Original-Synthese mit Referenzen, die ich der Kürze halber hier weggelassen habe ^^ ;
Einleitung:
Syringaldehyd wurde durch die Oxidation von Eukalyptuslignin mit Nitrobenzol und Alkali hergestellt. Es wurde mit Dimethylsulfat methyliert und aus dem so entstandenen 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd wurde Meskalin synthetisiert.
Meskalin, 3,4,5-Trimethoxyphenethylamin (IV), das halluzinatorische Prinzip des "Peyote", wurde 1896 von Heffter isoliert, und seine Chemie wurde eingehend untersucht. Es wurden zahlreiche Synthesen entwickelt, von denen viele die 3,4,5-Trimethoxybenzoesäure oder eines ihrer Derivate als Ausgangsmaterial verwendeten. Andere Synthesewege nutzten 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd (II), und Slotta sowie Heller und Slotta stellten ihr Ausgangsmaterial, Trimethoxyphenylpropionsäure, durch Kondensation des substituierten Benzaldehyds mit Malonsäure und Reduktion der resultierenden Zimtsäure her. Meskalin wurde dann durch Hofmann-Abbau des Trimethoxyphenylpropionamids gewonnen.
Slotta und Szyska gewannen Meskalin direkt durch Kondensation von II mit Nitromethan und elektrolytische Reduktion des ω-Nitro-trimethoxystyrols (V). Letzteres wurde auch mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert. Reines kristallines Meskalin wurde auch durch Kondensation von 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd mit Kaliumcyanid und anschließende Acetylierung und katalytische Reduktion zum Amin synthetisiert.
Syringaldehyd, 3,5-Dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd (I), ist ein attraktives alternatives Ausgangsmaterial. D.E. Bland und Mitarbeiter berichteten über seine Herstellung durch die Oxidation bestimmter Eukalyptus-Lignine mit Nitrobenzol und Alkali. In kleinem Maßstab zeigten sie, dass Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) und E. diversicolor (Karri) eine Ausbeute von mehr als 5 % an Syringaldehyd liefern. Es wurde daher beschlossen, die Herstellung von Meskalin aus diesen drei Arten zu untersuchen.
Der erste Schritt ist die Methylierung der freien Phenolgruppe des Syringaldehyds, die entweder mit Dimethylsulfat und Alkali oder mit Diazomethan durchgeführt werden kann. Nur die erste Methode wurde eingehend untersucht, da Diazomethan als großtechnisches Reagenz nicht in Frage kommt. Sowohl die elektrolytische als auch die Lithium-Aluminiumhydrid-Reduktion von V sind in großem Maßstab mit Schwierigkeiten verbunden, insbesondere bei der Zersetzung des Lithium-Alanat-Komplexes. Die Bildung von Cyanohydrin lässt sich dagegen recht einfach durch die Reaktion von Kaliumcyanid mit der Aldehyd-Bisulfit-Verbindung bewerkstelligen, und die katalytische Reduktion von III ist unkompliziert und billiger. Daher wurde dieser Weg bevorzugt.
Vorgehensweise:
75 g lufttrockene Sägespäne aus kammergetrocknetem Holz wurden mit Nitrobenzol und Alkali bei 150°C nach der Methode von Bland oxidiert. Die mittlere Ausbeute an Syringaldehyd aus E. regnans betrug 4,9%, aus E. obliqua 3,1% und aus E. diversicolor 3,2%. Die Verwendung eines mechanischen Rührers im Autoklaven hätte wahrscheinlich die Ausbeute erhöht, die auch von der Partikelgröße des Sägemehls abhängen kann.
75 Sägespäne ergaben das größte Volumen an Lösung, das bequem von Hand extrahiert werden konnte. Für größere Volumina wurde ein kontinuierlicher Extraktor verwendet, in dem heißes Benzol durch die wässrige Phase fließen konnte, aber während der langen Zeit, in der der Benzol-Extrakt bei 80°C gehalten wurde, zersetzte sich ein großer Teil des Syringaldehyds. Für einen großtechnischen Betrieb müsste der Benzol-Extrakt bei einer niedrigeren Temperatur gehalten werden, indem man einen Kletterfilm oder einen Flash-Verdampfer einsetzt.
Der Rohextrakt, der sowohl Syringaldehyd als auch Vanillin enthielt, wurde mit Hilfe eines Massenspektrometers analysiert, da spektrophotometrische Analysen für die Unterscheidung dieser beiden Verbindungen wenig hilfreich sind. Der Syringaldehyd wurde durch fraktionierte Umkristallisation aus Benzol abgetrennt, bis sein Massenspektrum im Vergleich mit dem einer Mischung aus Syringaldehyd und Vanillin in bekannten Anteilen eine Reinheit von mindestens 95 % aufwies.
Zunächst wurde Syringaldehyd eine Stunde lang bei 0-50 °C mit Dimethylsulfat methyliert, wobei eine Ausbeute von 42 % erzielt wurde. Durch Erhitzen auf 70°C für eine weitere Stunde konnte die Ausbeute an 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd auf 56% gesteigert werden. Ein Erhitzen über diese Temperaturen hinaus senkte die Ausbeute, wahrscheinlich aufgrund einer Canizzaro-Reaktion. 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd-Cyanohydrin wurde aus 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd nach der Methode von Kindler und Peschke unter Verwendung der Bisulfitverbindung als Zwischenprodukt hergestellt. Diese Methode macht den Einsatz von gasförmiger Blausäure überflüssig und ist wesentlich sicherer. 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd-Cyanhydrinacetat wurde durch Rückfluss des Cyanhydrins mit Essigsäureanhydrid hergestellt.
Es wurde berichtet, dass das Cyanohydrinacetat in Eisessig mit Palladiumschwarz als Katalysator katalytisch reduziert werden kann. Bei der Verwendung dieses Systems wurde jedoch kein Meskalin gebildet. Die Untersuchung des Reaktionsgemischs mit einem Massenspektrometer zeigte, dass das aktive Palladiumschwarz Acetyl- und Cyanidgruppen aus dem 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd-Cyanohydrinacetat entfernt hatte. Die Reduktion gelang mit einem weniger aktiven Palladiumruß und absolutem Ethanol als Lösungsmittel. Meskalin wurde schließlich als Sulfat isoliert.
Bezogen auf das Gewicht des kammergetrockneten Holzes betrug die Gesamtausbeute bei E. Tegnans 1 % und bei den beiden anderen Arten 0,7 %. Da der Syntheseweg vergleichsweise einfach ist, scheint es, dass Eukalyptussägemehl für die wirtschaftliche Produktion von Meskalin in großem Maßstab verwendet werden kann.
Einleitung:
Syringaldehyd wurde durch die Oxidation von Eukalyptuslignin mit Nitrobenzol und Alkali hergestellt. Es wurde mit Dimethylsulfat methyliert und aus dem so entstandenen 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd wurde Meskalin synthetisiert.
Meskalin, 3,4,5-Trimethoxyphenethylamin (IV), das halluzinatorische Prinzip des "Peyote", wurde 1896 von Heffter isoliert, und seine Chemie wurde eingehend untersucht. Es wurden zahlreiche Synthesen entwickelt, von denen viele die 3,4,5-Trimethoxybenzoesäure oder eines ihrer Derivate als Ausgangsmaterial verwendeten. Andere Synthesewege nutzten 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd (II), und Slotta sowie Heller und Slotta stellten ihr Ausgangsmaterial, Trimethoxyphenylpropionsäure, durch Kondensation des substituierten Benzaldehyds mit Malonsäure und Reduktion der resultierenden Zimtsäure her. Meskalin wurde dann durch Hofmann-Abbau des Trimethoxyphenylpropionamids gewonnen.
Slotta und Szyska gewannen Meskalin direkt durch Kondensation von II mit Nitromethan und elektrolytische Reduktion des ω-Nitro-trimethoxystyrols (V). Letzteres wurde auch mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert. Reines kristallines Meskalin wurde auch durch Kondensation von 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd mit Kaliumcyanid und anschließende Acetylierung und katalytische Reduktion zum Amin synthetisiert.
Syringaldehyd, 3,5-Dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd (I), ist ein attraktives alternatives Ausgangsmaterial. D.E. Bland und Mitarbeiter berichteten über seine Herstellung durch die Oxidation bestimmter Eukalyptus-Lignine mit Nitrobenzol und Alkali. In kleinem Maßstab zeigten sie, dass Eucalyptus regnans (Mountain Ash), E. obliqiia (Messmate Stringybark) und E. diversicolor (Karri) eine Ausbeute von mehr als 5 % an Syringaldehyd liefern. Es wurde daher beschlossen, die Herstellung von Meskalin aus diesen drei Arten zu untersuchen.
Der erste Schritt ist die Methylierung der freien Phenolgruppe des Syringaldehyds, die entweder mit Dimethylsulfat und Alkali oder mit Diazomethan durchgeführt werden kann. Nur die erste Methode wurde eingehend untersucht, da Diazomethan als großtechnisches Reagenz nicht in Frage kommt. Sowohl die elektrolytische als auch die Lithium-Aluminiumhydrid-Reduktion von V sind in großem Maßstab mit Schwierigkeiten verbunden, insbesondere bei der Zersetzung des Lithium-Alanat-Komplexes. Die Bildung von Cyanohydrin lässt sich dagegen recht einfach durch die Reaktion von Kaliumcyanid mit der Aldehyd-Bisulfit-Verbindung bewerkstelligen, und die katalytische Reduktion von III ist unkompliziert und billiger. Daher wurde dieser Weg bevorzugt.
Vorgehensweise:
75 g lufttrockene Sägespäne aus kammergetrocknetem Holz wurden mit Nitrobenzol und Alkali bei 150°C nach der Methode von Bland oxidiert. Die mittlere Ausbeute an Syringaldehyd aus E. regnans betrug 4,9%, aus E. obliqua 3,1% und aus E. diversicolor 3,2%. Die Verwendung eines mechanischen Rührers im Autoklaven hätte wahrscheinlich die Ausbeute erhöht, die auch von der Partikelgröße des Sägemehls abhängen kann.
75 Sägespäne ergaben das größte Volumen an Lösung, das bequem von Hand extrahiert werden konnte. Für größere Volumina wurde ein kontinuierlicher Extraktor verwendet, in dem heißes Benzol durch die wässrige Phase fließen konnte, aber während der langen Zeit, in der der Benzol-Extrakt bei 80°C gehalten wurde, zersetzte sich ein großer Teil des Syringaldehyds. Für einen großtechnischen Betrieb müsste der Benzol-Extrakt bei einer niedrigeren Temperatur gehalten werden, indem man einen Kletterfilm oder einen Flash-Verdampfer einsetzt.
Der Rohextrakt, der sowohl Syringaldehyd als auch Vanillin enthielt, wurde mit Hilfe eines Massenspektrometers analysiert, da spektrophotometrische Analysen für die Unterscheidung dieser beiden Verbindungen wenig hilfreich sind. Der Syringaldehyd wurde durch fraktionierte Umkristallisation aus Benzol abgetrennt, bis sein Massenspektrum im Vergleich mit dem einer Mischung aus Syringaldehyd und Vanillin in bekannten Anteilen eine Reinheit von mindestens 95 % aufwies.
Zunächst wurde Syringaldehyd eine Stunde lang bei 0-50 °C mit Dimethylsulfat methyliert, wobei eine Ausbeute von 42 % erzielt wurde. Durch Erhitzen auf 70°C für eine weitere Stunde konnte die Ausbeute an 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd auf 56% gesteigert werden. Ein Erhitzen über diese Temperaturen hinaus senkte die Ausbeute, wahrscheinlich aufgrund einer Canizzaro-Reaktion. 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd-Cyanohydrin wurde aus 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd nach der Methode von Kindler und Peschke unter Verwendung der Bisulfitverbindung als Zwischenprodukt hergestellt. Diese Methode macht den Einsatz von gasförmiger Blausäure überflüssig und ist wesentlich sicherer. 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd-Cyanhydrinacetat wurde durch Rückfluss des Cyanhydrins mit Essigsäureanhydrid hergestellt.
Es wurde berichtet, dass das Cyanohydrinacetat in Eisessig mit Palladiumschwarz als Katalysator katalytisch reduziert werden kann. Bei der Verwendung dieses Systems wurde jedoch kein Meskalin gebildet. Die Untersuchung des Reaktionsgemischs mit einem Massenspektrometer zeigte, dass das aktive Palladiumschwarz Acetyl- und Cyanidgruppen aus dem 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd-Cyanohydrinacetat entfernt hatte. Die Reduktion gelang mit einem weniger aktiven Palladiumruß und absolutem Ethanol als Lösungsmittel. Meskalin wurde schließlich als Sulfat isoliert.
Bezogen auf das Gewicht des kammergetrockneten Holzes betrug die Gesamtausbeute bei E. Tegnans 1 % und bei den beiden anderen Arten 0,7 %. Da der Syntheseweg vergleichsweise einfach ist, scheint es, dass Eukalyptussägemehl für die wirtschaftliche Produktion von Meskalin in großem Maßstab verwendet werden kann.