Meskalín z eukalyptového lingínu/pilín (vo veľkom rozsahu)

[fidelis]

Pôvodná syntéza s odkazmi, ktoré som tu pre stručnosť vynechal ^^ ;


Úvod:
Syringaldehyd sa pripravil oxidáciou eukalyptového lignínu nitrobenzénom a zásadami. Bol metylovaný dimetylsulfátom a z takto vzniknutého 3,4,5-trimetoxybenzaldehydu bol syntetizovaný meskalín.

Meskalín, 3,4,5-trimetoxyfenetylamín (IV), halucinačný princíp "peyotlu", bol izolovaný v roku 1896 Heffterom a jeho chémia bola podrobne preskúmaná. Bolo vyvinutých mnoho syntéz a mnohé z nich využívali ako východiskový materiál kyselinu 3,4,5-trimetoxybenzoovú alebo jeden z jej derivátov. Iné syntetické cesty využívali 3,4,5-trimetoxybenzaldehyd ( II) a Slotta a Heller a Slotta pripravili svoj východiskový materiál, kyselinu trimetoxyfenylpropiónovú, kondenzáciou substituovaného benzaldehydu s kyselinou malonovou a redukciou vzniknutej kyseliny škoricovej. Meskalín potom získali Hofmannovou degradáciou trimetoxyfenylpropionamidu.

Slotta a Szyska získali meskalín priamo kondenzáciou II s nitrometánom a elektrolytickou redukciou ω-nitro-trimetoxystyrénu (V). Ten bol tiež redukovaný hydridom lítia a hliníka. Čistý kryštalický meskalín sa syntetizoval aj kondenzáciou 3,4,5-trimetoxybenzaldehydu s kyanidom draselným s následnou acetyláciou a katalytickou redukciou na amín.

Syringaldehyd, 3,5-dimetoxy-4-hydroxybenzaldehyd (I), je atraktívnou alternatívnou východiskovou látkou. D. E. Bland a jeho spolupracovníci uviedli jeho prípravu oxidáciou určitých eukalyptových lignínov s nitrobenzénom a zásadami. Pri práci v malom meradle ukázali, že Eucalyptus regnans (horský jaseň), E. obliqiia (Messmate Stringybark) a E. diversicolor (Karri) poskytujú lepšie ako 5 % výťažky syringaldehydu. Preto bolo rozhodnuté skúmať prípravu meskalínu z týchto troch druhov.

Prvou fázou je metylácia voľnej fenolovej skupiny syringaldehydu, ktorá sa môže uskutočniť buď pomocou dimetylsulfátu a zásady, alebo pomocou diazometánu. Podrobne sa skúmala len prvá metóda, pretože diazometán by nebol výhodný ako činidlo vo veľkom rozsahu. Tak elektrolytická, ako aj lithium-humíniumhydridová redukcia V predstavujú ťažkosti vo veľkom meradle, najmä pri rozklade komplexu lítia a alanínu. Na druhej strane, tvorba kyanohydrínu sa dá pomerne ľahko uskutočniť reakciou kyanidu draselného s aldehydovou zlúčeninou siričitanu a katalytická redukcia III je jednoduchá a lacnejšia. Preto sa uprednostnila táto cesta.

Postup:
75 g porcií na vzduchu vysušených pilín zo sušeného dreva sa oxidovalo nitrobenzénom a zásadami pri 150 °C podľa Blandovej metódy. Priemerný výťažok syringaldehydu z E. regnans bol 4,9 %, z E. obliqua 3,1 % a z E. diversicolor 3,2 %. Použitie mechanického miešadla v autokláve by pravdepodobne zvýšilo výťažky, ktoré môžu závisieť aj od veľkosti častíc pilín.

75 pilín poskytlo najväčší objem roztoku, ktorý sa dal pohodlne extrahovať ručne. Pre väčšie objemy sa použil kontinuálny extraktor, v ktorom sa nechal prúdiť horúci benzén cez vodnú fázu, ale počas dlhého obdobia, v ktorom sa benzénový extrakt udržiaval pri teplote 80 °C, sa veľká časť syringaldehydu rozložila. Pri rozsiahlej prevádzke by sa benzénový extrakt musel udržiavať pri nižšej teplote pomocou lezeckej fólie alebo bleskovej odparky.

Surový extrakt, ktorý obsahoval syringaldehyd aj vanilín, sa analyzoval pomocou hmotnostného spektrometra, pretože spektrofotometrické analýzy sú málo užitočné na rozlíšenie týchto dvoch zlúčenín. Syringealdehyd sa oddelil frakčnou rekryštalizáciou z benzénu, až kým jeho hmotnostné spektrum, porovnávané so spektrom zmesi syringealdehydu a vanilínu v známom pomere, nepreukázalo, že je čistý najmenej na 95 %.

Najprv sa syringaldehyd metyluje dimetylsulfátom počas jednej hodiny pri teplote 0 - 50 °C, čím sa získa výťažok 42 %. Zistilo sa, že zahrievanie pri 70 °C počas ďalšej hodiny zvýšilo výťažok 3,4,5-trimetoxybenzaldehydu na 56 %. Zahrievanie nad týmito teplotami znížilo výťažok pravdepodobne v dôsledku Canizzarovej reakcie. 3,4,5-trimetoxybenzaldehydový kyanohydrín sa pripravil z 3,4,5-trimetoxybenzaldehydu podľa metódy Kindlera a Peschkeho s použitím zlúčeniny siričitanu ako medziproduktu. Táto metóda eliminuje použitie plynného kyanovodíka a je podstatne bezpečnejšia. 3,4,5-trimetoxybenzaldehyd kyanohydrín acetát sa pripravil refluxáciou kyanohydrínu s anhydridom kyseliny octovej.

Uvádza sa, že ak by sa kyanohydrín acetát mohol katalyticky redukovať v ľadovej kyseline octovej s použitím paládiovej černe ako katalyzátora. Pri použití tohto systému sa však nevytvoril žiadny meskalín. Skúmanie reakčnej zmesi hmotnostným spektrometrom ukázalo, že aktívna paládiová čerň odstránila z 3,4,5-trimetoxybenzaldehydu kyanohydrín acetátu bódylové a kyanidové skupiny. Redukcia bola úspešná pri použití menej aktívnej paládiovej černe a absolútneho etanolu ako rozpúšťadla. Meskalín bol nakoniec izolovaný ako sulfát.

Na základe hmotnosti vysušeného dreva boli celkové výťažky 1 % pre E. Tegnans a 0,7 % pre ostatné dva druhy. Keďže syntetická cesta je pomerne jednoduchá, zdá sa, že eukalyptové piliny možno použiť na ekonomickú výrobu meskalínu vo veľkom meradle.

 

[fidelis]

Tu je niekoľko experimentálnych vecí z toho istého odkazu, tiež s použitím pilín ^_^


3,5-dimetoxy-4-hydroxybenzaldehyd
Do autoklávu s objemom 2 l sa pridali na vzduchu vysušené piliny (75 g) [skúmaného druhu], nitrobenzén (45 ml) a roztok hydroxidu sodného (d 1,51, 2N). Bomba sa uzavrela, niekoľko sekúnd sa silno pretrepávala a potom sa miešala 3 hodiny pri 150 °C. Po ochladení sa reakčná zmes z oxidácie prefiltrovala a zvyšok sa dvakrát premyl destilovanou vodou (100 ml). Filtrát a premývačky sa extrahovali benzénom, aby sa odstránil nitrobenzén a jeho redukčné produkty; vodný roztok sa okyslil 10 % prebytkom koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a nechal sa stáť 24 hodín. Potom sa prefiltroval, aby sa odstránila vzniknutá zrazenina.

Číry filtrát sa extrahoval benzénom a spojený benzénový výluh sa zahustil na vhodný objem (50 ml). Tento koncentrát sa extrahoval roztokom disiričitanu sodného (20 %), až kým sa vo výplachu nedal zistiť aldehyd, a to okyslením, vyvarením oxidu siričitého a testovaním pomocou 2,4-dinitrofenylhydrazínu v kyseline chlorovodíkovej (2N). Kombinované siričitanové výplachy sa okyslili koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou a oxid siričitý sa odstránil zahriatím v prúde dusíka; potom sa extrahovali benzénom, kým neobsahovali aldehyd. Benzénové extrakty sa odparili do sucha a potom sa rekryštalizovali z horúceho benzénu. Druhou rekryštalizáciou z horúcej vody sa získal syringaldehyd; m.p. 111 °C.

3,4,5-trimetoxybenzaldehyd
Syringaldehyd (10 g) sa za mierneho zahrievania rozpustil v roztoku hydroxidu sodného (3 g) vo vode (100 ml) a zmes sa potom ochladila pod 50 °C v ľadovom kúpeli. Dimetylsulfát (6 ml) sa pridával po kvapkách za intenzívneho mechanického miešania počas jednej hodiny, pričom teplota sa udržiavala pod 50 °C. Zmes sa potom jednu hodinu zahrievala vo vodnom kúpeli pri teplote 70 °C, ochladila sa a dvakrát extrahovala benzénom (100 ml). Benzén sa odparil a zvyšok sa extrahoval roztokom disiričitanu sodného (20 %). Po filtrácii sa vodný extrakt okyslil a oxid siričitý sa odstránil zahriatím v prúde dusíka. Aldehyd sa extrahoval benzénom a rekryštalizoval z vodného etanolu. Výťažok 6,0 g (56 %); mp 70-71 °C.

3,4,5-trimetoxybenzaldehyd kyanohydrín
Trimetoxybenzaldehyd (8,8 g) sa rozpustil za mierneho zahrievania v nasýtenom roztoku disiričitanu sodného (20 ml). Výsledná zmes sa nechala dosiahnuť izbovú teplotu, keď sa vyzrážaná zlúčenina disiričitanu odstránila filtráciou a premyla absolútnym etanolom. Zlúčenina disiričitanu sa rozpustila vo vode (10 ml) a postupne sa pridal roztok kyanidu draselného (6 g) vo vode (10 ml). Vzniknutý olej po ochladení stuhol, zachytil sa filtráciou, premyl sa najprv roztokom siričitanu, potom vodou a nakoniec sa vysušil nad pentoxidom fosforu. Výťažok 9,7 g (96 %); mp 81-82 °C.

3,4,5-trimetoxybenzaldehyd kyanohydrín acetát
3,4,5-trimetoxybenzaldehydový kyanohydrín (10 g) sa refluxoval s anhydridom kyseliny octovej (50 ml) počas 2 hodín. Prebytočný anhydrid sa odstránil destiláciou za zníženého tlaku; zvyšok sa vzal do éteru a éterový roztok sa premyl roztokom uhličitanu sodného (10 %), roztokom disiričitanu sodného (20 %) a vodou. Roztok sa potom vysušil nad bezvodým uhličitanom draselným a zvyšok zo sušeného éteru sa destiloval pri 165 - 170 °C (0,1 mm). Výťažok 8,2 g (69 %).

3,4,5-trimetoxyfenetylamín
3,4,5-trimetoxybenzaldehyd kyanohydrín acetát (1 g) sa rozpustil v etanole (15 ml) a pridala sa koncentrovaná kyselina sírová (0,4 ml) a čierne paládium (140 mg). Redukcia prebiehala pri izbovej teplote a atmosférickom tlaku a bola ukončená po absorbovaní 95 % vypočítaného množstva vodíka. Etanol sa odstránil a zvyšok sa zachytil vo vode. Po filtrácii a extrakcii éterom sa vodný roztok odparil. Meskalín sa izoloval ako sulfát a rekryštalizoval sa z vody. Výťažok 0,5 g (50 %), mp 181-184 °C; lit. 183-186°C.