Extracción de canabinoides farmacéuticamente activos de materiales vegetales.

Un método para extraer canabinoides de material de plantas de marihuana,

que comprende una etapa de descarboxilación, una extracción con dióxido de carbono (CO2) líquido, y una etapa para reducir la proporción de materiales no diana en el extracto, caracterizado porque la extracción con CO2 líquido se lleva a cabo en condiciones subcríticas a una temperatura en el intervalo de 5 a 15ºC y a una presión en el intervalo de 50 a 70 bar.

Extracción de canabinoides farmacéuticamente activos de materiales vegetales

La presente invención se refiere a la extracción de componentes farmacéuticamente activos de materiales vegetales, y más particularmente a la preparación de una sustancia botánica fármaco (BDS) para incorporar a un medicamento. También se describe una BDS de pureza dada para usar en formulaciones farmacéuticas. También se describe una BDS que comprende canabinoides obtenidos por extracción de marihuana.

En el documento WO 02/064109, el solicitante describe un método para preparar un extracto de hierbas fármaco (sustancia botánica fármaco) a partir de marihuana medicinal. El procedimiento comprende:

1. Una etapa de calentamiento para descarboxilar las formas ácidas de los canabinoides a sus formas neutras;

2. Una primera extracción con un volumen especificado de dióxido de carbono líquido durante 6-8 horas; y

3. Una etapa para reducir la proporción de materiales no diana, denominada acondicionamiento, etapa en la que se separan las ceras por precipitación.

Más específicamente, el documento WO 02/064109 describe un procedimiento en el que:

La etapa 1 comprende calentar marihuana troceada (2-3 mm) a 100-150°C durante el tiempo suficiente para

permitir la descarboxilación;

La etapa 2 comprende una extracción con CO2 usando:

a) Un polvo grueso (las partículas se pasan a través de una malla de 3 mm) ;

b) Una densidad de empaquetamiento de 0, 3; y

c) Condiciones supercríticas de 600 bar a 35°C durante 4 horas, aunque se reconoce que podrían usarse

otras combinaciones de temperatura y presión de 10-35°C y 60-600 bar (condiciones tanto súper como

subcríticas) ; y La etapa 3 comprende llevar a cabo una precipitación en etanol a -20°C durante 24 horas y separar el material céreo por filtración.

El método supercrítico descrito en el documento WO 02/064109 produjo:

a) Un extracto rico en THC que contenía:

60% de tetrahidrocanabinol (THC)

1. 2% de canabidiol (CBD)

4. 5% de otros canabinoides menores que incluían CBN

(Los rendimientos cuantitativos fueron 9% en peso basados en el peso seco de marihuana medicinal) ; y

b) Un extracto rico en CBD que contenía:

60% de CBD

4% de THC

2% de otros canabinoides

(Los rendimientos cuantitativos fueron 9% en peso basados en el peso seco de marihuana medicinal) . Claramente, como la BDS resultante es para usar en un producto farmacéutico, es esencial que el procedimiento sea seguro, escalable a GMP y que dé altos grados de consistencia del producto y, preferiblemente también buenos rendimientos.

Los principios de la extracción con fluidos supercríticos (SFE) se conocen desde el trabajo del Barón Cagniard de la Tour en 1822 cuando se advirtió que la frontera gas-líquido desaparecía cuando se aumentaba la temperatura de ciertos materiales calentándolos en un recipiente de vidrio cerrado. A partir de este trabajo inicial, en primer lugar se descubrió el punto crítico de una sustancia. El punto crítico es la temperatura por encima de la cual una sustancia puede coexistir en las fases de gas, líquido y sólido. Más tarde se encontró que llevando las sustancias a o por encima de su temperatura y presión críticas, podrían usarse como disolventes sofisticados para la extracción y el fraccionamiento de mezclas complejas.

La técnica se usa ampliamente en el negocio del procesado del fuel-oil y se ha aplicado a, por ejemplo, la purificación y separación de aceites vegetales y de pescado.

Una característica atractiva de la SFE con respecto al uso de disolventes convencionales es que el poder disolvente (E°) puede variarse por manipulación de la temperatura y la presión por encima del punto crítico.

En un diagrama típico de presión-temperatura de una sustancia hay tres líneas que definen el equilibrio entre dos de las fases. Estas líneas se juntan en el punto triple. Las líneas definen la interfase entre los estados gas, líquido y sólido, y los puntos a lo largo de la línea definen el equilibrio entre pares de fases. Por ejemplo, la curva de presión de vapor (punto de ebullición) comienza en el punto triple y termina en el punto crítico. La región crítica comienza en este punto y un fluido supercrítico es cualquier sustancia que está por encima de su temperatura crítica (Tc) y

presión crítica (Pc) . Por tanto, la temperatura crítica es la temperatura más alta a la cual un gas puede convertirse en un líquido mediante un aumento de la presión y la presión crítica es la presión más alta a la cual un líquido puede convertirse en un gas tradicional aumentando la temperatura. En la llamada región crítica sólo hay una fase y posee algunas de las propiedades tanto de un gas como de un líquido.

Hay un gran número de disolventes que pueden usarse para la extracción de sustancias activas de materiales 15 vegetales, y la Tabla 1 muestra la temperatura y presión críticas de algunos de estos disolventes.

Tabla 1: Condiciones críticas para disolventes

El solicitante ha seleccionado como disolvente preferido el dióxido de carbono, el cual tiene una temperatura crítica de 31, 1°C y una presión crítica de 73, 8 bar.

El dióxido de carbono es particularmente ventajoso porque está disponible de manera abundante, es de bajo coste y

si es necesario puede reciclarse. Las pérdidas de CO2 son también ecológicamente neutras. Además, la extracción con CO2 es un método conservador de preparación y pueden extraerse con precisión moléculas bastante frágiles.

Una consideración clave en la selección inicial de CO2 líquido como disolvente para la producción de un extracto normalizado de hierba marihuana de alta potencia fue el alto grado de selectividad que puede conseguirse. En el sistema CO2 se ha determinado que el poder solvatante puede principalmente considerarse como una función de la

densidad y de la temperatura, siendo la densidad del disolvente el factor más importante.

En contra de las expectativas, el solicitante ha determinado que los canabinoides se obtienen mejor en condiciones subcríticas más que en supercríticas.

Controlando cuidadosamente la temperatura y la presión por debajo de la temperatura y presión supercríticas el solicitante ha sido capaz de separar fracciones lipófilas o hidrófilas específicas ricas en canabinoides con otros 30 componentes que pueden separarse con relativa facilidad para obtener una sustancia botánica fármaco (BDS) la cual contiene los componentes deseables en una forma que es farmacéuticamente aceptable. Así, los compuestos

que se sabe son sustancias activas pueden separarse de mezclas complejas que se encuentran en una materia prima botánica.

Además, puede obtenerse una muy buena reproducibilidad lote a lote entre lotes y los constituyentes no deseados, tales como los metales pesados, que pueden estar presentes en cantidades variables pueden dejarse en el material agotado.

Las condiciones de extracción también pueden modificarse para rechazar los residuos de plaguicidas que pueden estar presentes en el material original.

Los beneficios de usar condiciones subcríticas incluyen la naturaleza selectiva de la extracción. En contraste, el solicitante encontró que, con una SPE, el disolvente, además de solubilizar los canabinoides deseables, solubilizaba desventajosamente otros materiales no diana, los cuales fueron difíciles de separar en una etapa subsiguiente de depuración.... [Seguir leyendo]

1. Un método para extraer canabinoides de material de plantas de marihuana, que comprende una etapa de descarboxilación, una extracción con dióxido de carbono (CO2) líquido, y una etapa para reducir la proporción de materiales no diana en el extracto, caracterizado porque la extracción con CO2 líquido se lleva a cabo en condiciones subcríticas a una temperatura en el intervalo de 5 a 15ºC y a una presión en el intervalo de 50 a 70 bar.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que la etapa de descarboxilación se lleva a cabo después de la extracción con CO2 líquido.

3. Un método según la reivindicación 1, en el que la etapa de descarboxilación se lleva a cabo antes de la extracción con CO2 líquido.

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la temperatura está en el intervalo de 8 a 12ºC.

5. Un método según la reivindicación 4, en el que la temperatura es sustancialmente 10°C.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la presión está en el intervalo de 55 a 65 bar.

7. Un método según la reivindicación 6, en el que la presión es sustancialmente 60 bar.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el CO2 tiene un flujo másico en el intervalo d.

100. 1500 Kg/h.

9. Un método según la reivindicación 8, en el que el CO2 tiene un flujo másico de sustancialmente 1250 Kg/h.

10. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la extracción se ejecuta durante hasta 10 horas.

11. Un método según la reivindicación 10, en el que la extracción se ejecuta durante aproximadamente 8 horas.

12. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el CO2 se separa por despresurización y el extracto recuperado se mantiene a una temperatura en el intervalo de -15°C a -20°C.

13. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa para reducir la proporción de materiales no diana en el extracto es una precipitación con un alcohol de C1-C5, en el que el material a tratar se calienta por encima de la temperatura ambiente antes de que se añada el alcohol de C1-C5.

14. Un método según la reivindicación 13, en el que el alcohol de C1-C5 es etanol.

15. Un método según la reivindicación 13 ó 14, en el que el extracto se calienta a una temperatura en el intervalo de 36°C a 44°C.

16. Un método según la reivindicación 15, en el que el extracto se calienta a aproximadamente 40°C.

17. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que el alcohol de C1-C5 se añade en una cantidad de 3:1 a 1:1 en volumen de alcohol de C1-C5 a peso del material a tratar.

18. Un método según la reivindicación 17, en el que el alcohol de C1-C5 se añade en una cantidad de aproximadamente 2:1 en volumen de alcohol de C1-C5 a peso del material a tratar.

19. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-18, en el que la disolución resultante de la adición de un alcohol de C1-C5 al material a tratar se enfría y se deja que los materiales insolubles se separen por precipitación.

20. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-19, en el que la disolución resultante de la adición del alcohol de C1-C5 al material a tratar se enfría a una temperatura en el intervalo de -15°C a -25°C.

21. Un método según la reivindicación 19 ó 20, en el que la disolución resultante de la adición del alcohol de C1-C5 al material a tratar se enfría durante hasta 52 horas.

22. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, en el que el precipitado de materiales insolubles se separa por filtración.

23. Un método según la reivindicación 22, en el que filtración es a través de una membrana de 20 !m.

24. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-23, que además comprende una evaporación de múltiples etapas a presión reducida.

25. Un método según la reivindicación 24, en el que primer alcohol de C1-C5 se separa y a continuación se separa el agua.

26. Un método según la reivindicación 25, en el que el alcohol de C1-C5 se separa calentando a una temperatura en el intervalo d.

5. 62°C para dar una temperatura del vapor en el intervalo d.

3. 42°C a un vacío en el intervalo d.

16. 172 mbar hasta que hay poco o ningún condensado visible.

27. Un método según la reivindicación 25 ó 26, en el que agua se separa adicionalmente mediante una reducción paso a paso del vacío en etapas de aproximadamente 50 mbar

28. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 27, en el que la etapa de descarboxilación se lleva a cabo antes de la extracción con CO2 líquido y se lleva a cabo calentando el material de plantas a temperaturas y durante tiempos que aseguren una conversión de al menos 95% de los canabinoides ácidos en su forma neutra mientras se asegura que la degradación térmica de THC a CBN es menor que 10%.

29. Un método según la reivindicación 28, en el cual se lleva a cabo un procedimiento de calentamiento de múltiples etapas en el cual el material de plantas se:

i) Calienta a una primera temperatura durante un primer período de tiempo para separar por evaporación el agua retenida y dejar que el material de plantas se caliente uniformemente; y

ii) La temperatura se aumenta a una segunda temperatura durante un segundo período de tiempo hasta que ha ocurrido una conversión de al menos 95% de los canabinoides ácidos en su forma neutra.

30. Un método según la reivindicación 29, en el que la primera etapa se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 100°C a 110°C durante 10-20 min.

31. Un método según la reivindicación 30, en el que la primera temperatura es aproximadamente 105°C y el primer período de tiempo es aproximadamente 15 minutos.

32. Un método según cualquiera de las reivindicacione.

2. 31, en el que el material de plantas tiene un alto contenido de CBD, la segunda temperatura está en el intervalo de 115°C a 125°C, preferiblemente 120°C, y el segundo período de tiempo está en el intervalo de 45 minutos a 75 minutos, preferiblemente aproximadamente 60 minutos.

33. Un método según cualquiera de las reivindicacione.

2. 31, en el que el material de plantas tiene un alto contenido de CBD, la segunda temperatura está en el intervalo de 135°C a 145°C, preferiblemente 140°C, y el segundo período de tiempo está en el intervalo de 15 a 45 minutos, preferiblemente aproximadamente 30 minutos.

34. Un método según cualquiera de las reivindicacione.

2. 31, en el que el material de plantas tiene un alto contenido de CBD, la segunda temperatura está en el intervalo de 140°C a 150°C, preferiblemente aproximadamente 145°C, y el segundo período de tiempo está en el intervalo d.

5. 90 minutos.

35. Un método según cualquiera de las reivindicacione.

2. 31, en el que el material de plantas tiene un alto contenido de THC, la segunda temperatura está en el intervalo de 115°C a 125°C, preferiblemente aproximadamente 120°C, y el segundo período de tiempo está en el intervalo de 45 minutos a 75 minutos, preferiblemente aproximadamente 60 minutos.

36. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31, en el que el material de plantas tiene un alto contenido de THC, la segunda temperatura es de 100°C a 110°C, preferiblemente aproximadamente 105°C y el segundo período de tiempo está en el intervalo de 60 a 120 minutos.

37. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31, en el que el material de plantas tiene un alto contenido de THC, la segunda temperatura está en el intervalo de 140°C a 150°C, preferiblemente aproximadamente 145°C, y el segundo período de tiempo está en el intervalo de 45 a 55 minutos.

38. Un método según cualquiera de las reivindicacione.

2. 37, en el que la etapa de descarboxilación se lleva a cabo a temperaturas y durante tiempos que aseguren una conversión de al menos 97% de los canabinoides ácidos en sus formas neutras mientras se asegura que la degradación térmica de THC en CBN es menor que 5%.

39. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material de plantas se muele

o de cualquier otra manera se procesa hasta un tamaño menor que 2 mm.

40. Un método según la reivindicación 39, en el que el tamaño de partícula es mayor que 1 mm.

41. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-40, que además comprende la etapa de tratar un extracto derivado del material de plantas con carbón activado.

42. Un método según la reivindicación 41, en el que el extracto derivado del material de plantas se disuelve en una disolución alcohólica.

43. Un método según la reivindicación 42, en el que la disolución alcohólica es una disolución etanólica.

44. Un método según la reivindicación 43, en el que el tratamiento con carbón activado sigue a una etapa de precipitación en etanol.