, en vue de provoquer la précipitation de la raubasine brute. 8) Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'après achèvement complet de l'opération de réduction, on règle le pH à une valeur égale à environ 8. 9) 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 du type catalytique, le catalyseur étant de préférence choisi parmi le nickel de Raney et l'oxyde de platine. 10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la purification de la raubasine brute est effectuée par cristallisation dans le butanol ou l'isobutanol. 11) Procédé selon la revendication -10, caractérisé par le fait que l'opération de cristallisation dans le butanol ou l'isobutauol est suivie par un traitement en solution chloroformique ou chîprométhylénique par une substance adsorbante, de préférence par de la silice, envue d'obtenir une solution décolorée de raubasine pure. 12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la solution décolorée ainsi obtenue est concentrée à un faible volume, puis additionnée d'un solvant peu polaire provoquant la précipitation de la raubasine pure en vue de sa récupération. 13) Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le solvant peu polaire est choisi parmi l'hexane, l'éther de pétrole, ltéther isopropyliquey le benzène et le toluène. 14) Frocdé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'isolement de la raubasine pure est obtenue par recristallisation dans le butanol ou l'isobutanol. 15) Procédé selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait que le précipité de raubasine pure est séché sous vide à une température de l'ordre de 1100C. 16) Raubasine obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 150