Introducere
HU-210 este un canabinoid sintetic care a fost sintetizat pentru prima dată în 1988 din (1R,5S)-myrtenol de către un grup condus de Raphael Mechoulam la Universitatea Ebraică. HU-210 este de 100 până la 800 de ori mai puternic decât THC natural din canabis și are o durată de acțiune extinsă. HU-210 are o afinitate de legare de 0,061nM la CB1 și 0,52nM la CB2 în receptorii canabinoizi umani clonați. Comparativ cu Delta-9-THC de 40,7nM la CB1. HU-210 este analogul (-)-1,1-dimetilheptil al 11-hidroxi- Δ8- tetrahidrocannabinolului; în unele referințe este denumit 1,1-dimetilheptil- 11-hidroxi-tetrahidrocannabinol. Abrevierea "HU" reprezintă Universitatea Ebraică.
Resorcinolul (8) a fost identificat ca intermediar-cheie care trebuie reacționat cu ambii enantiomeri ai pivalatului de 4-hidroxi-mirtenil (9), formând cadrele structurale dorite asemănătoare THC. Sinteza blocului fluorurat cheie (8) s-a dovedit a fi o provocare. De fapt, o serie de abordări nereușite ale (8). Sinteza lui 8 a început cu metilarea (3,5-dimetoxifenil)acetonitrilului (1) disponibil în comerț, care a affordat α,α-dimetilnitrilul (2) în randament excelent. Reducerea ulterioară cu hidrură a (2) a affordat aldehida (2), care a fost supusă unei olefinații Wittig cu randamentul generat de sarea de fosfoniu (5) care a dat substanța nesaturată (6) ca izomer unic, având probabil geometrie (Z). Legătura CvC din (6) a fost apoi hidrogenată (Pd/C, H 2 , în EtOAc) pentru a da compusul (7) în randament cantitativ. Tratarea compusului (7) cu MeMgI la 170 °C a dat alcoolul demetilat (8) într-un randament foarte bun. Sinteza (-)-(R, R)-HU-210 a fost realizată din (-)-(1R)-myrtenol disponibil în comerț (≥95% ee) care a fost transformat în pivalat de 4-hidroxymyrtenil (9) folosind metoda lui Zahalka și Huffman. În cele din urmă, reducerea cu LiAlH4 a dat compusul țintă (-)-(R, R)-HU-210. Deoarece sursa de chiralitate în sinteze sunt cei doi enantiomeri ai pivalatului de 4-hidroximirtenil, (9), ee-ul celor doi compuși finali a reflectat ee-ul materiilor prime disponibile în comerț. Puritatea enantiomerică a mimeticelor canabinoide a fost confirmată prin HPLC chiral analitică. Ulterior, (-)-(R, R)-HU-210 au fost purificate prin HPLC chiral semipreparatorie pentru a obține enantiomeri unici de înaltă puritate (>99% ee) pentru testele farmacologice.
Resorcinolul (8) a fost identificat ca intermediar-cheie care trebuie reacționat cu ambii enantiomeri ai pivalatului de 4-hidroxi-mirtenil (9), formând cadrele structurale dorite asemănătoare THC. Sinteza blocului fluorurat cheie (8) s-a dovedit a fi o provocare. De fapt, o serie de abordări nereușite ale (8). Sinteza lui 8 a început cu metilarea (3,5-dimetoxifenil)acetonitrilului (1) disponibil în comerț, care a affordat α,α-dimetilnitrilul (2) în randament excelent. Reducerea ulterioară cu hidrură a (2) a affordat aldehida (2), care a fost supusă unei olefinații Wittig cu randamentul generat de sarea de fosfoniu (5) care a dat substanța nesaturată (6) ca izomer unic, având probabil geometrie (Z). Legătura CvC din (6) a fost apoi hidrogenată (Pd/C, H 2 , în EtOAc) pentru a da compusul (7) în randament cantitativ. Tratarea compusului (7) cu MeMgI la 170 °C a dat alcoolul demetilat (8) într-un randament foarte bun. Sinteza (-)-(R, R)-HU-210 a fost realizată din (-)-(1R)-myrtenol disponibil în comerț (≥95% ee) care a fost transformat în pivalat de 4-hidroxymyrtenil (9) folosind metoda lui Zahalka și Huffman. În cele din urmă, reducerea cu LiAlH4 a dat compusul țintă (-)-(R, R)-HU-210. Deoarece sursa de chiralitate în sinteze sunt cei doi enantiomeri ai pivalatului de 4-hidroximirtenil, (9), ee-ul celor doi compuși finali a reflectat ee-ul materiilor prime disponibile în comerț. Puritatea enantiomerică a mimeticelor canabinoide a fost confirmată prin HPLC chiral analitică. Ulterior, (-)-(R, R)-HU-210 au fost purificate prin HPLC chiral semipreparatorie pentru a obține enantiomeri unici de înaltă puritate (>99% ee) pentru testele farmacologice.
Echipament și sticlărie.
- Baloane cu fund rotund (RBF) de 100 ml, 250 ml, 500 ml;
- balon în formă de pară de 50 ml;
- Suport pentru retortă și clemă pentru fixarea aparatelor;
- Agitator magnetic cu încălzitor;
- 100 mL x3; 50 mL x2 Beakers;
- 500 mL Pâlnie de separare;
- 100 mL pâlnie de picurare;
- Baie Dewar;
- Baie de apă;
- CO2 solid (gheață uscată);
- Sursă de vid;
- Tijă de sticlă și spatulă;
- Mașină Rotovap;
- Seringă din plastic sau sticlă;
- Balon Erlenmeyer 150-200 mL x2;
- Condensator de reflux;
- Kit decromatografie flash;
- Balon Buchner și pâlnie [se poate utiliza filtru Schott pentru cantități mici];
- Termometru de laborator (de la -50 °C la 200 °C) cu adaptor pentru balon;
- Balon de ~10 L cu azot (N2) sau argon (Ar) (1 atm);
- Sursă dehidrogen gazos (H2);
- Balanță de laborator (0,001-100 g este adecvată) [depinde de sarcina de sinteză].
Reactivi.
- Hidrură de sodiu (NaH) 60% în ulei mineral, 677 mg, 16,9 mmol;
- Dimetilformamidă (DMF) 10,0 mL;
- 2-(3,5-dimetoxifenil)acetonitril (1) 1,0 g, 5,64 mmol;
- Iodometan (CH3I) 1,1 mL, 16,9 mmol;
- Clorură de amoniu (NH4Cl) soluție apoasă (25,0 mL);
- Eter dietilic (Et2O) 363 mL;
- Sulfat de sodiu (Na2SO4) sau sulfat de magneziu (MgSO4) ~150 g;
- Diclormetan (DCM) 115,0 mL;
- DIBALH (C₈H₁₉Al) soluție 1 M în hexan, 14,75 mL, 14,75 mmol;
- Tartrat de sodiu 10% soluție în apă, 20 mL;
- Acetat de etil (EtOAc) 1070 mL;
- Apă distilată ~1 L;
- Clorură de sodiu (NaCl) ~100 g;
- Hexan ~650 mL;
- 5-bromopentan (4) 3,134 mL, 16,6 mmol;
- Etanole (EtOH) 35 mL;
- Trifenilfosfină (Ph3P) 4,35 g, 16,6 mmol;
- Carbonat de potasiu (K2CO3) 2,30 g, 16,6 mmol;
- Toluen 35 mL;
- Tetrahidrofuran (THF) 179 mL;
- Pd/C 10% 139 mg;
- Iodură de metilmagneziu (MeMgI) 3 M în Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol;
- Ester pivalat (9) 48 mg, 0,19 mmol;
- Eterat de trifluorură de bor (BF3-OEt2) 0,12 mL, 1,0 mmol;
- Hidrură de litiu și aluminiu (LiAlH4) 15,3 mg, 0,39 mmol.
Punct de fierbere: 485.51 la 760 mm Hg;
Punct de topire: 205,83 °C;
Greutate moleculară: 386,576 g/mol;
Densitate: 1,0±0,1 g/mL;
Număr CAS: 112830-95-2.
Sinteza precursorului
2-(3,5-dimetoxifenil)-2-metilpropanenitril (2)La o suspensie agitată de hidrură de sodiu (60% în ulei mineral, 677 mg, 16,9 mmol, 3 eq.) în DMF uscat (5.0 mL) la 0 °C s-a adăugat picătură cu picătură o soluție de 2-(3,5-dimetoxifenil)acetonitril (1) disponibil în comerț (1,0 g, 5,64 mmol, 1 eq.) și iodometan (1,1 mL, 16,9 mmol, 3 eq.) în DMF uscat (5,0 mL). Temperatura de reacție a crescut la 25 °C pe o perioadă de 15 min și agitarea a continuat timp de 2 h într-un balon cu fund rotund de 100 mL. Amestecul de reacție a fost stins cu o soluție apoasă saturată de NH4Cl (5,0 mL) și diluat cu eter dietilic (10 mL). Stratul organic a fost separat, iar stratul apos a fost extras cu eter dietilic (3×10 mL). Stratul organic combinat a fost spălat cu apă și saramură, uscat pe Na2SO4 și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 8:2) pentru a obține compusul (2) (1,1 g, 98%) sub formă de ulei incolor.
2-(3,5-Dimetoxifenil)-2-metilpropanal (3)
La o soluție de (2) (1,21 g, 5,90 mmol, 1 eq.) în DCM uscat (50.0 mL) la -78 °C (în baie Dewar cu gheață uscată) s-a adăugat DIBALH (soluție 1 M în hexan, 14,75 mL, 14,75 mmol, 2,5 eq.) (C₈H₁₉Al) în balon cu fund rotund de 250 mL. Amestecul de reacție a fost agitat la aceeași temperatură timp de 1 h și apoi stins prin adăugarea picătură cu picătură de tartrat de sodiu și potasiu (soluție 10% în apă, 20 mL). Amestecul rezultat a fost încălzit la temperatura camerei, agitat energic timp de 1 h și apoi diluat cu EtOAc (20 mL). Faza organică a fost separată, iar faza apoasă extrasă cu EtOAc (3×50 mL). Stratul organic combinat a fost spălat cu apă și saramură, uscat pe Na2SO4 și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 8:2) pentru a obține aldehida (3) (1,14 g, 93%) ca ulei incolor.
5-(Bromotrifenil-λ5-fosfanil)pentan (5)
La o soluție de 5-bromopentan disponibil în comerț (4) (3,134 mL, 16,6 mmol, 1 eq.) în EtOH (35 mL) s-a adăugat trifenilfosfină (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) și K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) și amestecul a fost încălzit la reflux peste noapte în balon cu fund rotund de 250 mL. Solventul a fost evaporat sub presiune redusă, produsul brut a fost dizolvat în toluen (35 mL) și amestecul a fost agitat energic la 100 °C timp de 5 min. Amestecul a fost lăsat să se răcească până la t.r. și sarea de fosfon cristalizată (5) (74%) a fost colectată prin filtrare ca solid cristalin alb.
La o soluție de 5-bromopentan disponibil în comerț (4) (3,134 mL, 16,6 mmol, 1 eq.) în EtOH (35 mL) s-a adăugat trifenilfosfină (4.35 g, 16,6 mmol, 1 eq.) și K2CO3 (2,30 g, 16,6 mmol, 1 eq.) și amestecul a fost încălzit la reflux peste noapte în balon cu fund rotund de 250 mL. Solventul a fost evaporat sub presiune redusă, produsul brut a fost dizolvat în toluen (35 mL) și amestecul a fost agitat energic la 100 °C timp de 5 min. Amestecul a fost lăsat să se răcească până la t.r. și sarea de fosfon cristalizată (5) (74%) a fost colectată prin filtrare ca solid cristalin alb.
(5Z)-7-(3,5-dimetoxifenil)-7-metilloct-5-en (6)
La o suspensie de sare de fosfoniu (5) (27,3 mmol, 5 eq.) în THF uscat (130 mL) la 0 °C s-a adăugat pic cu pic LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M în THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) în balon cu fund rotund de 500 mL. Amestecul a fost încălzit la 10 °C și agitat timp de 30 min pentru a asigura formarea completă a ylidei portocalii. O soluție de aldehidă (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) în THF (15 mL) a fost adăugată picătură cu picătură la suspensia rezultată la aceeași temperatură. Reacția a fost agitată peste noapte la temperatura camerei. Amestecul a fost stins prin adăugarea de NH4Cl apoasă saturată (10 mL). Stratul organic a fost separat, iar faza apoasă a fost extrasă cu Et2O (3×100 mL). Stratul organic combinat a fost spălat cu saramură, uscat pe Na2SO4 și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 7:3) pentru a obține alcena (6) (92%, diastereoizomer unic) ca ulei incolor.
La o suspensie de sare de fosfoniu (5) (27,3 mmol, 5 eq.) în THF uscat (130 mL) la 0 °C s-a adăugat pic cu pic LiHMDS (LiN[(CH₃)₃Si]₂) (1 M în THF, 27,3 mL, 27,3 mmol, 5 eq.) în balon cu fund rotund de 500 mL. Amestecul a fost încălzit la 10 °C și agitat timp de 30 min pentru a asigura formarea completă a ylidei portocalii. O soluție de aldehidă (3) (1,1 g, 5,46 mmol, 1 eq.) în THF (15 mL) a fost adăugată picătură cu picătură la suspensia rezultată la aceeași temperatură. Reacția a fost agitată peste noapte la temperatura camerei. Amestecul a fost stins prin adăugarea de NH4Cl apoasă saturată (10 mL). Stratul organic a fost separat, iar faza apoasă a fost extrasă cu Et2O (3×100 mL). Stratul organic combinat a fost spălat cu saramură, uscat pe Na2SO4 și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 7:3) pentru a obține alcena (6) (92%, diastereoizomer unic) ca ulei incolor.
7-(3,5-Dimetoxifenil)-7-metilloctan (7)
La o soluție de (6) (5,0 mmol, 1 eq.) în EtOAc (200 mL) s-a adăugat 10% Pd/C (139 mg), iar suspensia rezultată a fost agitată energic sub atmosferă de hidrogen peste noapte la temperatura camerei în 500 mL RBF. Catalizatorul a fost îndepărtat prin filtrare prin Celite, iar filtratul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 6:4) pentru a obține compusul hidrogenat (7) (randament cantitativ) sub formă de ulei incolor.
5-(2-metiloctan-2-il)benzen-1,3-diol (8)
La o soluție de compus (7) (1,20 mmol, 1 eq.) în Et2O uscat (5,0 mL) și THF uscat (0,4 mL) s-a adăugat MeMgI (3 M în Et2O, 8,0 mL, 24,0 mmol, 20 eq.) la 0 °C în 100 mL RBF. Suspensia a fost încălzită la 100 °C sub presiune redusă, apoi reziduul a fost încălzit la 170 °C timp de 1 h sub un flux de azot. Amestecul de reacție răcit a fost stins cu NH4Cl apoasă saturată (10 mL) și extras cu EtOAc (5×20 mL). Stratul organic combinat a fost spălat cu saramură, uscat pe Na2SO4 și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut (8) a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 1:1) pentru a obține alcoolul (8) (70%) ca solid alb ceros.
Sinteza produsului
[(6aR,10aR)-3-(2-metiloctan-2-il)-1-hidroxi-6,6-dimetil-6H,6aH,7H,10H,10aH-benzo[c]izocromen-9-il]2,2-dimetilpropanoat de metil (10)
La o soluție de resorcinol (8) (0.19 mmol, 1 eq.) și ester pivalat (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) în DCM uscat (65 mL) la -20 °C s-a adăugat BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.) în 250 mL RBF. Amestecul a fost lăsat să se încălzească până la temperatura camerei și apoi agitat timp de 2 h. Amestecul a fost spălat cu atenție cu saramură, peste Na2SO4, filtrat și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 9:1) pentru a obține compusul (10) (55%) sub formă de solid alb ceros.
La o soluție de resorcinol (8) (0.19 mmol, 1 eq.) și ester pivalat (9) (48 mg, 0,19 mmol, 1 eq.) în DCM uscat (65 mL) la -20 °C s-a adăugat BF3-OEt2 (0,12 mL, 1,0 mmol, 5,3 eq.) în 250 mL RBF. Amestecul a fost lăsat să se încălzească până la temperatura camerei și apoi agitat timp de 2 h. Amestecul a fost spălat cu atenție cu saramură, peste Na2SO4, filtrat și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 9:1) pentru a obține compusul (10) (55%) sub formă de solid alb ceros.
(-)-(R,R)-HU-210 (11)
O soluție de ester protejat (10) (0,098 mmol, 1 eq.) în THF uscat (1,0 ml) a fost adăugată picătură cu picătură la o suspensie de LiAlH4 (15,3 mg, 0,39 mmol, 4 eq.) în THF (1,0 ml) la 0 °C în balon în formă de pară de 50 ml. Amestecul de reacție a fost agitat timp de 2 h și lăsat să se încălzească la temperatura camerei. Reacția a fost stinsă cu apă (2 mL) și extrasă cu eter (2×5 mL). Stratul organic combinat a fost spălat cu saramură, uscat pe Na2SO4 și solventul a fost evaporat sub presiune redusă. Produsul brut a fost purificat prin cromatografie flash pe gel de siliciu (hexan/EtOAc 8:2) pentru a obține compusul final (-)-(R, R)-HU-210 (11) (50%, ee 97%) ca solid alb higroscopic. Produsul final a fost purificat ulterior printr-o HPLC chirală (a se vedea Experimentul pentru detalii) pentru a obține (-)-(R, R)-HU-210 enantiomeric pur (ee 100%).
Last edited by a moderator:
