Einführung
Die Synthese von 5-MeO-Tryptamin aus Melatonin ist ein Prozess, der in der organischen Chemie und Pharmakologie von großem Interesse ist. 5-MeO-Tryptamin, eine natürlich vorkommende Verbindung, die in bestimmten Pflanzen und Tieren vorkommt, hat wegen ihrer potenziellen therapeutischen Anwendungen, insbesondere bei der Behandlung verschiedener neurologischer und psychologischer Störungen, Aufmerksamkeit erregt. Melatonin, ein Hormon, das vor allem für seine Rolle bei der Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus bekannt ist, dient als leicht verfügbarer Vorläufer für die Synthese von 5-MeO-Tryptamin. Dieser Artikel untersucht den Syntheseweg von Melatonin zu 5-MeO-Tryptamin und erörtert die wichtigsten Reaktionen.
Reagenzien.
Die Synthese von 5-MeO-Tryptamin aus Melatonin ist ein Prozess, der in der organischen Chemie und Pharmakologie von großem Interesse ist. 5-MeO-Tryptamin, eine natürlich vorkommende Verbindung, die in bestimmten Pflanzen und Tieren vorkommt, hat wegen ihrer potenziellen therapeutischen Anwendungen, insbesondere bei der Behandlung verschiedener neurologischer und psychologischer Störungen, Aufmerksamkeit erregt. Melatonin, ein Hormon, das vor allem für seine Rolle bei der Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus bekannt ist, dient als leicht verfügbarer Vorläufer für die Synthese von 5-MeO-Tryptamin. Dieser Artikel untersucht den Syntheseweg von Melatonin zu 5-MeO-Tryptamin und erörtert die wichtigsten Reaktionen.
Reagenzien.
- Natriumhydroxid (NaOH) 40 g.
- n-Butanol 300 mL.
- Melatonin (cas 73-31-4) 60 g.
- Destilliertes Wasser 100 mL.
- Isopropanol (IPA) ~300 mL.
- Salzsäure (konz. HCl 37%) 50 mL.
- Aceton ~500 mL.
Ausrüstung und Glaswaren.
- Rundbodenkolben 500 mL.
- Retortenständer und Klammer zur Befestigung der Apparatur;
- Magnetischer Rührer;
- Scheidetrichter 500 mL;
- Rückflusskühler;
- Glasstab und Spatel;
- Heizplatte;
- Laborthermometer (bis zu 150 °C);
- Laborwaage (0,1-200 g ist geeignet);
- Messzylinder 100 mL;
- Trichter;
- Filterpapier;
- pH-Indikatorpapier;
- Rotovap-Maschine (optional);
- Destillations-Kit;
- Vakuumquelle;
- Buchner-Kolben und Trichter;
- Bechergläser 100 ml x2; 250 ml x2;
- TLC-Kit (wahlfrei);
Synthese-Verfahren
1. Natriumhydroxid (NaOH) 40 g Flocken werden in einem 500-mL-Kolben zu 300 mL n-Butanol gegeben. Die Mischung wird auf 80 °C erhitzt und 15 Minuten lang magnetisch gerührt.
2. Melatonin wird langsam in den Kolben gegeben, einige Gramm in einer Portion. Die Melatoninportionen müssen vor der nächsten Portion vollständig aufgelöst sein. Das gesamte Melatonin (60 g) wird nach einer langsamen, sequentiellen Zugabe (~20 min) zugegeben.
3. Das dicke, stark gefärbte Reaktionsgemisch wird 2 Stunden lang bei ~110 °C unter Rückfluss gehalten.
4. Das Reaktionsgemisch ist nach 2 Stunden teilweise erstarrt und sehr dickflüssig geworden. Man gibt etwas Butanol hinzu, um eine Aufschlämmung wieder aufzulösen, und lässt die Lösung weitere 15 Minuten rühren.
5. Zu diesem Zeitpunkt wird eine TLC durchgeführt und die vollständige Umwandlung des Ausgangsmaterials in das Produkt überprüft.
6. Die externe Heizung wird abgeschaltet und 100 ml destilliertes Wasser zugegeben. Die Mischung wird 10 Minuten lang gerührt. Die Lösung wird dünnflüssiger und eine Wasserschicht wird abgetrennt.
7. Die Wasserschicht wird mit Hilfe eines Scheidetrichters abgetrennt. Dann wird Butanol in den Reaktionskolben zurückgegeben und eineDestillation eingeleitet. Die Hälfte des Butanols wird abdestilliert, bis die Flüssigkeit sehr dickflüssig geworden ist. Die Mischung wird abgekühlt, und es bilden sich mexaminfreie Basenkristalle.
8. Isopropanol (IPA) 50 ml werden der Lösung zugesetzt. Der Kolben wird erhitzt, um die Kristalle wieder aufzulösen.
9. Salzsäure (konz. HCl 37%) 50 mL werden mit IPA 100 mL verdünnt. Die Säurelösung wird langsam zu dem Mexamingemisch im Reaktionskolben gegeben. Die Mischung wird gut gerührt. Die Säure wird zugegeben, bis derpH-Wert sauer wird (30-40 ml konz. HCl sind erforderlich) und sich die Lösung dunkelviolett färbt, wobei sich sichtbare Kristalle von Mexaminhydrochlorid bilden.
10. Das Gemisch wird mit 100 mL Aceton verdünnt. Der Kolben wird über Nacht in den Gefrierschrank gestellt.
11. Die Kristalle werden am nächsten Tag vakuumfiltriert, mit IPA 50 ml und Aceton 3x100 ml gewaschen. Das Produkt wird getrocknet und man erhält ein silbergraues, glitzerndes kristallines Material von 38 g.
12. Ein Filtrat (IPA und Aceton) wird konzentriert, mit Aceton verdünnt und in den Gefrierschrank gestellt. Die Sekundärkristalle werden wie zuvor (Schritt 11) gewaschen und bis zu einem konstanten Gewicht von 7 g getrocknet. Das Material ist dunkler, hat eine stumpfe Bräune und ist weniger kristallin als das Produkt der ersten Filtrationscharge. Dieses Produkt weist jedoch eine angemessene Reinheit für die Verwendung in einem nächsten Schritt auf. Das gewonnene Mexaminhydrochlorid kann in Isopropanol oder Ethanolumkristallisiert werden, um die Farbe und Nebenprodukte zu entfernen. Die Gesamtausbeute an 5-MeO-Tryptamin*HCl beträgt 45 g (92 %).
2. Melatonin wird langsam in den Kolben gegeben, einige Gramm in einer Portion. Die Melatoninportionen müssen vor der nächsten Portion vollständig aufgelöst sein. Das gesamte Melatonin (60 g) wird nach einer langsamen, sequentiellen Zugabe (~20 min) zugegeben.
3. Das dicke, stark gefärbte Reaktionsgemisch wird 2 Stunden lang bei ~110 °C unter Rückfluss gehalten.
4. Das Reaktionsgemisch ist nach 2 Stunden teilweise erstarrt und sehr dickflüssig geworden. Man gibt etwas Butanol hinzu, um eine Aufschlämmung wieder aufzulösen, und lässt die Lösung weitere 15 Minuten rühren.
5. Zu diesem Zeitpunkt wird eine TLC durchgeführt und die vollständige Umwandlung des Ausgangsmaterials in das Produkt überprüft.
6. Die externe Heizung wird abgeschaltet und 100 ml destilliertes Wasser zugegeben. Die Mischung wird 10 Minuten lang gerührt. Die Lösung wird dünnflüssiger und eine Wasserschicht wird abgetrennt.
7. Die Wasserschicht wird mit Hilfe eines Scheidetrichters abgetrennt. Dann wird Butanol in den Reaktionskolben zurückgegeben und eineDestillation eingeleitet. Die Hälfte des Butanols wird abdestilliert, bis die Flüssigkeit sehr dickflüssig geworden ist. Die Mischung wird abgekühlt, und es bilden sich mexaminfreie Basenkristalle.
8. Isopropanol (IPA) 50 ml werden der Lösung zugesetzt. Der Kolben wird erhitzt, um die Kristalle wieder aufzulösen.
9. Salzsäure (konz. HCl 37%) 50 mL werden mit IPA 100 mL verdünnt. Die Säurelösung wird langsam zu dem Mexamingemisch im Reaktionskolben gegeben. Die Mischung wird gut gerührt. Die Säure wird zugegeben, bis derpH-Wert sauer wird (30-40 ml konz. HCl sind erforderlich) und sich die Lösung dunkelviolett färbt, wobei sich sichtbare Kristalle von Mexaminhydrochlorid bilden.
10. Das Gemisch wird mit 100 mL Aceton verdünnt. Der Kolben wird über Nacht in den Gefrierschrank gestellt.
11. Die Kristalle werden am nächsten Tag vakuumfiltriert, mit IPA 50 ml und Aceton 3x100 ml gewaschen. Das Produkt wird getrocknet und man erhält ein silbergraues, glitzerndes kristallines Material von 38 g.
12. Ein Filtrat (IPA und Aceton) wird konzentriert, mit Aceton verdünnt und in den Gefrierschrank gestellt. Die Sekundärkristalle werden wie zuvor (Schritt 11) gewaschen und bis zu einem konstanten Gewicht von 7 g getrocknet. Das Material ist dunkler, hat eine stumpfe Bräune und ist weniger kristallin als das Produkt der ersten Filtrationscharge. Dieses Produkt weist jedoch eine angemessene Reinheit für die Verwendung in einem nächsten Schritt auf. Das gewonnene Mexaminhydrochlorid kann in Isopropanol oder Ethanolumkristallisiert werden, um die Farbe und Nebenprodukte zu entfernen. Die Gesamtausbeute an 5-MeO-Tryptamin*HCl beträgt 45 g (92 %).
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