meskalin iz evkaliptovega lingina/žagovine (v velikem obsegu)

[fidelis]

izvirni sintagma z referencami, ki sem jih tu zaradi kratkosti izpustil ^^ ;


Uvod:
Siringaldehid je bil pripravljen z oksidacijo evkaliptovega lignina z nitrobenzenom in alkalijo. Metilirali smo ga z dimetilsulfatom in iz tako nastalega 3,4,5-trimetoksibenzaldehida sintetizirali meskalin.

Meškalin, 3,4,5-trimetoksifenetilamin (IV), halucinacijsko načelo "pejotla", je leta 1896 izoliral Heffter, njegova kemija pa je bila podrobno preučena. Razvite so bile številne sinteze, pri mnogih od njih pa je bila kot izhodna snov uporabljena 3,4,5-trimetoksibenzojska kislina ali eden od njenih derivatov. Pri drugih sintezah so uporabili 3,4,5-trimetoksibenzaldehid (II), Slotta ter Heller in Slotta pa sta pripravila svoj izhodni material, trimetoksifenilpropionsko kislino, s kondenzacijo substituiranega benzaldehida z malonsko kislino in redukcijo dobljene cimetove kisline. Meskalin sta nato dobila s Hofmannovo razgradnjo trimetoksifenilpropionamida.

Slotta in Szyska sta dobila meskalin neposredno s kondenzacijo II z nitrometanom in elektrolitsko redukcijo ω-nitro-trimetoksistirena (V). Slednjega sta reducirala tudi z litijevim aluminijevim hidridom. Čisti kristalinični meskalin so sintetizirali tudi s kondenzacijo 3,4,5-trimetoksibenzaldehida s kalijevim cianidom, ki ji je sledila acetilacija in katalitična redukcija do amina.

Siringaldehid, 3,5-dimetoksi-4-hidroksibenzaldehid (I), je privlačna alternativna izhodna snov. D. E. Bland in sodelavci so poročali o njegovi pripravi z oksidacijo nekaterih evkaliptnih ligninov z nitrobenzenom in alkalijo. Pri delu v majhnem obsegu so pokazali, da so Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) in E. diversicolor (Karri) dali boljše kot 5-odstotne izkoristke siringaldehida. Zato smo se odločili, da preučimo pripravo meskalina iz teh treh vrst.

Prva faza je metilacija proste fenolne skupine siringaldehida, ki se lahko izvede z dimetilsulfatom in alkalijo ali z diazometanom. Podrobno smo preučili le prvo metodo, saj diazometan kot reagent v velikem obsegu ne bi bil ugoden. Tako elektrolitska kot litij aluminij hidridna redukcija V predstavljata težave v velikem obsegu, zlasti pri razgradnji litijevega-alanatnega kompleksa. Po drugi strani pa je tvorbo cianohidrina mogoče precej enostavno izvesti z reakcijo kalijevega cianida z aldehidno spojino bisulfit, katalitska redukcija III pa je enostavna in cenejša. Zato je bila izbrana ta pot.

Postopek:
75 g zračno suhe žagovine iz sušilnice za les se oksidira z nitrobenzenom in alkalijo pri 150 °C po Blandovi metodi. Povprečni izkoristek siringaldehida iz E. regnans je bil 4,9 %, iz E. obliqua 3,1 % in iz E. diversicolor 3,2 %. Uporaba mehanskega mešalnika v avtoklavu bi verjetno povečala izkoristke, ki so lahko odvisni tudi od velikosti delcev žagovine.

75 žagovine je dalo največjo prostornino raztopine, ki jo je bilo mogoče priročno ekstrahirati z roko. Za večje količine je bil uporabljen kontinuiran ekstraktor, v katerem je skozi vodno fazo tekel vroč benzen, vendar se je v dolgem obdobju, ko je bil benzenski ekstrakt vzdrževan pri 80 °C, velik delež siringaldehida razgradil. Za uporabo v velikem obsegu bi bilo treba benzenski ekstrakt vzdrževati pri nižji temperaturi z uporabo lebdeče folije ali bliskovnega uparjalnika.

Surovi ekstrakt, ki je vseboval tako siringaldehid kot vanilin, je bil analiziran z uporabo masnega spektrometra, saj so spektrofotometrične analize malo uporabne za razlikovanje teh dveh spojin. Siringaldehid smo ločili s frakcionirano rekristalizacijo iz benzena, dokler njegov masni spekter, primerjan z masnim spektrom mešanice siringaldehida in vanilina v znanem razmerju, ni pokazal, da je vsaj 95 % čist.

Najprej smo siringaldehid eno uro metilirali z dimetilsulfatom pri 0-50 °C, pri čemer je bil izkoristek 42 %. Ugotovljeno je bilo, da se pri segrevanju pri 70 °C za nadaljnjo uro poveča izkoristek 3,4,5-trimetoksibenzaldehida na 56 %. Segrevanje nad temi temperaturami je znižalo izkoristek, verjetno zaradi Canizzarove reakcije. 3,4,5-trimetoksibenzaldehidrični cianohidrin je bil pripravljen iz 3,4,5-trimetoksibenzaldehida po metodi Kindlerja in Peschkeja z uporabo bisulfitne spojine kot vmesnega produkta. Ta metoda odpravlja uporabo plinastega vodikovega cianida in je bistveno varnejša. 3,4,5-trimetoksibenzaldehid cianohidrin acetat smo pripravili z refluksiranjem cianohidrina z ocetnim anhidridom.

Poročali so, da je mogoče cianohidrinijev acetat katalitično reducirati v ledvični ocetni kislini z uporabo paladijeve črnine kot katalizatorja. Vendar pri uporabi tega sistema ni nastal meskalin. Pregled reakcijske zmesi z masnim spektrometrom je pokazal, da je aktivna paladijeva črnina odstranila boda acetilne in cianidne skupine iz 3,4,5-trimetoksibenzaldehida cianohidrin acetata. Redukcija je bila uspešna z uporabo manj aktivnega paladijevega črnila in absolutnega etanola kot topila. Meskalin je bil končno izoliran kot sulfat.

Na podlagi mase sušilnega lesa so bili skupni izkoristki 1 % za E. Tegnans in 0,7 % za drugi dve vrsti. Ker je sintetična pot razmeroma preprosta, se zdi, da se lahko evkaliptova žagovina uporablja za gospodarsko proizvodnjo meskalina v velikem obsegu.

 

[fidelis]

Tukaj je nekaj eksperimentalnih stvari z iste povezave, tudi z uporabo žagovine ^_^


3,5-dimetoksi-4-hidroksibenzaldehid
V avtoklav s prostornino 2 L so bili dodani zračno suha žagovina (75 g) vrste [v preiskavi], nitrobenzen (45 ml) in raztopina natrijevega hidroksida (d 1,51, 2N). Bomba je bila zaprta, nekaj sekund močno stresana in nato 3 ure mešana pri 150 °C. Po ohladitvi smo reakcijsko zmes iz oksidacije filtrirali, ostanek pa dvakrat izprali z destilirano vodo (100 ml). Filtrat in izpirek smo ekstrahirali z benzenom, da smo odstranili nitrobenzen in njegove redukcijske produkte; vodno raztopino smo zakisali z 10 % presežkom koncentrirane klorovodikove kisline in jo pustili stati 24 ur. Nato smo jo filtrirali, da smo odstranili nastalo oborino.

Bistri filtrat smo ekstrahirali z benzenom, kombinirano benzenovo izpiranje pa smo zgoščali do primerne prostornine (50 ml). Ta koncentrat smo ekstrahirali z raztopino natrijevega bisulfita (20 %), dokler s kisanjem, kuhanjem žveplovega dioksida in testiranjem z 2,4-dinitrofenilhidrazinom v klorovodikovi kislini (2N) v izpiranju nismo več zaznali aldehida. Združene bisulfitne izpireke smo nakisali s konc. klorovodikovo kislino in odstranili žveplov dioksid s segrevanjem v toku dušika; nato smo jih ekstrahirali z benzenom, dokler nismo odstranili aldehida. Benzenski ekstrakti so bili izpareti do suhega in nato rekristalizirani iz vročega benzena. Z drugo rekristalizacijo iz vroče vode smo dobili siringaldehid; m.p. 111 °C.

3,4,5-trimetoksibenzaldehid
Siringaldehid (10 g) smo z rahlim segrevanjem raztopili v raztopini natrijevega hidroksida (3 g) v vodi (100 ml), nato pa zmes ohladili pod 50 °C v ledeni kopeli. Dimetilsulfat (6 ml) smo dodajali po kapljicah ob močnem mehanskem mešanju eno uro, pri čemer smo temperaturo vzdrževali pod 50 °C. Mešanico smo nato eno uro segrevali v vodni kopeli pri 70 °C, jo ohladili in dvakrat ekstrahirali z benzenom (100 ml). Benzen smo izpareli, ostanek pa ekstrahirali z raztopino natrijevega bisulfita (20 %). Po filtraciji smo vodni ekstrakt nakisali, žveplov dioksid pa odstranili s segrevanjem v toku dušika. Aldehid smo ekstrahirali z benzenom in rekristalizirali iz vodnega etanola. Izdelek 6,0 g (56 %); mp 70-71 °C.

3,4,5-trimetoksibenzaldehid cianohidrin
Trimetoksibenzaldehid (8,8 g) smo ob rahlem segrevanju raztopili v nasičeni raztopini natrijevega bisulfita (20 ml). Nastalo zmes smo pustili, da doseže sobno temperaturo, ko smo oborjeno bisulfitno spojino odstranili s filtracijo in jo splaknili z absolutnim etanolom. Spojino bisulfita smo raztopili v vodi (10 ml) in postopoma dodali raztopino kalijevega cianida (6 g) v vodi (10 ml). Nastalo olje se je pri ohlajanju strdilo, bilo zbrano s filtracijo, sprano najprej z raztopino bisulfita, nato z vodo in nazadnje posušeno nad fosforjevim pentoksidom. Izdelek 9,7 g (96 %); mp 81-82 °C.

3,4,5-trimetoksibenzaldehid cianohidrin acetat
3,4,5-trimetoksibenzaldehidni cianohidrin (10 g) smo 2 uri refluksirali z ocetnim anhidridom (50 ml). Presežek anhidrida smo odstranili z destilacijo pod znižanim tlakom; ostanek smo zajeli v etru in raztopino etra splaknili z raztopino natrijevega karbonata (10 %), raztopino natrijevega bisulfita (20 %) in vodo. Raztopino smo nato posušili nad brezvodnim kalijevim karbonatom in ostanek iz posušenega etra destilirali pri 165-170 °C (0,1 mm). Izdelek 8,2 g (69 %).

3,4,5-trimetoksifenetilamin
3,4,5-trimetoksibenzaldehid cianohidrin acetat (1 g) smo raztopili v etanolu (15 ml) in dodali koncentrirano žveplovo kislino (0,4 ml) ter paladijevo črnino (140 mg). Redukcija je potekala pri sobni temperaturi in atmosferskem tlaku ter je bila prekinjena, ko je bilo absorbiranih 95 % izračunane količine vodika. Etanol je bil izločen, ostanek pa je bil prevzet v vodi. Po filtraciji in ekstrakciji z etrom je bila vodna raztopina uparjena. Meskalin je bil izoliran kot sulfat in je bil rekristaliziran iz vode. Izdelek 0,5 g (50 %), mp 181-184 °C; lit. 183-186°C.