Въведение
HU-210 е синтетичен канабиноид, който е синтезиран за първи път през 1988 г. от (1R,5S)-миртенол от група, ръководена от Рафаел Мехулам в Еврейския университет. HU-210 е от 100 до 800 пъти по-силен от естествения THC от канабис и има удължена продължителност на действие. HU-210 има афинитет на свързване от 0,061nM при CB1 и 0,52nM при CB2 в клонираните човешки канабиноидни рецептори. В сравнение с Delta-9-THC от 40,7nM при CB1. HU-210 е (-)-1,1-диметилхептилов аналог на 11-хидрокси- Δ8- тетрахидроканабинол; в някои справочници се нарича 1,1-диметилхептил- 11-хидрокситетрахидроканабинол. Съкращението "HU" означава Hebrew University (Еврейски университет).
Резорцинолът (8) е идентифициран като ключов междинен продукт, който може да реагира с двата енантиомера на 4-хидрокси-миртенил пивалат (9), образувайки желаните структурни рамки, подобни на THC. Синтезът на ключовия флуориран градивен елемент (8) се оказа предизвикателство. Всъщност бяха използвани редица неуспешни подходи към (8). Синтезът на 8 започна с метилиране на наличния в търговската мрежа (3,5-диметоксифенил)ацетонитрил (1), което аffордира α,α-диметилнитрил (2) с отличен добив. Последвалата хидридна редукция на (2) аffордира алдехида (2), който беше подложен на олефинация по Витиг с добива, получен от фосфониевата сол (5), при която се получи ненаситеното вещество (6) като единичен изомер, вероятно със (Z)-геометрия. След това CvC връзката на (6) беше хидрогенирана (Pd/C, H 2 , в EtOAc), за да се получи съединение (7) с количествен добив. Обработката на (7) с MeMgI при 170 °C дава деметилиран алкохол (8) с много добър добив. Синтезът на (-)-(R, R)-HU-210 беше постигнат от наличния в търговската мрежа (-)-(1R)-миртенол (≥95% ee), който беше трансформиран в 4-хидроксимиртенил пивалат (9) по метода на Захалка и Хуffман. Накрая, редукцията с LiAlH4 даде целевото съединение (-)-(R, R)-HU-210. Тъй като източникът на хиралност в синтезите са двата енантиомера на 4-хидроксимиртанилпивалата, (9), ee на двете крайни съединения отразява ee на наличните в търговската мрежа изходни материали. Енантиомерната чистота на канабиноидните мимики беше потвърдена чрез аналитична хирална HPLC. Впоследствие (-)-(R, R)-HU-210 бяха пречистени чрез полупрепаративна хирална HPLC, за да се получат единични енантиомери с висока чистота (>99% ee) за фармакологичните анализи.
Резорцинолът (8) е идентифициран като ключов междинен продукт, който може да реагира с двата енантиомера на 4-хидрокси-миртенил пивалат (9), образувайки желаните структурни рамки, подобни на THC. Синтезът на ключовия флуориран градивен елемент (8) се оказа предизвикателство. Всъщност бяха използвани редица неуспешни подходи към (8). Синтезът на 8 започна с метилиране на наличния в търговската мрежа (3,5-диметоксифенил)ацетонитрил (1), което аffордира α,α-диметилнитрил (2) с отличен добив. Последвалата хидридна редукция на (2) аffордира алдехида (2), който беше подложен на олефинация по Витиг с добива, получен от фосфониевата сол (5), при която се получи ненаситеното вещество (6) като единичен изомер, вероятно със (Z)-геометрия. След това CvC връзката на (6) беше хидрогенирана (Pd/C, H 2 , в EtOAc), за да се получи съединение (7) с количествен добив. Обработката на (7) с MeMgI при 170 °C дава деметилиран алкохол (8) с много добър добив. Синтезът на (-)-(R, R)-HU-210 беше постигнат от наличния в търговската мрежа (-)-(1R)-миртенол (≥95% ee), който беше трансформиран в 4-хидроксимиртенил пивалат (9) по метода на Захалка и Хуffман. Накрая, редукцията с LiAlH4 даде целевото съединение (-)-(R, R)-HU-210. Тъй като източникът на хиралност в синтезите са двата енантиомера на 4-хидроксимиртанилпивалата, (9), ee на двете крайни съединения отразява ee на наличните в търговската мрежа изходни материали. Енантиомерната чистота на канабиноидните мимики беше потвърдена чрез аналитична хирална HPLC. Впоследствие (-)-(R, R)-HU-210 бяха пречистени чрез полупрепаративна хирална HPLC, за да се получат единични енантиомери с висока чистота (>99% ee) за фармакологичните анализи.
Оборудване и стъклария.
- 100 mL, 250 mL, 500 mL колби с кръгло дъно (RBF);
- колба с форма на круша от 50 ml;
- Стойка за реторт и скоба за закрепване на апаратурата;
- Магнитна бъркалка с нагревател;
- 100 mL x3; 50 mL x2 Чаши;
- 500 mL Разделителна фуния;
- 100 mL Капкова фуния;
- Вана на Девар;
- Водна баня;
- Твърд CO2 (сух лед);
- Източник на вакуум;
- Стъклена пръчка и шпатула;
- Ротационна машина;
- Пластмасова или стъклена спринцовка;
- колба Ерленмайер 150-200 ml x2;
- обратен хладник;
- Комплект засветкавична хроматография;
- колба и фуния на Бюхнер [за малки количества може да се използва филтър на Шот];
- Лабораторен термометър (-50 °C до 200 °C) с адаптер за колба;
- ~10 L балон с азот (N2) или аргон (Ar) (1 atm);
- Източник наводороден газ (H2);
- Лабораторна везна (0,001-100 g е подходяща) [зависи от натоварването на синтеза].
Реагенти.
- Натриев хидрид (NaH) 60% в минерално масло, 677 mg, 16,9 mmol;
- Диметилформамид (DMF) 10,0 ml;
- 2-(3,5-диметоксифенил)ацетонитрил (1) 1,0 g, 5,64 mmol;
- Йодометан (CH3I) 1,1 ml, 16,9 mmol;
- Воден разтвор на амониев хлорид (NH4Cl) (25,0 ml);
- Диетил етер (Et2O) 363 mL;
- Натриев сулфат (Na2SO4) или магнезиев сулфат (MgSO4) ~150 g;
- Дихлорометан (DCM) 115,0 ml;
- DIBALH (C₈H₁₉Al) 1 М разтвор в хексан, 14,75 ml, 14,75 mmol;
- 10% разтвор на натриев тартарат във вода, 20 mL;
- Етилацетат (EtOAc) 1070 ml;
- Дестилирана вода ~1 L;
- Натриев хлорид (NaCl) ~100 g;
- Хексан ~650 ml;
- 5-бромопентан (4 ) 3,134 mL, 16,6 mmol;
- Етанол (EtOH) 35 mL;
- Трифенилфосфин (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- Калиев карбонат (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- Толуол 35 ml;
- Тетрахидрофуран (THF) 179 ml;
- Pd/C 10% 139 mg;
- Метилмагнезиев йодид (MeMgI) 3 M в Et2O, 8,0 ml, 24,0 mmol;
- Пивалатен естер ( 9 ) 48 mg, 0,19 mmol;
- Боров трифлуорид етерат (BF3-OEt2) 0,12 ml, 1,0 mmol;
- Литиево-алуминиев хидрид (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Точка на кипене: 485.51 при 760 mm Hg;
Точка на топене: 205,83 °C;
Молекулно тегло: 386,576 g/mol;
Плътност: 1,0±0,1 g/mL;
CAS номер: 112830-95-2.
Синтез на прекурсори
2-(3,5-диметоксифенил)-2-метилпропаненитрил (2)Към разбъркана суспензия на натриев хидрид (60% в минерално масло, 677 mg, 16,9 mmol, 3 екв.) в сух DMF (5.0 ml) при 0 °С се добавя по капки разтвор на наличния в търговската мрежа 2-(3,5-диметоксифенил)ацетонитрил (1) (1,0 g, 5,64 mmol, 1 екв.) и йодметан (1,1 ml, 16,9 mmol, 3 екв.) в сух DMF (5,0 ml). Температурата на реакцията се повишава до 25 °С за период от 15 минути и разбъркването продължава 2 h в кръглодънна колба от 100 mL. Реакционната смес се уталожва с наситен воден разтвор на NH4Cl (5,0 ml) и се разрежда с диетилов етер (10 mL). Органичният слой се отделя, а водният слой се екстрахира с диетилов етер (3×10 ml). Комбинираният органичен слой се промива с вода и солен разтвор, изсушава се над Na2SO4 и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Суровият продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 8:2), за да се получи съединение (2) (1,1 g, 98 %) като безцветно масло.
2-(3,5-диметоксифенил)-2-метилпропанал (3)
Към разтвор на (2) (1,21 g, 5,90 mmol, 1 екв.) в сух DCM (50.0 mL) при -78 °C (във вана на Девар със сух лед) се добавя DIBALH (1 М разтвор в хексан, 14,75 mL, 14,75 mmol, 2,5 екв.) (C₈H₁₉Al) в 250 mL кръглодънна колба. Реакционната смес се разбърква при същата температура в продължение на 1 h и след това се гаси чрез капково добавяне на калиев натриев тартарат (10% разтвор във вода, 20 mL). Получената смес се загрява до стайна температура, разбърква се енергично в продължение на 1 h, след което се разрежда с EtOAc (20 mL). Органичната фаза се отделя, а водната фаза се екстрахира с EtOAc (3×50 mL). Комбинираният органичен слой се промива с вода и солен разтвор, изсушава се над Na2SO4 и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Суровият продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 8:2), за да се получи алдехид (3) (1,14 g, 93 %) като безцветно масло.
5-(бромотрифенил-λ5-фосфанил)пентан (5)
Към разтвор на наличния в търговската мрежа 5-бромопентан (4) (3,134 ml, 16,6 mmol, 1 екв.) в EtOH (35 ml) се добавя трифенилфосфин (4.35 g, 16,6 mmol, 1 екв.) и K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 екв.) и сместа се нагрява при обратен поток за една нощ в 250 ml колба с кръгло дъно. Разтворителят се изпарява под намалено налягане, суровият продукт се разтваря в толуол (35 mL) и сместа се разбърква енергично при 100 °C в продължение на 5 min. Сместа е оставена да се охлади до температура r.t. и кристализираната фосфониева сол (5) (74 %) е събрана чрез филтрация като бяло кристално твърдо вещество.
Към разтвор на наличния в търговската мрежа 5-бромопентан (4) (3,134 ml, 16,6 mmol, 1 екв.) в EtOH (35 ml) се добавя трифенилфосфин (4.35 g, 16,6 mmol, 1 екв.) и K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 екв.) и сместа се нагрява при обратен поток за една нощ в 250 ml колба с кръгло дъно. Разтворителят се изпарява под намалено налягане, суровият продукт се разтваря в толуол (35 mL) и сместа се разбърква енергично при 100 °C в продължение на 5 min. Сместа е оставена да се охлади до температура r.t. и кристализираната фосфониева сол (5) (74 %) е събрана чрез филтрация като бяло кристално твърдо вещество.
(5Z)-7-(3,5-Диметоксифенил)-7-метилокт-5-ен (6)
Към суспензия на фосфониева сол (5) (27,3 mmol, 5 екв.) в сух THF (130 ml) при 0 °C се добавя капково LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M в THF, 27,3 ml, 27,3 mmol, 5 екз.) в 500 ml колба с кръгло дъно. Сместа се загрява до 10 °C и се разбърква в продължение на 30 min, за да се осигури пълното образуване на оранжевия илид. Разтвор на алдехид (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 екв.) в THF (15 mL) се добавя на капки към получената суспензия при същата температура. Реакцията се разбърква за една нощ при стайна температура. Сместа се уталожва чрез добавяне на наситен воден NH4Cl (10 mL). Органичният слой е отделен, а водната фаза е екстрахирана с Et2O (3 × 100 ml). Комбинираният органичен слой се промива със солен разтвор, изсушава се над Na2SO4 и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Необработеният продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 7:3), за да се получи алкенът (6 ) (92 %, един диастереоизомер) като безцветно масло.
Към суспензия на фосфониева сол (5) (27,3 mmol, 5 екв.) в сух THF (130 ml) при 0 °C се добавя капково LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M в THF, 27,3 ml, 27,3 mmol, 5 екз.) в 500 ml колба с кръгло дъно. Сместа се загрява до 10 °C и се разбърква в продължение на 30 min, за да се осигури пълното образуване на оранжевия илид. Разтвор на алдехид (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 екв.) в THF (15 mL) се добавя на капки към получената суспензия при същата температура. Реакцията се разбърква за една нощ при стайна температура. Сместа се уталожва чрез добавяне на наситен воден NH4Cl (10 mL). Органичният слой е отделен, а водната фаза е екстрахирана с Et2O (3 × 100 ml). Комбинираният органичен слой се промива със солен разтвор, изсушава се над Na2SO4 и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Необработеният продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 7:3), за да се получи алкенът (6 ) (92 %, един диастереоизомер) като безцветно масло.
7-(3,5-диметоксифенил)-7-метилоктан (7)
Към разтвор на (6 ) (5,0 mmol, 1 екв.) в EtOAc (200 ml) се добавя 10% Pd/C (139 mg) и получената суспензия се разбърква енергично под водородна атмосфера през нощта при стайна температура в 500 mL RBF. Катализаторът е отстранен чрез филтриране през целит и филтратът е изпарен при понижено налягане. Суровият продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 6:4), за да се получи хидрогенираното съединение ( 7 ) (количествен добив) като безцветно масло.
5-(2-метилоктан-2-ил)бензен-1,3-диол (8)
Към разтвор на съединение (7 ) (1,20 mmol, 1 екв.) в сух Et2O (5,0 ml) и сух THF (0,4 ml) се добавя MeMgI (3 M в Et2O, 8,0 ml, 24,0 mmol, 20 екв.) при 0 °C в 100 ml RBF. Суспензията се нагрява до 100 °C под намалено налягане, след което остатъкът се нагрява до 170 °C в продължение на 1 h под поток от азот. Охладената реакционна смес се гаси с наситен воден NH4Cl (10 ml) и се екстрахира с EtOAc (5×20 mL). Комбинираният органичен слой се промива със солен разтвор, изсушава се над Na2SO4 и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Суровият продукт (8 ) се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 1:1), за да се получи алкохол (8 ) (70 %) като восъчно бяло твърдо вещество.
Синтез на продукта
[(6aR,10aR)-3-(2-метилоктан-2-ил)-1-хидрокси-6,6-диметил-6H,6aH,7H,10H,10aH-бензо[c]изохромен-9-ил]метил 2,2-диметилпропаноат (10)
Към разтвор на резорцинол (8) (0.19 mmol, 1 екв.) и пивалатен естер ( 9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 екв.) в сух DCM (65 mL) при -20 °C се добавя BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 екв.) в 250 mL RBF. Сместа се оставя да се загрее до стайна температура и след това се разбърква в продължение на 2 h. Сместа се промива внимателно със солен разтвор, над Na2SO4, филтрира се и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Суровият продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 9:1), за да се получи съединение (10 ) (55%) като восъчно бяло твърдо вещество.
Към разтвор на резорцинол (8) (0.19 mmol, 1 екв.) и пивалатен естер ( 9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 екв.) в сух DCM (65 mL) при -20 °C се добавя BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 екв.) в 250 mL RBF. Сместа се оставя да се загрее до стайна температура и след това се разбърква в продължение на 2 h. Сместа се промива внимателно със солен разтвор, над Na2SO4, филтрира се и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Суровият продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 9:1), за да се получи съединение (10 ) (55%) като восъчно бяло твърдо вещество.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
Разтвор на защитения естер (10) (0,098 mmol, 1 екв.) в сух THF (1,0 ml) се добавя капка по капка към суспензия на LiAlH4 (15,3 mg, 0,39 mmol, 4 екв.) в THF (1,0 ml) при 0 °C в крушовидна колба от 50 ml. Реакционната смес се разбърква в продължение на 2 h и се оставя да се загрее до стайна температура. Реакцията се гаси с вода (2 ml) и се екстрахира с етер (2×5 ml). Комбинираният органичен слой се промива със солен разтвор, изсушава се над Na2SO4 и разтворителят се изпарява при понижено налягане. Суровият продукт се пречиства чрез флашхроматография върху силикагел (хексан/EtOAc 8:2), за да се получи крайното съединение (-)-(R, R)-HU-210 (11 ) (50%, ee 97%) като хигроскопично бяло твърдо вещество. Крайният продукт впоследствие се пречиства чрез хирална HPLC (вж. експерименталната част за подробности), за да се получи (-)-(R, R)-HU-210 енантиомерно чист (ee 100%).
Last edited by a moderator:
