G.Patton
Expert
- Joined
- Jul 5, 2021
- Messages
- 2,811
- Solutions
- 3
- Reaction score
- 3,080
- Points
- 113
- Deals
- 1
Johdanto
HU-210 on synteettinen kannabinoidi, joka syntetisoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1988 (1R,5S)-myrtenolista Raphael Mechoulamin johtaman ryhmän toimesta Heprealaisessa yliopistossa. HU-210 on 100-800 kertaa voimakkaampi kuin kannabiksen luonnollinen THC, ja sen vaikutusaika on pidempi. HU-210:n sitoutumisaffiniteetti on 0,061nM CB1:een ja 0,52nM CB2:een kloonatuissa ihmisen kannabinoidireseptoreissa. Verrattuna Delta-9-THC:n 40,7nM:ään CB1:ssä. HU-210 on 11-hydroksi- Δ8- tetrahydrokannabinolin (-)-1,1-dimetyyliheptyylianalogi; joissakin viitteissä sitä kutsutaan 1,1-dimetyyliheptyyli- 11-hydroksitetrahydrokannabinoliksi. Lyhenne "HU" tarkoittaa heprealaista yliopistoa.
Resorsinoli (8) tunnistettiin keskeiseksi välituotteeksi, joka voidaan reagoida 4-hydroksi-myrtenyylipivalaatin (9) molempien enantiomeerien kanssa muodostaen halutut THC:n kaltaiset rakenteelliset kehykset. Keskeisen fluoratun rakennusaineen (8) synteesi osoittautui haastavaksi. Itse asiassa useita epäonnistuneita lähestymistapoja (8). 8:n synteesi alkoi kaupallisesti saatavilla olevan (3,5-dimetoksifenyyli)asetonitriilin (1) metyloinnilla, jonka afflla saatiin α,α-dimetyylinitriiliä (2) erinomaisella saannolla. Seuraavalla (2:n) hydridipelkistyksellä saatiin aldehydi (2), jolle tehtiin Wittig-olefinaatio fosfoniumsuolasta (5) saadun saannon kanssa, jolloin saatiin tyydyttymätön aine (6) yhtenä isomeerinä, jolla oli oletettavasti (Z)-geometria. Tämän jälkeen (6):n CvC-sidos hydrattiin (Pd/C, H 2 , EtOAc:ssa), jolloin saatiin yhdiste (7) kvantitatiivisena saantona. Kun (7) käsiteltiin MeMgI:llä 170 °C:ssa, saatiin demetyloitu alkoholi (8) erittäin hyvällä saannolla. (-)-(R, R)-HU-210:n synteesi saatiin aikaan kaupallisesti saatavilla olevasta (-)-(1R)-myrtenolista (≥95 % ee), joka muunnettiin 4-hydroksimyrtenyylipivalaatiksi (9) Zahalkan ja Huffmanin menetelmää käyttäen. Lopuksi pelkistämällä LiAlH4:llä saatiin kohdeyhdiste (-)-(R, R)-HU-210. Koska synteeseissä kiraalisuuden lähteenä ovat molemmat 4-hydroksimyrtenyylipivalaatin enantiomeerit (9), kahden lopullisen yhdisteen ee vastasi kaupallisesti saatavilla olevien lähtöaineiden ee:tä. Kannabinoidimimeerien enantiomeerinen puhtaus vahvistettiin analyyttisellä kiraalisella HPLC:llä. Tämän jälkeen (-)-(R, R)-HU-210 puhdistettiin puolipreparatiivisella kiraalisella HPLC:llä, jotta saatiin erittäin puhtaita (> 99 % ee) yksittäisiä enantiomeerejä farmakologisia määrityksiä varten.
Resorsinoli (8) tunnistettiin keskeiseksi välituotteeksi, joka voidaan reagoida 4-hydroksi-myrtenyylipivalaatin (9) molempien enantiomeerien kanssa muodostaen halutut THC:n kaltaiset rakenteelliset kehykset. Keskeisen fluoratun rakennusaineen (8) synteesi osoittautui haastavaksi. Itse asiassa useita epäonnistuneita lähestymistapoja (8). 8:n synteesi alkoi kaupallisesti saatavilla olevan (3,5-dimetoksifenyyli)asetonitriilin (1) metyloinnilla, jonka afflla saatiin α,α-dimetyylinitriiliä (2) erinomaisella saannolla. Seuraavalla (2:n) hydridipelkistyksellä saatiin aldehydi (2), jolle tehtiin Wittig-olefinaatio fosfoniumsuolasta (5) saadun saannon kanssa, jolloin saatiin tyydyttymätön aine (6) yhtenä isomeerinä, jolla oli oletettavasti (Z)-geometria. Tämän jälkeen (6):n CvC-sidos hydrattiin (Pd/C, H 2 , EtOAc:ssa), jolloin saatiin yhdiste (7) kvantitatiivisena saantona. Kun (7) käsiteltiin MeMgI:llä 170 °C:ssa, saatiin demetyloitu alkoholi (8) erittäin hyvällä saannolla. (-)-(R, R)-HU-210:n synteesi saatiin aikaan kaupallisesti saatavilla olevasta (-)-(1R)-myrtenolista (≥95 % ee), joka muunnettiin 4-hydroksimyrtenyylipivalaatiksi (9) Zahalkan ja Huffmanin menetelmää käyttäen. Lopuksi pelkistämällä LiAlH4:llä saatiin kohdeyhdiste (-)-(R, R)-HU-210. Koska synteeseissä kiraalisuuden lähteenä ovat molemmat 4-hydroksimyrtenyylipivalaatin enantiomeerit (9), kahden lopullisen yhdisteen ee vastasi kaupallisesti saatavilla olevien lähtöaineiden ee:tä. Kannabinoidimimeerien enantiomeerinen puhtaus vahvistettiin analyyttisellä kiraalisella HPLC:llä. Tämän jälkeen (-)-(R, R)-HU-210 puhdistettiin puolipreparatiivisella kiraalisella HPLC:llä, jotta saatiin erittäin puhtaita (> 99 % ee) yksittäisiä enantiomeerejä farmakologisia määrityksiä varten.
Laitteet ja lasitavarat.
- 100 ml, 250 ml, 500 ml pyöreäpohjaiset pullot (RBF);
- 50 ml:n päärynänmuotoinen pullo;
- Retorttijalusta ja puristin laitteiden kiinnittämistä varten;
- magneettisekoitin ja lämmitin;
- 100 ml x3; 50 ml x2 dekantterilasit;
- 500 ml:n erotussuppilo;
- 100 ml:n tippusuppilo;
- Dewar-kylpyamme;
- Vesihaute;
- Kiinteä CO2 (kuivajää);
- Tyhjiölähde;
- Lasisauva ja lastatula;
- Rotovap-kone;
- Muovinen tai lasinen ruisku;
- Erlenmeyerpullo 150-200 ml x2;
- Refluksilauhdutin;
- Flash-kromatografiasarja;
- Buchnerin pullo ja suppilo [pienille määrille voidaan käyttää Schott-suodatinta];
- Laboratorioluokan lämpömittari (-50 °C-200 °C) ja kolvisovitin;
- ~10 L typpeä (N2) tai argonn (Ar) -palloa (1 atm);
- Vetykaasun (H2) lähde;
- Laboratoriovaaka (0,001-100 g on sopiva) [riippuu synteesikuormituksesta].
Reagenssit.
- Natriumhydridi (NaH) 60 % mineraaliöljyssä, 677 mg, 16,9 mmol;
- Dimetyyliformamidi (DMF) 10,0 ml;
- 2-(3,5-dimetoksifenyyli)asetonitriili (1) 1,0 g, 5,64 mmol;
- Jodimetaani (CH3I) 1,1 ml, 16,9 mmol;
- Ammoniumkloridin (NH4Cl) vesiliuos (25,0 ml);
- Dietyylieetteri (Et2O) 363 ml;
- Natriumsulfaatti (Na2SO4) tai magnesiumsulfaatti (MgSO4) ~150 g;
- dikloorimetaani (DCM) 115,0 ml;
- DIBALH (C₈H₁₉Al) 1 M liuos heksaanissa, 14,75 ml, 14,75 mmol;
- Natriumtartraatti 10 % liuos veteen, 20 ml;
- Etyyliasetaatti (EtOAc) 1070 ml;
- Tislattu vesi ~1 L;
- Natriumkloridi (NaCl) ~100 g;
- Heksaani ~650 ml;
- 5-bromipentaani (4) 3,134 ml, 16,6 mmol;
- Etanoli (EtOH) 35 ml;
- Trifenyylifosfiini (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- Kaliumkarbonaatti (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- Tolueeni 35 ml;
- Tetrahydrofuraani (THF) 179 ml;
- Pd/C 10 % 139 mg;
- Metyylimagnesiumjodidi (MeMgI) 3 M Et2O:ssa, 8,0 ml, 24,0 mmol;
- Pivalaattiesteri (9) 48 mg, 0,19 mmol;
- Booritrifluoridieteraatti (BF3-OEt2) 0,12 ml, 1,0 mmol;
- Litiumalumiinihydridi (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Kiehumispiste: 485.51 760 mm Hg:ssa;
Sulamispiste: 205,83 °C;
Molekyylipaino: 386,576 g/mol;
Tiheys: 1,0 ± 0,1 g/ml;
CAS-numero: 112830-95-2.
Prekursorin synteesi
2-(3,5-dimetoksifenyyli)-2-metyylipropaaninitriili (2)Natriumhydridin (60 % mineraaliöljyssä, 677 mg, 16,9 mmol, 3 ekv.) sekoitettavaan suspensioon kuivassa DMF:ssä (5.0 ml) 0 °C:ssa lisättiin pisaroittain kaupallisesti saatavilla olevan 2-(3,5-dimetoksifenyyli)asetonitriilin (1) (1,0 g, 5,64 mmol, 1 ekv.) ja jodimetaanin (1,1 ml, 16,9 mmol, 3 ekv.) liuosta kuivassa DMF:ssä (5,0 ml). Reaktiolämpötila nousi 25 °C:een 15 minuutin aikana ja sekoittamista jatkettiin 2 tuntia 100 ml:n pyöreäpohjaisessa kolvissa. Reaktioseos sammutettiin kylläisellä vesiliuoksella NH4Cl (5,0 ml) ja laimennettiin dietyylieetterillä (10 ml). Orgaaninen kerros erotettiin ja vesikerros uutettiin dietyylieetterillä (3 × 10 ml). Yhdistetty orgaaninen kerros pestiin vedellä ja suolavedellä, kuivattiin Na2SO4:n päällä ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 8:2), jolloin saatiin yhdiste (2) (1,1 g, 98 %) värittömänä öljynä.
2-(3,5-dimetoksifenyyli)-2-metyylipropanaali (3)
Liuos (2) ( 1,21 g, 5,90 mmol, 1 ekv.) kuivassa DCM:ssä (50.0 ml) -78 °C:ssa (Dewar-kylvyssä kuivalla jäällä) lisättiin DIBALH (1 M liuos heksaanissa, 14,75 ml, 14,75 mmol, 2,5 eq.) (C₈H₁₉Al) 250 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin. Reaktioseosta sekoitettiin samassa lämpötilassa 1 h ja sammutettiin sitten lisäämällä pisaroittain kaliumnatriumtartraattia (10 % liuos veteen, 20 ml). Saatu seos lämmitettiin huoneenlämpötilaan, sekoitettiin voimakkaasti 1 h ja laimennettiin sitten EtOAc:lla (20 ml). Orgaaninen faasi erotettiin ja vesifaasi uutettiin EtOAc:lla (3 × 50 ml). Yhdistetty orgaaninen kerros pestiin vedellä ja suolavedellä, kuivattiin Na2SO4:n päällä ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 8:2), jolloin saatiin aldehydi (3) (1,14 g, 93 %) värittömänä öljynä.
5-(Bromitrifenyyli-λ5-fosfanyyli)pentaani (5)
Kaupallisesti saatavilla olevan 5-bromipentaanin (4 ) (3,134 ml, 16,6 mmol, 1 ekv.) liuokseen EtOH:ssa (35 ml) lisättiin trifenyylifosfiini (4.35 g, 16,6 mmol, 1 ekv.) ja K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 ekv.) ja seosta kuumennettiin refluksitilassa yön yli 250 ml:n pyöreäpohjaisessa pullossa. Liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa, raakatuote liuotettiin tolueeniin (35 ml) ja seosta sekoitettiin voimakkaasti 100 °C:ssa 5 minuutin ajan. Seoksen annettiin jäähtyä r.t.:hen ja kiteytynyt fosfoniumsuola (5 ) (74 %) kerättiin suodattamalla valkoisena kiteisenä kiinteänä aineena.
Kaupallisesti saatavilla olevan 5-bromipentaanin (4 ) (3,134 ml, 16,6 mmol, 1 ekv.) liuokseen EtOH:ssa (35 ml) lisättiin trifenyylifosfiini (4.35 g, 16,6 mmol, 1 ekv.) ja K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 ekv.) ja seosta kuumennettiin refluksitilassa yön yli 250 ml:n pyöreäpohjaisessa pullossa. Liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa, raakatuote liuotettiin tolueeniin (35 ml) ja seosta sekoitettiin voimakkaasti 100 °C:ssa 5 minuutin ajan. Seoksen annettiin jäähtyä r.t.:hen ja kiteytynyt fosfoniumsuola (5 ) (74 %) kerättiin suodattamalla valkoisena kiteisenä kiinteänä aineena.
(5Z)-7-(3,5-dimetoksifenyyli)-7-metyyliokt-5-en (6)
Fosfoniumsuolan (5 ) (27,3 mmol, 5 ekv.) kuivassa THF:ssä (130 ml) 0 °C:ssa lisättiin pisaroittain LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M THF:ssä, 27,3 ml, 27,3 mmol, 5 ekv.) 500 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin. Seos lämmitettiin 10 °C:seen ja sitä sekoitettiin 30 min, jotta oranssin yliidin täydellinen muodostuminen varmistettiin. Aldehydin (3 ) liuos (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) THF:ssä (15 ml) lisättiin pisaroittain saatuun lietteeseen samassa lämpötilassa. Reaktiota sekoitettiin yön yli huoneenlämmössä. Seos sammutettiin lisäämällä kyllästettyä vesipitoista NH4Cl:ää (10 ml). Orgaaninen kerros erotettiin ja vesifaasi uutettiin Et2O:lla (3 × 100 ml). Yhdistetty orgaaninen kerros pestiin suolavedellä, kuivattiin Na2SO4:n päällä ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 7:3), jolloin saatiin alkeeni (6) (92 %, yksi diastereoisomeeri) värittömänä öljynä.
Fosfoniumsuolan (5 ) (27,3 mmol, 5 ekv.) kuivassa THF:ssä (130 ml) 0 °C:ssa lisättiin pisaroittain LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M THF:ssä, 27,3 ml, 27,3 mmol, 5 ekv.) 500 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin. Seos lämmitettiin 10 °C:seen ja sitä sekoitettiin 30 min, jotta oranssin yliidin täydellinen muodostuminen varmistettiin. Aldehydin (3 ) liuos (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) THF:ssä (15 ml) lisättiin pisaroittain saatuun lietteeseen samassa lämpötilassa. Reaktiota sekoitettiin yön yli huoneenlämmössä. Seos sammutettiin lisäämällä kyllästettyä vesipitoista NH4Cl:ää (10 ml). Orgaaninen kerros erotettiin ja vesifaasi uutettiin Et2O:lla (3 × 100 ml). Yhdistetty orgaaninen kerros pestiin suolavedellä, kuivattiin Na2SO4:n päällä ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 7:3), jolloin saatiin alkeeni (6) (92 %, yksi diastereoisomeeri) värittömänä öljynä.
7-(3,5-dimetoksifenyyli)-7-metyyloktaani (7)
(6) ( 5,0 mmol, 1 ekv.) liuokseen EtOAc:ssa (200 ml) lisättiin 10 % Pd/C (139 mg) ja saatua suspensiota sekoitettiin voimakkaasti vetyatmosfäärissä huoneenlämmössä 500 ml:ssa RBF:ää yön yli. Katalyytti poistettiin suodattamalla Celiten läpi ja suodos haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 6:4), jolloin saatiin vedytetty yhdiste (7) (kvantitatiivinen saanto) värittömänä öljynä.
5-(2-metyylioktan-2-yyli)bentseeni-1,3-dioli (8)
Yhdisteen (7 ) (1,20 mmol, 1 ekv.) liuokseen kuivassa Et2O:ssa (5,0 ml) ja kuivassa THF:ssä (0,4 ml) lisättiin 0 °C:ssa 100 ml:aan RBF:ää MeMgI:tä (3 M Et2O:ssa, 8,0 ml, 24,0 mmol, 20 ekv.). Liete kuumennettiin 100 °C:seen alennetussa paineessa, minkä jälkeen jäännös kuumennettiin 170 °C:seen 1 tunnin ajan typpivirrassa. Jäähdytetty reaktioseos sammutettiin kyllästetyllä vesipitoisella NH4Cl:llä (10 ml) ja uutettiin EtOAc:lla (5 × 20 ml). Yhdistetty orgaaninen kerros pestiin suolavedellä, kuivattiin Na2SO4:n päällä ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote (8 ) puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 1:1), jolloin saatiin alkoholia (8) (70 %) vahamaisen valkoisena kiinteänä aineena.
Tuotteen synteesi
[(6aR,10aR)-3-(2-metyylioktan-2-yyli)-1-hydroksi-6,6-dimetyyli-6H,6aH,7H,10H,10aH,10aH-bentso[c]isokromen-9-yyli]metyyli-2,2-dimetyylipropanaatti (10)
Resorsinolin (8 ) liuokseen (0.19 mmol, 1 ekv.) ja pivalaattiesterin (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 ekv.) liuokseen kuivassa DCM:ssä (65 ml) -20 °C:ssa lisättiin BF3-OEt2 (0,12 ml, 1,0 mmol, 5,3 ekv.) 250 ml:ssa RBF:ää. Seoksen annettiin lämmetä huoneenlämpötilaan ja sekoitettiin 2 h. Seosta pestiin varovasti suolavedellä, Na2SO4:n päällä, suodatettiin ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 9:1), jolloin saatiin yhdiste (10) (55 %) vahamaisen valkoisena kiinteänä aineena.
Resorsinolin (8 ) liuokseen (0.19 mmol, 1 ekv.) ja pivalaattiesterin (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 ekv.) liuokseen kuivassa DCM:ssä (65 ml) -20 °C:ssa lisättiin BF3-OEt2 (0,12 ml, 1,0 mmol, 5,3 ekv.) 250 ml:ssa RBF:ää. Seoksen annettiin lämmetä huoneenlämpötilaan ja sekoitettiin 2 h. Seosta pestiin varovasti suolavedellä, Na2SO4:n päällä, suodatettiin ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 9:1), jolloin saatiin yhdiste (10) (55 %) vahamaisen valkoisena kiinteänä aineena.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
Suojatun esterin (10 ) (0,098 mmol, 1 ekv.) liuos kuivassa THF:ssä (1,0 ml) lisättiin pisaroittain LiAlH4:n (15,3 mg, 0,39 mmol, 4 ekv.) suspensioon THF:ssä (1,0 ml) 0 °C:n lämpötilassa 50 ml:n päärynänmuotoisessa pullossa. Reaktioseosta sekoitettiin 2 tuntia ja sen annettiin lämmetä huoneenlämpötilaan. Reaktio sammutettiin vedellä (2 ml) ja uutettiin eetterillä (2 × 5 ml). Yhdistetty orgaaninen kerros pestiin suolavedellä, kuivattiin Na2SO4:n päällä ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa. Raakatuote puhdistettiin flash-kromatografialla silikageelillä (heksaani/EtOAc 8:2), jolloin saatiin lopullinen yhdiste (-)-(R, R)-HU-210 (11) (50 %, ee 97 %) hygroskooppisena valkoisena kiinteänä aineena. Lopputuote puhdistettiin tämän jälkeen kiraalisella HPLC:llä (ks. yksityiskohtaiset tiedot kokeellisessa), jotta saatiin (-)-(R, R)-HU-210 enantiomeerisesti puhtaana (ee 100 %).
Last edited by a moderator: