Uvod
HU-210 je sintetični kanabinoid, ki ga je leta 1988 iz (1R,5S)-mirtenola prvič sintetizirala skupina pod vodstvom Raphaela Mechoulama na Hebrejski univerzi. HU-210 je 100- do 800-krat močnejši od naravnega THC iz konoplje in ima podaljšano trajanje delovanja. Pri kloniranih človeških kanabinoidnih receptorjih ima HU-210 afiniteto do CB1 0,061 nM in do CB2 0,52 nM. V primerjavi z delta-9-THC, ki ima pri CB1 vrednost 40,7 nM. HU-210 je (-)-1,1-dimetilheptil analog 11-hidroksi- Δ8- tetrahidrokanabinola; v nekaterih virih se imenuje 1,1-dimetilheptil- 11-hidroksitetrahidrokanabinol. Okrajšava "HU" pomeni Hebrejsko univerzo.
Resorcinol (8) je bil identificiran kot ključni intermediat, ki je reagiral z obema enantiomeroma 4-hidroksi-mirtenil pivalata (9) in tvoril želene strukturne okvire, podobne THC. Sinteza ključnega fluoriranega gradnika (8) se je izkazala za zahtevno. Dejansko je bilo uporabljenih več neuspešnih pristopov k (8). Sinteza 8 se je začela z metiliranjem komercialno dostopnega (3,5-dimetoksifenil)acetonitrila (1), s katerim smo aff dobili α,α-dimetilnitril (2) v odličnem izkoristku. S kasnejšo hidridno redukcijo (2) smo dobili aldehid (2), ki je bil podvržen Wittigovi olefiniciji z izkoristkom, pridobljenim iz fosfonijeve soli (5), s katero smo dobili nenasičeno snov (6) kot enojni izomer, domnevno z (Z)-geometrijo. Vez CvC (6) je bila nato hidrogenirana (Pd/C, H 2 , v EtOAc), pri čemer je nastala spojina (7) s kvantitativnim izkoristkom. Obdelava (7) z MeMgI pri 170 °C je dala demetilirani alkohol (8) v zelo dobrem izkoristku. Sintezo (-)-(R, R)-HU-210 smo dosegli iz komercialno dostopnega (-)-(1R)-mirtenola (≥ 95 % ee), ki smo ga pretvorili v 4-hidroksimirtenil pivalat (9) po metodi Zahalke in Huffmana. Z redukcijo z LiAlH4 smo dobili ciljno spojino (-)-(R, R)-HU-210. Ker sta vir kiralnosti v sintezah oba enantiomera 4-hidroksimirtenil pivalata (9), je ee obeh končnih spojin odražal ee komercialno dostopnih izhodnih snovi. Enantiomerno čistost kanabinoidnih mimikov smo potrdili z analitično kiralno HPLC. Nato so (-)-(R, R)-HU-210 očistili s polpreparativno kiralno HPLC, da bi dobili enantiomere visoke čistosti (>99 % ee) za farmakološke preskuse.
Resorcinol (8) je bil identificiran kot ključni intermediat, ki je reagiral z obema enantiomeroma 4-hidroksi-mirtenil pivalata (9) in tvoril želene strukturne okvire, podobne THC. Sinteza ključnega fluoriranega gradnika (8) se je izkazala za zahtevno. Dejansko je bilo uporabljenih več neuspešnih pristopov k (8). Sinteza 8 se je začela z metiliranjem komercialno dostopnega (3,5-dimetoksifenil)acetonitrila (1), s katerim smo aff dobili α,α-dimetilnitril (2) v odličnem izkoristku. S kasnejšo hidridno redukcijo (2) smo dobili aldehid (2), ki je bil podvržen Wittigovi olefiniciji z izkoristkom, pridobljenim iz fosfonijeve soli (5), s katero smo dobili nenasičeno snov (6) kot enojni izomer, domnevno z (Z)-geometrijo. Vez CvC (6) je bila nato hidrogenirana (Pd/C, H 2 , v EtOAc), pri čemer je nastala spojina (7) s kvantitativnim izkoristkom. Obdelava (7) z MeMgI pri 170 °C je dala demetilirani alkohol (8) v zelo dobrem izkoristku. Sintezo (-)-(R, R)-HU-210 smo dosegli iz komercialno dostopnega (-)-(1R)-mirtenola (≥ 95 % ee), ki smo ga pretvorili v 4-hidroksimirtenil pivalat (9) po metodi Zahalke in Huffmana. Z redukcijo z LiAlH4 smo dobili ciljno spojino (-)-(R, R)-HU-210. Ker sta vir kiralnosti v sintezah oba enantiomera 4-hidroksimirtenil pivalata (9), je ee obeh končnih spojin odražal ee komercialno dostopnih izhodnih snovi. Enantiomerno čistost kanabinoidnih mimikov smo potrdili z analitično kiralno HPLC. Nato so (-)-(R, R)-HU-210 očistili s polpreparativno kiralno HPLC, da bi dobili enantiomere visoke čistosti (>99 % ee) za farmakološke preskuse.
Oprema in steklovina.
- 100 mL, 250 mL, 500 mL bučke z okroglim dnom (RBF);
- erlenmajerica v obliki hruške s prostornino 50 ml;
- stojalo za retorto in objemka za pritrditev aparatur;
- Magnetno mešalo z grelnikom;
- 100 ml x3; 50 ml x2 čaše;
- 500 mL ločilni lij;
- 100 mL lijak za kapljanje;
- Dewarjeva kopel;
- Vodna kopel;
- Trdni CO2 (suhi led);
- Vakuumski vir;
- steklena palica in lopatice;
- stroj za rotiranje;
- plastična ali steklena brizga;
- Erlenmeyerjeva bučka 150-200 ml x2;
- povratni hladilnik;
- Komplet zabliskovno kromatografijo;
- Buchnerjeva bučka in lij [za majhne količine se lahko uporabi Schottov filter];
- laboratorijski termometer (-50 °C do 200 °C) z nastavkom za bučko;
- ~10 L balon z dušikom (N2) ali argonom (Ar) (1 atm);
- Virplinastega vodika (H2);
- Laboratorijska tehtnica (primerna je od 0,001 do 100 g) [odvisno od količine sinteze].
Reagenti.
- Natrijev hidrid (NaH) 60 % v mineralnem olju, 677 mg, 16,9 mmol;
- dimetilformamid (DMF) 10,0 ml;
- 2-(3,5-dimetoksifenil)acetonitril (1) 1,0 g, 5,64 mmol;
- jodometan (CH3I) 1,1 mL, 16,9 mmol;
- Vodna raztopina amonijevega klorida (NH4Cl) (25,0 mL);
- dietil eter (Et2O) 363 mL;
- Natrijev sulfat (Na2SO4) ali magnezijev sulfat (MgSO4) ~150 g;
- diklorometan (DCM) 115,0 mL;
- DIBALH (C₈H₁₉Al) 1 M raztopina v heksanu, 14,75 mL, 14,75 mmol;
- 10 % raztopina natrijevega tartrata v vodi, 20 mL;
- Etil acetat (EtOAc) 1070 mL;
- destilirana voda ~1 L;
- natrijev klorid (NaCl) ~100 g;
- heksan ~650 mL;
- 5-bromopentan (4) 3,134 mL, 16,6 mmol;
- etanol (EtOH) 35 mL;
- Trifenilfosfin (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- kalijev karbonat (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- toluen 35 mL;
- tetrahidrofuran (THF) 179 mL;
- Pd/C 10 % 139 mg;
- Metilmagnezijev jodid (MeMgI) 3 M v Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol;
- Pivalatni ester (9) 48 mg, 0,19 mmol;
- Borov trifluorid eterat (BF3-OEt2) 0,12 mL, 1,0 mmol;
- Litijev aluminijev hidrid (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Vrenje: 485.51 pri 760 mm Hg;
Tališče: 205,83 °C;
Molekulska masa: 386,576 g/mol;
Gostota: 1,0±0,1 g/mL;
CAS številka: 112830-95-2.
Sinteza predhodnikov
2-(3,5-dimetoksifenil)-2-metilpropanenitril (2)Na mešeno suspenzijo natrijevega hidrida (60 % v mineralnem olju, 677 mg, 16,9 mmol, 3 eq.) v suhem DMF (5.0 mL) pri 0 °C smo po kapljicah dodali raztopino komercialno dostopnega 2-(3,5-dimetoksifenil)acetonitrila (1) (1,0 g, 5,64 mmol, 1 eq.) in jodometana (1,1 mL, 16,9 mmol, 3 eq.) v suhem DMF (5,0 mL). Reakcijska temperatura se je v 15 minutah dvignila na 25 °C, mešanje pa je trajalo 2 uri v 100 mL bučki z okroglim dnom. Reakcijsko zmes smo pogasili z nasičeno vodno raztopino NH4Cl (5,0 mL) in razredčili z dietiletrom (10 mL). Organsko plast smo ločili, vodno plast pa smo ekstrahirali z dietiletrom (3 × 10 mL). Združeno organsko plast smo sprali z vodo in slanico, posušili nad Na2SO4 in topilo izpareli pod znižanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s flešno kromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 8:2) in dobili spojino (2) (1,1 g, 98 %) kot brezbarvno olje.
2-(3,5-dimetoksifenil)-2-metilpropanal (3)
Na raztopino (2) ( 1,21 g, 5,90 mmol, 1 eq.) v suhem DCM (50.0 mL) pri -78 °C (v Dewarovi kopeli s suhim ledom) v 250 mL bučki z okroglim dnom dodamo DIBALH (1 M raztopina v heksanu, 14,75 mL, 14,75 mmol, 2,5 eq.) (C₈H₁₉Al). Reakcijsko zmes smo pri isti temperaturi mešali 1 h, nato pa jo ugasnili s kapljičnim dodajanjem kalijevega natrijevega tartrata (10 % raztopina v vodi, 20 mL). Nastalo zmes smo segreli na sobno temperaturo, intenzivno mešali 1 h in nato razredčili z EtOAc (20 mL). Organsko fazo smo ločili, vodno fazo pa ekstrahirali z EtOAc (3 × 50 mL). Združeno organsko plast smo sprali z vodo in slanico, posušili nad Na2SO4 in topilo izpareli pod zmanjšanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s fleksokromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 8:2) in dobili aldehid (3) (1,14 g, 93 %) kot brezbarvno olje.
5-(Bromotrifenil-λ5-fosfanil)pentan (5)
Raztopini komercialno dostopnega 5-bromopentana (4) (3,134 ml, 16,6 mmol, 1 eq.) v EtOH (35 ml) smo dodali trifenilfosfin (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) in K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) ter zmes čez noč segrevali pri povratnem toku v 250 mL bučki z okroglim dnom. Topilo smo izpareli pod zmanjšanim tlakom, surovi izdelek smo raztopili v toluenu (35 mL) in zmes 5 min močno mešali pri 100 °C. Mešanica se je ohladila do temperature r.t. in kristalizirana fosfonijeva sol (5) (74 %) je bila zbrana s filtracijo kot bela kristalinična trdna snov.
Raztopini komercialno dostopnega 5-bromopentana (4) (3,134 ml, 16,6 mmol, 1 eq.) v EtOH (35 ml) smo dodali trifenilfosfin (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) in K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) ter zmes čez noč segrevali pri povratnem toku v 250 mL bučki z okroglim dnom. Topilo smo izpareli pod zmanjšanim tlakom, surovi izdelek smo raztopili v toluenu (35 mL) in zmes 5 min močno mešali pri 100 °C. Mešanica se je ohladila do temperature r.t. in kristalizirana fosfonijeva sol (5) (74 %) je bila zbrana s filtracijo kot bela kristalinična trdna snov.
(5Z)-7-(3,5-dimetoksifenil)-7-metilokt-5-en (6)
V suspenzijo fosfonijeve soli (5) (27,3 mmol, 5 eq.) v suhem THF (130 mL) pri 0 °C smo v 500 mL bučki z okroglim dnom po kapljicah dodali LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M v THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.). Mešanico smo segreli na 10 °C in mešali 30 min, da smo zagotovili popolno tvorbo oranžnega alida. Raztopino aldehida (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) v THF (15 mL) smo pri isti temperaturi po kapljicah dodali nastali suspenziji. Reakcijo smo pri sobni temperaturi mešali čez noč. Mešanico smo ohladili z dodatkom nasičenega vodnega NH4Cl (10 mL). Organsko plast smo ločili, vodno fazo pa ekstrahirali z Et2O (3 × 100 mL). Združeno organsko plast smo sprali s slanico, posušili nad Na2SO4 in topilo uparili pod znižanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s fleksokromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 7:3) in dobili alken ( 6) (92 %, en diastereoizomer) kot brezbarvno olje.
V suspenzijo fosfonijeve soli (5) (27,3 mmol, 5 eq.) v suhem THF (130 mL) pri 0 °C smo v 500 mL bučki z okroglim dnom po kapljicah dodali LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M v THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.). Mešanico smo segreli na 10 °C in mešali 30 min, da smo zagotovili popolno tvorbo oranžnega alida. Raztopino aldehida (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) v THF (15 mL) smo pri isti temperaturi po kapljicah dodali nastali suspenziji. Reakcijo smo pri sobni temperaturi mešali čez noč. Mešanico smo ohladili z dodatkom nasičenega vodnega NH4Cl (10 mL). Organsko plast smo ločili, vodno fazo pa ekstrahirali z Et2O (3 × 100 mL). Združeno organsko plast smo sprali s slanico, posušili nad Na2SO4 in topilo uparili pod znižanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s fleksokromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 7:3) in dobili alken ( 6) (92 %, en diastereoizomer) kot brezbarvno olje.
7-(3,5-dimetoksifenil)-7-metiloktan (7)
Raztopini (6) (5,0 mmol, 1 eq.) v EtOAc (200 ml) smo dodali 10 % Pd/C (139 mg) in nastalo suspenzijo čez noč močno mešali v 500 mL RBF pri sobni temperaturi v atmosferi vodika. Katalizator smo odstranili s filtriranjem skozi celit, filtrat pa izparel pod znižanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s flešno kromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 6:4) in dobili hidrogenirano spojino (7) (kvantitativni izkoristek) kot brezbarvno olje.
5-(2-metiloktan-2-il)benzen-1,3-diol (8)
Raztopini spojine (7) (1,20 mmol, 1 eq.) v suhem Et2O (5,0 mL) in suhem THF (0,4 mL) smo pri 0 °C v 100 mL RBF dodali MeMgI (3 M v Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol, 20 eq.). Suspenzijo smo pod znižanim tlakom segreli na 100 °C, nato pa ostanek 1 uro segrevali na 170 °C pod pretokom dušika. Ohlajeno reakcijsko zmes smo ohladili z nasičenim vodnim NH4Cl (10 mL) in ekstrahirali z EtOAc (5×20 mL). Združeno organsko plast smo sprali s slanico, posušili nad Na2SO4 in topilo uparili pod znižanim tlakom. Surovi izdelek (8) smo očistili s fleksokromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 1:1), da smo dobili alkohol (8) (70 %) kot voščeno belo trdno snov.
Sinteza izdelka
[(6aR,10aR)-3-(2-metiloktan-2-il)-1-hidroksi-6,6-dimetil-6H,6aH,7H,10H,10aH-benzo[c]izokromen-9-il]metil 2,2-dimetilpropanoat (10)
Raztopini resorcinola (8) (0,5 %) dodamo 2,2-dimetilpropanoat (10).19 mmol, 1 eq.) in pivalatnega estra (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) v suhem DCM (65 mL) pri -20 °C smo v 250 mL RBF dodali BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.). Mešanica se je segrela na sobno temperaturo in se nato mešala 2 h. Mešanico smo previdno izpirali s slanico, čez Na2SO4, filtrirali in topilo izpareli pod znižanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s flešno kromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 9:1) in dobili spojino (10) (55 %) kot voščeno belo trdno snov.
Raztopini resorcinola (8) (0,5 %) dodamo 2,2-dimetilpropanoat (10).19 mmol, 1 eq.) in pivalatnega estra (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) v suhem DCM (65 mL) pri -20 °C smo v 250 mL RBF dodali BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.). Mešanica se je segrela na sobno temperaturo in se nato mešala 2 h. Mešanico smo previdno izpirali s slanico, čez Na2SO4, filtrirali in topilo izpareli pod znižanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s flešno kromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 9:1) in dobili spojino (10) (55 %) kot voščeno belo trdno snov.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
Raztopino zaščitenega estra (10) (0,098 mmol, 1 eq.) v suhem THF (1,0 ml) smo pri 0 °C v 50 ml hruškasti bučki po kapljicah dodali suspenziji LiAlH4 (15,3 mg, 0,39 mmol, 4 eq.) v THF (1,0 ml). Reakcijsko zmes smo mešali 2 uri in pustili, da se segreje na sobno temperaturo. Reakcijo smo pogasili z vodo (2 mL) in ekstrahirali z etrom (2×5 mL). Združeno organsko plast smo sprali s slanico, posušili nad Na2SO4 in topilo uparili pod zmanjšanim tlakom. Surovi izdelek smo očistili s fleksokromatografijo na silikagelu (heksan/EtOAc 8:2) in dobili končno spojino (-)-(R, R)-HU-210 (11) (50 %, ee 97 %) kot higroskopično belo trdno snov. Končni izdelek smo nato očistili s kiralno HPLC (podrobnosti so navedene v eksperimentalnem delu), da smo dobili (-)-(R, R)-HU-210 enantiomerno čist (ee 100 %).
Last edited by a moderator:
