meskaliin eukalüpti linginist/sahapurust (suures mahus)

[fidelis]

originaalsüntees koos viidetega, mille jätsin siin lühiduse huvides välja ^^ ;


Sissejuhatus:
Syringaldehüüdi on valmistatud eukalüptiligniini oksüdeerimisel nitrobenseeni ja leelisega. See on metüülitud dimetüülsulfaadiga ja meskaliin on sünteesitud nii moodustunud 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdist.

Meskaliini, 3,4,5-trimetoksüfenetüülamiini (IV), mis on "peyote" hallutsinatsiooniprintsiip, isoleeris 1896. aastal Heffter ja selle keemiat on üksikasjalikult uuritud. Välja on töötatud arvukalt sünteese ja paljudes neist on kasutatud lähteainena 3,4,5-trimetoksübensoehapet või mõnda selle derivaati. Teistes sünteesiretkedes kasutati 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi (II) ning Slotta ja Heller ja Slotta valmistasid oma lähteaine, trimetoksüfenüülpropioonhappe, substitueeritud bensaldehüüdi kondenseerimise teel maloonhappega ja saadud tsinnamiinhappe redutseerimise teel. Seejärel saadi meskaliini trimetoksüfenüülpropionamiidi Hofmanni lagundamise teel.

Slotta ja Szyska said meskaliini otse, kondenseerides II nitrometaaniga ja redutseerides elektrolüütiliselt ω-nitro-trimetoksüstüreeni (V). Viimast on redutseeritud ka liitiumalumiiniumhüdriidiga. Puhas kristalliline meskaliin on sünteesitud ka 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi kondenseerimisel kaaliumtsüaniidiga, millele järgneb atsetüleerimine ja katalüütiline redutseerimine amiiniks.

Süringaldehüüd, 3,5-dimetoksü-4-hüdroksübensaldehüüd (I), on atraktiivne alternatiivne lähteaine. D.E. Bland ja kolleegid teatasid selle valmistamisest teatavate eukalüptiligniinide oksüdeerimisel nitrobenseeni ja leelisega. Väikeses mahus töötades näitasid nad, et Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) ja E. diversicolor (Karri) andsid süstingaldehüüdi saagis on parem kui 5%. Seetõttu otsustati uurida meskaliini valmistamist nendest kolmest liigist.

Esimene etapp on siiringaldehüüdi vaba fenoolrühma metüleerimine, mida saab teha kas dimetüülsulfaadi ja leelise või diasometaaniga. Üksikasjalikult uuriti ainult esimest meetodit, kuna diasometaani ei eelistata suures mahus kasutatava reaktiivina. Nii elektrolüütiline kui ka liitiumalumiiniumhüdriidi V redutseerimine kujutab endast raskusi suures ulatuses, eriti liitium-alanaatkompleksi lagundamisel. Seevastu tsüanohüdriini moodustamine on üsna hõlpsasti teostatav kaaliumtsüaniidi ja aldehüüdi bisulfitühendi reaktsiooni teel ning III katalüütiline redutseerimine on lihtne ja odavam. Seetõttu eelistati seda marsruuti.

Menetlus:
75 g õhukuiva saepuru ahjukuivatud puidust oksüdeeriti nitrobenseeni ja leelisega 150 °C juures Blandi meetodi kohaselt. E. regnans' ist saadi keskmiselt 4,9%, E. obliqua' st 3,1% ja E. diversicolor' ist 3,2% siiringaldehüüdi. Mehaanilise segisti kasutamine autoklaavis oleks tõenäoliselt suurendanud saagikust, mis võib sõltuda ka saepuru osakeste suurusest.

75 saepuru andis suurima lahuse koguse, mida oli võimalik mugavalt käsitsi ekstraheerida. Suuremate mahtude puhul kasutati pidevat ekstrahenti, milles kuum benseen voolas läbi vesifaasi, kuid pika aja jooksul, mil benseeniekstrakti hoiti 80 °C juures, lagunes suur osa siiringaldehüüdist. Suuremahuliseks kasutamiseks tuleks benseeniekstrakti hoida madalamal temperatuuril, kasutades selleks ronimiskile või kiirgaasi aurustit.

Nii siiringaldehüüdi kui ka vanilliini sisaldavat toorekstrakti analüüsiti massispektromeetri abil, kuna spektrofotomeetrilised analüüsid ei ole nende kahe ühendi eristamiseks kuigi kasulikud. Süringaldehüüd eraldati benseenist fraktsionaalse ümberkristalliseerimise teel, kuni selle massispekter, mida võrreldi teadaolevas vahekorras oleva süringaldehüüdi ja vanilliini seguga, näitas, et see on vähemalt 95 % puhtusega.

Esmalt metüüliti siiringaldehüüdi dimetüülsulfaadiga ühe tunni jooksul temperatuuril 0-50 °C, saagis 42%. Leiti, et kuumutamine 70 °C juures veel ühe tunni jooksul suurendas 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi saagist 56%-ni. Kuumutamine üle nende temperatuuride vähendas saagist, tõenäoliselt Canizzaro reaktsiooni tõttu. 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriini valmistati 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdist vastavalt Kindleri ja Peschke meetodile, kasutades bisulfitühendit vaheühendina. See meetod välistab gaasilise vesiniktsüaniidi kasutamise ja on oluliselt ohutum. 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriini atsetaat valmistati tsüanohüdriini ja äädikhappeanhüdriidi tagasivoolu teel.

On teatatud, et kui tsüanohüdriini atsetaati saab katalüütiliselt redutseerida jäääädikhappes, kasutades katalüsaatorina pallaadiummustat. Selle süsteemi kasutamisel meskaliini siiski ei moodustunud. Reaktsioonisegu uurimine massispektromeetriga näitas, et aktiivne pallaadiummust oli eemaldanud 3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriiniatsetaadist bodaatsetüül- ja tsüaniidrühmad. Redutseerimine õnnestus, kasutades vähem aktiivset pallaadiummustat ja lahustina absoluutset etanooli. Meskaliin isoleeriti lõpuks sulfaadina.

Tuginedes kuivatatud puidu massile, oli üldine saagis E. Tegnans'i puhul 1% ja kahe teise liigi puhul 0,7%. Kuna sünteesimise viis on suhteliselt lihtne, tundub, et eukalüpti saepuru saab kasutada meskaliini majanduslikuks tootmiseks suures mahus.

 

[fidelis]

siin on mõned eksperimentaalsed asjad samalt lingilt, samuti kasutades saepuru ^_^


3,5-dimetoksü-4-hüdroksübensaldehüüdi
Õhukuiv saepuru (75 g) [uuritava liigi], nitrobenseeni (45 ml) ja naatriumhüdroksiidi lahust (d 1,51, 2N) lisati 2 l mahutavusega autoklaavile. Pomm suleti, seda loksutati paar sekundit tugevalt ja seejärel segati 3 tundi 150 °C juures. Pärast jahutamist filtreeriti oksüdeerimise reaktsioonisegu ja jääk pesti kaks korda destilleeritud veega (100 ml). Filtraat ja pesu ekstraheeriti benseeniga, et eemaldada nitrobenseen ja selle reduktsioonisaadused; vesilahus muudeti happeliseks 10%-lise kontsentreeritud soolhappe ülejäägiga ja lastakse seista 24 tundi. Seejärel filtreeriti, et eemaldada tekkinud sade.

Selge filtraat ekstraheeriti benseeniga ja kombineeritud bensiinipesu kontsentreeriti sobiva mahuni (50 ml). See kontsentraat ekstraheeriti naatriumvesulfitilahusega (20 %), kuni pesuvedelikus ei olnud enam aldehüüdi tuvastatav, happesuse eemaldamise, vääveldioksiidi keetmise ja 2,4-dinitrofenüülhüdrasiiniga (2N soolhappes) testimise teel. Kombineeritud bisulfitipesu hapestati kontsentreeritud soolhappega ja vääveldioksiid eemaldati lämmastikuvoolus kuumutades; seejärel ekstraheeriti benseeniga, kuni aldehüüdist vabastati. Benseeniekstraktid aurutati kuivaks ja seejärel kristalliseeriti ümber kuumast benseenist. Teine ümberkristallisatsioon kuumast veest andis siiringaldehüüdi; m.p. 111 °C.

3,4,5-trimetoksübensaldehüüd
Siringaldehüüd (10 g) lahustati õrnalt kuumutades naatriumhüdroksiidi (3 g) lahuses vees (100 ml) ja segu jahutati seejärel jäävannis alla 50 °C. See lahus lahustati seejärel jäävannis. Dimetüülsulfaati (6 ml) lisati tilgakese kaupa tugeva mehaanilise segamisega ühe tunni jooksul, kusjuures temperatuur hoiti alla 50 °C. Seejärel kuumutati segu ühe tunni jooksul veevannil 70 °C juures, jahutati ja ekstraheeriti kaks korda benseeniga (100 ml). Benseen aurustati ja jääk ekstraheeriti naatriumbisulfitilahusega (20%) . Pärast filtreerimist hapestati veeekstrakt ja vääveldioksiid eemaldati lämmastikuvoolus. Aldehüüd ekstraheeriti benseeniga ja kristalliseeriti ümber vesialuselisest etanoolist. Saagis 6,0 g (56%); mp 70-71°C.

3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriin
Trimetoksübensaldehüüd (8,8 g) lahustati õrnalt soojendades küllastunud naatriumbisulfitilahuses (20 ml). Saadud segu lastakse toatemperatuurini, kui sadestunud bisulfitühend eemaldatakse filtreerimise teel ja pestakse absoluutse etanooliga. Bisulfitühend lahustati vees (10 ml) ja järk-järgult lisati kaaliumtsüaniidi (6 g) lahus vees (10 ml). Saadud õli tahkestus jahutamisel, koguti filtreerimise teel, pesti esmalt bisulfitilahusega, seejärel veega ja lõpuks kuivatati fosforpentoksiidil. Saagis 9,7 g (96 %); mp 81-82 °C.

3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriinatsetaat
3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriini (10 g) rekvireeriti äädikhappeanhüdriidi (50 ml) abil 2 tundi. Üleliigne anhüdriid eemaldati destilleerimise teel vähendatud rõhu all; jääk võeti eetrisse ja eetrilahus pesti naatriumkarbonaadi lahuse (10%), naatriumvesiniksulfiidi lahuse (20%) ja veega. Seejärel kuivatati lahus veevaba kaaliumkarbonaadi kohal ja kuivatatud eetri jääk destilleeriti 165-170 °C juures (0,1 mm). Saagis 8,2 g (69%).

3,4,5-trimetoksüfenetüülamiin
3,4,5-trimetoksübensaldehüüdi tsüanohüdriini atsetaat (1 g) lahustati etanoolis (15 ml) ja lisati kontsentreeritud väävelhapet (0,4 ml) ning pallaadiummust (140 mg). Redutseerimine viidi läbi toatemperatuuril ja atmosfäärirõhul ning see lõpetati pärast seda, kui 95% arvutatud vesinikukogusest oli absorbeeritud. Etanool eemaldati ja jääk võeti veega. Pärast filtreerimist ja ekstraheerimist eetriga aurustati vesilahus. Meskaliin isoleeriti sulfaadina ja kristalliseeriti veest ümber. Saagis 0,5 g (50%), mp 181-184°C; lit. 183-186°C.