Introdução
O HU-210 é um canabinoide sintético que foi sintetizado pela primeira vez em 1988 a partir do (1R,5S)-mirtenol por um grupo liderado por Raphael Mechoulam na Universidade Hebraica. O HU-210 é 100 a 800 vezes mais potente do que o THC natural da maconha e tem uma duração de ação prolongada. O HU-210 tem uma afinidade de ligação de 0,061nM no CB1 e 0,52nM no CB2 em receptores canabinoides humanos clonados. Comparado ao Delta-9-THC de 40,7nM no CB1. O HU-210 é o análogo (-)-1,1-dimetil-heptil do 11-hidroxi- Δ8- tetrahidrocanabinol; em algumas referências é chamado de 1,1-dimetil-heptil- 11-hidroxitetrahidrocanabinol. A abreviação "HU" significa Hebrew University (Universidade Hebraica).
O resorcinol (8) foi identificado como um intermediário-chave a ser reagido com ambos os enantiômeros do pivalato de 4-hidroxi-mirtenila (9), formando as estruturas semelhantes ao THC desejadas. A síntese do principal bloco de construção fluorado (8) provou ser um desafio. De fato, várias abordagens sem sucesso para (8). A síntese de 8 começou com a metilação de (3,5-dimetoxifenil)acetonitrila (1) disponível comercialmente, que registrou a α,α-dimetilnitrila (2) em excelente rendimento. A redução subsequente de hidreto de (2) gerou o aldeído (2), que foi submetido a uma olefinação de Wittig com o rendimento gerado a partir do sal de fosfônio (5), que produziu a substância insaturada (6) como um único isômero, presumivelmente com geometria (Z). A ligação CvC de (6) foi então hidrogenada (Pd/C, H 2 , em EtOAc) para produzir o composto (7) em rendimento quantitativo. O tratamento de (7) com MeMgI a 170 °C forneceu o álcool desmetilado (8) em um rendimento muito bom. A síntese do (-)-(R, R)-HU-210 foi obtida a partir do (-)-(1R)-mirtenol (≥95% ee) disponível comercialmente, que foi transformado em pivalato de 4-hidroximirtenila (9) usando o método de Zahalka e Huffman. Por fim, a redução com LiAlH4 deu origem ao composto alvo (-)-(R, R)-HU-210. Como a fonte de quiralidade nas sínteses são os dois enantiômeros do pivalato de 4-hidroximirtenila, (9), o ee dos dois compostos finais refletiu o ee dos materiais de partida disponíveis comercialmente. A pureza enantiomérica dos mímicos canabinoides foi confirmada por HPLC quiral analítico. Posteriormente, (-)-(R, R)-HU-210 foram purificados por HPLC quiral semipreparativa para obter enantiômeros únicos de alta pureza (>99% ee) para os ensaios farmacológicos.
O resorcinol (8) foi identificado como um intermediário-chave a ser reagido com ambos os enantiômeros do pivalato de 4-hidroxi-mirtenila (9), formando as estruturas semelhantes ao THC desejadas. A síntese do principal bloco de construção fluorado (8) provou ser um desafio. De fato, várias abordagens sem sucesso para (8). A síntese de 8 começou com a metilação de (3,5-dimetoxifenil)acetonitrila (1) disponível comercialmente, que registrou a α,α-dimetilnitrila (2) em excelente rendimento. A redução subsequente de hidreto de (2) gerou o aldeído (2), que foi submetido a uma olefinação de Wittig com o rendimento gerado a partir do sal de fosfônio (5), que produziu a substância insaturada (6) como um único isômero, presumivelmente com geometria (Z). A ligação CvC de (6) foi então hidrogenada (Pd/C, H 2 , em EtOAc) para produzir o composto (7) em rendimento quantitativo. O tratamento de (7) com MeMgI a 170 °C forneceu o álcool desmetilado (8) em um rendimento muito bom. A síntese do (-)-(R, R)-HU-210 foi obtida a partir do (-)-(1R)-mirtenol (≥95% ee) disponível comercialmente, que foi transformado em pivalato de 4-hidroximirtenila (9) usando o método de Zahalka e Huffman. Por fim, a redução com LiAlH4 deu origem ao composto alvo (-)-(R, R)-HU-210. Como a fonte de quiralidade nas sínteses são os dois enantiômeros do pivalato de 4-hidroximirtenila, (9), o ee dos dois compostos finais refletiu o ee dos materiais de partida disponíveis comercialmente. A pureza enantiomérica dos mímicos canabinoides foi confirmada por HPLC quiral analítico. Posteriormente, (-)-(R, R)-HU-210 foram purificados por HPLC quiral semipreparativa para obter enantiômeros únicos de alta pureza (>99% ee) para os ensaios farmacológicos.
Equipamento e vidraria.
- Frascos de fundo redondo (RBF) de 100 mL, 250 mL e 500 mL;
- Balão de 50 ml em forma de pera;
- Suporte de retorta e braçadeira para fixar o aparelho;
- Agitador magnético com aquecedor;
- 100 mL x3; 50 mL x2 Béqueres;
- Funil de separação de 500 ml;
- Funil de gotejamento de 100 mL;
- Banho de Dewar;
- Banho-maria;
- CO2 sólido (gelo seco);
- Fonte de vácuo;
- Bastão de vidro e espátula;
- Máquina Rotovap;
- Seringa de plástico ou vidro;
- Frasco Erlenmeyer de 150-200 mL x2;
- Condensador de refluxo;
- Kitde cromatografia flash;
- Balão de Buchner e funil [o filtro Schott pode ser usado para pequenas quantidades];
- Termômetro de laboratório (-50 °C a 200 °C) com adaptador de frasco;
- Balão de ~10 L de nitrogênio (N2) ou argônio (Ar) (1 atm);
- Fonte degás hidrogênio (H2);
- Balança de laboratório (0,001-100 g é adequado) [depende da carga de síntese].
Reagentes.
- Hidreto de sódio (NaH) 60% em óleo mineral, 677 mg, 16,9 mmol;
- Dimetilformamida (DMF) 10,0 mL;
- 2-(3,5-dimetoxifenil)acetonitrila (1) 1,0 g, 5,64 mmol;
- Iodometano (CH3I) 1,1 mL, 16,9 mmol;
- Solução aquosa de cloreto de amônio (NH4Cl) (25,0 mL);
- Éter dietílico (Et2O) 363 mL;
- Sulfato de sódio (Na2SO4) ou sulfato de magnésio (MgSO4) ~150 g;
- Diclorometano (DCM) 115,0 mL;
- Solução de DIBALH (C₈H₁₉Al) 1 M em hexano, 14,75 mL, 14,75 mmol;
- Solução de tartarato de sódio a 10% em água, 20 mL;
- Acetato de etila (EtOAc), 1070 mL;
- Água destilada ~1 L;
- Cloreto de sódio (NaCl) ~100 g;
- Hexano ~650 mL;
- 5-bromopentano (4) 3,134 mL, 16,6 mmol;
- Etanole (EtOH) 35 mL;
- Trifenilfosfina (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- Carbonato de potássio (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- Tolueno 35 mL;
- Tetrahidrofurano (THF) 179 mL;
- Pd/C 10% 139 mg;
- Iodeto de metilmagnésio (MeMgI) 3 M em Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol;
- Éster de pivalato (9) 48 mg, 0,19 mmol;
- Eterato de trifluoreto de boro (BF3-OEt2) 0,12 mL, 1,0 mmol;
- Hidreto de alumínio e lítio (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Ponto de ebulição: 485.51 a 760 mm Hg;
Ponto de fusão: 205,83 °C;
Peso molecular: 386,576 g/mol;
Densidade: 1,0±0,1 g/mL;
Número CAS: 112830-95-2.
Síntese do precursor
2-(3,5-Dimetoxifenil)-2-metilpropanenitrila (2)A uma suspensão agitada de hidreto de sódio (60% em óleo mineral, 677 mg, 16,9 mmol, 3 eq.) em DMF seco (5.0 mL) a 0 °C, foi adicionada, gota a gota, uma solução de 2-(3,5-dimetoxifenil)acetonitrila (1) disponível comercialmente (1,0 g, 5,64 mmol, 1 eq.) e iodometano (1,1 mL, 16,9 mmol, 3 eq.) em DMF seco (5,0 mL). A temperatura da reação aumentou para 25 °C em um período de 15 minutos e a agitação foi continuada por 2 h em um balão de fundo redondo de 100 mL. A mistura de reação foi extinta com uma solução aquosa saturada de NH4Cl (5,0 mL) e diluída com éter dietílico (10 mL). A camada orgânica foi separada, e a camada aquosa foi extraída com éter dietílico (3×10 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com água e salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 8:2) para obter o composto (2) (1,1 g, 98%) como um óleo incolor.
2-(3,5-Dimetoxifenil)-2-metilpropanal (3)
Para uma solução de (2) (1,21 g, 5,90 mmol, 1 eq.) em DCM seco (50.0 mL) a -78 °C (em banho Dewar com gelo seco) foi adicionado DIBALH (solução 1 M em hexano, 14,75 mL, 14,75 mmol, 2,5 eq.) (C₈H₁₉Al) em um balão de fundo redondo de 250 mL. A mistura de reação foi agitada na mesma temperatura por 1 h e, em seguida, foi extinta com a adição, em gotas, de tartarato de sódio e potássio (solução a 10% em água, 20 mL). A mistura resultante foi aquecida à temperatura ambiente, agitada vigorosamente por 1 h e, em seguida, diluída com EtOAc (20 mL). A fase orgânica foi separada, e a fase aquosa foi extraída com EtOAc (3×50 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com água e salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 8:2) para obter o aldeído (3) (1,14 g, 93%) como um óleo incolor.
5-(Bromotrifenil-λ5-fosfanil)pentano (5)
A uma solução de 5-bromopentano (4) disponível comercialmente (3,134 mL, 16,6 mmol, 1 eq.) em EtOH (35 mL) foi adicionada trifenilfosfina (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e a mistura foi aquecida em refluxo durante a noite em um balão de fundo redondo de 250 mL. O solvente foi evaporado sob pressão reduzida, o produto bruto foi dissolvido em tolueno (35 mL) e a mistura foi agitada vigorosamente a 100 °C por 5 minutos. Deixou-se a mistura esfriar até a temperatura ambiente e o sal de fosfônio cristalizado (5) (74%) foi coletado por filtração como um sólido cristalino branco.
A uma solução de 5-bromopentano (4) disponível comercialmente (3,134 mL, 16,6 mmol, 1 eq.) em EtOH (35 mL) foi adicionada trifenilfosfina (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e a mistura foi aquecida em refluxo durante a noite em um balão de fundo redondo de 250 mL. O solvente foi evaporado sob pressão reduzida, o produto bruto foi dissolvido em tolueno (35 mL) e a mistura foi agitada vigorosamente a 100 °C por 5 minutos. Deixou-se a mistura esfriar até a temperatura ambiente e o sal de fosfônio cristalizado (5) (74%) foi coletado por filtração como um sólido cristalino branco.
(5Z)-7-(3,5-Dimetoxifenil)-7-metiloct-5-en (6)
Para uma suspensão de sal de fosfônio (5) (27,3 mmol, 5 eq.) em THF seco (130 mL) a 0 °C, foi adicionado LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M em THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) em um balão de fundo redondo de 500 mL. A mistura foi aquecida a 10 °C e agitada por 30 minutos para garantir a formação completa do ylide laranja. Uma solução de aldeído (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) em THF (15 mL) foi adicionada gota a gota à pasta resultante na mesma temperatura. A reação foi agitada durante a noite em temperatura ambiente. A mistura foi extinta pela adição de NH4Cl aquoso saturado (10 mL). A camada orgânica foi separada, e a fase aquosa foi extraída com Et2O (3×100 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 7:3) para dar o alceno (6) (92%, diastereoisômero único) como um óleo incolor.
Para uma suspensão de sal de fosfônio (5) (27,3 mmol, 5 eq.) em THF seco (130 mL) a 0 °C, foi adicionado LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M em THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) em um balão de fundo redondo de 500 mL. A mistura foi aquecida a 10 °C e agitada por 30 minutos para garantir a formação completa do ylide laranja. Uma solução de aldeído (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) em THF (15 mL) foi adicionada gota a gota à pasta resultante na mesma temperatura. A reação foi agitada durante a noite em temperatura ambiente. A mistura foi extinta pela adição de NH4Cl aquoso saturado (10 mL). A camada orgânica foi separada, e a fase aquosa foi extraída com Et2O (3×100 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 7:3) para dar o alceno (6) (92%, diastereoisômero único) como um óleo incolor.
7-(3,5-Dimetoxifenil)-7-metiloctano (7)
A uma solução de (6) (5,0 mmol, 1 eq.) em EtOAc (200 mL) foi adicionado Pd/C 10% (139 mg), e a suspensão resultante foi agitada vigorosamente sob atmosfera de hidrogênio durante a noite em temperatura ambiente em 500 mL de RBF. O catalisador foi removido por filtração através de Celite e o filtrado foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 6:4) para obter o composto hidrogenado (7) (rendimento quantitativo) como um óleo incolor.
5-(2-metiloctan-2-il)benzeno-1,3-diol (8)
A uma solução do composto (7) (1,20 mmol, 1 eq.) em Et2O seco (5,0 mL) e THF seco (0,4 mL) foi adicionado MeMgI (3 M em Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol, 20 eq.) a 0 °C em 100 mL de RBF. A pasta foi aquecida a 100 °C sob pressão reduzida e, em seguida, o resíduo foi aquecido a 170 °C por 1 h sob um fluxo de nitrogênio. A mistura de reação resfriada foi temperada com NH4Cl aquoso saturado (10 mL) e extraída com EtOAc (5×20 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto (8) foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 1:1) para obter o álcool (8) (70%) como um sólido branco ceroso.
Síntese do produto
[(6aR,10aR)-3-(2-metiloctan-2-il)-1-hidroxi-6,6-dimetil-6H,6aH,7H,10H,10aH-benzo[c]isocromen-9-il]2,2-dimetilpropanoato de metila (10)
Para uma solução de resorcinol (8) (0.19 mmol, 1 eq.) e éster de pivalato (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) em DCM seco (65 mL) a -20 °C foi adicionado BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.) em 250 mL de RBF. Deixou-se a mistura aquecer até a temperatura ambiente e, em seguida, agitou-se por 2 h. A mistura foi cuidadosamente lavada com salmoura, sobre Na2SO4, filtrada e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 9:1) para obter o composto (10) (55%) como um sólido branco ceroso.
Para uma solução de resorcinol (8) (0.19 mmol, 1 eq.) e éster de pivalato (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) em DCM seco (65 mL) a -20 °C foi adicionado BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.) em 250 mL de RBF. Deixou-se a mistura aquecer até a temperatura ambiente e, em seguida, agitou-se por 2 h. A mistura foi cuidadosamente lavada com salmoura, sobre Na2SO4, filtrada e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 9:1) para obter o composto (10) (55%) como um sólido branco ceroso.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
Uma solução do éster protegido (10) (0,098 mmol, 1 eq.) em THF seco (1,0 ml) foi adicionada gota a gota a uma suspensão de LiAlH4 (15,3 mg, 0,39 mmol, 4 eq.) em THF (1,0 mL) a 0 °C em um balão em forma de pera de 50 ml. A mistura de reação foi agitada por 2 h e deixada aquecer até a temperatura ambiente. A reação foi extinta com água (2 mL) e extraída com éter (2×5 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 8:2) para obter o composto final (-)-(R, R)-HU-210 (11) (50%, ee 97%) como um sólido branco higroscópico. O produto final foi posteriormente purificado por um HPLC quiral (consulte a seção Experimental para obter detalhes) para obter (-)-(R, R)-HU-210 enantiomericamente puro (ee 100%).
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