DE1160851B

DE1160851B - Verfahren zur Gewinnung eines leicht in eine feste und fluessige Phase trennbaren sapogeninhaltigen Breis

Info

Publication number: DE1160851B
Application number: DEG31209A
Authority: DE
Inventors: John Harold Chapman; Albert Giles Thomas Hickman; Ickenham Uxbridge; John Dennis Erskine Nelson; Walter Wolff
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Current assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 1960-01-01
Filing date: 1960-12-21
Publication date: 1964-01-09

Description

Verfahren zur Gewinnung eines leicht in eine feste und flüssige Phase trennbaren sapogeninhaltigen Breis Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Gewinnung von Sapogeninen aus Naturprodukten.
Verschiedene Sapogenine sind für die Synthese von Steroiden, z. B. von Curticoseroiden, wie Cortison und damit verwandten Verbindungen, wie Prednison. von erheblichem Wert. Sapogenine sind in bestimmten Pflanzen in Form der entsprechenden Glykoside, d. h. der Saponine, vorhanden, und, man bemühte sich sehr. Sapogenine aus Naturprodukten zu gewinnen, um diese wichtigen Rohprodukte sehr rein und mit hoher Ausbeute zu erhalten.
Ein besonders wichtiges Sapogenin ist Hecogenin, das aus verschiedenen Pflanzen, insbesondere aus der Agave sisalana und verwandten Pflanzen gewonnen werden kann. Man erhält nach dem Abschälen der Sisalblätter und Pressen des Abfalls ein erhebliches Volumen Pflanzensaft und kann nach verschiedenen Behandlungen dieses Saftes und. der entstandenen Produkte H.ecoge;nin im allgemeinen als Acetat mit recht hohem Reinheitsgrad erhalten, das dann, wie oben beschrieben, als Zwischenprodukt verwendet werden kann. Ein Verfahren zur Gewinnung von Hecogenin aus Pflanzensaft, der das Ausgangs-Heconin enthält, besteht darin, den Saft durch enzymatische Fermentation autolysieren zu lassen, so daß sich ein Brei bildet; dann wird der Brei hydrolysiert, wobei ein Rohprodukt entsteht, aus dem Hecogenin z. B. durch Lösungsmittelextraktion erhalten werden kann. Dieses Verfahren hat zwar eine Reihe von günstigen Merkmalen, aber den schweren Nachteil, daß der durch Autolyse gebildete Brei nicht leicht eingeengt oder von der überstehenden Flüssigkeit nach üblichen Filtrier- oder Zentrifugierverfahren abgetrennt werden kann. Ein Teil der überstehenden Flüssigkeit kann zwar abdekantiert werden, ein erheblicher Anteil bleibt aber zurück, so daß für die folgende Hydrolysestufe ein umfangreicher Brei zurückbleibt. Wenn man z. B. Säurehydrolyse anwendet, ist die zur Herstellung des erforderlichen Aciditätsgrades notwendige Säuremenge erheblich größer als wenn stärkeres Einengen möglich wäre.
Wenn man das in der deutschen Auslegeschrift 1048 577 beschriebene Verfahren zur Hydrolyse anzuwenden versucht, ist ein geringes Volumen an Brei günstig, da die erforderliche Wärmemenge um so geringer ist, je kleiner das zu hydrolysierende Volumen des Breis ist.
Es wurde nun gefunden, daß der durch Autolyse von saponinhaltigen Pflanzensäften erhaltene Brei leichter in eine in feste und flüssige Phasen trennbare (z. B. durch Filtrieren, Zentrifugieren usw.) Form gebracht werden kann, wenn man diesen mit einem Phenol behandelt. Es wurde festgestellt, da.ß bei der Zugabe eines Phenols zu einem Brei der bezeichneten Art Gelierung der Festsubstanzen oder Sedimentation eintreten kann, wobei das Ergebnis sowohl von der Menge als auch von der Art des verwendeten Phenols abhängt. Die erhaltene Flüssigkeit kann leichter in die feste und die flüssige Phase, z. B. durch Filtrieren oder Zentrifugieren, getremt werden, gleichgültig, ob Gelierung oder Sedimentadon stattfindet. Das Phenol kann vor oder nach der Beendigung der Autolyse dem Brei zugesetzt werden.
Aus den später erläutertem Gründen. wird der bei der Autolyse erzeugte Brei vorzugsweise zunächst von einer möglichst großen Menge der ,restlichen Flüssigkeit z. B. durch Dekantieren abgeuennt und das Phenol dem Restbrei zugesetzt; die erhaltene Masse kann dann von der resrtlichen Flüssigkeit abgetrennt werden.
Es wird bevorzugt, die Autolyse praktisch zu beenden, bevor -las Phenol zugegeben wird, und es wird besonders bevorzugt, die überstehende Flüssigkeit zunächst soweit wie möglich zu entfernen und dann das Phenol zum Rückstand zuzugeben, um den Brei in eine leichter trennbare Masse zu verwandeln.
Das Phenol wird dem Brei im allgemein; n bei Zimmertemperatur, z. B. bei 23 bis 33= C, zugegeben. und die Gelierung oder Sedime.ntation beginnt in 6,5 bis 3 Stunden. Wenn man relativ verdünnte Phen.olkonzentrationen anwendet, kann die zur Erzeugung .eines Gels oder Sediments erforderliche Zeit erheblich länger, z. B. bis zu 48 Stunde:, dauern. Es ist ratsam, den behandelten Brei wenigstens 6 Stunden und vorzugsweise über Nacht vor dem Filtrieren stehen zu lassen.
Damit gründliche Vermischung eintritt, wird das Phenol vorzugsweise in flüssiger Form, z. B. mit Alkohol vermischt oder mit Wasser verdünnt zugegeben.
Die erforderliche Phenolmenge kann nicht allgemein angegeben werden, da verschiedene Faktoren eine Rolle spielen; sie muß bei einem bestimmten Breiansatz experimentell festgestellt werden. Die Art des Breis variiert z. B. von Tag zu Tag erheblich. Außerdem werden für einen dünnen Brei größere Phenolmengen als für einen dickeren benötigt; für einen dicken Brei wurde z. B. 1 °/t (VolumeniVolumen) übliches Phenol benötigt, während bei einem dünnen Brei offensichtlich so hohe Zugaben an üblichem Phenol wie 5"""o (VOlumenwolun?en) erforderlich waren.
Die Wirkung der Zugabe eines Phenols zu dem Brei variiert nicht nur mit der Menge des Phenols. sondern schwankt auch von Phenol zu Phenol. Die meisten Phenol,- bewirken z. B. die Bildung eines Gels bei geringeren Konzentrationen und einer Sedimentation bei höheren Konzentrationen. Andererseits scheinen einige Phenol,-, insbesondere die Xylenole, in keinem Fallein Gel zu bilden, sondern selbt bei relativ geringen Konzentrationen ein Sediment zu erzeugen.
Entgegen den Erwartungen sind die durch Phenol,-erzeugten Gele im allgemeinen leicht von der restlichen Flüssigkeit, z. B. durch Filtrieren oder Zentrifugieren, abtrennbar, obwohl die Gelmasse Flüssigkeit occludiert. Wenn Sedimentation stattfindet, sind die erhaltenen Sediment;. im allgemeinen leicht vom größten Teil der überstehenden Flüssigkeit abdekantierbar, und die restliche Flüssigkeit kann abfiltriert werden, so daß ein kompakter Filterkuchen zurückbleibt. Das ist wichtig, da man eine leichte Abtrennung bei minimaler Verwendung von Filtriervorrichtungen bewirken kann. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen in der Region ausgeübt, wo die saponinhaltige Pflanze wächst; es ist durchaus unerwünscht, in solchen Regionen große Filtriervorrichtunge.n zu verwenden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Filtration unter diesen Umständen auf dem geringstmögliche.n Maß zu halten.
In Anbetracht der durch Sedimente im Verleich zu Gelen erzielten Vorteile wird vorzugsweise ein Xylenol, wie z. B. 3,5-Xylen-l-ol, 2,6-Xylen-l-ol oder 3,4-Xylen-l-ol, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Phenol verwendet, wenn auch andere Phenol,-in Mengen Anwendung finden können, die die Bildu-ng von Sedimenten verursachen.
Man kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B. die in den folgenden Beispielen erwähnten Phenol,- verwenden. Die Phenol,- brauchen nicht in reiner Form vorzuliegen., sondern können in Form von technisch erhältlichen Fraktionen, z. B. Kohlenteerfraktionen, Anwendung finden. Sie können auch in Form der Substitutionsprodukte, z. B. Harze oder Glykoside. verw,-ndet werden, vorausgesetzt. daß diese in einer Form vorliegen, in der sie mit dem Brei umgesetzt werden können. Es werden im allnemeinen Phenol° der Benzol- und Naphthalinreihe bevorzugt.

Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 1 Man ließ 1001 klaren :':-fischen Sisalsaft (Herkunft Ostafrika, besonders Tanganjika), der als Nebenprodukt bei der Abschälung von Sisalblättern erhalten wurde, 2 Tage autolysieren. Der Saft wurde dann etwa 1 Stunde kräftig gerührt und absitzen gelassen. Die fast klare überstehende Flüssigkeit wurde am 4., 5. und 6. Tag dekantiert. Dann wurde der restliche Brei (251) mit 47 ml 80°-viger wäßriger Lösung von üblichem Phenol versetzt. Nach nicht weniger als 6 Stunden wurde das erhaltene Gelprodukt gerührt und auf Grund der Schwerkraft filtriert. Beispiel 2 Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß zwei Ansätze von Brei von zwei verschiedenen Produkten verwendet wurden. Nach der Filtrationsstufe wurde die Filtrationsgeschwindigkeit beobachtet und mit der Filtrationsgeschwindigkeit von frischem. nicht behandeltem Brei verglichen. Es wurde durch Terylenfilterbeutel filtriert.

Brei Nr. 1 Brei Nr. 2

201 251

mit mit

Gesamtfilirierzeit frischer Phenol frischer Phenol

Brei .ersetzter Brei versetzter

Brei Brei

Filtratvolumen Filtratvolumen

Stunden i (Liter) I (Liter)

1 2,2 7,6 3,3 7,7

2 2,8 9.6 4,7 10,4

5 3,8 12,4 6,5 13,2

16 5,5 74.1 9,2 16.3

24 ( - - 1.0, 3 16,9

Volumen des rest-

lichen Breis . 14,2 5.-', 12.9 7,0

Verdampfungs-

Verlust ....... 0,3 0,6 , 1.8 1,1

Beispiel 3 13651 recht dicker autolysierter Brei wurde mit 2,751 8J13; dgem wä ßrigeni üblichem Phenol vermischt. Nach 21stündigem Stehen wurde die Mischung in einen Segeltuchbeutel gepumpt, der in einem zylindrischen D-.ailt"tetzrahmen hing. Das Volumen des restlichen Breis wurde gemessen, wobei folgende Ergebnises erhalten wurden: 24 Stunden Filtration . . . . . . . . . . . . . 7731 48 Stunden Filtration . . . . . . . . . . . . . 6231 72 Stunden Filtration . . . . . . . . . . . . . 5681 Beispiel 4 Das Verfahren von Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein dünnerer Brei verwendet wurde. Die Filtrationsgeschwindigkeit wurde wiederum in Abständen mit folgenden Ergebnissen gemessen:

Filtrations-
Gesamt- @ Breivolumen
filtrationszeit I geschwindigkeit in Litern
Liter je Stunde
0 0 1360
1 43 1290
3 36 1210
6 34 1110
20 20 690
25 11 635
29 10 590
48 3 525
70'- 4 485

Beispiel 5 100m1 autolysierter Sisalsaftbrei wurde mit 6m1 85o/oigem wäßrigem üblichem Phenol versetzt, so daß eine Phenolendkonzentration von 4,8 % erhalten wurde. Nach einer Stunde hatte merkliches Absitzen begonnen, und wenn man 12 bis 16 Stunden stehen ließ, hatte sich eine kompakt, feste, untere Schicht mit einer klaren und fast farblosen oberen Schicht gebildet. Die untere Schicht enthielt etwa ein Drittel des Gesamtvolumens. Die obere Schicht konnte leicht abdekantiert werden.

Gemäß den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahren wurde eine Versuchsreihe mit Proben von autolysiertem Sisalsaftbrei ausgeführt, um a) die maximale Konzentration eines geprüften Phenols festzustellen, bei der keine Reaktion stattfand, b) die minimale Konzentration eines geprüften Phenols festzustellen, bei der Gelierung eintritt und c) die minimale Konzentration eines geprüften Phenols festzustellen, die dazu erforderlich ist, ein Sediment zu erzeugen. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Ergebnis

Verwendetes Phenol a) b) c)

°/o I olo o/o

Phenol .................. 0,05 0,1 I 6,0

o-Kresol ................ 0,05 0,1 1,0

m-Kresol ................ 0,05 0,1 2,0

p-Kresol ................. 0,025 0,05 2,0

3,5-Xylen-l-ol ........... ! 0,6

2,6-Xylen-l-ol ........... 0,6

3,4-Xylen-l-ol ........... 0,5

o-Chlorphenol ........... , 0,1 2

p-Chlorphenol ........... 0,1 0,2 1,0

o'-Bromphenol . . . . . . . . . . . 0,2 1,0

p-Bromphenol ........... 0,2 1,0

2,4-Dichlorphenol . . . . . . . . 0,2 0,3

Pentachlorphenol ......... 0,2 0,5

4-Äthylphenol ........... 0,5 i 1,0

4-Isopropylphenol ........ 0,5 1,0

4-sec-Butylphenol . . . . . . . . 0,5 1,0

4-tert-Butylphenol ........ 0,2 0,5

4-Cyclohexylphenol ...... 1,0 2,0

4-tert-Octyl-2-methylphenol 0,5 1,0

Ergebnis

Verwendetes Phenol a) b) c)

°/o I o/o °/o

4-Methyl-2,6-di-tert-butyl-

phenol ................ 0,6 0,8

1,3-Dihydroxynaphthalin .. 0,5 1,0

a-Naphthol .............. 0,2

fl-Naphthol .............. 0,2 I@

m-Nitrophenol ........... 1,0 2,0

p-Nitrophenol . . . . . . . . . . . . 0,2

Brenzcatechin ............ 0,8 4

Resorcin ................ 0,2 1 0,8 4

Hydrochinon ............. 0,2 0,5

Pyrogallol ............... 0,8 4

Phloroglucin ............. 2,0 5

Guaiacol ........ ....... 2,0 ' 5

p-Chlor-m-kresol . . . . . . . . . 0,5 1

Salicylsäure ......... . .... 2,0 4

m-Aminophenol . . . . . . . . . . 0,2 I 0,5

Pikrinsäure .............. 1,0 2,0

Tannin .................. 1,0 2,0

Da der Sisalsaft ein Naturprodukt ist, variiert seine Konstitution von Tag zu Tag und auch entsprechend dem Teil der Pflanze, aus dem er erhalten wird. Er ist auch bei längerem Stehen bakteriell verunreinigt, und die in den vorstehenden Beispielen wiedergegebenen Ergebnisse können unter Umständen nicht mit Proben aus anderen Quellen erhalten werden. Die in einem bestimmten Fall erforderliche Phenolmenge kann natürlich durch vorherige Prüfung durch Experimente, wie es vorher erläutert wurde, bestimmt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren. zur Gewinnung eines leicht in eine feste und eine flüssige Phase trennbaren sapogeninhaltigen Breis, der durch Autolyse eines saponinhaltigen Sisalpflanaensaftes erzeugt wurde, d a -durch gekennzeichnet, daß mandenBrei vor oder nach der Beendigung der Autolyse mit einem Phenol behandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Brei von einer möglichst großen Menge der restlichen Flüssigkeit abtrennt, bevor man dem Brei das Phenol zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die restliche Flüssigkeit vom Brei abdekantiert.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Phenol bei Zimmertemperatur, insbesondere bei 23 bis 33°C, zusetzt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenol in verflüssigter Form vorliegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Phenol ein, Phenol der Benzol- der Naphthalinreihe, insbesondere Phenol, ein Xylenol, besonders 3,5-Xylen-l-al, 2,6-Xylen-1-ol oder 3,4-Xylen-l-ol, verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenol mit Wasser verdünnt oder mit Alkohol vermischt verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 799 047, 768 459, 733 052, 735 420.