Brevet FR2460955A1 — publié le 19810130

La présente invention réalisée au Centre de Recherches Pierre Fabre a pour objet un nouveau procédé industriel d'iso- lement des alcaloïdes de l'ergot de seigle, en particulier de l'ergotamine et des alcaloïdes du groupe ergotoxine, qui sont des alcaloïdes utiles en thérapeutique humaine. Plusieurs procédés ont été décrits pour l'extraction des alcaloïdes de l'ergot de seigle, mais de façon générale ils se sont révélés inapplicables à une exploitation industrielle en raison de la grande instabilité des alcaloïdes et des faibles rendements obtenus. L'extraction est généralement réalisée à partir de l'ergot de seigle pulvérisé, préalablement dégraissé à l'aide d'éther de pétrole ou d'hexane. Les solvants les plus couramment uti- lisés sont l'alcool, les mélanges hydroalcooliques (SANDOZ, 1929, DP 47315) l'acétone (ARZNEIMITTEL WERKE, 1962,DP 1240871) (RICHTER GEDEON, 1966,H1ongrie nO 152934) le méthanol aqueux (L.VOGEL, DP 697760). Les extractions sont réalisées en milieu alcalin, par addition de carbonate ou bicarbonate de sodium, ou d'ammoniaque. Plus rares sont celles effectuées en milieu acide: trichloréthylène et acide acétique (KUCZYNSKI, 1957, Pologne nO 40884) méthanol et acide tartrique (L.VOGEL, 1937, DP 697760). L'extraction sans dégraissage préalable est réalisée avec un solvant non miscible à l'eau tel que le chloroforme, le benzène, le trichloréthylène, le toluène, le chlorure de méthy- lène ou le dichloréthane (LEK, 1971, 71 11666). A partir de ce premier extrait les alcaloïdes sont obtenus par concentration et extraction liquide-liquide par une solu- tion acide (JOHN WYETH and BROTHER, Incorporated, 1935, US 2 120 635) par fixation sur des résines cationiques (KUCZYNSKI, 1957, Pologne 40 884) ou sur colonne d'Alumine (LEK, 1971, Hongrie 71.11666). Dans ce dernier cas, l'élution de l'ensemble des alcaloïdes est réalisée par addition de méthanol ou d'éthanol sans qu'il y ait séparation individuelle de ceux-ci. La plupart des procédés décrits antérieurement ne tiennent pas compte de la facilité de décomposition et de transformation en isomères inactifs. L'ergotamine est particulièrement fragile en milieu alcalin, ce qui proscrit toutes les extractions ini- tiales en milieu sodique ou ammoniacal. En outre les opéra- tions décrites entraînent, à l'échelle industrielle, des durées incompatibles avec l'instabilité des alcaloïdes. D'autre part, les techniques antérieures décrivent le plus souvent l'isolement d'un seul alcaloïde, ce qui ne présente aucun intérêt sur le plan économique. Il faut également souligner que toutes les techniques mettant en oeuvre des extractions liquide-liquide (par exemple brevet tchèque nO 113109), qui sont particulière- ment délicates à mettre en oeuvre lorsque les alcaloïdes sont impurs en raison d'émulsions très stables. La mise en oeuvre de résines cationiques (brevet polonais n0 40884) nécessite des débits très faibles, de ce fait l'exploitation industrielle conduit à des dégradations importantes. Conformément au procédé de la présente invention, on réalise les opérations successives suivantes: a) préparation des sclérotes par broyage d'ergot de seigle (Claviceps purpurea); b) isolement du totum d'alcaloïdes; c) purification des alcaloïdes totaux, et d) séparation chromatographique de l'ergotamine et des autres alcaloïdes lévogyres. Selon une caractéristique importante particulière de la présente invention, la séparation de l'ergotamine et des autres alcaloïdes lévogyres est réalisée par chromatographie sur alumine acide. Le procédé objet de la présente invention offre les avanta- ges suivants par rapport aux techniques antérieures: - simplicité du procédé ne comportant que quatre étapes principales; - - rendement au moins égal à 70 %, et - absence d'isomérisation et de dégradations importantes. En outre, le procédé de l'invention offre la possibilité de recycler les solvants et l'alumine acide, de stocker in- termédiairement les alcaloïdes et d'introduire les isomères dextrogyres à l'étape b) après avoir procédé à une rétro- isomérisation. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite ci-après, notamment à propos d'un exemple particulier de mise en oeuvre. Il a tout d'abord été démontré que la granulométrie de l'ergot de seigle broyé était particulièrement importante, et que des particules de dimensions supérieures à 0,5 mm ne sont que très difficiles à épuiser, et ceci même après une macéra- tion de plusieurs heures. Il a par ailleurs été constaté que la vitesse d'extraction se trouvait considérablement améliorée lorsque les sclérotes étaient soumis à un écrasement dans un appareil dont la distance entre les pièces mobiles est de l'ordre de 0,2 - 0,5 mm. Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel du procédé de l'invention les sclérotes sont au préalable imprégnés d'eau de façon à rendre la matière plus molle et à faciliter son écra- sement. De façon surprenante, le rendement d'extraction a ainsi pu être augmenté de 10 à 20 % comparativement aux techniques anté- rieures connues. Il convient enfin de noter que l'eau peut être remplacée par une solution alcaline, ce qui permet d'assurer simultanément une dépigmentation. Au cours de l'étape b), le totum des alcaloïdes peut être avantageusement obtenu, sans dégraissage préalable, au moyen d'un solvant miscible ou partiellement miscible avec l'eau. Bien que les cétones ou les alcools conduisent à des résultats conve- nables, l'utilisation de l'acétate d'éthyle a été préféré. Dans tous les cas, le solvant utilisé a été additionné d'une solution aqueuse d'acide minéral ou organique, ce qui permet une bonne stabilisation chimique des alcaloïdes. Parmi les acides les plus avantageux on citera à titre d'exemple l'acide chlorhy- drique, sulfurique, phosphorique, citrique et plus spécialement l'acide tartrique, sans que la teneur exacte en eau ou en acide soit limitative. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, le solvant organique contiendra sensi- blement de 5 à 10 96 d'une solution aqueuse contenant d'environ 1 à environ 5 % d'acide. Après concentration, le solvant organique contenant les sels d'alcaloïdes est précipité par addition d'un non solvant. Selon un mode de précipitation préféré, les sels d'alcaloïdes sont obtenus par pré-concentration de l'extrait organique, puis addition d'heptane et évaporation du solvant d'extraction résiduel. Ce procédé permet l'évaporation du solvant d'extrac- tion sans l'intermédiaire de l'extrait mou, difficile à mani- puler sans perte à l'échelle industrielle. Les alcaloïdes bruts ainsi obtenus se présentent sous forme d'une poudre brune, qui peut éventuellement être conservée plusieurs mois sans la moindre altération. L'étape c) du procédé de l'invention consiste en une puri- fication des alcaloïdes totaux. Les alcaloïdes obtenus à l'issue de l'étape b) sont solubilisés dans un solvant non miscible ou partiellement miscible à l'eau, de préférence l'acétate d'éthyle, duquel les alcaloïdes sont extraits par une solution aqueuse acide. Parmi les acides utilisés, on mentionnera à titre d'exem- ple les acides chlorhydrique, sulfurique, phosphorique, citri- que et plus particulièrement tartrique. La phase aqueuse est neutralisée et saturée à l'aide d'un sel minéral,ce qui provoque la précipitation des alcaloïdes. La dernière étape d) du procédé objet de la présente in- vention est une chromatographie. Les alcaloïdes obtenus à l'étape c) sont solubilisés dans l'acétone anhydre et la solu- tion obtenue peut être avantageusement filtrée sur alumine basique, ce qui provoque l'élimination des pigments subsistant après l'étape précédente. La solution acétonique incolore est alors concentrée à un volume minimum de l'ordre de 25 ml/kg d'ergot de seigle de départ, et chargée sur une colone chro- matographique d'alumine acide. L'élution peut être réalisée par l'acétone ou la méthyl-éthyl-cétone contenant des quanti- tés croissantes d'eau, de O à 5 %. Suivant une variante plus avantageuse, l'élution est réa- lisée par l'acétone ou la méthyl-éthyl-cétone seule, puis par le méthanol seul. Le déroulement de la chromatographie est suivi à l'aide d'un détecteur, suivant les techniques connues. Pareille séparation conduit à une première fraction chro- matographique (A) qui contient les isomères dextrogyres et par exemple l'ergocristine, ainsi qu'à une seconde fraction chromatographique (B), qui contient l'ergotamine. La fraction (A) est concentrée, titrée et additionnée de la quantité d'acide phosphorique nécessaire à la salification de l'ergo- cristine. Le précipité de phesphate d'ergocristine est isolé par filtration lavé à l'acétone et séché sous vide à 60 . Le filtrat est traité suivant une technique connue pour subir une rétro-isomérisation. Il sera ensuite recyclé à l'étape c). Les alcaloïdes dextrogyres subissant la rétro-isomérisation sont principalement l'ergotaminine, l'ergocristinine, l'ergocryp- tinine et l'ergocorninine. La fraction (B) est alors concentrée et l'ergotamine base est cristallisée sous forme de sel suivant le même principe que ci-dessus ou sous forme de base par addition éventuelle d'un non solvant du type éther de pétrole, hexane, et de préfé- rence à l'aide d'heptane, après reprise à l'acétone. Les alcaloïdes obtenus avec un rendement global supérieur à 70 % ont un degré de pureté de l'ordre de 98 % et sont sus- ceptibles d'être hydrogénés en présence de catalyseurs dans des solvants tels que le dioxanne, le tétrahydrofuranne ou le diméthylformamide selon des techniques connues. Le procédé objet de la présente invention peut également être applicable à la séparation de mélanges ergotamine-ergo- cornine, ergotamine-ergocryptine, ou ergotamine-ergotoxine, suivant la composition particulière des ergots de seigle uti- lisés. Exemple particulier de mise en oeuvre du procédé de l'invention: 1 kg de végétal (représentant 4,0 g d'alcaloïdes) finement broyé est additionné de 0,3 1 d'acide tartrique à 2,5 %, et épuisé à température ambiante par trois fois 4 litres d'acétate d'éthyle saturé d'eau. Les jus d'extraction- sont concentrés à 500 ml, additionnés d'un litre d'heptane et reconcentrés à 500 ml. Les alcaloïdes totaux ainsi précipités sont repris par 1 litre d'acétate d'éthyle saturé d'eau puis extraits par trois fois 1 litre d'acide tartrique à 2,5 %. Les alcaloïdes bases sont précipités de la phase aqueuse par neutralisation et addition de 300 g de chlorure de sodium. Le précipité alcaloldique obtenu (3,4g) séché est repris à l'acétone (400 ml) et filtré sur une colonne contenant 12g d'alumine basique. Les jus acétoniques, concentrés à 25 ml sont ensuite chromatographiés sur une colonne de 120g d'alumine acide. 600 ml de méthyl-éthyl-cétone à 1 % d'eau éluent une frac- tion dans laquelle on précipite, après dosage, le phosphate d'ergocristine par addition stoechiométrique d'acide phospho- rique. 150 ml de méthanol éluent une fraction qui est reprise sur ml d'acétone et l'addition de 1 ml d'heptane précipite l'ergotamine base. A partir des alcaloïdes ainsi obtenus, on peut préparer, selon les méthodes habituelles, les sels d'alcaloïdes conformes aux critères de pureté pharmaceutique. Bien entendu, la présente invention ne se trouve pas limitée aux modes de mise en oeuvre particuliers décrits, mais il est parfaitement possible sans pour autant sortir du cadre de l'invention d'en imaginer un certain nombre de variantes de détail. - 2460955 RÉPUBLIQUE FRAN AISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS BREVET 2 460 956 D'INVENTION CERTIFICAT D'UTILITÉ CERTIFICAT D'ADDITION Aucun titre n'est publié sous ce numéro REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de l'ergotamine et des alcaloïdes du groupe ergotoxine, caractérisé en ce qu'on réalise les opérations successives suivantes: a) préparation des sclérotes par broyage d'ergot de seigle (Claviceps purpurea); b) isolement du totum d'alcaloïdes; c) purification des alcaloïdes totaux, et d) séparation chromatographique de l'ergotamine et des autres alcaloïdes lévogyres. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sclérotes sont broyés de façon à obtenir une granulométrie finale inférieure à 0,5 mm. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les sclérotes sont préalablement imprégnés d'eau. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les sclérotes sont préalablement imprégnés d'une solution aqueuse alcaline assurant simultanément une dépigmentation. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que l'on soumet les sclérotes ainsi préparés à une extraction en milieu acide par un solvant au moins partiellement miscible à l'eau. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le solvant d'extraction est l'acétate d'éthyle. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on ajoute au solvant d'extraction d'environ 1 à 10 % d'une solution aqueuse contenant d'environ 1 à 5 % d'acide. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit acide est l'acide tartrique. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caracté- risé en ce que l'isolement du totum d'alcaloldes est obtenu par précipitation après addition d'un non-solvant. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé-en ce que le totum d'alcaloïdes est isolé sous forme de sels par préci- pitation à l'aide d'un hydrocarbure saturé en C6 ou en C7 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, carac- térisé en ce que la purification des alcaloïdes totaux est obtenue par solubilisation dans un solvant non miscible ou partiellement miscible à l'eau, suivie d'une extraction par une solution aqueuse acide et d'une précipitation des alcaloïdes. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, carac- térisé en ce que la séparation de l'ergotamine et des autres alcaloïdes lévogyres est réalisée par chromatographie sur alumine acide. 15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élution est réalisée à l'aide d'acétone, de méthyl- éthyl-cétone et/ou de méthanol. 14. Procédé selon l'une des revendications 1l et 13, carac- térisé en ce que les autres alcaloïdes lévogyres sont précipités de la première fraction chromatographique par addition d'acide phosphorique. - 15. Procédé selon l'une des revendications 12 et 13, carac- térisé en ce que l'ergotamine est cristallisée de la seconde fraction chromatographique sous forme de base ou sous forme de sel, notamment sous forme de tartrate. 16. Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, carac- térisé en ce que, préalablement à la séparation chromatogra- phique, l'on effectue une opération de dépigmentation supplé- mentaire par filtration sur alumine basique. 17. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que, dans la première fraction chromatographique, après sali- fication et élimination des alcaloïdes lévogyres, on soumet les alcaloïdes dextrogyres restants à une opération de rétro- isomérisation, puis on procède à un recyclage en vue d'une nouvelle opération de séparation chromatographique sur alumine acide.