alkuperäinen synteesi, jossa on viitteitä, jotka jätin pois lyhyyden vuoksi ^^ ;
Johdanto:
Syringaldehydi on valmistettu hapettamalla eukalyptusligniini nitrobentseenillä ja alkalilla. Se on metyloitu dimetyylisulfaatilla ja meskaliini on syntetisoitu näin muodostuneesta 3,4,5-trimetoksibentsaldehydistä.
Meskaliini, 3,4,5-trimetoksifenetyyliamiini (IV), peyoten hallusinatorinen periaate, eristettiin vuonna 1896 Heffterin toimesta, ja sen kemiaa on tutkittu yksityiskohtaisesti. On kehitetty lukuisia synteesejä, ja monissa niistä on käytetty lähtöaineena 3,4,5-trimetoksibentsoehappoa tai jotakin sen johdannaista. Muissa synteettisissä reiteissä käytettiin 3,4,5-trimetoksibentsaldehydiä (II), ja Slotta sekä Heller ja Slotta valmistivat lähtöaineensa, trimetoksifenyylipropionihapon, kondensoimalla substituoidun bentsaldehydin ja malonihapon välillä ja pelkistämällä syntyneen kanelihapon. Meskaliini saatiin sitten hajottamalla trimetoksifenyylipropionamidia Hofmannin menetelmällä.
Slotta ja Szyska saivat meskaliinia suoraan kondensoimalla II nitrometaanin kanssa ja pelkistämällä elektrolyyttisesti ω-nitro-trimetoksistyreeniä (V). Jälkimmäinen on myös pelkistetty litiumalumiinihydridillä. Puhdasta kiteistä meskaliinia on syntetisoitu myös kondensoimalla 3,4,5-trimetoksibentsaldehydiä kaliumsyanidin kanssa, minkä jälkeen se asetyloitiin ja pelkistettiin katalyyttisesti amiiniksi.
Syringaldehydi, 3,5-dimetoksi-4-hydroksibentsaldehydi (I), on houkutteleva vaihtoehtoinen lähtöaine. D.E. Bland ja työtoverit raportoivat sen valmistuksesta hapettamalla tiettyjä eukalyptusligniiniä nitrobentseenillä ja alkalilla. He osoittivat pienessä mittakaavassa, että Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) ja E. diversicolor (Karri) antoivat yli 5 prosentin saannon syringaldehydistä. Tämän vuoksi päätettiin tutkia meskaliinin valmistusta näistä kolmesta lajista.
Ensimmäinen vaihe on syringaldehydin vapaan fenoliryhmän metylointi, joka voidaan suorittaa joko dimetyylisulfaatilla ja alkalilla tai diatsometaanilla. Vain ensimmäistä menetelmää tutkittiin yksityiskohtaisesti, koska diatsometaani ei ole suotuisa reagenssi suuressa mittakaavassa. Sekä V:n elektrolyyttiseen että litiumalumiinihydridipelkistykseen liittyy vaikeuksia suuressa mittakaavassa, erityisesti litium-alanaattikompleksin hajoamisessa. Toisaalta syanohydriinin muodostus voidaan suorittaa melko helposti reagoimalla kaliumsyanidin ja aldehydibisulfiittiyhdisteen kanssa, ja III: n katalyyttinen pelkistäminen on suoraviivaista ja halvempaa. Siksi tämä reitti valittiin.
Menettely:
75 g ilmakuivaa sahanpurua, joka on peräisin uunikuivatusta puutavarasta, hapetettiin nitrobentseenillä ja alkalilla 150 °C:ssa Blandin menetelmän mukaisesti. E. regnansista saatiin keskimäärin 4,9 %, E. obliquasta 3,1 % ja E. diversicolorista 3,2 % syringaldehydiä. Mekaanisen sekoittimen käyttö autoklaavissa olisi todennäköisesti lisännyt saantoja, jotka voivat riippua myös sahanpurun hiukkaskoosta.
75 sahanpurusta saatiin suurin määrä liuosta, joka voitiin uuttaa kätevästi käsin. Suurempia määriä varten käytettiin jatkuvatoimista uuttolaitetta, jossa kuuman bentseenin annettiin virrata vesifaasin läpi, mutta sen pitkän ajanjakson aikana, jolloin bentseeniuutetta pidettiin 80 °C:ssa, suuri osa syringaldehydistä hajosi. Laajamittaista käyttöä varten bentseeniuute olisi pidettävä alhaisemmassa lämpötilassa käyttämällä kiipeävää kalvoa tai flash-haihdutinta.
Sekä syringaldehydiä että vanilliinia sisältävä raakauute analysoitiin massaspektrometrillä, koska spektrofotometrisistä analyyseistä on vain vähän hyötyä näiden kahden yhdisteen erottamisessa. Syringaldehydi erotettiin fraktioiduin uudelleenkiteytyksin bentseenistä, kunnes sen massaspektri, jota verrattiin tunnetuissa suhteissa olevan syringaldehydin ja vanilliinin seoksen massaspektriin, osoitti sen olevan vähintään 95-prosenttisesti puhdasta.
Aluksi syringaldehydiä metyloitiin dimetyylisulfaatilla tunnin ajan 0-50 °C:ssa, jolloin saanto oli 42 %. Todettiin, että lämmittäminen 70 °C:ssa vielä tunnin ajan lisäsi 3,4,5-trimetoksibentsaldehydin saannon 56 %:iin. Kuumennus yli näiden lämpötilojen alensi saantoa, mikä johtui todennäköisesti Canizzaro-reaktiosta. 3,4,5-trimetoksibentsaldehydisyanohydriini valmistettiin 3,4,5-trimetoksibentsaldehydistä Kindlerin ja Peschken menetelmän mukaisesti käyttäen bisulfiittiyhdistettä välituotteena. Menetelmässä ei tarvita kaasumaista syaanivetyä, ja se on huomattavasti turvallisempi. 3,4,5-trimetoksibentsaldehydin syanohydriiniasetaatti valmistettiin fluksoimalla syanohydriini etikkahappoanhydridin kanssa.
On raportoitu, että jos syanohydriiniasetaatti voitaisiin pelkistää katalyyttisesti jääetikkahapossa käyttäen katalyyttinä palladiummustaa. Tätä järjestelmää käytettäessä meskaliinia ei kuitenkaan muodostunut. Reaktioseoksen tutkiminen massaspektrometrillä osoitti, että aktiivinen palladiummusta oli poistanut boda-asetyyli- ja syanidiryhmät 3,4,5-trimetoksibentsaldehydisyanohydriiniasetaatista. Pelkistäminen onnistui käyttämällä vähemmän aktiivista palladiummustaa ja absoluuttista etanolia liuottimena. Meskaliini eristettiin lopulta sulfaattina.
Kokonaissaanto oli 1 % E. Tegnans -lajin osalta ja 0,7 % kahden muun lajin osalta, laskettuna uunikuivatun puun painosta. Koska synteettinen reitti on suhteellisen yksinkertainen, näyttää siltä, että eukalyptussahanpurua voidaan käyttää meskaliinin taloudelliseen tuotantoon suuressa mittakaavassa.
Johdanto:
Syringaldehydi on valmistettu hapettamalla eukalyptusligniini nitrobentseenillä ja alkalilla. Se on metyloitu dimetyylisulfaatilla ja meskaliini on syntetisoitu näin muodostuneesta 3,4,5-trimetoksibentsaldehydistä.
Meskaliini, 3,4,5-trimetoksifenetyyliamiini (IV), peyoten hallusinatorinen periaate, eristettiin vuonna 1896 Heffterin toimesta, ja sen kemiaa on tutkittu yksityiskohtaisesti. On kehitetty lukuisia synteesejä, ja monissa niistä on käytetty lähtöaineena 3,4,5-trimetoksibentsoehappoa tai jotakin sen johdannaista. Muissa synteettisissä reiteissä käytettiin 3,4,5-trimetoksibentsaldehydiä (II), ja Slotta sekä Heller ja Slotta valmistivat lähtöaineensa, trimetoksifenyylipropionihapon, kondensoimalla substituoidun bentsaldehydin ja malonihapon välillä ja pelkistämällä syntyneen kanelihapon. Meskaliini saatiin sitten hajottamalla trimetoksifenyylipropionamidia Hofmannin menetelmällä.
Slotta ja Szyska saivat meskaliinia suoraan kondensoimalla II nitrometaanin kanssa ja pelkistämällä elektrolyyttisesti ω-nitro-trimetoksistyreeniä (V). Jälkimmäinen on myös pelkistetty litiumalumiinihydridillä. Puhdasta kiteistä meskaliinia on syntetisoitu myös kondensoimalla 3,4,5-trimetoksibentsaldehydiä kaliumsyanidin kanssa, minkä jälkeen se asetyloitiin ja pelkistettiin katalyyttisesti amiiniksi.
Syringaldehydi, 3,5-dimetoksi-4-hydroksibentsaldehydi (I), on houkutteleva vaihtoehtoinen lähtöaine. D.E. Bland ja työtoverit raportoivat sen valmistuksesta hapettamalla tiettyjä eukalyptusligniiniä nitrobentseenillä ja alkalilla. He osoittivat pienessä mittakaavassa, että Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) ja E. diversicolor (Karri) antoivat yli 5 prosentin saannon syringaldehydistä. Tämän vuoksi päätettiin tutkia meskaliinin valmistusta näistä kolmesta lajista.
Ensimmäinen vaihe on syringaldehydin vapaan fenoliryhmän metylointi, joka voidaan suorittaa joko dimetyylisulfaatilla ja alkalilla tai diatsometaanilla. Vain ensimmäistä menetelmää tutkittiin yksityiskohtaisesti, koska diatsometaani ei ole suotuisa reagenssi suuressa mittakaavassa. Sekä V:n elektrolyyttiseen että litiumalumiinihydridipelkistykseen liittyy vaikeuksia suuressa mittakaavassa, erityisesti litium-alanaattikompleksin hajoamisessa. Toisaalta syanohydriinin muodostus voidaan suorittaa melko helposti reagoimalla kaliumsyanidin ja aldehydibisulfiittiyhdisteen kanssa, ja III: n katalyyttinen pelkistäminen on suoraviivaista ja halvempaa. Siksi tämä reitti valittiin.
Menettely:
75 g ilmakuivaa sahanpurua, joka on peräisin uunikuivatusta puutavarasta, hapetettiin nitrobentseenillä ja alkalilla 150 °C:ssa Blandin menetelmän mukaisesti. E. regnansista saatiin keskimäärin 4,9 %, E. obliquasta 3,1 % ja E. diversicolorista 3,2 % syringaldehydiä. Mekaanisen sekoittimen käyttö autoklaavissa olisi todennäköisesti lisännyt saantoja, jotka voivat riippua myös sahanpurun hiukkaskoosta.
75 sahanpurusta saatiin suurin määrä liuosta, joka voitiin uuttaa kätevästi käsin. Suurempia määriä varten käytettiin jatkuvatoimista uuttolaitetta, jossa kuuman bentseenin annettiin virrata vesifaasin läpi, mutta sen pitkän ajanjakson aikana, jolloin bentseeniuutetta pidettiin 80 °C:ssa, suuri osa syringaldehydistä hajosi. Laajamittaista käyttöä varten bentseeniuute olisi pidettävä alhaisemmassa lämpötilassa käyttämällä kiipeävää kalvoa tai flash-haihdutinta.
Sekä syringaldehydiä että vanilliinia sisältävä raakauute analysoitiin massaspektrometrillä, koska spektrofotometrisistä analyyseistä on vain vähän hyötyä näiden kahden yhdisteen erottamisessa. Syringaldehydi erotettiin fraktioiduin uudelleenkiteytyksin bentseenistä, kunnes sen massaspektri, jota verrattiin tunnetuissa suhteissa olevan syringaldehydin ja vanilliinin seoksen massaspektriin, osoitti sen olevan vähintään 95-prosenttisesti puhdasta.
Aluksi syringaldehydiä metyloitiin dimetyylisulfaatilla tunnin ajan 0-50 °C:ssa, jolloin saanto oli 42 %. Todettiin, että lämmittäminen 70 °C:ssa vielä tunnin ajan lisäsi 3,4,5-trimetoksibentsaldehydin saannon 56 %:iin. Kuumennus yli näiden lämpötilojen alensi saantoa, mikä johtui todennäköisesti Canizzaro-reaktiosta. 3,4,5-trimetoksibentsaldehydisyanohydriini valmistettiin 3,4,5-trimetoksibentsaldehydistä Kindlerin ja Peschken menetelmän mukaisesti käyttäen bisulfiittiyhdistettä välituotteena. Menetelmässä ei tarvita kaasumaista syaanivetyä, ja se on huomattavasti turvallisempi. 3,4,5-trimetoksibentsaldehydin syanohydriiniasetaatti valmistettiin fluksoimalla syanohydriini etikkahappoanhydridin kanssa.
On raportoitu, että jos syanohydriiniasetaatti voitaisiin pelkistää katalyyttisesti jääetikkahapossa käyttäen katalyyttinä palladiummustaa. Tätä järjestelmää käytettäessä meskaliinia ei kuitenkaan muodostunut. Reaktioseoksen tutkiminen massaspektrometrillä osoitti, että aktiivinen palladiummusta oli poistanut boda-asetyyli- ja syanidiryhmät 3,4,5-trimetoksibentsaldehydisyanohydriiniasetaatista. Pelkistäminen onnistui käyttämällä vähemmän aktiivista palladiummustaa ja absoluuttista etanolia liuottimena. Meskaliini eristettiin lopulta sulfaattina.
Kokonaissaanto oli 1 % E. Tegnans -lajin osalta ja 0,7 % kahden muun lajin osalta, laskettuna uunikuivatun puun painosta. Koska synteettinen reitti on suhteellisen yksinkertainen, näyttää siltä, että eukalyptussahanpurua voidaan käyttää meskaliinin taloudelliseen tuotantoon suuressa mittakaavassa.