Meskalin fra eukalyptus lingin/savsmuld (stor skala)

[fidelis]

original syntese med referencer, som jeg har udeladt her for at gøre det kort ^^;


Introduktion:
Syringaldehyd er blevet fremstillet ved oxidation af eukalyptuslignin med nitrobenzen og alkali. Det er blevet methyleret med dimethylsulfat, og meskalin er blevet syntetiseret fra det således dannede 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd.

Meskalin, 3,4,5-trimethoxyphenethylamin ( IV), det hallucinerende princip i "peyote", blev isoleret i 1896 af Heffter, og dets kemi er blevet studeret i detaljer. Der er blevet udviklet adskillige synteser, og mange af disse anvendte 3,4,5-trimethoxybenzoesyre eller et af dets derivater som udgangsmateriale. Andre syntetiske ruter gjorde brug af 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd ( II), og Slotta og Heller og Slotta fremstillede deres udgangsmateriale, trimethoxyphenylpropionsyre, ved kondensering af det substituerede benzaldehyd med malonsyre og reduktion af den resulterende kanelsyre. Meskalin blev derefter opnået ved Hofmann-nedbrydning af trimethoxyphenylpropionamid.

Slotta og Szyska opnåede meskalin direkte ved at kondensere II med nitromethan og reducere ω-nitro-trimethoxystyren ( V) elektrolytisk. Sidstnævnte er også blevet reduceret med lithiumaluminiumhydrid. Rent krystallinsk meskalin er også blevet syntetiseret ved kondensation af 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd med kaliumcyanid efterfulgt af acetylering og katalytisk reduktion til aminen.

Syringaldehyd, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd ( I), er et attraktivt alternativt udgangsmateriale. D.E. Bland og medarbejdere rapporterede, at det blev fremstillet ved oxidation af visse eukalyptusligniner med nitrobenzen og alkali. Ved at arbejde i lille skala viste de, at Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) og E. diversicolor (Karri) gav bedre end 5 % udbytte af syringaldehyd. Det blev derfor besluttet at undersøge fremstillingen af meskalin fra disse tre arter.

Det første trin er methylering af den frie phenolgruppe i syringaldehyd, som kan udføres enten med dimethylsulfat og alkali eller med diazomethan. Kun den første metode blev undersøgt i detaljer, da diazomethan ikke ville være at foretrække som reagens i stor skala. Både den elektrolytiske og lithium-aluminiumhydrid-reduktionen af V giver problemer i stor skala, især med nedbrydningen af lithium-alanat-komplekset. På den anden side kan cyanhydrindannelse udføres ret let ved reaktion af kaliumcyanid med aldehydbisulfitforbindelsen, og katalytisk reduktion af III er ligetil og billigere. Denne rute blev derfor foretrukket.

Fremgangsmåde:
75 g lufttørret savsmuld fra ovntørret træ blev oxideret med nitrobenzen og alkali ved 150 °C i henhold til Blands metode. Det gennemsnitlige udbytte af syringaldehyd fra E. regnans var 4,9 %, fra E. obliqua 3,1 % og fra E. diversicolor 3,2 %. Brug af en mekanisk omrører i autoklaven ville sandsynligvis have øget udbyttet, som også kan afhænge af partikelstørrelsen på savsmuldet.

75 savsmuld gav den største mængde opløsning, som kunne udvindes bekvemt i hånden. Til større mængder blev der brugt en kontinuerlig ekstraktor, hvor varm benzen fik lov til at strømme gennem den vandige fase, men i den lange periode, hvor benzenekstrakten blev holdt ved 80 °C, blev en stor del af syringaldehyden nedbrudt. For at kunne arbejde i stor skala skulle benzenekstraktet holdes ved en lavere temperatur ved hjælp af en klatrefilm eller en flashfordamper.

Råekstraktet, som indeholdt både syringaldehyd og vanillin, blev analyseret ved hjælp af et massespektrometer, da spektrofotometriske analyser ikke er særlig nyttige til at skelne mellem disse to forbindelser. Syringaldehydet blev adskilt ved fraktioneret omkrystallisation fra benzen, indtil dets massespektrum sammenlignet med en blanding af syringaldehyd og vanillin i kendte forhold viste, at det var mindst 95 % rent.

Først blev syringaldehyd methyleret med dimethylsulfat i en time ved 0-50 °C, hvilket gav et udbytte på 42 %. Det viste sig, at opvarmning ved 70 °C i yderligere en time øgede udbyttet af 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd til 56 %. Opvarmning over disse temperaturer sænkede udbyttet, sandsynligvis på grund af en Canizzaro-reaktion. 3,4,5-trimethoxybenzaldehydcyanhydrin blev fremstillet ud fra 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd i henhold til Kindler og Peschkes metode, hvor bisulfitforbindelsen blev brugt som mellemprodukt. Denne metode eliminerer brugen af gasformig hydrogencyanid og er betydeligt mere sikker. 3,4,5-trimethoxybenzaldehydcyanhydrinacetat blev fremstillet ved tilbagesvaling af cyanhydrin med eddikesyreanhydrid.

Det er blevet rapporteret, at hvis cyanhydrinacetatet kunne reduceres katalytisk i iseddikesyre med palladiumsort som katalysator. Men når dette system blev brugt, blev der ikke dannet meskalin. Undersøgelse af reaktionsblandingen med et massespektrometer viste, at den aktive palladiumsort havde fjernet boda-acetyl- og cyanidgrupper fra 3,4,5-trimethoxybenzaldehyd-cyanohydrinacetat. Reduktionen lykkedes med en mindre aktiv palladiumsort og absolut ethanol som opløsningsmiddel. Meskalin blev til sidst isoleret som sulfat.

Baseret på vægten af ovntørret træ var det samlede udbytte 1 % for E. Tegnans og 0,7 % for de to andre arter. Da den syntetiske rute er forholdsvis enkel, ser det ud til, at eukalyptussavsmuld kan bruges til økonomisk produktion af meskalin i stor skala.

 

[fidelis]

Her er nogle eksperimentelle ting fra samme link, også med brug af savsmuld ^_^


3,5-Dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd
Lufttørret savsmuld (75 g) af arten [under undersøgelse], nitrobenzen (45 ml) og natriumhydroxidopløsning (d 1,51, 2N) blev tilsat til en autoklave med en kapacitet på 2 L. Bomben blev forseglet, rystet kraftigt i et par sekunder og derefter omrørt i 3 timer ved 150 °C. Efter afkøling blev reaktionsblandingen fra oxidationen filtreret, og resten blev vasket to gange med destilleret vand (100 ml). Filtratet og vasketøjet blev ekstraheret med benzen for at fjerne nitrobenzen og dets reduktionsprodukter; den vandige opløsning blev gjort sur med et 10% overskud af koncentreret saltsyre og fik lov til at stå i 24 timer. Derefter blev den filtreret for at fjerne det bundfald, der var dannet.

Det klare filtrat blev ekstraheret med benzen, og den kombinerede benzenvask blev koncentreret til et passende volumen (50 ml). Dette koncentrat blev ekstraheret med natriumbisulfitopløsning (20%), indtil der ikke kunne påvises mere aldehyd i vaskene ved forsuring, afkogning af svovldioxid og testning med 2,4-dinitrophenylhydrazin i saltsyre (2N). De kombinerede bisulfitopvaskninger blev syrnet med konc. saltsyre, og svovldioxiden blev fjernet ved opvarmning i en nitrogenstrøm; de blev derefter ekstraheret med benzen, indtil de var fri for aldehyd. Benzenekstrakterne blev inddampet til tørhed og derefter omkrystalliseret fra varm benzen. En anden omkrystallisering fra varmt vand gav syringaldehyd; m.p. 111 ° C.

3,4,5-trimethoxybenzaldehyd
Syringaldehyd (10 g) blev opløst under forsigtig opvarmning i en opløsning af natriumhydroxid (3 g) i vand (100 ml), og blandingen blev derefter afkølet til under 50 °C i et isbad. Dimethylsulfat (6 ml) blev tilsat dråbevis under kraftig mekanisk omrøring i en time, mens temperaturen blev holdt under 50 °C. Blandingen blev derefter opvarmet i en time i et vandbad ved 70 °C og blev afkølet og ekstraheret to gange med benzen (100 ml). Benzolen blev inddampet, og resten blev ekstraheret med natriumbisulfitopløsning (20 %). Efter filtrering blev det vandige ekstrakt syrnet, og svovldioxiden blev fjernet ved opvarmning i en nitrogenstrøm. Aldehydet blev ekstraheret med benzen og omkrystalliseret fra vandig ethanol. Udbytte, 6,0 g (56 %); smp. 70-71 °C.

3,4,5-trimethoxybenzaldehyd cyanhydrin
Trimethoxybenzaldehyd (8,8 g) blev opløst under forsigtig opvarmning i en mættet natriumbisulfitopløsning (20 ml). Den resulterende blanding fik lov til at nå stuetemperatur, hvor den udfældede bisulfitforbindelse blev fjernet ved filtrering og vasket med absolut ethanol. Bisulfitforbindelsen blev opløst i vand (10 ml), og en opløsning af kaliumcyanid (6 g) i vand (10 ml) blev gradvist tilsat. Den resulterende olie størknede ved afkøling, blev opsamlet ved filtrering, vasket først med bisulfitopløsning, derefter med vand og blev til sidst tørret over fosforpentoxid. Udbytte, 9,7 g (96 %); smp 81-82 °C.

3,4,5-trimethoxybenzaldehyd cyanhydrinacetat
3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd cyanohydrin (10 g) blev tilbagesvalet med eddikesyreanhydrid (50 ml) i 2 timer. Overskydende anhydrid blev fjernet ved destillation under reduceret tryk; resten blev taget op i ether, og etheropløsningen blev vasket med natriumcarbonatopløsning (10%), natriumbisulfitopløsning (20%) og vand. Opløsningen blev derefter tørret over vandfrit kaliumcarbonat, og resten af den tørrede ether blev destilleret ved 165-170 °C (0,1 mm). Udbytte: 8,2 g (69 %).

3,4,5-trimethoxyphenethylamin
3,4,5-trimethoxybenzaldehydcyanhydrinacetat (1 g) blev opløst i ethanol (15 ml), og koncentreret svovlsyre (0,4 ml) og palladiumsort (140 mg) blev tilsat. Reduktionen blev udført ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk og blev afbrudt, efter at 95 % af den beregnede mængde brint var blevet absorberet. Ethanolen blev fjernet, og resten blev opløst i vand. Efter filtrering og ekstraktion med ether blev den vandige opløsning inddampet. Meskalinen blev isoleret som sulfat og blev omkrystalliseret fra vand. Udbytte, 0,5 g (50 %), smp 181-184 °C; lit. 183-186°C.