Wprowadzenie
HU-210 to syntetyczny kannabinoid, który został po raz pierwszy zsyntetyzowany w 1988 roku z (1R,5S)-myrtenolu przez grupę kierowaną przez Raphaela Mechoulama na Uniwersytecie Hebrajskim. HU-210 jest od 100 do 800 razy silniejszy niż naturalny THC z konopi indyjskich i ma wydłużony czas działania. HU-210 ma powinowactwo wiązania 0,061nM w CB1 i 0,52nM w CB2 w sklonowanych ludzkich receptorach kannabinoidowych. W porównaniu do Delta-9-THC 40,7nM w CB1. HU-210 jest (-)-1,1-dimetyloheptylowym analogiem 11-hydroksy- Δ8-tetrahydrokannabinolu; w niektórych źródłach nazywany jest 1,1-dimetyloheptylo- 11-hydroksytetrahydrokannabinolem. Skrót "HU" oznacza Uniwersytet Hebrajski.
Rezorcynol (8) został zidentyfikowany jako kluczowy półprodukt, który należy poddać reakcji z obydwoma enancjomerami piwalanu 4-hydroksy-myrtenylu (9), tworząc pożądane ramy strukturalne podobne do THC. Synteza kluczowego fluorowanego bloku budulcowego (8) okazała się wyzwaniem. W rzeczywistości, wiele nieudanych podejść do (8). Synteza 8 rozpoczęła się od metylowania komercyjnie dostępnego (3,5-dimetoksyfenylo)acetonitrylu (1), co pozwoliło uzyskać α,α-dimetylonitryl (2) z doskonałą wydajnością. Późniejsza redukcja wodorkiem (2) pozwoliła otrzymać aldehyd (2), który poddano olefinacji Wittiga z wydajnością uzyskaną z soli fosfoniowej (5), co dało nienasyconą substancję (6) jako pojedynczy izomer, przypuszczalnie o geometrii (Z). Wiązanie CvC w (6) zostało następnie uwodornione (Pd/C, H 2 , w EtOAc) dając związek (7) z wydajnością ilościową. Traktowanie (7) MeMgI w temperaturze 170 °C dało demetylowany alkohol (8) z bardzo dobrą wydajnością. Syntezę (-)-(R, R)-HU-210 uzyskano z komercyjnie dostępnego (-)-(1R)-myrtenolu (≥95% ee), który przekształcono w piwalan 4-hydroksymyrtenylu (9) metodą Zahalki i Huffmana. Ostatecznie, redukcja LiAlH4 dała docelowy związek (-)-(R, R)-HU-210. Ponieważ źródłem chiralności w syntezach są dwa enancjomery piwalanu 4-hydroksymyrtenylu (9), ee dwóch końcowych związków odzwierciedlało ee komercyjnie dostępnych materiałów wyjściowych. Czystość enancjomeryczną mimetyków kannabinoidowych potwierdzono za pomocą analitycznej chiralnej HPLC. Następnie (-)-(R, R)-HU-210 oczyszczono za pomocą półpreparatywnej chiralnej HPLC w celu uzyskania pojedynczych enancjomerów o wysokiej czystości (>99% ee) do testów farmakologicznych.
Rezorcynol (8) został zidentyfikowany jako kluczowy półprodukt, który należy poddać reakcji z obydwoma enancjomerami piwalanu 4-hydroksy-myrtenylu (9), tworząc pożądane ramy strukturalne podobne do THC. Synteza kluczowego fluorowanego bloku budulcowego (8) okazała się wyzwaniem. W rzeczywistości, wiele nieudanych podejść do (8). Synteza 8 rozpoczęła się od metylowania komercyjnie dostępnego (3,5-dimetoksyfenylo)acetonitrylu (1), co pozwoliło uzyskać α,α-dimetylonitryl (2) z doskonałą wydajnością. Późniejsza redukcja wodorkiem (2) pozwoliła otrzymać aldehyd (2), który poddano olefinacji Wittiga z wydajnością uzyskaną z soli fosfoniowej (5), co dało nienasyconą substancję (6) jako pojedynczy izomer, przypuszczalnie o geometrii (Z). Wiązanie CvC w (6) zostało następnie uwodornione (Pd/C, H 2 , w EtOAc) dając związek (7) z wydajnością ilościową. Traktowanie (7) MeMgI w temperaturze 170 °C dało demetylowany alkohol (8) z bardzo dobrą wydajnością. Syntezę (-)-(R, R)-HU-210 uzyskano z komercyjnie dostępnego (-)-(1R)-myrtenolu (≥95% ee), który przekształcono w piwalan 4-hydroksymyrtenylu (9) metodą Zahalki i Huffmana. Ostatecznie, redukcja LiAlH4 dała docelowy związek (-)-(R, R)-HU-210. Ponieważ źródłem chiralności w syntezach są dwa enancjomery piwalanu 4-hydroksymyrtenylu (9), ee dwóch końcowych związków odzwierciedlało ee komercyjnie dostępnych materiałów wyjściowych. Czystość enancjomeryczną mimetyków kannabinoidowych potwierdzono za pomocą analitycznej chiralnej HPLC. Następnie (-)-(R, R)-HU-210 oczyszczono za pomocą półpreparatywnej chiralnej HPLC w celu uzyskania pojedynczych enancjomerów o wysokiej czystości (>99% ee) do testów farmakologicznych.
Sprzęt i szkło.
- 100 ml, 250 ml, 500 ml kolby okrągłodenne (RBF);
- Kolba gruszkowa o pojemności 50 ml;
- Statywretortowy i zacisk do mocowania aparatury;
- Mieszadło magnetyczne z grzałką;
- 100 ml x3; 50 ml x2 Zlewki;
- Lejek rozdzielający 500 ml;
- Lejek ociekowy 100 mL;
- Łaźnia Dewara;
- Łaźnia wodna;
- Stały CO2 (suchy lód);
- Źródło próżni;
- Szklany pręt i szpatułka;
- Maszyna do rotowapowania;
- Plastikowa lub szklana strzykawka;
- Kolba Erlenmeyera 150-200 ml x2;
- Chłodnica zwrotna;
- Zestaw dochromatografii błyskawicznej;
- Kolba Buchnera i lejek [w przypadku małych ilości można użyć filtra Schotta];
- Termometr laboratoryjny (-50 °C do 200 °C) z adapterem do kolby;
- ~10 l balonu z azotem (N2) lub argonem (Ar) (1 atm);
- Źródłowodoru (H2);
- Waga laboratoryjna (odpowiednia 0,001-100 g) [w zależności od obciążenia syntezy].
Odczynniki.
- Wodorek sodu (NaH) 60% w oleju mineralnym, 677 mg, 16,9 mmol;
- Dimetyloformamid (DMF) 10,0 ml;
- 2-(3,5-dimetoksyfenylo)acetonitryl (1) 1.0 g, 5.64 mmol;
- Jodometan (CH3I) 1,1 ml, 16,9 mmol;
- Wodny roztwór chlorku amonu (NH4Cl) (25,0 ml);
- Eter dietylowy (Et2O) 363 ml;
- Siarczan sodu (Na2SO4) lub siarczan magnezu (MgSO4) ~150 g;
- Dichlorometan (DCM) 115,0 ml;
- DIBALH (C₈H₁₉Al) 1 M roztwór w heksanie, 14,75 ml, 14,75 mmol;
- 10% roztwór winianu sodu w wodzie, 20 mL;
- Octan etylu (EtOAc) 1070 mL;
- Woda destylowana ~1 L;
- Chlorek sodu (NaCl) ~100 g;
- Heksan ~650 mL;
- 5-bromopentan (4) 3,134 mL, 16,6 mmol;
- Etanol (EtOH) 35 mL;
- Trifenylofosfina (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- Węglan potasu (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- Toluen 35 ml;
- Tetrahydrofuran (THF) 179 mL;
- Pd/C 10% 139 mg;
- Jodek metylomagnezu (MeMgI) 3 M w Et2O, 8,0 ml, 24,0 mmol;
- Ester piwalanowy (9) 48 mg, 0,19 mmol;
- Eteran trifluorku boru (BF3-OEt2) 0,12 mL, 1,0 mmol;
- Wodorek litowo-glinowy (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Temperatura wrzenia: 485.51 przy 760 mm Hg;
Temperatura topnienia: 205.83 °C;
Masa cząsteczkowa: 386.576 g/mol;
Gęstość: 1.0±0.1 g/mL;
Numer CAS: 112830-95-2.
Synteza prekursora
2-(3,5-dimetoksyfenylo)-2-metylopropanonitryl (2)Do mieszanej zawiesiny wodorku sodu (60% w oleju mineralnym, 677 mg, 16,9 mmol, 3 eq.) w suchym DMF (5.0 mL) w temperaturze 0°C dodano kroplami roztwór dostępnego w handlu 2-(3,5-dimetoksyfenylo)acetonitrylu (1) (1.0 g, 5.64 mmol, 1 eq.) i jodometanu (1.1 mL, 16.9 mmol, 3 eq.) w suchym DMF (5.0 mL). Temperatura reakcji wzrosła do 25°C w ciągu 15 minut, a mieszanie kontynuowano przez 2 godziny w kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml. Mieszaninę reakcyjną schłodzono nasyconym wodnym roztworem NH4Cl (5,0 ml) i rozcieńczono eterem dietylowym (10 ml). Warstwę organiczną oddzielono, a warstwę wodną ekstrahowano eterem dietylowym (3×10 mL). Połączoną warstwę organiczną przemyto wodą i solanką, wysuszono nad Na2SO4, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnie niem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 8:2), otrzymując związek (2) (1,1 g, 98%) jako bezbarwny olej.
2-(3,5-dimetoksyfenylo)-2-metylopropanal (3)
Do roztworu (2) (1,21 g, 5,90 mmol, 1 eq.) w suchym DCM (50.0 ml) w temperaturze -78°C (w łaźni Dewara z suchym lodem) dodano DIBALH (1 M roztwór w heksanie, 14,75 ml, 14,75 mmol, 2,5 eq.) (C₈H₁₉Al) w kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml. Mieszaninę reakcyjną mieszano w tej samej temperaturze przez 1 godzinę, a następnie schłodzono dodając kroplami winian sodowo-potasowy (10% roztwór w wodzie, 20 ml). Otrzymaną mieszaninę ogrzano do temperatury pokojowej, energicznie mieszano przez 1 h, a następnie rozcieńczono EtOAc (20 mL). Fazę organiczną oddzielono, a fazę wodną ekstrahowano EtOAc (3×50 mL). Połączoną warstwę organiczną przemyto wodą i solanką, wysuszono nad Na2SO4, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 8:2), otrzymując aldehyd (3) (1,14 g, 93%) w postaci bezbarwnego oleju.
5-(bromotrifenylo-λ5-fosfanylo)pentan (5)
Do roztworu komercyjnie dostępnego 5-bromopentanu (4) (3.134 ml, 16.6 mmol, 1 eq.) w EtOH (35 ml) dodano trifenylofosfinę (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) i K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) i mieszaninę ogrzewano pod chłodnicą zwrotną przez noc w kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml. Rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem, surowy produkt rozpuszczono w toluenie (35 ml) i mieszaninę mieszano energicznie w temperaturze 100°C przez 5 minut. Mieszaninę pozostawiono do ochłodzenia do temperatury pokojowej, a skrystalizowaną sól fosfoniową (5) (74%) zebrano przez filtrację jako białe krystaliczne ciało stałe.
Do roztworu komercyjnie dostępnego 5-bromopentanu (4) (3.134 ml, 16.6 mmol, 1 eq.) w EtOH (35 ml) dodano trifenylofosfinę (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) i K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) i mieszaninę ogrzewano pod chłodnicą zwrotną przez noc w kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml. Rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem, surowy produkt rozpuszczono w toluenie (35 ml) i mieszaninę mieszano energicznie w temperaturze 100°C przez 5 minut. Mieszaninę pozostawiono do ochłodzenia do temperatury pokojowej, a skrystalizowaną sól fosfoniową (5) (74%) zebrano przez filtrację jako białe krystaliczne ciało stałe.
(5Z)-7-(3,5-dimetoksyfenylo)-7-metylokt-5-en (6)
Zawiesinę soli fosfoniowej (5 ) (27,3 mmol, 5 eq.) w suchym THF (130 mL) w temperaturze 0°C dodano kroplami LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M w THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) w kolbie okrągłodennej o pojemności 500 mL. Mieszaninę ogrzano do 10°C i mieszano przez 30 minut, aby zapewnić całkowite utworzenie pomarańczowego ylidu. Roztwór aldehydu (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) w THF (15 mL) dodawano kroplami do powstałej zawiesiny w tej samej temperaturze. Reakcję mieszano przez noc w temperaturze pokojowej. Mieszaninę schłodzono przez dodanie nasyconego wodnego NH4Cl (10 mL). Warstwę organiczną oddzielono, a fazę wodną ekstrahowano Et2O (3×100 mL). Połączoną warstwę organiczną przemyto solanką, wysuszono nad Na2SO4, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono przez chromatografię flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 7:3), otrzymując alken (6) (92%, pojedynczy diastereoizomer) jako bezbarwny olej.
Zawiesinę soli fosfoniowej (5 ) (27,3 mmol, 5 eq.) w suchym THF (130 mL) w temperaturze 0°C dodano kroplami LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M w THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) w kolbie okrągłodennej o pojemności 500 mL. Mieszaninę ogrzano do 10°C i mieszano przez 30 minut, aby zapewnić całkowite utworzenie pomarańczowego ylidu. Roztwór aldehydu (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) w THF (15 mL) dodawano kroplami do powstałej zawiesiny w tej samej temperaturze. Reakcję mieszano przez noc w temperaturze pokojowej. Mieszaninę schłodzono przez dodanie nasyconego wodnego NH4Cl (10 mL). Warstwę organiczną oddzielono, a fazę wodną ekstrahowano Et2O (3×100 mL). Połączoną warstwę organiczną przemyto solanką, wysuszono nad Na2SO4, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono przez chromatografię flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 7:3), otrzymując alken (6) (92%, pojedynczy diastereoizomer) jako bezbarwny olej.
7-(3,5-dimetoksyfenylo)-7-metylooktan (7)
Do roztworu (6) (5,0 mmol, 1 eq.) w EtOAc (200 mL) dodano 10% Pd/C (139 mg), a powstałą zawiesinę mieszano energicznie w atmosferze wodoru przez noc w temperaturze pokojowej w 500 mL RBF. Katalizator usunięto przez filtrację przez Celite, a filtrat odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono przez chromatografię flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 6:4) otrzymując uwodorniony związek (7) (wydajność ilościowa) jako bezbarwny olej.
5-(2-metylooktan-2-ylo)benzeno-1,3-diol (8)
Do roztworu związku (7) (1.20 mmol, 1 eq.) w suchym Et2O (5.0 mL) i suchym THF (0.4 mL) dodano MeMgI (3 M w Et2O, 8.0 mL, 24.0 mmol, 20 eq.) w temperaturze 0°C w 100 mL RBF. Zawiesinę ogrzewano do 100 °C pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie pozostałość ogrzewano do 170 °C przez 1 h pod strumieniem azotu. Ochłodzoną mieszaninę reakcyjną schłodzono nasyconym wodnym NH4Cl (10 mL) i ekstrahowano EtOAc (5×20 mL). Połączoną warstwę organiczną przemyto solanką, wysuszono nad Na2SO4, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt (8) oczyszczono za pomocą chromatografii flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 1:1), otrzymując alkohol (8) (70%) jako woskowate białe ciało stałe.
Synteza produktu
[(6aR,10aR)-3-(2-metylooktan-2-ylo)-1-hydroksy-6,6-dimetylo-6H,6aH,7H,10H,10aH-benzo[c]izochromen-9-ylo]2,2-dimetylopropanian metylu (10)
Do roztworu rezorcynolu (8 ) (0.19 mmol, 1 eq.) i estru piwalanowego (9 ) (48 mg, 0.19 mmol, 1 eq.) w suchym DCM (65 mL) w -20 °C dodano BF3-OEt2 (0.12 mL, 1.0 mmol, 5.3 eq.) w 250 mL RBF. Mieszaninę pozostawiono do ogrzania do temperatury pokojowej, a następnie mieszano przez 2 h. Mieszaninę ostrożnie przemyto solanką, nad Na2SO4, przefiltrowano, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 9:1), otrzymując związek (10) (55%) jako woskowate białe ciało stałe.
Do roztworu rezorcynolu (8 ) (0.19 mmol, 1 eq.) i estru piwalanowego (9 ) (48 mg, 0.19 mmol, 1 eq.) w suchym DCM (65 mL) w -20 °C dodano BF3-OEt2 (0.12 mL, 1.0 mmol, 5.3 eq.) w 250 mL RBF. Mieszaninę pozostawiono do ogrzania do temperatury pokojowej, a następnie mieszano przez 2 h. Mieszaninę ostrożnie przemyto solanką, nad Na2SO4, przefiltrowano, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii flash na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 9:1), otrzymując związek (10) (55%) jako woskowate białe ciało stałe.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
Roztwór chronionego estru (10) (0.098 mmol, 1 eq.) w suchym THF (1.0 ml) dodawano kroplami do zawiesiny LiAlH4 (15.3 mg, 0.39 mmol, 4 eq.) w THF (1.0 ml) w temperaturze 0 °C w 50 ml kolbie gruszkowej. Mieszaninę reakcyjną mieszano przez 2 godziny i pozostawiono do ogrzania do temperatury pokojowej. Reakcję schłodzono wodą (2 mL) i ekstrahowano eterem (2×5 mL). Połączoną warstwę organiczną przemyto solanką, wysuszono nad Na2SO4 i odparowano rozpuszczalnik pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt oczyszczono za pomocą chromatografii na żelu krzemionkowym (heksan/EtOAc 8:2), otrzymując końcowy związek (-)-(R, R)-HU-210 (11) (50%, ee 97%) jako higroskopijne białe ciało stałe. Produkt końcowy został następnie oczyszczony za pomocą chiralnej HPLC (szczegóły patrz Eksperyment) w celu uzyskania enancjomerycznie czystego (-)-(R, R)-HU-210 (ee 100%).
Last edited by a moderator:
