CH305888A - Verfahren zur Herstellung von Polyschwefelsäureestern von Polygalakturonsäuremethylestern. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung von     Polyschwefelsäureestern    von     Polygalakturonsäuremethylestern.       Es     ist        bekannt,    dass durch     Sulfatierung     von Pektinen,     welohe    als     Methylester    von       Polygalakturonsäuren    mit verschiedenem     Ver-          esterungsgrad        auf'gefasst    werden,

   saure     Poly-          schwefelsäureester    mit     heparinähnlichen    bio  logischen Eigenschaften gewonnen werden  können. Die Herstellung dieser Polyschwefel  säureester erfolgte bisher ausschliesslich durch  Behandlung von Pektin oder von Abbaupro  dukten des Pektins mit     Chlorsulfonsäure    in       Pyridin,    wobei Reaktionstemperaturen um       l00     zur Anwendung kamen. Es wurden dabei  Verbindungen erhalten, welche die Blutgerin  nung in     vitra    und in     vivo    hemmen, jedoch  eine erhebliche     Toxizität    besitzen.

   Insbeson  dere steht ihre Schockwirkung einer klini  schen Anwendung als     Antikoagulantia,    und       Antithrombotica        iin    Wege. Nur durch Anwen  dung     umständlicher        Reinigungs-    und     Frak-          tionierimgamethoden    konnten Produkte ge  wonnen werden, die in beschränktem Ausmass  eine     thera,peiitische    Verwendung fanden.

   Es  musste dabei eine besondere Mühe und Sorg  falt auf die vollständige     Abtrennung    des  äusserst giftigen.     Pyridins    verwendet werden,  welches durch den hochmolekularen sauren       Polyschwefelsäureester    nicht nur unter     Salz-          Bildung,    sondern auch     adsorptiv        gebunden     wird.

   Ausserdem tritt bei der     Sulfatierung     mit     Chlorsulfonsäure    in     Pyridin    eine teilweise  Umwandlung der     C.arbomethoxygruppen    der       Polygalakturonsäuremethylester    in freie     Carb-          oxylgruppen    ein, welche sich auf die Ver  träglichkeit der derart gewonnenen Polyschwe-         felsäureester    bzw. ihrer     ixn    Organismus ent  stehenden Abbauprodukte.     ungünstig    auswirkt.  



  Gegenstand vorliegenden Patentes ist ein  Verfahren zur Herstellung von     Polyschwefel-          säureestern    von     Polygalaktüronsäuremethyl-          estern.        (Pektin.    und Abbauprodukte desselben.)  durch     Sulfatieriing    von     Pölygalaktüronsäure-          xriethylestern    mittels     Chlorsulfonsäure,    wel  ches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die       Sulfatierung    bei niedriger -Temperatur in       Formamid,

      vorzugsweise mit einem vorher     be=          reiteten        Gemisch    von     Chlorsulfonsäure    und       Formamid,    durchführt. Auf diese Weise er  hält man von schädlichen     Verunreinig        Lingen     weitgehend freie     Sulfatierungsprodukte    mit  einem hohen Gehalt an     Methoxylgrnppen.     Beim Eintragen von Pektin oder einem     Ab-          Bauprodukt    von     Pektin    in     ein    Gemisch von       Chlorsulfonsäure    und     

  Formamid    von geeig  neter Zusammensetzung tritt bei     Zimuertem-          peratur    in wenigen     Stunden    eine weitgehende       Veresternng    ein, wobei direkt ein Produkt mit  einem Schwefelgehalt von 12     1/a    -Lind mehr  entsteht.

   Das     zur        Sulfatierung    einer gegebenen       Pektinmenge    verwendete Quantum     an.        Chlor-          sulfonsäur.e    sowie das     IVIisehungsverhältnis     von     Chlorsulfonsäure    zu     Formamid    sind für  die Reaktionsgeschwindigkeit,

       für    - die Aus  beute an wirksamer Substanz     und        .für    die  Toxizität derselben von     Bedeutung.    Zur     Sul-          fatierung    von 1 g Pektin oder     Pektinabbau          produkten        können.    Gemische von 1-3     em3          Chlorsulfonsäure    mit 10-20     em3        Formamid     verwendet werden.

   Bei einer     Reaktionstempe=              ratur    von     Z0-25     erwiesen sich pro g Pektin  bzw.     Pektinabbauprodukt        Mischungen    von  1,9-2,5     em3        Chlorsulfonsäure    und 12-16     em3          Formamid    als optimal.  



  Die Isolierung des     Reaktionsproduktes     kann in einfacher Weise, z. B. durch Ein  giessen des Reaktionsgemisches in Alkohol und       Abfiltrieren    des Niederschlags     vorgenommen.     werden. Man erreicht dabei bereits eine sehr  weitgehende Abtrennung der übrigen Bestand  teile des Reaktionsgemisches. Weitere Bemü  hungen zum Zwecke der Entfernung von       adsorptiv    gebundenen Begleitstoffen erübri  gen sieh, weil diese in den in Frage kommen  den geringen     Mengeh        für    die Toxizität des       Reaktionsproduktes    bedeutungslos sind.

   Durch       Umsetzung    mit     Natriumearbonat    oder     Na-          triumbicarbonat    können die     Natriumsalze    der  sauren     Polygalakturonsäuremethylester-poly-          schwefelsäureester    in einfacher Weise gewon  nen werden. Der     Methoxylgehalt        der,Reak-          tionsprodukte    entspricht demjenigen der     Aus-          gangsstoffe.     



  Die Verwendung von     Abbauprodukten    des       Pektins    'als     Ausgangsstoffe    ist unter anderem  deshalb von Interesse, weil die daraus erhält  lichen sauren     Polyschwefelsäureester    im Ge  gensatz zu den aus Pektin hergestellten auch  in     .höherer    Konzentration nichtviskose     Wässe-          rige    Lösungen ergeben, weshalb diese     sauren          Polyschwefelsäureester    in viel konzentrierte  rer Lösung     injizierbar    sind.

   Die Vorteile des  neuen schonenden     Sulfatierimgsverfahrens     können bei seiner Anwendung auf Abbaupro  dukte des Pektins naturgemäss nur dann voll  zur     Geltung    kommen, wenn .bei der Gewin  nung dieser Abbauprodukte nicht bereits  eine beträchtliche     Senkung    des Gehaltes an       Methoxylgmuppen,    d. h.

       Spaltung    von     Carbo-          methoxygruppen,    eingetreten ist, der Abbau  des Pektins muss     .also    durch     geeignete        Ver-          suchsbedingungen    so gelenkt werden, dass eine  Herabsetzung der Kettenlänge des Pektin  moleküls     -unter    völliger     Erhaltung    der     Carbo-          methoxygruppen    erfolgt.

   Bei der     Einwirkung          käuflicher        Pektinlasepräparate    auf     Pektin.    er  folgt im     allgemeinen    sowohl Aufspaltung der       Polysaceharidkette    als auch     rasche    Versei-         Jung    der     Carbomethoxygruppen,    so dass     als     Endprodukt die uriveresterte     Galakturonsäure     entsteht. Dies ist vermutlich darauf zurück  zuführen, dass die     Pektinasen    stets mit.

         Pektasen,    d. h. mit die     Carbomethoxygrnippen     spaltenden Fermenten verunreinigt sind und  nur sehr schwer von diesen abgetrennt werden  können.  



  Die Aufspaltung der     Pektinkette    erfolgt.  unter völliger Schonung der     Carbomethoxy-          gruppen,    wenn man das Enzympräparat wäh  rend einer relativ kurzen Zeitspanne in niedri  ger Konzentration bei einem     pH-Wert    von 1,5  bis 3,0 auf das Pektin einwirken lässt. Unter  diesen     Bedingungen    zeigt die     Pektinase    hohe  Aktivität, während die     Pektase    praktisch in  aktiv ist.

   Durch Fällung aus dem     Reaktions-          gemisch    mittels Alkohol können Abbaupro  dukte gewonnen werden, die sieh als Aus  gangsmaterialien zur Herstellung saurer     Poly-          schwefelsäureester    von hoher gesinnungshem  mender     Wirkung    und niedriger Toxizität     eig_          nen.    Die wässerigen Lösungen dieser     Poly          schwefelsäureester    besitzen eine niedrige Vis  kosität, so dass sie in Konzentrationen von  10     0/   <B>0</B> und mehr noch sehr dünnflüssig und     gut          injizierbar    sind.

    



  Eine Aufspaltung :der     Pektinkette        -unter     ähnlichen Versuchsbedingungen kann auch  nach der     Sulfatierung    der     hoehmolekulareri          PolygalakturonsäuTemethylestervorgenommen     werden. Es bilden sich :auch so weniger hoch  molekulare     Polysehwefelsäureester    mit starker       blutgerinnungshemmender    Wirksamkeit und  geringer Toxizität, deren wässerige Lösungen       zugleich    eine niedrige Viskosität besitzen.  



  Die nachfolgenden Beispiele erläutern die       Erfindung.    Teile bedeuten darin Gewichts  teile; diese verhalten sich zu     Volumteilen    wie  g zu     em3.    Die Temperaturen sind in     Centi-          graden    angegeben.

      <I>Beispiel 1:</I>  50 Teile     Citruspektin    mit einem     Methoxyl-          gehalt    von 6,79      /a        werden    mit 1 Teil     Pectinol     100 D     (Handelspektinase,        Rohm     &  Haas, Phi  ladelphia) gut gemischt, darauf mit 500     Vol,     Teilen     0,4n-Essigsäure    bei     Zimmertemperatur              (23 )    angerührt und     während    einer Stunde  geschüttelt.

   Hierauf erhitzt man zur Zerstö  rung der     Pektinase.        ,Sobald    die Temperatur  von 60  erreicht ist, wird durch Zugabe von  10 Teilen     Natriumacetat    und 480     Volumteilen          n-Natronlauge    auf einen     pH-Wert    von 6 ein  gestellt, auf 80 bis 90  weiter     erhitzt    und nach       Zusatz    von 5 g     Aktivkohle    durch     Kieselgur     filtriert. Zum Filtrat gibt man das doppelte  Volumen Methanol und filtriert den Nieder  schlag ab, Nach dem Waschen mit Methanol  und Äther wird im Vakuum getrocknet, wo  bei man 31 Teile eines nahezu farblosen Pul  vers erhält.  



  5 Teile dieses     Pektinabbauproduktes    wer  den in 25     Volumteilen        Formamid    gelöst     imd     bei 10  in ein Gemisch von 45     Vohunteilen          Formamid    und 11     Volumteilen        Chlorsulfon-          säure    eingetragen. Unter     gutem        Rühren    hält  man während 6 Stunden die Temperatur auf  20  und giesst dann das Gemisch in 400     Volum-          teile    Methanol.

   Der sich bildende farblose  Niederschlag wird     abfiltriert,        zuerst    mit Me  thanol, dann mit Äther gewaschen und an  schliessend in 140 Teilen     0,5n-Natriumbicarbo-          natlösung    gelöst. Nun wird im Vakuum bei  14 mm     Hg    eingedampft, bis an Hand der       Nesslerreaktion    festgestellt werden kann, dass  alles     Ammoniak    ausgetrieben ist.

   Dann     neu-          tralisiert    man durch Zusatz von 23 Teilen       2n-Essigsäure    und erhitzt     nach    Zugabe von  6 Teilen     Kieselgur    kurze Zeit auf dem Was  serbad. Nach dem Filtrieren kann der saure       Polysehwefelsäureester    durch Mischen des  Filtrates mit dem 5fachen Volumen Methanol  als     Natriumsalz    ausgefällt werden. Die     Fäl-          lung    wird     abfiltriert;    zuerst mit " Methanol,       ,dann    mit Äther gewaschen und im Vakuum  getrocknet.

   Man erhält dabei 6 Teile einer  in Wasser sehr leicht     löslichen,    farblosen     Sub-          stanz        mit        einem        Methoxylgehalt        von        3,96%          und        einem        Schwefelgehalt        von        12,5        %-.     



  <I>Beispiel 2:</I>  5 Teile     Citruspektin    werden in 20     Volum-          teilen        Formamid    gelöst     bzw.    suspendiert und    bei     15     rasch in ein Gemisch von 10,5     Volum     teilen     Chlorsulfonsäure    und 50     Volumteilen          Formamid    eingetragen. Hierauf wird das Ge  misch während 5 Stunden bei 22  .gerührt.

    Dann giesst man es     in    500     Volumteile    Methanol  und filtriert den entstandenen Niederschlag  ab, wäscht ihn mit Methanol und Äther und  löst ihn darauf in 170     Volumteilen    0,4n  Natriumbicarbonatlösung:

   Unter Zugabe von  wenigen Tropfen     Oktylalkohol    wird nun das  Ammoniak durch Vakuumdestillation voll  ständig     entfernt.    Dann stellt man die     Lösung     mittels Essigsäure auf     pH    6 ein, erhitzt nach  Zugabe von 6 Teilen     Kiesel.gur        zum        ,Sied-n     und filtriert heiss.     Durch    Eingiessen des Fil  trates in das     5fache    Volumen Methanol fällt  man den     Polyschwefelsäureester    des     Pektins     aus, filtriert ihn ab, wäscht ihn zunächst mit  Alkohol, dann mit Äther und trocknet im  Vakuum.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Poly- schwefelsäureestern von Polygalakturonsäure- methylesterri durch Sulfatierung von Poly - galakturonsäuremethylestern mittels Chlor- sitlfonsäure, dadurch gekennzeichnet, dass man die Sulfatierung bei niedriger Temperatur in. Formamid durchführt.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren-nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Sulfatierung bei niedriger Temperatur mit einem vorher be reiteten Gemisch von Chlorsulfonsäure und Formamid durchführt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Chlorsidfonsäure und Formamid in Form eines Gemisches vom Mischungsverhält nis von 1-3 zu 10-20 Volumteilen auf 1 Ge wichtsteil Polygalakturonsäuremethylester an wendet.