mescalina de lingin/serragem de eucalipto (em larga escala)

[fidelis]

síntese original com referências que deixei de fora por brevidade ^^ ;


Introdução:
O siringaldeído foi preparado pela oxidação da lignina de eucalipto com nitrobenzeno e álcali. Ele foi metilado com sulfato de dimetila e a mescalina foi sintetizada a partir do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído assim formado.

A mescalina, 3,4,5-trimetoxifenetilamina (IV), o princípio alucinógeno do "peiote", foi isolada em 1896 por Heffter e sua química foi estudada em detalhes. Várias sínteses foram desenvolvidas e muitas delas utilizaram o ácido 3,4,5-trimetoxibenzóico ou um de seus derivados como material de partida. Outras rotas sintéticas utilizaram o 3,4,5-trimetoxibenzaldeído (II), e Slotta, Heller e Slotta prepararam seu material de partida, o ácido trimetoxifenilpropiônico, por condensação do benzaldeído substituído com ácido malônico e redução do ácido cinâmico resultante. A mescalina foi então obtida pela degradação de Hofmann da trimetoxifenilpropionamida.

Slotta e Szyska obtiveram a mescalina diretamente pela condensação de II com nitrometano e redução eletrolítica do ω-nitro-trimetoxiestireno (V). Este último também foi reduzido com hidreto de lítio e alumínio. A mescalina cristalina pura também foi sintetizada pela condensação do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído com cianeto de potássio, seguida de acetilação e redução catalítica à amina.

O siringaldeído, 3,5-dimetoxi-4-hidroxibenzaldeído (I), é um material inicial alternativo atraente. D.E. Bland e colaboradores relataram sua preparação pela oxidação de certas ligninas de eucalipto com nitrobenzeno e álcali. Trabalhando em pequena escala, eles mostraram que o Eucalyptus regnans (Mountain Ash), o E. obliqiia (Messmate Stringybark) e o E. diversicolor (Karri) produziram rendimentos superiores a 5% de siringaldeído. Decidiu-se, portanto, estudar a preparação de mescalina a partir dessas três espécies.

A primeira etapa é a metilação do grupo fenólico livre do siringaldeído, que pode ser realizada com sulfato de dimetila e álcali ou com diazometano. Somente o primeiro método foi examinado em detalhes, pois o diazometano não seria um reagente favorável em larga escala. Tanto a redução eletrolítica quanto a redução de hidreto de alumínio e lítio de V apresentam dificuldades em grande escala, especialmente na decomposição do complexo de alanato de lítio. Por outro lado, a formação de cianoidrina pode ser realizada prontamente pela reação de cianeto de potássio com o composto de bissulfito de aldeído, e a redução catalítica de III é direta e mais barata. Portanto, essa rota foi a preferida.

Procedimento:
Porções de 75 g de serragem seca ao ar de madeira seca em estufa foram oxidadas com nitrobenzeno e álcali a 150 °C de acordo com o método de Bland. O rendimento médio de siringaldeído de E. regnans foi de 4,9%, de E. obliqua foi de 3,1% e de E. diversicolor foi de 3,2%. O uso de um agitador mecânico na autoclave provavelmente teria aumentado os rendimentos, que também podem depender do tamanho das partículas da serragem.

75 de serragem proporcionou o maior volume de solução que poderia ser extraído convenientemente à mão. Para volumes maiores, foi usado um extrator contínuo no qual se permitiu que o benzeno quente fluísse pela fase aquosa, mas durante o longo período em que o extrato de benzeno foi mantido a 80°C, uma grande proporção do siringaldeído se decompôs. Para a operação em larga escala, o extrato de benzeno teria de ser mantido em uma temperatura mais baixa com o uso de um filme escalonado ou evaporador flash.

O extrato bruto que continha siringaldeído e vanilina foi analisado usando um espectrômetro de massa, já que as análises espectrofotométricas são de pouca utilidade para distinguir esses dois compostos. O siringaldeído foi separado por recristalização fracionada do benzeno até que seu espectro de massa, comparado com o de uma mistura de siringaldeído e vanilina em proporções conhecidas, mostrasse que ele tinha pelo menos 95% de pureza.

Inicialmente, o siringaldeído foi metilado com sulfato de dimetila por uma hora a 0-50°C, o que resultou em um rendimento de 42%. Descobriu-se que o aquecimento a 70°C por mais uma hora aumentou o rendimento do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído para 56%. O aquecimento acima dessas temperaturas reduziu o rendimento, provavelmente devido a uma reação de Canizzaro. A cianoidrina do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído foi preparada a partir do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído de acordo com o método de Kindler e Peschke, usando o composto de bissulfito como intermediário. Esse método elimina o uso de cianeto de hidrogênio gasoso e é consideravelmente mais seguro. O acetato de cianoidrina do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído foi preparado por refluxo da cianoidrina com anidrido acético.

Foi relatado que se o acetato de cianoidrina pudesse ser reduzido cataliticamente em ácido acético glacial usando o negro de paládio como catalisador. Entretanto, quando esse sistema foi usado, não houve formação de mescalina. O exame da mistura de reação com um espectrômetro de massa indicou que o negro de paládio ativo havia removido os grupos boda acetil e cianeto do acetato de cianoidrina do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído. A redução foi bem-sucedida usando um negro de paládio menos ativo e etanol absoluto como solvente. A mescalina foi finalmente isolada como sulfato.

Com base no peso da madeira seca em estufa, os rendimentos gerais foram de 1% para E. Tegnans e 0,7% para as outras duas espécies. Como a rota sintética é comparativamente simples, parece que a serragem de eucalipto pode ser usada para a produção econômica de mescalina em grande escala.

 

[fidelis]

Aqui estão alguns experimentos do mesmo link, também usando serragem ^_^


3,5-Dimetoxi-4-hidroxibenzaldeído
A serragem seca ao ar (75 g) da espécie [sob investigação], o nitrobenzeno (45 ml) e a solução de hidróxido de sódio (d 1,51, 2N) foram adicionados a uma autoclave com capacidade de 2 L. A bomba foi selada, agitada vigorosamente por alguns segundos e depois agitada por 3 horas a 150°C. Após o resfriamento, a mistura de reação da oxidação foi filtrada e o resíduo foi lavado duas vezes com água destilada (100 ml). O filtrado e as lavagens foram extraídos com benzeno para remover o nitrobenzeno e seus produtos de redução; a solução aquosa foi acidificada com um excesso de 10% de ácido clorídrico concentrado e deixada em repouso por 24 horas. Em seguida, foi filtrada para remover o precipitado que se formou.

O filtrado claro foi extraído com benzeno, e as lavagens combinadas de benzeno foram concentradas até um volume conveniente (50 ml). Esse concentrado foi extraído com solução de bissulfito de sódio (20%) até que não fosse mais possível detectar nenhum aldeído nas lavagens, acidificando, fervendo o dióxido de enxofre e testando com 2,4-dinitrofenilhidrazina em ácido clorídrico (2N). As lavagens combinadas de bissulfito foram acidificadas com ácido clorídrico conc. e o dióxido de enxofre foi removido por aquecimento em uma corrente de nitrogênio; em seguida, foram extraídas com benzeno até ficarem livres de aldeído. Os extratos de benzeno foram evaporados até a secura e, em seguida, recristalizados com benzeno quente. Uma segunda recristalização com água quente resultou em siringaldeído; p.m. 111°C.

3,4,5-Trimetoxibenzaldeído
O siringaldeído (10 g) foi dissolvido com aquecimento suave em uma solução de hidróxido de sódio (3 g) em água (100 ml), e a mistura foi então resfriada abaixo de 50°C em um banho de gelo. O sulfato de dimetila (6 ml) foi adicionado gota a gota com agitação mecânica vigorosa durante uma hora, mantendo-se a temperatura abaixo de 50°C. A mistura foi então aquecida por uma hora em um banho-maria a 70°C, resfriada e extraída duas vezes com benzeno (100 ml). O benzeno foi evaporado e o resíduo foi extraído com solução de bissulfito de sódio (20%). Após a filtração, o extrato aquoso foi acidificado e o dióxido de enxofre foi removido por aquecimento em uma corrente de nitrogênio. O aldeído foi extraído com benzeno e recristalizado com etanol aquoso. Rendimento, 6,0 g (56%); p.f. 70-71°C.

Cianoidrina do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído
O trimetoxibenzaldeído (8,8 g) foi dissolvido com aquecimento suave em solução saturada de bissulfito de sódio (20 ml). Permitiu-se que a mistura resultante atingisse a temperatura ambiente, quando o composto de bissulfito precipitado foi removido por filtração e lavado com etanol absoluto. O composto de bissulfito foi dissolvido em água (10 ml) e uma solução de cianeto de potássio (6 g) em água (10 ml) foi gradualmente adicionada. O óleo resultante solidificou ao esfriar, foi coletado por filtração, lavado primeiro com solução de bissulfito, depois com água e, por fim, seco sobre pentóxido de fósforo. Rendimento, 9,7 g (96%); p.f. 81-82°C.

Acetato de cianoidrina de 3,4,5-trimetoxibenzaldeído
A cianoidrina do 3,4,5-trimetoxibenzaldeído (10 g) foi refluxada com anidrido acético (50 ml) por 2 horas. O excesso de anidrido foi removido por destilação sob pressão reduzida; o resíduo foi absorvido em éter e a solução de éter foi lavada com solução de carbonato de sódio (10%), solução de bissulfito de sódio (20%) e água. A solução foi então seca sobre carbonato de potássio anidro e o resíduo do éter seco foi destilado a 165-170°C (0,1 mm). Rendimento, 8,2 g (69%).

3,4,5-Trimetoxifenetilamina
O acetato de cianoidrina de 3,4,5-trimetoxibenzaldeído (1 g) foi dissolvido em etanol (15 ml) e ácido sulfúrico concentrado (0,4 ml) e negro de paládio (140 mg) foram adicionados. A redução foi realizada em temperatura ambiente e pressão atmosférica e foi interrompida após a absorção de 95% da quantidade calculada de hidrogênio. O etanol foi eliminado e o resíduo foi absorvido em água. Após filtração e extração com éter, a solução aquosa foi evaporada. A mescalina foi isolada como sulfato e recristalizada a partir da água. Rendimento, 0,5 g (50%), mp 181-184°C; lit. 183-186°C.