Мескалин от евкалиптов лингин/пилешки стърготини (в голям мащаб)

[fidelis]

оригинален синтез с препратки, които тук съм пропуснал за краткост ^^ ;


Въведение:
Сирингалдехидът е получен чрез окисление на евкалиптов лигнин с нитробензол и алкали. Той е бил метилиран с диметилсулфат и от така получения 3,4,5-триметоксибензалдехид е бил синтезиран мескалин.

Мескалинът, 3,4,5-триметоксифенетиламин (IV), халюцинаторният принцип на "пейота", е изолиран през 1896 г. от Heffter и химията му е подробно проучена. Разработени са многобройни синтези, като в много от тях като изходна суровина е използвана 3,4,5-триметоксибензоена киселина или някое от нейните производни. По други синтетични пътища е използван 3,4,5-триметоксибензалдехид ( II), а Slotta и Heller и Slotta са получили своя изходен материал, триметоксифенилпропионова киселина, чрез кондензация на заместения бензалдехид с малонова киселина и редукция на получената канелена киселина. След това мескалинът е получен чрез Хофманово разграждане на триметоксифенилпропионамида.

Slotta и Szyska получават мескалин директно чрез кондензиране на II с нитрометан и редуциране по електролитен път на ω-нитро-триметоксистирен (V). Последният също е редуциран с литиево-алуминиев хидрид. Чист кристален мескалин е синтезиран и чрез кондензация на 3,4,5-триметоксибензалдехид с калиев цианид, последвана от ацетилиране и каталитично редуциране до амин.

Сирингалдехидът, 3,5-диметокси-4-хидроксибензалдехид (I), е привлекателна алтернативна изходна суровина. D.E. Bland и колегите му съобщават за получаването му чрез окисление на някои лигнини от евкалипт с нитробензол и алкали. Работейки в малък мащаб, те показват, че Eucalyptus regnans (планински пепел), E. obliqiia (месматска кора) и E. diversicolor (кари) дават по-добри от 5 % добиви на сирингалдехид. Поради това беше решено да се изследва получаването на мескалин от тези три вида.

Първият етап е метилирането на свободната фенолна група на сирингалдехида, което може да се осъществи или с диметилсулфат и алкали, или с диазометан. Само първият метод беше разгледан подробно, тъй като диазометанът не би бил предпочитан като реагент в голям мащаб. Както електролитната, така и литиево-алуминиевата хидридна редукция на V представляват трудности в голям мащаб, особено при разлагането на литиево-аланатния комплекс. От друга страна, образуването на цианхидрин може да се извърши доста лесно чрез реакцията на калиев цианид с алдехидното съединение бисулфит, а каталитичната редукция на III е лесна и по-евтина. Поради това беше предпочетен този път.

Процедура:
Порции от 75 g въздушно сухи дървени стърготини от изсушен в пещ дървен материал се окисляват с нитробензол и алкали при 150 °С по метода на Bland. Средният добив на сирингалдехид от E. regnans е 4,9 %, от E. obliqua - 3,1 %, а от E. diversicolor - 3,2 %. Използването на механична бъркалка в автоклава вероятно би повишило добивите, които могат да зависят и от размера на частиците на дървените стърготини.

75 от дървесните стърготини даде най-голям обем разтвор, който можеше да бъде извлечен удобно на ръка. За по-големи обеми беше използван непрекъснат екстрактор, в който горещият бензол можеше да преминава през водната фаза, но по време на дългия период, в който бензолният екстракт се поддържаше при 80 °С, голяма част от сирингалдехида се разлагаше. За широкомащабна работа бензолният екстракт трябва да се поддържа при по-ниска температура чрез използване на изкачващ се филм или светкавичен изпарител.

Суровият екстракт, който съдържаше както сирингалдехид, така и ванилин, беше анализиран с помощта на масспектрометър, тъй като спектрофотометричните анализи са малко полезни за разграничаване на тези две съединения. Сирингалдехидът се отделя чрез фракционна рекристализация от бензол, докато масовият му спектър, сравнен със спектъра на смес от сирингалдехид и ванилин в известни пропорции, покаже, че той е чист поне 95 %.

Първоначално сирингалдехидът се метилира с диметилсулфат в продължение на един час при 0-50 °С, като се получава добив от 42 %. Установено е, че нагряването при 70 °С за още един час увеличава добива на 3,4,5-триметоксибензалдехид до 56 %. Нагряването над тези температури понижава добива, вероятно поради реакцията на Канизаро. 3,4,5-триметоксибензалдехид цианхидрин е получен от 3,4,5-триметоксибензалдехид по метода на Киндлер и Пешке, като е използвано съединението бисулфит като междинен продукт. Този метод елиминира използването на газообразен циановодород и е значително по-безопасен. 3,4,5-триметоксибензалдехид цианхидринов ацетат се получава чрез рефлуксиране на цианхидрина с оцетния анхидрид.

Съобщава се, че ако цианхидриновият ацетат може да се редуцира каталитично в ледена оцетна киселина, като се използва паладиево черно като катализатор. При използването на тази система обаче не се е образувал мескалин. Изследването на реакционната смес с масспектрометър показва, че активната паладиева черна е отстранила бода ацетиловите и цианидните групи от 3,4,5-триметоксибензалдехидния цианхидринов ацетат. Редукцията е била успешна при използване на по-малко активна паладиева черна и абсолютен етанол като разтворител. Накрая мескалинът е изолиран като сулфат.

Въз основа на теглото на изсушената в пещ дървесина общият добив е 1 % за E. Tegnans и 0,7 % за другите два вида. Тъй като синтетичният път е сравнително прост, изглежда, че дървесните стърготини от евкалипт могат да се използват за икономично производство на мескалин в голям мащаб.

 

[fidelis]

Ето някои експериментални неща от същия линк, също с използване на дървени стърготини ^_^


3,5-диметокси-4-хидроксибензалдехид
В автоклав с вместимост 2 L се добавят въздушно сухи дървени стърготини (75 g) от вида [предмет на изследването], нитробензол (45 ml) и разтвор на натриев хидроксид (d 1,51, 2N). Бомбата се запечатва, разклаща се енергично за няколко секунди и след това се разбърква в продължение на 3 часа при 150 °С. След охлаждане реакционната смес от окислението се филтрира и остатъкът се промива два пъти с дестилирана вода (100 ml). Филтратът и промивките се екстрахират с бензол, за да се отстранят нитробензолът и неговите редукционни продукти; водният разтвор се подкиселява с 10% излишък на концентрирана солна киселина и се оставя да престои 24 часа. След това се филтрира, за да се отстрани образувалата се утайка.

Бистрият филтрат се екстрахира с бензол, а комбинираните бензолни промивки се концентрират до удобен обем (50 ml). Този концентрат се екстрахира с разтвор на натриев бисулфит (20 %), докато в промивките не може да се открие повече алдехид чрез подкиселяване, изваряване на серния диоксид и изпитване с 2,4-динитрофенилхидразин в солна киселина (2N). Комбинираните бисулфитни промивки се подкиселяват с концентрирана солна киселина и серният диоксид се отстранява чрез нагряване в поток от азот; след това се екстрахират с бензол, докато се освободят от алдехид. Бензолните екстракти се изпаряват до сухост и след това се рекристализират от горещ бензол. При втора рекристализация от гореща вода се получава сирингалдехид; m.p. 111°С.

3,4,5-триметоксибензалдехид
Сирингалдехид (10 g) се разтваря с леко нагряване в разтвор на натриев хидроксид (3 g) във вода (100 ml), след което сместа се охлажда под 50 °C в ледена баня. Диметилсулфат (6 ml) се добавя на капки при интензивно механично разбъркване в продължение на един час, като температурата се поддържа под 50 °C. След това сместа се нагрява в продължение на един час на водна баня при 70°С, охлажда се и се екстрахира два пъти с бензол (100 ml). Бензолът се изпарява, а остатъкът се екстрахира с разтвор на натриев бисулфит (20 %). След филтриране водният екстракт се подкиселява и серният диоксид се отстранява чрез загряване в поток от азот. Алдехидът се екстрахира с бензол и се рекристализира от воден етанол. Добив, 6,0 g (56%); mp 70-71°C.

3,4,5-триметоксибензалдехид цианохидрин
Триметоксибензалдехид (8,8 g) се разтваря при леко затопляне в наситен разтвор на натриев бисулфит (20 ml). Получената смес се оставя да достигне стайна температура, когато утаеното бисулфитно съединение се отстранява чрез филтриране и се промива с абсолютен етанол. Бисулфитното съединение се разтваря във вода (10 ml) и постепенно се добавя разтвор на калиев цианид (6 g) във вода (10 ml). Полученото масло се втвърдява при охлаждане, събира се чрез филтриране, промива се първо с разтвор на бисулфит, след това с вода и накрая се изсушава над фосфорен пентоксид. Добив, 9,7 g (96%); mp 81-82°C.

3,4,5-триметоксибензалдехид цианохидрин ацетат
3,4,5-триметоксибензалдехид цианохидрин (10 g) се рефлуксира с оцетния анхидрид (50 ml) в продължение на 2 часа. Излишният анхидрид е отстранен чрез дестилация под намалено налягане; остатъкът е взет в етер и етерният разтвор е промит с разтвор на натриев карбонат (10 %), разтвор на натриев бисулфит (20 %) и вода. След това разтворът се изсушава над безводен калиев карбонат и остатъкът от изсушения етер се дестилира при 165-170 °С (0,1 mm). Добив: 8,2 g (69 %).

3,4,5-триметоксифенетиламин
3,4,5-триметоксибензалдехид цианохидринов ацетат (1 g) се разтваря в етанол (15 ml) и се добавят концентрирана сярна киселина (0,4 ml) и паладиева черна (140 mg). Редукцията се извършва при стайна температура и атмосферно налягане и се прекратява, след като са абсорбирани 95 % от изчисленото количество водород. Етанолът се елиминира и остатъкът се поема във вода. След филтриране и екстракция с етер водният разтвор се изпарява. Мескалинът е изолиран като сулфат и е рекристализиран от вода. Добив, 0,5 g (50%), mp 181-184°C; лит. 183-186°C.