Μεσκαλίνη από λινγκίνη/πριονίδι ευκαλύπτου (μεγάλης κλίμακας)

[fidelis]

αρχική σύνθεση με αναφορές που άφησα έξω εδώ για λόγους συντομίας ^^ ;


Εισαγωγή:
Η συριγγαλδεΰδη έχει παρασκευαστεί με την οξείδωση της λιγνίνης ευκαλύπτου με νιτροβενζόλιο και αλκάλια. Μεθυλιώθηκε με θειικό διμεθυλεστέρα και η μεσκαλίνη συντέθηκε από την 3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδη που σχηματίστηκε με αυτόν τον τρόπο.

Η µεσκαλίνη, 3,4,5-τριµεθοξυφαινυλοαµίνη (IV), η παραισθησιογόνος αρχή του "πεγιότ", αποµονώθηκε το 1896 από τον Heffter και η χηµεία της έχει µελετηθεί λεπτοµερώς. Έχουν αναπτυχθεί πολυάριθμες συνθέσεις και πολλές από αυτές χρησιμοποίησαν το 3,4,5-τριμεθοξυβενζοϊκό οξύ ή ένα από τα παράγωγά του ως αρχικό υλικό. Άλλες συνθετικές οδοί έκαναν χρήση της 3,4,5-τριµεθοξυβενζαλδεΰδης (II) και οι Slotta και Heller και Slotta παρασκεύασαν το αρχικό υλικό τους, το τριµεθοξυφαινυλοπροπιονικό οξύ, µε συµπύκνωση της υποκατεστηµένης βενζαλδεΰδης µε µηλονικό οξύ και αναγωγή του προκύπτοντος κινναµικού οξέος. Η µεσκαλίνη ελήφθη στη συνέχεια µε αποικοδόµηση κατά Hofmann του τριµεθοξυφαινυλοπροπιονικού αµινοξέος.

Οι Slotta και Szyska έλαβαν τη μεσκαλίνη απευθείας με συμπύκνωση του II με νιτρομεθάνιο και ηλεκτρολυτική αναγωγή του ω-νιτρο-τριμεθοξυστερίνης (V). Το τελευταίο έχει επίσης αναχθεί µε υδρίδιο αργιλίου λιθίου. Η καθαρή κρυσταλλική μεσκαλίνη έχει επίσης συντεθεί με συμπύκνωση της 3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδης με κυανιούχο κάλιο και στη συνέχεια με ακετυλίωση και καταλυτική αναγωγή στην αμίνη.

Η συριγγαλδεΰδη, 3,5-διμεθοξυ-4-υδροξυβενζαλδεΰδη (Ι), είναι μια ελκυστική εναλλακτική αρχική ύλη. Ο D.E. Bland και οι συνεργάτες του ανέφεραν την παρασκευή της με την οξείδωση ορισμένων λιγνινών ευκαλύπτου με νιτροβενζόλιο και αλκάλια. Εργαζόμενοι σε μικρή κλίμακα έδειξαν ότι ο Eucalyptus regnans (Mountain Ash), ο E. obliqiia (Messmate Stringybark) και ο E. diversicolor (Karri) έδωσαν καλύτερες από 5% αποδόσεις συριγγαλδεΰδης. Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να μελετηθεί η παρασκευή μεσκαλίνης από τα τρία αυτά είδη.

Το πρώτο στάδιο είναι η µεθυλίωση της ελεύθερης φαινολικής οµάδας της συριγγοαλδεΰδης, η οποία µπορεί να πραγµατοποιηθεί είτε µε θειικό διµεθυλεστέρα και αλκάλιο, είτε µε διαζοµεθάνιο. Εξετάστηκε λεπτοµερώς µόνο η πρώτη µέθοδος, δεδοµένου ότι το διαζοµεθάνιο δεν ευνοείται ως αντιδραστήριο µεγάλης κλίµακας. Τόσο η ηλεκτρολυτική όσο και η αναγωγή του V με υδρίδιο αργιλίου λιθίου παρουσιάζουν δυσκολίες σε μεγάλη κλίμακα, ιδίως όσον αφορά τη διάσπαση του συμπλόκου λιθίου-αλανικού άλατος. Από την άλλη πλευρά, ο σχηματισμός κυανοϋδρίνης μπορεί να πραγματοποιηθεί αρκετά εύκολα με την αντίδραση κυανιούχου καλίου με την ένωση δισουλφίτη αλδεΰδης και η καταλυτική αναγωγή του III είναι απλή και φθηνότερη. Εποµένως προτιµήθηκε αυτή η οδός.

Διαδικασία:
Μερίδες 75 g πριονιδιών ξηρού στον αέρα από ξυλεία ξηρανθείσα σε κλίβανο οξειδώθηκαν με νιτροβενζόλιο και αλκάλιο στους 150°C σύμφωνα με τη μέθοδο του Bland. Η μέση απόδοση της συριγγοαλδεΰδης από το E. regnans ήταν 4,9%, από το E. obliqua 3,1% και από το E. diversicolor 3,2%. Η χρήση μηχανικού αναδευτήρα στο αυτόκαυστο θα είχε πιθανώς αυξήσει τις αποδόσεις, οι οποίες μπορεί επίσης να εξαρτώνται από το μέγεθος των σωματιδίων του πριονιδιού.

75 πριονίδι έδωσε τον μεγαλύτερο όγκο διαλύματος που μπορούσε να εξαχθεί εύκολα με το χέρι. Για μεγαλύτερους όγκους, χρησιμοποιήθηκε ένας συνεχής εκχυλιστής στον οποίο το ζεστό βενζόλιο αφέθηκε να ρέει μέσω της υδατικής φάσης, αλλά κατά τη διάρκεια της μακράς περιόδου κατά την οποία το εκχύλισμα βενζολίου διατηρήθηκε στους 80°C, ένα μεγάλο ποσοστό της συριγγοαλδεΰδης αποσυντέθηκε. Για τη λειτουργία σε μεγάλη κλίμακα, το εκχύλισμα βενζολίου θα πρέπει να διατηρείται σε χαμηλότερη θερμοκρασία με τη χρήση εξατμιστή αναρρίχησης ή εξατμιστή φλας.

Το ακατέργαστο εκχύλισμα που περιείχε τόσο συριγγαλδεΰδη όσο και βανιλλίνη αναλύθηκε με τη χρήση φασματογράφου μάζας. δεδομένου ότι οι φασματοφωτομετρικές αναλύσεις είναι ελάχιστα χρήσιμες για τη διάκριση αυτών των δύο ενώσεων. Η συριγγοαλδεΰδη διαχωρίστηκε με κλασματική ανακρυστάλλωση από βενζόλιο μέχρις ότου το φάσμα μάζας της, σε σύγκριση με εκείνο ενός μείγματος συριγγοαλδεΰδης και βανιλλίνης σε γνωστές αναλογίες, έδειξε ότι ήταν τουλάχιστον 95% καθαρή.

Αρχικά η συριγγοαλδεΰδη μεθυλιώθηκε με θειικό διμεθυλεστέρα επί μία ώρα στους 0-50°C, δίνοντας αποδόσεις 42%. Διαπιστώθηκε ότι η θέρμανση στους 70°C για μία ακόμη ώρα αύξησε την απόδοση της 3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδης σε 56%. Η θέρμανση πάνω από αυτές τις θερμοκρασίες μείωσε την απόδοση, πιθανώς λόγω αντίδρασης Canizzaro. Η κυανοϋδρίνη της 3,4,5-τριµεθοξυβενζαλδεΰδης παρασκευάστηκε από την 3,4,5-τριµεθοξυβενζαλδεΰδη σύµφωνα µε τη µέθοδο των Kindler και Peschke χρησιµοποιώντας ως ενδιάµεσο προϊόν την ένωση δισουλφίτη. Η μέθοδος αυτή εξαλείφει τη χρήση αέριου υδροκυανίου και είναι σημαντικά ασφαλέστερη. Η οξική κυανοϋδρίνη της 3,4,5-τριµεθοξυβενζαλδεΰδης παρασκευάστηκε µε παλινδρόµηση της κυανοϋδρίνης µε οξικό ανυδρίτη.

Αναφέρθηκε ότι αν η οξική κυανοϋδρίνη μπορούσε να αναχθεί καταλυτικά σε παγωμένο οξικό οξύ με τη χρήση μαύρου παλλαδίου ως καταλύτη. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιήθηκε αυτό το σύστημα, δεν σχηματίστηκε μεσκαλίνη. Η εξέταση του µείγµατος της αντίδρασης µε φασµατογράφο µάζας έδειξε ότι το ενεργό µαύρο παλλάδιο είχε αποµακρύνει τις οµάδες boda ακετυλίου και κυανίου από την οξική κυανοϋδρίνη της 3,4,5-τριµεθοξυβενζαλδεΰδης. Η αναγωγή ήταν επιτυχής με τη χρήση λιγότερο ενεργού μαύρου παλλαδίου και απόλυτης αιθανόλης ως διαλύτη. Η µεσκαλίνη αποµονώθηκε τελικά ως θειικό άλας.

Με βάση το βάρος του ξηραμένου σε κλίβανο ξύλου, οι συνολικές αποδόσεις ήταν 1% για το E. Tegnans και 0,7% για τα άλλα δύο είδη. Καθώς η συνθετική οδός είναι σχετικά απλή, φαίνεται ότι τα πριονίδια ευκαλύπτου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την οικονομική παραγωγή μεσκαλίνης σε μεγάλη κλίμακα.

 

[fidelis]

Εδώ είναι μερικά πειραματικά πράγματα από τον ίδιο σύνδεσμο, χρησιμοποιώντας επίσης πριονίδι ^_^


3,5-Διμεθοξυ-4-υδροξυβενζαλδεΰδη
Αεροξηρά πριονίδια (75 g) του είδους [υπό εξέταση], νιτροβενζόλιο (45 ml) και διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (d 1,51, 2N) προστέθηκαν σε αυτόκαυστο χωρητικότητας 2 L. Η βόμβα σφραγίστηκε, ανακινήθηκε έντονα για λίγα δευτερόλεπτα και στη συνέχεια αναδεύτηκε για 3 ώρες στους 150°C. Μετά την ψύξη, το μείγμα αντίδρασης από την οξείδωση διηθήθηκε και το υπόλειμμα πλύθηκε δύο φορές με απεσταγμένο νερό (100 ml). Το διήθημα και οι πλύσεις εκχυλίστηκαν με βενζόλιο για την απομάκρυνση του νιτροβενζολίου και των προϊόντων αναγωγής του- το υδατικό διάλυμα έγινε όξινο με περίσσεια 10% πυκνού υδροχλωρικού οξέος και αφέθηκε να παραμείνει για 24 ώρες. Στη συνέχεια διηθήθηκε για να απομακρυνθεί το ίζημα που είχε σχηματιστεί.

Το διαυγές διήθημα εκχυλίστηκε με βενζόλιο και τα συνδυασμένα πλυσίματα βενζολίου συμπυκνώθηκαν σε κατάλληλο όγκο (50 ml). Το συμπύκνωμα αυτό εκχυλίστηκε με διάλυμα δισουλφίτη νατρίου (20%) μέχρις ότου δεν ανιχνεύθηκε πλέον αλδεΰδη στα πλυσίματα με οξίνιση, βρασμό του διοξειδίου του θείου και δοκιμή με 2,4-δινιτροφαινυλοϋδραζίνη σε υδροχλωρικό οξύ (2N). Τα συνδυασμένα πλυσίματα δισουλφίτη οξινίστηκαν με συναφές υδροχλωρικό οξύ και το διοξείδιο του θείου απομακρύνθηκε με θέρμανση σε ρεύμα αζώτου- στη συνέχεια εκχυλίστηκαν με βενζόλιο μέχρι να απαλλαγούν από αλδεΰδη. Τα εκχυλίσματα βενζολίου εξατμίστηκαν σε ξηρότητα και στη συνέχεια ανακρυσταλλώθηκαν από καυτό βενζόλιο. Μια δεύτερη ανακρυστάλλωση από καυτό νερό έδωσε συριγγοαλδεΰδη- m.p. 111°C.

3,4,5-Τριμεθοξυβενζαλδεΰδη
Η συριγγοαλδεΰδη (10 g) διαλύθηκε με ήπια θέρμανση σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (3 g) σε νερό (100 ml) και το μείγμα ψύχθηκε κάτω από τους 50°C σε παγόλουτρο. Το θειικό διμεθύλιο (6 ml) προστέθηκε σταγόνα-σταγόνα με έντονη μηχανική ανάδευση επί μία ώρα, ενώ η θερμοκρασία διατηρήθηκε κάτω από τους 50°C. Στη συνέχεια, το μείγμα θερμάνθηκε επί μία ώρα σε υδατόλουτρο στους 70°C, ψύχθηκε και εκχυλίστηκε δύο φορές με βενζόλιο (100 ml). Το βενζόλιο εξατμίστηκε και το υπόλειμμα εκχυλίστηκε με διάλυμα διθειώδους νατρίου (20%) . Μετά από διήθηση, το υδατικό εκχύλισμα οξύνθηκε και το διοξείδιο του θείου απομακρύνθηκε με θέρμανση σε ρεύμα αζώτου. Η αλδεΰδη εκχυλίστηκε με βενζόλιο και ανακρυσταλλώθηκε από υδατική αιθανόλη. Απόδοση, 6,0 g (56%), mp 70-71°C.

Κυανοϋδρίνη 3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδης
Η τριµεθοξυβενζαλδεΰδη (8,8 g) διαλύθηκε µε ήπια θέρµανση σε κορεσµένο διάλυµα διθειώδους νατρίου (20 ml). Το προκύπτον μίγμα αφέθηκε να φθάσει σε θερμοκρασία δωματίου, οπότε η κατακρημνισμένη ένωση δισουλφίτη απομακρύνθηκε με διήθηση και ξεπλύθηκε με απόλυτη αιθανόλη. Η δισουλφιτική ένωση διαλύθηκε σε νερό (10 ml) και προστέθηκε σταδιακά διάλυμα κυανιούχου καλίου (6 g) σε νερό (10 ml). Το έλαιο που προέκυψε στερεοποιήθηκε κατά την ψύξη, συλλέχθηκε με διήθηση, πλύθηκε πρώτα με διάλυμα δισουλφίτη, στη συνέχεια με νερό και τέλος ξηράνθηκε πάνω σε πεντοξείδιο του φωσφόρου. Απόδοση, 9,7 g (96%), mp 81-82°C.

Οξική κυανοϋδρίνη της 3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδης
Η κυανοϋδρίνη της 3,4,5-τριµεθοξυβενζαλδεΰδης (10 g) επαναρροφήθηκε µε οξικό ανυδρίτη (50 ml) για 2 ώρες. Η περίσσεια του ανυδρίτη απομακρύνθηκε με απόσταξη υπό μειωμένη πίεση- το υπόλειμμα λήφθηκε σε αιθέρα και το διάλυμα του αιθέρα πλύθηκε με διάλυμα ανθρακικού νατρίου (10%), διάλυμα δισουλφιτικού νατρίου (20%) και νερό. Στη συνέχεια, το διάλυμα ξηράνθηκε πάνω σε άνυδρο ανθρακικό κάλιο και το υπόλειμμα του ξηρού αιθέρα αποστάχθηκε στους 165-170°C (0,1 mm). Απόδοση 8,2 g (69%).

3,4,5-Τριµεθοξυφαινυλαιθυλαµίνη
Διαλύθηκε οξική κυανοϋδρίνη της 3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδης (1 g) σε αιθανόλη (15 ml) και προστέθηκαν πυκνό θειικό οξύ (0,4 ml) και μαύρο παλλάδιο (140 mg). Η αναγωγή πραγματοποιήθηκε σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση και διακόπηκε μετά την απορρόφηση του 95% της υπολογισθείσας ποσότητας υδρογόνου. Η αιθανόλη αποβλήθηκε και το υπόλειμμα λήφθηκε σε νερό. Μετά από διήθηση και εκχύλιση με αιθέρα, το υδατικό διάλυμα εξατμίστηκε. Η μεσκαλίνη απομονώθηκε ως θειικό άλας και ανακρυσταλλώθηκε από νερό. Απόδοση, 0,5 g (50%), mp 181-184°C, lit. 183-186°C.