Meškalinas iš eukalipto lingino / pjuvenų (dideliu mastu)

[fidelis]

originalus sintetinis tekstas su nuorodomis, kurias čia palikau dėl trumpumo ^^ ;


Įvadas:
Siringaldehidas buvo paruoštas oksiduojant eukalipto ligniną nitrobenzenu ir šarmu. Jis buvo metilinamas dimetilsulfatu, o iš taip susidariusio 3,4,5-trimetoksibenzaldehido buvo susintetintas meskalinas.

Meškaliną, 3,4,5-trimetoksifenmetilaminą (IV), haliucinacinį "pejotlio" principą, 1896 m. išskyrė Heffteris, o jo chemija buvo išsamiai ištirta. Buvo sukurta daugybė sintezių, daugelyje jų kaip pradinė medžiaga naudota 3,4,5-trimetoksibenzoinė rūgštis arba vienas iš jos darinių. Kitais sintetiniais būdais buvo naudojamas 3,4,5-trimetoksibenzaldehidas (II), o Slotta ir Heller bei Slotta savo pradinę medžiagą, trimetoksifenilpropiono rūgštį, paruošė pakeisto benzaldehido kondensacijos su malono rūgštimi ir gautos cinamono rūgšties redukcijos būdu. Po to meškalinas buvo gautas Hofmano būdu skaidant trimetoksifenilpropionamidą.

Slotta ir Szyska tiesiogiai gavo meskaliną kondensuodami II su nitrometanu ir elektrolitiškai redukuodami ω-nitro-trimetoksistireną (V). Pastarasis taip pat buvo redukuotas ličio aliuminio hidridu. Grynas kristalinis meskalinas taip pat buvo susintetintas kondensuojant 3,4,5-trimetoksibenzaldehidą su kalio cianidu, po to acetilinant ir kataliziškai redukuojant iki amino.

Siringaldehidas, 3,5-dimetoksi-4-hidroksibenzaldehidas (I), yra patraukli alternatyvi pradinė medžiaga. D. E. Blandas su bendradarbiais pranešė apie jo gavimą oksiduojant tam tikrus eukaliptų ligninus nitrobenzenu ir šarmais. Dirbdami nedideliu mastu jie parodė, kad iš Eucalyptus regnans (kalnų uosio), E. obliqiia (Messmate Stringybark) ir E. diversicolor (Karri) gaunama geresnė nei 5 % syringaldehido išeiga. Todėl buvo nuspręsta ištirti meskalino gavimą iš šių trijų rūšių.

Pirmasis etapas - laisvosios siringaldehido fenolinės grupės metilinimas, kurį galima atlikti naudojant dimetilsulfatą ir šarmą arba diazometaną. Išsamiai išnagrinėtas tik pirmasis metodas, nes diazometanas nebūtų palankus kaip didelio masto reagentas. Tiek elektrolitinis, tiek ličio aliuminio hidrido V redukavimas dideliu mastu kelia sunkumų, ypač dėl ličio-alanato komplekso skilimo. Kita vertus, cianhidriną galima gana lengvai suformuoti reaguojant kalio cianidui su aldehido bisulfito junginiu, o katalizinis III redukavimas yra paprastas ir pigesnis. Todėl buvo pasirinktas šis būdas.

Procedūra:
75 g ore išdžiovintos medienos pjuvenų porcijos buvo oksiduojamos nitrobenzenu ir šarmu 150 °C temperatūroje pagal Blando metodą. Vidutinė siringaldehido išeiga iš E. regnans buvo 4,9 %, iš E. obliqua - 3,1 %, o iš E. diversicolor - 3,2 %. Naudojant mechaninę maišyklę autoklave tikriausiai būtų padidėjusi išeiga, kuri taip pat gali priklausyti nuo pjuvenų dalelių dydžio.

Iš 75 pjuvenų buvo gautas didžiausias tirpalo tūris, kurį buvo galima patogiai ekstrahuoti rankomis. Didesniam kiekiui išgauti buvo naudojamas nepertraukiamasis ekstraktorius, kuriame karštas benzenas tekėjo per vandeninę fazę, tačiau ilgą laiką benzeno ekstraktą laikant 80 °C temperatūroje, didelė dalis siringaldehido suiro. Norint naudoti dideliais kiekiais, benzeno ekstraktas turėtų būti laikomas žemesnėje temperatūroje, naudojant laiptuotą plėvelę arba blykstinį garintuvą.

Neapdorotas ekstraktas, kuriame buvo ir siringaldehido, ir vanilino, buvo analizuojamas naudojant masės spektrometrą, nes spektrofotometrinė analizė yra mažai naudinga atskirti šiuos du junginius. Siringaldehidas buvo atskirtas frakcine rekristalizacija iš benzeno, kol jo masės spektras, lyginant su žinomomis proporcijomis sudaryto siringaldehido ir vanilino mišinio masės spektru, parodė, kad jis yra ne mažiau kaip 95 % grynas.

Iš pradžių siringaldehidas buvo metilinamas dimetilsulfatu vieną valandą 0-50 °C temperatūroje, gaunama 42 % išeiga. Nustatyta, kad dar valandą kaitinant 70 °C temperatūroje 3,4,5-trimetoksibenzaldehido išeiga padidėjo iki 56 %. Kaitinant aukštesnėje nei ši temperatūra, išeiga sumažėjo, tikriausiai dėl Canizzaro reakcijos. 3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianohidrinas buvo paruoštas iš 3,4,5-trimetoksibenzaldehido pagal Kindlerio ir Peschke's metodą, naudojant bisulfito junginį kaip tarpinį junginį. Taikant šį metodą nenaudojamas dujinis vandenilio cianidas ir jis yra žymiai saugesnis. 3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianhidrino acetatas buvo paruoštas refliuksuojant cianhidriną su acto anhidridu.

Buvo pranešta, kad jei cianhidrino acetatą galima kataliziškai redukuoti ledinėje acto rūgštyje, kaip katalizatorių naudojant juodąjį paladį. Tačiau naudojant šią sistemą, meskalinas nesusidarė. Reakcijos mišinio tyrimas masių spektrometru parodė, kad aktyvioji paladžio juodoji medžiaga pašalino boda acetilo ir cianido grupes iš 3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianhidrino acetato. Redukcija buvo sėkminga naudojant mažiau aktyvią paladžio juodąją spalvą ir absoliutų etanolį kaip tirpiklį. Galiausiai meškalinas buvo išskirtas kaip sulfatas.

Remiantis džiovyklose išdžiovintos medienos svoriu, E. Tegnans atveju bendras išeigos kiekis buvo 1 %, o kitų dviejų rūšių - 0,7 %. Kadangi sintetinimo būdas yra palyginti paprastas, atrodo, kad eukaliptų pjuvenos gali būti naudojamos ekonomiškai pagrįstai meskalino gamybai plačiu mastu.

 

[fidelis]

Štai keletas eksperimentinių dalykų iš tos pačios nuorodos, taip pat naudojant pjuvenas ^_^


3,5-dimetoksi-4-hidroksibenzaldehidas
Į 2 L talpos autoklavą buvo supiltos ore išdžiovintos [tiriamos] rūšies pjuvenos (75 g), nitrobenzenas (45 ml) ir natrio hidroksido tirpalas (d 1,51, 2N). Bomba buvo sandariai uždaryta, kelias sekundes stipriai kratoma ir 3 valandas maišoma 150 °C temperatūroje. Atvėsęs oksidacijos reakcijos mišinys buvo filtruojamas, o likutis du kartus plaunamas distiliuotu vandeniu (100 ml). Filtratas ir ploviniai ekstrahuoti benzenu, kad būtų pašalintas nitrobenzenas ir jo redukcijos produktai; vandeninis tirpalas parūgštintas 10 % koncentruotos druskos rūgšties pertekliumi ir paliktas stovėti 24 valandas. Po to jis buvo filtruojamas, kad būtų pašalintos susidariusios nuosėdos.

Skaidrus filtratas buvo ekstrahuotas benzenu, o sujungtos benzeno išplautos medžiagos buvo koncentruotos iki patogaus tūrio (50 ml). Šis koncentratas buvo ekstrahuojamas natrio bisulfito tirpalu (20 %) tol, kol išplautuose nebebuvo galima aptikti aldehido, parūgštinant, išvirinant sieros dioksidą ir atliekant bandymą su 2,4-dinitrofenilhidrazinu druskos rūgštyje (2N). Sudėtinės bisulfito išplautos medžiagos buvo parūgštintos koncentruota druskos rūgštimi, o sieros dioksidas pašalintas kaitinant azoto srovėje; po to jos buvo ekstrahuotos benzenu, kol jose neliko aldehido. Benzeno ekstraktai buvo išgarinti iki sausumo, o po to perkristalizuoti iš karšto benzeno. Antrą kartą perkristalizavus iš karšto vandens, gautas siringaldehidas; m.p. 111 °C.

3,4,5-trimetoksibenzaldehidas
Siringaldehidas (10 g) švelniai kaitinant buvo ištirpintas natrio hidroksido (3 g) tirpale vandenyje (100 ml), po to mišinys buvo atšaldytas žemiau 50 °C ledo vonioje. Dimetilsulfatas (6 ml) buvo lašinamas lašais, intensyviai mechaniškai maišant vieną valandą, o temperatūra buvo palaikoma žemesnė nei 50 °C. Po to mišinys vieną valandą buvo kaitinamas vandens vonioje 70 °C temperatūroje, atvėsintas ir du kartus ekstrahuotas benzenu (100 ml). Benzenas buvo išgarintas, o likutis ekstrahuotas natrio bisulfito tirpalu (20 %). Po filtravimo vandeninis ekstraktas buvo parūgštintas, o sieros dioksidas pašalintas kaitinant azoto srovėje. Aldehidas ekstrahuotas benzenu ir perkristalizuotas iš vandeninio etanolio. Gauta 6,0 g (56 %); mp 70-71 °C.

3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianohidrinas
Trimetoksibenzaldehidas (8,8 g) švelniai pašildžius buvo ištirpintas prisotintame natrio bisulfito tirpale (20 ml). Gautam mišiniui buvo leista pasiekti kambario temperatūrą, kai nusėdęs bisulfito junginys buvo pašalintas filtruojant ir nuplautas absoliučiu etanoliu. Bisulfito junginys buvo ištirpintas vandenyje (10 ml) ir palaipsniui pridėta kalio cianido tirpalo (6 g) vandenyje (10 ml). Gautas aliejus atvėsęs sukietėjo, buvo surinktas filtruojant, pirmiausia nuplautas bisulfito tirpalu, po to vandeniu ir galiausiai išdžiovintas virš fosforo pentoksido. Gauta 9,7 g (96 %); mp 81-82 °C.

3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianohidrino acetatas
3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianohidrinas (10 g) 2 valandas buvo refliuksuojamas su acto anhidridu (50 ml). Anhidrido perteklius buvo pašalintas distiliuojant sumažintu slėgiu; likutis buvo paimtas eteryje, o eterio tirpalas išplautas natrio karbonato tirpalu (10 %), natrio bisulfito tirpalu (20 %) ir vandeniu. Po to tirpalas buvo išdžiovintas virš bevandenio kalio karbonato, o išdžiovinto eterio likutis distiliuotas 165-170 °C temperatūroje (0,1 mm). Gauta 8,2 g (69 %).

3,4,5-trimetoksifenmetilaminas
3,4,5-trimetoksibenzaldehido cianohidrino acetatas (1 g) ištirpintas etanolyje (15 ml), pridėta koncentruotos sieros rūgšties (0,4 ml) ir juodojo paladžio (140 mg). Redukcija buvo atliekama kambario temperatūroje ir atmosferos slėgyje, ir buvo nutraukta absorbavus 95 % apskaičiuoto vandenilio kiekio. Etanolis buvo pašalintas, o likutis paimtas vandenyje. Po filtravimo ir ekstrakcijos eteriu vandeninis tirpalas buvo išgarintas. Meškalinas buvo išskirtas sulfato pavidalu ir perkristalizuotas iš vandens. Gauta 0,5 g (50 %), mp 181-184 °C; lit. 183-186°C.