originele synthese met referenties die ik hier kortheidshalve heb weggelaten ^^ ;
Inleiding:
Syringaldehyde is bereid door de oxidatie van eucalyptuslignine met nitrobenzeen en alkali. Het is gemethyleerd met dimethylsulfaat en mescaline is gesynthetiseerd uit het aldus gevormde 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde.
Mescaline, 3,4,5-trimethoxyfenethylamine (IV), het hallucinerende principe van "peyote", werd in 1896 geïsoleerd door Heffter en de chemie ervan is in detail bestudeerd. Er zijn talloze syntheses ontwikkeld en veel daarvan maakten gebruik van 3,4,5-trimethoxybenzoëzuur of een van de derivaten daarvan als uitgangsmateriaal. Andere synthetische routes maakten gebruik van 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde (II), en Slotta en Heller en Slotta bereidden hun uitgangsmateriaal, trimethoxyfenylpropionzuur, door condensatie van het gesubstitueerde benzaldehyde met malonzuur en reductie van het resulterende kaneelzuur. Mescaline werd vervolgens verkregen door Hofmann-degradatie van de trimethoxyfenylpropionamide.
Slotta en Szyska verkregen mescaline rechtstreeks door II te condenseren met nitromethaan en het ω-nitro-trimethoxystyreen (V) elektrolytisch te reduceren. Dit laatste is ook gereduceerd met lithiumaluminiumhydride. Zuivere kristallijne mescaline is ook gesynthetiseerd door condensatie van 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde met kaliumcyanide gevolgd door acetylering en katalytische reductie tot het amine.
Syringaldehyde, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyde (I), is een aantrekkelijk alternatief uitgangsmateriaal. D.E. Bland en collega's rapporteerden over de bereiding ervan door de oxidatie van bepaalde eucalyptische lignines met nitrobenzeen en alkali. Op kleine schaal toonden ze aan dat Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) en E. diversicolor (Karri) een opbrengst van meer dan 5% syringaldehyde gaven. Daarom werd besloten om de bereiding van mescaline uit deze drie soorten te bestuderen.
De eerste stap is de methylering van de vrije fenolgroep van syringaldehyde, die kan worden bereikt met dimethylsulfaat en alkali, of met diazomethaan. Alleen de eerste methode werd in detail onderzocht, omdat diazomethaan niet geschikt is als grootschalig reagens. Zowel de elektrolytische als de lithiumaluminiumhydridereductie van V levert problemen op grote schaal op, vooral bij de ontleding van het lithiumalanaatcomplex. Anderzijds kan cyanohydrine vrij gemakkelijk worden gevormd door de reactie van kaliumcyanide met de aldehydebisulfietverbinding en is katalytische reductie van III eenvoudig en goedkoper. Daarom werd de voorkeur gegeven aan deze route.
Werkwijze:
75 g porties luchtdroog zaagsel van ovengedroogd hout werden geoxideerd met nitrobenzeen en alkali bij 150°C volgens de methode van Bland. De gemiddelde opbrengst aan syringaldehyde van E. regnans was 4,9%, van E. obliqua 3,1% en van E. diversicolor 3,2%. Het gebruik van een mechanische roerder in de autoclaaf zou de opbrengsten waarschijnlijk hebben verhoogd, wat ook kan afhangen van de deeltjesgrootte van het zaagsel.
75 van het zaagsel gaf het grootste volume oplossing dat gemakkelijk met de hand kon worden geëxtraheerd. Voor grotere volumes werd een continue extractor gebruikt waarin heet benzeen door de waterige fase stroomde, maar tijdens de lange periode waarin het benzeenextract op 80°C werd gehouden, ontbond een groot deel van het syringaldehyde. Voor gebruik op grote schaal zou het benzeenextract op een lagere temperatuur moeten worden gehouden door het gebruik van een klimfilm- of flashverdamper.
Het ruwe extract dat zowel syringaldehyde als vanilline bevatte, werd geanalyseerd met een massaspectrometer, aangezien spectrofotometrische analyses van weinig nut zijn om deze twee verbindingen van elkaar te onderscheiden. Het syringealdehyde werd gescheiden door gefractioneerde herkristallisatie uit benzeen totdat het massaspectrum, vergeleken met dat van een mengsel van syringaldehyde en vanilline in bekende verhoudingen, liet zien dat het ten minste 95% zuiver was.
In eerste instantie werd syringaldehyde gemethyleerd met dimethylsulfaat gedurende een uur bij 0-50°C, wat een opbrengst van 42% opleverde. Het bleek dat verwarming bij 70°C gedurende nog een uur de opbrengst van 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde verhoogde tot 56%. Verhitting boven deze temperaturen verlaagde de opbrengst, waarschijnlijk door een Canizzaro-reactie. 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde cyanohydrine werd bereid uit 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde volgens de methode van Kindler en Peschke met de bisulfietverbinding als tussenproduct. Deze methode maakt het gebruik van gasvormig waterstofcyanide overbodig en is aanzienlijk veiliger. 3,4,5-trimethoxybenzaldehydecyanohydrineacetaat werd bereid door het cyanohydrine te refluxen met azijnzuuranhydride.
Er is gemeld dat als het cyanohydrineacetaat katalytisch kon worden gereduceerd in ijsazijn met palladiumzwart als katalysator. Toen dit systeem werd gebruikt, werd er echter geen mescaline gevormd. Onderzoek van het reactiemengsel met een massaspectrometer wees uit dat het actieve palladiumzwart boda-acetyl- en cyanidegroepen van het 3,4,5-trimethoxybenzaldehydecyanohydrineacetaat had verwijderd. De reductie was succesvol bij gebruik van een minder actief palladiumzwart en absolute ethanol als oplosmiddel. Mescaline werd uiteindelijk geïsoleerd als het sulfaat.
Op basis van het gewicht van ovengedroogd hout was de totale opbrengst 1% voor E. Tegnans en 0,7% voor de andere twee soorten. Aangezien de syntheseroute relatief eenvoudig is, lijkt het erop dat eucalyptuszaagsel kan worden gebruikt voor de economische productie van mescaline op grote schaal.
Inleiding:
Syringaldehyde is bereid door de oxidatie van eucalyptuslignine met nitrobenzeen en alkali. Het is gemethyleerd met dimethylsulfaat en mescaline is gesynthetiseerd uit het aldus gevormde 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde.
Mescaline, 3,4,5-trimethoxyfenethylamine (IV), het hallucinerende principe van "peyote", werd in 1896 geïsoleerd door Heffter en de chemie ervan is in detail bestudeerd. Er zijn talloze syntheses ontwikkeld en veel daarvan maakten gebruik van 3,4,5-trimethoxybenzoëzuur of een van de derivaten daarvan als uitgangsmateriaal. Andere synthetische routes maakten gebruik van 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde (II), en Slotta en Heller en Slotta bereidden hun uitgangsmateriaal, trimethoxyfenylpropionzuur, door condensatie van het gesubstitueerde benzaldehyde met malonzuur en reductie van het resulterende kaneelzuur. Mescaline werd vervolgens verkregen door Hofmann-degradatie van de trimethoxyfenylpropionamide.
Slotta en Szyska verkregen mescaline rechtstreeks door II te condenseren met nitromethaan en het ω-nitro-trimethoxystyreen (V) elektrolytisch te reduceren. Dit laatste is ook gereduceerd met lithiumaluminiumhydride. Zuivere kristallijne mescaline is ook gesynthetiseerd door condensatie van 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde met kaliumcyanide gevolgd door acetylering en katalytische reductie tot het amine.
Syringaldehyde, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyde (I), is een aantrekkelijk alternatief uitgangsmateriaal. D.E. Bland en collega's rapporteerden over de bereiding ervan door de oxidatie van bepaalde eucalyptische lignines met nitrobenzeen en alkali. Op kleine schaal toonden ze aan dat Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) en E. diversicolor (Karri) een opbrengst van meer dan 5% syringaldehyde gaven. Daarom werd besloten om de bereiding van mescaline uit deze drie soorten te bestuderen.
De eerste stap is de methylering van de vrije fenolgroep van syringaldehyde, die kan worden bereikt met dimethylsulfaat en alkali, of met diazomethaan. Alleen de eerste methode werd in detail onderzocht, omdat diazomethaan niet geschikt is als grootschalig reagens. Zowel de elektrolytische als de lithiumaluminiumhydridereductie van V levert problemen op grote schaal op, vooral bij de ontleding van het lithiumalanaatcomplex. Anderzijds kan cyanohydrine vrij gemakkelijk worden gevormd door de reactie van kaliumcyanide met de aldehydebisulfietverbinding en is katalytische reductie van III eenvoudig en goedkoper. Daarom werd de voorkeur gegeven aan deze route.
Werkwijze:
75 g porties luchtdroog zaagsel van ovengedroogd hout werden geoxideerd met nitrobenzeen en alkali bij 150°C volgens de methode van Bland. De gemiddelde opbrengst aan syringaldehyde van E. regnans was 4,9%, van E. obliqua 3,1% en van E. diversicolor 3,2%. Het gebruik van een mechanische roerder in de autoclaaf zou de opbrengsten waarschijnlijk hebben verhoogd, wat ook kan afhangen van de deeltjesgrootte van het zaagsel.
75 van het zaagsel gaf het grootste volume oplossing dat gemakkelijk met de hand kon worden geëxtraheerd. Voor grotere volumes werd een continue extractor gebruikt waarin heet benzeen door de waterige fase stroomde, maar tijdens de lange periode waarin het benzeenextract op 80°C werd gehouden, ontbond een groot deel van het syringaldehyde. Voor gebruik op grote schaal zou het benzeenextract op een lagere temperatuur moeten worden gehouden door het gebruik van een klimfilm- of flashverdamper.
Het ruwe extract dat zowel syringaldehyde als vanilline bevatte, werd geanalyseerd met een massaspectrometer, aangezien spectrofotometrische analyses van weinig nut zijn om deze twee verbindingen van elkaar te onderscheiden. Het syringealdehyde werd gescheiden door gefractioneerde herkristallisatie uit benzeen totdat het massaspectrum, vergeleken met dat van een mengsel van syringaldehyde en vanilline in bekende verhoudingen, liet zien dat het ten minste 95% zuiver was.
In eerste instantie werd syringaldehyde gemethyleerd met dimethylsulfaat gedurende een uur bij 0-50°C, wat een opbrengst van 42% opleverde. Het bleek dat verwarming bij 70°C gedurende nog een uur de opbrengst van 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde verhoogde tot 56%. Verhitting boven deze temperaturen verlaagde de opbrengst, waarschijnlijk door een Canizzaro-reactie. 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde cyanohydrine werd bereid uit 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde volgens de methode van Kindler en Peschke met de bisulfietverbinding als tussenproduct. Deze methode maakt het gebruik van gasvormig waterstofcyanide overbodig en is aanzienlijk veiliger. 3,4,5-trimethoxybenzaldehydecyanohydrineacetaat werd bereid door het cyanohydrine te refluxen met azijnzuuranhydride.
Er is gemeld dat als het cyanohydrineacetaat katalytisch kon worden gereduceerd in ijsazijn met palladiumzwart als katalysator. Toen dit systeem werd gebruikt, werd er echter geen mescaline gevormd. Onderzoek van het reactiemengsel met een massaspectrometer wees uit dat het actieve palladiumzwart boda-acetyl- en cyanidegroepen van het 3,4,5-trimethoxybenzaldehydecyanohydrineacetaat had verwijderd. De reductie was succesvol bij gebruik van een minder actief palladiumzwart en absolute ethanol als oplosmiddel. Mescaline werd uiteindelijk geïsoleerd als het sulfaat.
Op basis van het gewicht van ovengedroogd hout was de totale opbrengst 1% voor E. Tegnans en 0,7% voor de andere twee soorten. Aangezien de syntheseroute relatief eenvoudig is, lijkt het erop dat eucalyptuszaagsel kan worden gebruikt voor de economische productie van mescaline op grote schaal.