Introdução
O HU-210 é um canabinóide sintético que foi sintetizado pela primeira vez em 1988 a partir do (1R,5S)-mirtenol por um grupo liderado por Raphael Mechoulam na Universidade Hebraica. O HU-210 é 100 a 800 vezes mais potente do que o THC natural da canábis e tem uma duração de ação prolongada. O HU-210 tem uma afinidade de ligação de 0,061nM no CB1 e de 0,52nM no CB2 em receptores canabinóides humanos clonados. Comparado com o Delta-9-THC de 40,7nM no CB1. O HU-210 é o análogo (-)-1,1-dimetil-heptil do 11-hidroxi- Δ8- tetra-hidrocanabinol; nalgumas referências é designado por 1,1-dimetil-heptil- 11-hidroxitetra-hidrocanabinol. A abreviatura "HU" significa Hebrew University (Universidade Hebraica).
O resorcinol (8) foi identificado como um intermediário fundamental para reagir com ambos os enantiómeros do pivalato de 4-hidroxi-mirtenilo (9), formando as estruturas semelhantes ao THC desejadas. A síntese do principal bloco de construção fluorado (8) revelou-se um desafio. De facto, houve uma série de abordagens infrutíferas a (8). A síntese de 8 começou com a metilação de (3,5-dimetoxifenil) acetonitrila (1) disponível comercialmente, que affordenou o α, α-dimetilnitrila (2) em excelente rendimento. A redução subsequente de hidreto de (2) affordenou o aldeído (2), que foi submetido a uma olefinação de Wittig com o rendimento gerado a partir do sal de fosfónio (5) que produziu a substância insaturada (6) como um único isómero, presumivelmente com (Z) -geometria. A ligação CvC de (6) foi então hidrogenada (Pd/C, H 2 , em EtOAc) para dar o composto (7) em rendimento quantitativo. O tratamento de (7) com MeMgI a 170 °C permitiu obter o álcool desmetilado (8) com um rendimento muito bom. A síntese de (-) - (R, R) -HU-210 foi obtida a partir de (-) - (1R) - mirtenol disponível comercialmente (≥95% ee) que foi transformado em pivalato de 4-hidroximirtenila (9) usando o método de Zahalka e Huffman. Finalmente, a redução com LiAlH4 deu o composto alvo (-) - (R, R) -HU-210. Uma vez que a fonte de quiralidade nas sínteses são os dois enantiómeros do pivalato de 4-hidroximirtenilo, (9), o ee dos dois compostos finais reflectiu o ee dos materiais de partida comercialmente disponíveis. A pureza enantiomérica dos mímicos canabinóides foi confirmada por HPLC quiral analítico. Subsequentemente, os (-)-(R, R)-HU-210 foram purificados por HPLC quiral semi-preparativa, a fim de obter enantiómeros únicos de elevada pureza (>99% ee) para os ensaios farmacológicos.
O resorcinol (8) foi identificado como um intermediário fundamental para reagir com ambos os enantiómeros do pivalato de 4-hidroxi-mirtenilo (9), formando as estruturas semelhantes ao THC desejadas. A síntese do principal bloco de construção fluorado (8) revelou-se um desafio. De facto, houve uma série de abordagens infrutíferas a (8). A síntese de 8 começou com a metilação de (3,5-dimetoxifenil) acetonitrila (1) disponível comercialmente, que affordenou o α, α-dimetilnitrila (2) em excelente rendimento. A redução subsequente de hidreto de (2) affordenou o aldeído (2), que foi submetido a uma olefinação de Wittig com o rendimento gerado a partir do sal de fosfónio (5) que produziu a substância insaturada (6) como um único isómero, presumivelmente com (Z) -geometria. A ligação CvC de (6) foi então hidrogenada (Pd/C, H 2 , em EtOAc) para dar o composto (7) em rendimento quantitativo. O tratamento de (7) com MeMgI a 170 °C permitiu obter o álcool desmetilado (8) com um rendimento muito bom. A síntese de (-) - (R, R) -HU-210 foi obtida a partir de (-) - (1R) - mirtenol disponível comercialmente (≥95% ee) que foi transformado em pivalato de 4-hidroximirtenila (9) usando o método de Zahalka e Huffman. Finalmente, a redução com LiAlH4 deu o composto alvo (-) - (R, R) -HU-210. Uma vez que a fonte de quiralidade nas sínteses são os dois enantiómeros do pivalato de 4-hidroximirtenilo, (9), o ee dos dois compostos finais reflectiu o ee dos materiais de partida comercialmente disponíveis. A pureza enantiomérica dos mímicos canabinóides foi confirmada por HPLC quiral analítico. Subsequentemente, os (-)-(R, R)-HU-210 foram purificados por HPLC quiral semi-preparativa, a fim de obter enantiómeros únicos de elevada pureza (>99% ee) para os ensaios farmacológicos.
Equipamento e material de vidro.
- Balões de fundo redondo (RBF) de 100 ml, 250 ml e 500 ml;
- Balão em forma de pera de 50 ml;
- Suporte de retorta e pinça para fixar o aparelho;
- Agitador magnético com aquecedor;
- 100 mL x3; 50 mL x2 Béqueres;
- Funil de separação de 500 ml;
- Funil de recolha de 100 ml;
- Banho de Dewar;
- Banho-maria;
- CO2 sólido (gelo seco);
- Fonte de vácuo;
- Vareta de vidro e espátula;
- Máquina Rotovap;
- Seringa de plástico ou de vidro;
- Balão de Erlenmeyer de 150-200 mL x2;
- Condensador de refluxo;
- Kit decromatografia flash;
- Balão de Buchner e funil [pode ser utilizado um filtro Schott para pequenas quantidades];
- Termómetro de laboratório (-50 °C a 200 °C) com adaptador de balão;
- Balão de ~10 L de azoto (N2) ou argónio (Ar) (1 atm);
- Fonte dehidrogénio gasoso (H2);
- Balança de laboratório (0,001-100 g é adequada) [depende da carga de síntese].
Reagentes.
- Hidreto de sódio (NaH) 60% em óleo mineral, 677 mg, 16,9 mmol;
- Dimetilformamida (DMF) 10,0 mL;
- 2-(3,5-dimetoxifenil)acetonitrilo (1) 1,0 g, 5,64 mmol;
- Iodometano (CH3I) 1,1 mL, 16,9 mmol;
- Solução aquosa de cloreto de amónio (NH4Cl) (25,0 mL);
- Éter dietílico (Et2O) 363 mL;
- Sulfato de sódio (Na2SO4) ou sulfato de magnésio (MgSO4) ~150 g;
- Diclorometano (DCM) 115,0 mL;
- Solução de DIBALH (C₈H₁₉Al) 1 M em hexano, 14,75 mL, 14,75 mmol;
- Solução de tartarato de sódio a 10% em água, 20 mL;
- Acetato de etilo (EtOAc) 1070 mL;
- Água destilada ~1 L;
- Cloreto de sódio (NaCl) ~100 g;
- Hexano ~650 mL;
- 5-bromopentano (4) 3,134 mL, 16,6 mmol;
- Etanole (EtOH) 35 mL;
- Trifenilfosfina (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- Carbonato de potássio (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- Tolueno 35 mL;
- Tetrahidrofurano (THF) 179 mL;
- Pd/C 10% 139 mg;
- Iodeto de metilmagnésio (MeMgI) 3 M em Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol;
- Éster de pivalato (9) 48 mg, 0,19 mmol;
- Eterato de trifluoreto de boro (BF3-OEt2) 0,12 mL, 1,0 mmol;
- Hidreto de alumínio e lítio (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Ponto de ebulição: 485.51 a 760 mm Hg;
Ponto de fusão: 205,83 °C;
Peso molecular: 386,576 g/mol;
Densidade: 1,0±0,1 g/mL;
Número CAS: 112830-95-2.
Síntese do precursor
2-(3,5-Dimetoxifenil)-2-metilpropanenitrilo (2)A uma suspensão agitada de hidreto de sódio (60% em óleo mineral, 677 mg, 16,9 mmol, 3 eq.) em DMF seco (5.0 mL) a 0 °C foi adicionada, gota a gota, uma solução de 2-(3,5-dimetoxifenil)acetonitrilo (1) disponível comercialmente (1,0 g, 5,64 mmol, 1 eq.) e iodometano (1,1 mL, 16,9 mmol, 3 eq.) em DMF seco (5,0 mL). A temperatura da reação subiu para 25 °C durante um período de 15 minutos e a agitação foi continuada durante 2 h num balão de fundo redondo de 100 mL. A mistura reacional foi extinta com uma solução aquosa saturada de NH4Cl (5,0 mL) e diluída com éter dietílico (10 mL). A camada orgânica foi separada, e a camada aquosa foi extraída com éter dietílico (3×10 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com água e salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 8:2) para dar o composto (2) (1,1 g, 98%) como um óleo incolor.
2-(3,5-Dimetoxifenil)-2-metilpropanal (3)
A uma solução de (2) (1,21 g, 5,90 mmol, 1 eq.) em DCM seco (50.0 mL) a -78 °C (em banho Dewar com gelo seco) foi adicionado DIBALH (solução 1 M em hexano, 14,75 mL, 14,75 mmol, 2,5 eq.) (C₈H₁₉Al) em balão de fundo redondo de 250 mL. A mistura de reação foi agitada à mesma temperatura durante 1 h e, em seguida, extinta por adição gota a gota de tartarato de sódio de potássio (solução a 10% em água, 20 mL). A mistura resultante foi aquecida à temperatura ambiente, agitada vigorosamente durante 1 h, e depois diluída com EtOAc (20 mL). A fase orgânica foi separada e a fase aquosa extraída com EtOAc (3×50 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com água e salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 8:2) para dar o aldeído (3) (1,14 g, 93%) como um óleo incolor.
5-(Bromotrifenil-λ5-fosfanil)pentano (5)
A uma solução de 5-bromopentano (4) disponível comercialmente (3,134 mL, 16,6 mmol, 1 eq.) em EtOH (35 mL) foi adicionada trifenilfosfina (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e a mistura foi aquecida a refluxo durante a noite num balão de fundo redondo de 250 mL. O solvente foi evaporado sob pressão reduzida, o produto em bruto foi dissolvido em tolueno (35 mL) e a mistura foi agitada vigorosamente a 100 °C durante 5 min. A mistura foi deixada arrefecer até r.t. e o sal de fosfónio cristalizado (5) (74%) foi recolhido por filtração como um sólido cristalino branco.
A uma solução de 5-bromopentano (4) disponível comercialmente (3,134 mL, 16,6 mmol, 1 eq.) em EtOH (35 mL) foi adicionada trifenilfosfina (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) e a mistura foi aquecida a refluxo durante a noite num balão de fundo redondo de 250 mL. O solvente foi evaporado sob pressão reduzida, o produto em bruto foi dissolvido em tolueno (35 mL) e a mistura foi agitada vigorosamente a 100 °C durante 5 min. A mistura foi deixada arrefecer até r.t. e o sal de fosfónio cristalizado (5) (74%) foi recolhido por filtração como um sólido cristalino branco.
(5Z)-7-(3,5-Dimetoxifenil)-7-metiloct-5-en (6)
A uma suspensão de sal de fosfónio (5) (27,3 mmol, 5 eq.) em THF seco (130 mL) a 0 °C foi adicionado gota a gota LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M em THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) em balão de fundo redondo de 500 mL. A mistura foi aquecida a 10 ° C e agitada durante 30 min para assegurar a formação completa do ylide laranja. Uma solução de aldeído (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) em THF (15 mL) foi adicionada gota a gota à pasta resultante à mesma temperatura. A reação foi agitada durante a noite à temperatura ambiente. A mistura foi extinta por adição de NH4Cl aquoso saturado (10 mL). A camada orgânica foi separada e a fase aquosa foi extraída com Et2O (3×100 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 7:3) para dar o alceno (6) (92%, um único diastereoisómero) como um óleo incolor.
A uma suspensão de sal de fosfónio (5) (27,3 mmol, 5 eq.) em THF seco (130 mL) a 0 °C foi adicionado gota a gota LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M em THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) em balão de fundo redondo de 500 mL. A mistura foi aquecida a 10 ° C e agitada durante 30 min para assegurar a formação completa do ylide laranja. Uma solução de aldeído (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) em THF (15 mL) foi adicionada gota a gota à pasta resultante à mesma temperatura. A reação foi agitada durante a noite à temperatura ambiente. A mistura foi extinta por adição de NH4Cl aquoso saturado (10 mL). A camada orgânica foi separada e a fase aquosa foi extraída com Et2O (3×100 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 7:3) para dar o alceno (6) (92%, um único diastereoisómero) como um óleo incolor.
7-(3,5-Dimetoxifenil)-7-metiloctano (7)
A uma solução de (6) (5,0 mmol, 1 eq.) em EtOAc (200 mL) foi adicionado Pd/C a 10% (139 mg) e a suspensão resultante foi agitada vigorosamente sob atmosfera de hidrogénio durante a noite à temperatura ambiente em 500 mL de RBF. O catalisador foi removido por filtração através de Celite e o filtrado foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 6:4) para obter o composto hidrogenado (7) (rendimento quantitativo) como um óleo incolor.
5-(2-metiloctan-2-il)benzeno-1,3-diol (8)
A uma solução do composto (7) (1,20 mmol, 1 eq.) em Et2O seco (5,0 mL) e THF seco (0,4 mL) foi adicionado MeMgI (3 M em Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol, 20 eq.) a 0 °C em 100 mL de RBF. A pasta foi aquecida a 100 °C sob pressão reduzida, depois o resíduo foi aquecido a 170 °C durante 1 h sob um fluxo de azoto. A mistura reacional arrefecida foi temperada com NH4Cl aquoso saturado (10 mL) e extraída com EtOAc (5×20 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto (8) foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 1:1) para dar o álcool (8) (70%) como um sólido branco ceroso.
Síntese do produto
[(6aR,10aR)-3-(2-metiloctan-2-il)-1-hidroxi-6,6-dimetil-6H,6aH,7H,10H,10aH-benzo[c]isocromen-9-il]2,2-dimetilpropanoato de metilo (10)
A uma solução de resorcinol (8) (0.19 mmol, 1 eq.) e éster de pivalato (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) em DCM seco (65 mL) a -20 °C foi adicionado BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.) em 250 mL RBF. A mistura foi deixada aquecer até à temperatura ambiente e depois agitada durante 2 h. A mistura foi cuidadosamente lavada com salmoura, sobre Na2SO4, filtrada e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 9:1) para obter o composto (10) (55%) como um sólido branco ceroso.
A uma solução de resorcinol (8) (0.19 mmol, 1 eq.) e éster de pivalato (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) em DCM seco (65 mL) a -20 °C foi adicionado BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.) em 250 mL RBF. A mistura foi deixada aquecer até à temperatura ambiente e depois agitada durante 2 h. A mistura foi cuidadosamente lavada com salmoura, sobre Na2SO4, filtrada e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia flash em gel de sílica (hexano/EtOAc 9:1) para obter o composto (10) (55%) como um sólido branco ceroso.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
Uma solução do éster protegido (10) (0,098 mmol, 1 eq.) em THF seco (1,0 ml) foi adicionada gota a gota a uma suspensão de LiAlH4 (15,3 mg, 0,39 mmol, 4 eq.) em THF (1,0 mL) a 0 °C num balão em forma de pera de 50 ml. A mistura reacional foi agitada durante 2 h e deixada aquecer à temperatura ambiente. A reação foi temperada com água (2 mL) e extraída com éter (2×5 mL). A camada orgânica combinada foi lavada com salmoura, seca sobre Na2SO4 e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida. O produto em bruto foi purificado por cromatografia em gel de sílica (hexano/EtOAc 8:2) para obter o composto final (-)-(R, R)-HU-210 (11) (50%, ee 97%) como um sólido branco higroscópico. O produto final foi subsequentemente purificado por HPLC quiral (ver detalhes na secção Experimental) para obter (-)-(R, R)-HU-210 enantiomericamente puro (ee 100%).
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