Meskalin z eukalyptového linginu/pilin (ve velkém měřítku)

[fidelis]

Původní syntax s odkazy, které jsem zde pro stručnost vynechal ^^ ;


Úvod:
Syringaldehyd byl připraven oxidací eukalyptového ligninu nitrobenzenem a zásadami. Byl methylován dimethylsulfátem a z takto vzniklého 3,4,5-trimethoxybenzaldehydu byl syntetizován meskalin.

Meskalin, 3,4,5-trimethoxyfenetylamin (IV), halucinační princip "peyotlu", byl izolován v roce 1896 Heffterem a jeho chemie byla podrobně studována. Bylo vypracováno mnoho syntéz a mnohé z nich využívaly jako výchozí materiál kyselinu 3,4,5-trimethoxybenzoovou nebo některý z jejích derivátů. Jiné syntetické cesty využívaly 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd ( II) a Slotta a Heller a Slotta připravili svůj výchozí materiál, kyselinu trimethoxyfenylpropionovou, kondenzací substituovaného benzaldehydu s kyselinou malonovou a redukcí vzniklé kyseliny skořicové. Meskalin pak získali Hofmannovou degradací trimethoxyfenylpropionamidu.

Slotta a Szyska získali meskalin přímo kondenzací II s nitromethanem a elektrolytickou redukcí ω-nitro-trimethoxystylenu (V). Ten byl rovněž redukován hydridem lithia a hliníku. Čistý krystalický meskalin byl rovněž syntetizován kondenzací 3,4,5-trimethoxybenzaldehydu s kyanidem draselným s následnou acetylací a katalytickou redukcí na amin.

Syringaldehyd, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd (I), je atraktivní alternativní výchozí surovinou. D.E. Bland a spolupracovníci oznámili jeho přípravu oxidací některých eukalyptových ligninů nitrobenzenem a zásadami. Při práci v malém měřítku ukázali, že Eucalyptus regnans (horský jasan), E. obliqiia (Messmate Stringybark) a E. diversicolor (Karri) poskytují lepší než 5% výtěžky syringaldehydu. Proto bylo rozhodnuto studovat přípravu meskalinu z těchto tří druhů.

První fází je methylace volné fenolové skupiny syringaldehydu, kterou lze provést buď pomocí dimethylsulfátu a alkálií, nebo pomocí diazomethanu. Podrobně byla zkoumána pouze první metoda, protože diazomethan by nebyl jako činidlo ve velkém měřítku výhodný. Jak elektrolytická, tak lithium-humanohydridová redukce V představují ve velkém měřítku obtíže, zejména při rozkladu lithium-alanátového komplexu. Naproti tomu tvorbu kyanohydrinu lze poměrně snadno provést reakcí kyanidu draselného s aldehyd-bisulfitovou sloučeninou a katalytická redukce III je přímočará a levnější. Proto byla upřednostněna tato cesta.

Postup:
75 g vzduchem vysušených pilin ze sušeného dřeva bylo oxidováno nitrobenzenem a zásadou při 150 °C podle Blandovy metody. Průměrný výtěžek syringaldehydu z E. regnans byl 4,9 %, z E. obliqua 3,1 % a z E. diversicolor 3,2 %. Použití mechanického míchadla v autoklávu by pravděpodobně zvýšilo výtěžky, které mohou záviset také na velikosti částic pilin.

75 pilin poskytlo největší objem roztoku, který bylo možné pohodlně extrahovat ručně. Pro větší objemy se používal kontinuální extraktor, v němž vodnou fází protékal horký benzen, ale během dlouhé doby, kdy se benzenový extrakt udržoval při 80 °C, se velká část syringaldehydu rozložila. Pro provoz ve velkém měřítku by musel být benzenový extrakt udržován při nižší teplotě pomocí stoupajícího filmu nebo bleskové odparky.

Surový extrakt, který obsahoval syringaldehyd i vanilin, byl analyzován pomocí hmotnostního spektrometru, protože spektrofotometrické analýzy jsou pro rozlišení těchto dvou sloučenin málo užitečné. Syringealdehyd byl oddělen frakční rekrystalizací z benzenu, dokud jeho hmotnostní spektrum, porovnané se spektrem směsi syringealdehydu a vanilinu ve známém poměru, neprokázalo, že je nejméně z 95 % čistý.

Nejprve byl syringaldehyd methylován dimethylsulfátem po dobu jedné hodiny při teplotě 0-50 °C, čímž byly získány výtěžky 42 %. Bylo zjištěno, že zahříváním při 70 °C po dobu další hodiny se výtěžek 3,4,5-trimethoxybenzaldehydu zvýšil na 56 %. Zahřívání nad těmito teplotami výtěžek snížilo, pravděpodobně v důsledku Canizzarovy reakce. 3,4,5-trimethoxybenzaldehydový kyanohydrin byl připraven z 3,4,5-trimethoxybenzaldehydu podle metody Kindlera a Peschkeho za použití siřičitanové sloučeniny jako meziproduktu. Tato metoda eliminuje použití plynného kyanovodíku a je podstatně bezpečnější. 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd kyanohydrin acetát byl připraven refluxací kyanohydrinu s acetanhydridem.

Bylo zjištěno, že pokud by bylo možné acetát kyanohydrinu katalyticky redukovat v ledové kyselině octové za použití černého palladia jako katalyzátoru. Při použití tohoto systému však nevznikl žádný meskalin. Zkoumání reakční směsi pomocí hmotnostního spektrometru ukázalo, že aktivní palladiová čerň odstranila z 3,4,5-trimethoxybenzaldehydu kyanohydrinacetátu bodové acetylové a kyanidové skupiny. Redukce byla úspěšná při použití méně aktivní palladiové černě a absolutního ethanolu jako rozpouštědla. Meskalin byl nakonec izolován jako síran.

Na základě hmotnosti sušeného dřeva byly celkové výtěžky 1 % pro E. Tegnans a 0,7 % pro ostatní dva druhy. Vzhledem k tomu, že syntetická cesta je poměrně jednoduchá, zdá se, že eukalyptové piliny mohou být použity k ekonomické výrobě meskalinu ve velkém měřítku.

 

[fidelis]

Tady je pár experimentálních věcí ze stejného odkazu, také s použitím pilin ^_^


3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd
Do autoklávu o objemu 2 l byly přidány vzduchem vysušené piliny (75 g) [zkoumaného druhu], nitrobenzen (45 ml) a roztok hydroxidu sodného (d 1,51, 2N). Bomba byla uzavřena, několik sekund silně protřepávána a poté míchána po dobu 3 hodin při 150 °C. Po ochlazení byla reakční směs z oxidace zfiltrována a zbytek dvakrát promyt destilovanou vodou (100 ml). Filtrát a promývací roztok byly extrahovány benzenem, aby se odstranil nitrobenzen a jeho redukční produkty; vodný roztok byl okyselen 10% přebytkem koncentrované kyseliny chlorovodíkové a byl ponechán stát 24 hodin. Poté byl přefiltrován, aby se odstranila vzniklá sraženina.

Čirý filtrát byl extrahován benzenem a spojený benzenový výluh byl zahuštěn na vhodný objem (50 ml). Tento koncentrát byl extrahován roztokem siřičitanu sodného (20 %), dokud nebylo možné ve výplachu zjistit žádný aldehyd, a to okyselením, vyvařením oxidu siřičitého a zkouškou s 2,4-dinitrofenylhydrazinem v kyselině chlorovodíkové (2N). Kombinované siřičitanové výplachy byly okyseleny kyselinou chlorovodíkovou a oxid siřičitý byl odstraněn zahřátím v proudu dusíku; poté byly extrahovány benzenem, dokud nebyly zbaveny aldehydu. Benzenové extrakty byly odpařeny do sucha a poté rekrystalizovány z horkého benzenu. Druhou rekrystalizací z horké vody se získal syringaldehyd; m.p. 111 °C.

3,4,5-trimethoxybenzaldehyd
Syringaldehyd (10 g) byl za mírného zahřívání rozpuštěn v roztoku hydroxidu sodného (3 g) ve vodě (100 ml) a směs byla poté ochlazena pod 50 °C v ledové lázni. Dimethylsulfát (6 ml) byl přidáván po kapkách za intenzivního mechanického míchání během jedné hodiny, přičemž teplota byla udržována pod 50 °C. Směs byla poté zahřívána po dobu jedné hodiny ve vodní lázni při 70 °C, ochlazena a dvakrát extrahována benzenem (100 ml). Benzen byl odpařen a zbytek byl extrahován 20% roztokem disiřičitanu sodného. Po filtraci byl vodný extrakt okyselen a oxid siřičitý byl odstraněn zahřátím v proudu dusíku. Aldehyd byl extrahován benzenem a rekrystalizován z vodného ethanolu. Výtěžek 6,0 g (56 %); mp 70-71 °C.

3,4,5-trimethoxybenzaldehydový kyanohydrin
Trimethoxybenzaldehyd (8,8 g) byl za mírného zahřívání rozpuštěn v nasyceném roztoku disiřičitanu sodného (20 ml). Vzniklá směs se nechala dosáhnout pokojové teploty, kdy se vysrážená siřičitanová sloučenina odstranila filtrací a promyla absolutním ethanolem. Sloučenina siřičitanu byla rozpuštěna ve vodě (10 ml) a postupně byl přidán roztok kyanidu draselného (6 g) ve vodě (10 ml). Vzniklý olej po ochlazení ztuhl, byl zachycen filtrací, promyt nejprve roztokem siřičitanu, poté vodou a nakonec byl vysušen nad pentoxidem fosforu. Výtěžek 9,7 g (96 %); mp 81-82 °C.

3,4,5-trimethoxybenzaldehyd kyanohydrin acetát
3,4,5-trimethoxybenzaldehydový kyanohydrin (10 g) byl refluxován s acetanhydridem (50 ml) po dobu 2 hodin. Přebytečný anhydrid byl odstraněn destilací za sníženého tlaku; zbytek byl vzat do éteru a éterový roztok byl promyt roztokem uhličitanu sodného (10 %), roztokem disiřičitanu sodného (20 %) a vodou. Roztok byl poté vysušen nad bezvodým uhličitanem draselným a zbytek ze sušeného éteru byl destilován při 165-170 °C (0,1 mm). Výtěžek 8,2 g (69 %).

3,4,5-trimethoxyfenetylamin
3,4,5-trimethoxybenzaldehyd kyanohydrin acetát (1 g) byl rozpuštěn v ethanolu (15 ml) a byla přidána koncentrovaná kyselina sírová (0,4 ml) a palladium černé (140 mg). Redukce probíhala při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku a byla ukončena poté, co bylo absorbováno 95 % vypočteného množství vodíku. Ethanol byl vyloučen a zbytek byl odebrán ve vodě. Po filtraci a extrakci etherem byl vodný roztok odpařen. Meskalin byl izolován jako síran a byl rekrystalizován z vody. Výtěžek 0,5 g (50 %), mp 181-184 °C; lit. 183-186°C.