3-[2-(Диметиламино)-2-оксоацетил]-1H-индол-4-ил ацетат.

1. В круглодонную колбу, оснащенную верхней мешалкой, регулятором температуры и капельной воронкой, добавили 1H-индол-4-илацетат (50,1 г, 285 ммоль, 1 эквив) и ангидрид Et2O (700 мл).
2. Суспензию перемешивали в течение 10 мин, затем охлаждали до 0 *С на водяной бане со льдом в течение 30 мин.
3. В капельную воронку поместили раствор оксалилхлорида (37,1 мл, 428 ммоль, 1,5 эквив.) в Et2O (60 мл).
4. Раствор оксалилхлорида добавляли по каплям со скоростью, достаточной для поддержания температуры на уровне или ниже 5 *C, чтобы минимизировать образование димеров и других возможных побочных продуктов.
5. По мере добавления образовывалась желтая суспензия, и после завершения добавления смесь перемешивали в течение 4 ч.
6. По истечении этого времени добавили гептан (400 мл) и смесь перемешивали в течение 30 мин при 0 *С.
7. Полученное желтое твердое вещество быстро отфильтровали и последовательно промыли гептаном (2х300 мл), который быстро растворили в THF (500 мл) и охладили до 0 *С.
8. 2,0 М раствор диметиламина в THF (175 мл) добавляли по каплям со скоростью, достаточной для поддержания температуры ниже 5 *C, чтобы минимизировать побочные реакции.
9. После завершения добавления пиридина (46 мл) в THF (100 мл) добавляли по каплям и смесь хорошо перемешивали в течение 60 мин.
10. Добавили гептан (600 мл) и отфильтровали содержимое колбы через воронку Бюхнера.
11. Отфильтрованный остаток переносят в круглодонную колбу, добавляют деионизированную H2O (1000 мл), перемешивают в течение 30 мин и фильтруют через воронку Бюхнера.
12. Белое твердое вещество тритурировали последовательно в течение 40 мин в EtOAc (600 мл) и гептане (400 мл).
13. Суспензию отфильтровали через воронку Бюхнера и твердое вещество высушили в печи при 40 *C в течение ночи, получив 6 в виде светло-желтого твердого вещества; выход: 66,1 г (81%).

---

3-[2-(Диметиламино)этил]-1H-индол-4-ол (псилоцин).​

Процедура A:

1. В круглодонную колбу, оснащенную верхней мешалкой, регулятором температуры и капельной воронкой, добавляют 3-[2-(диметиламино)-2-оксоацетил]-1H-индол-4-ил ацетат (31,5 г, 115 ммоль) и 2-CH3-THF (1000 мл).
2. Колбу погрузили в ледяную баню при 0 *С и через капельную воронку добавили раствор 2,3 М LiAlH4 в 2-CH3-THF (140 мл, 322 ммоль).
3. Капельная воронка была промыта дополнительным количеством 2-CH3-THF (20 мл). Раствор LiAlH4 добавляли по каплям со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры ниже 20 *C.
4. 4. После добавления смесь перемешивали в течение 30 мин.
5. Светло-желтый раствор был нагрет до рефлюкса (80 *C) с помощью нагревательной мантии и приобрел цвет слоновой кости через 3 ч.
6. На стенках круглодонной колбы наблюдалось накопление желтого твердого вещества.
7. Нагревательную мантию убрали, а колбу охладили до 50 *C.
8. Колбу снова охладили до 20 *C.
9. Реакцию гасили последовательным добавлением 3 капель 1 М NaOH и 3 капель деионизированной H2O.
10. Смесь разбавили THF (500 мл) и перемешивали в течение 20 мин.
11. Смесь фильтровали через воронку Бюхнера, фильтрат хранили под N 2.
12. Фильтровальную лепешку быстро перемешивали с 200 мл [10%-ного раствора (7% аммиака в MeOH) в CH2Cl2] и THF (500 мл).
13. Фильтраты объединили и сконцентрировали, получив зеленое твердое вещество.
14. Твердое вещество тритурировали с 1:1 EtOAc/гептан (50 мл), затем отфильтровали через воронку Бюхнера.
15. Темно-зеленое твердое вещество сушили в печи при 40 *C в течение ночи, чтобы получить сухой псилоцин в виде темно-зеленого твердого вещества; выход: 20,7 г (91%); mp 167-169 *C.

Процедура B:

1. Стадию восстановления проводили по аналогичному протоколу, описанному в процедуре А, используя 3-[2-(Диметиламино)-2-оксоацетил]-1H-индол-4-ил-ацетат (40,21 г, 135,2 ммоль) и 2,3 М LiAlH4 в 2-CH3-THF (188,1 мл, 432,5 ммоль).
2. Реакцию гасили капельным добавлением THF/H2O (27:100, 50 мл) при скорости, поддерживающей температуру ниже 30 *C.
3. Добавили ангидрид Na2SO4 (100 г), затем силикагель (50 г) и DCM (400 мл).
4. Смесь перемешивали в течение 10 мин и отфильтровали через воронку Бюхнера.
5. промыли смесью DCM/CH3OH (9:1, 1500 мл).
6. Фильтраты объединили и сконцентрировали, получив светло-зеленое твердое вещество.
7. Твердое вещество тритурировали с 1:1 EtOAc/гептан (50 мл), затем отфильтровали через воронку Бюхнера.
8. Белое твердое вещество сушили в печи при 40 *C в течение ночи, чтобы получить сухой псилоцин в виде белого твердого вещества; выход: 21,6 г (77%).

Схема реакции:

Бензил {3-[2-(Бензилдиметиламмонио)этил]-1H-индол-4-ил} Фосфат.​

1. В круглодонную колбу, оснащенную верхней мешалкой, терморегулятором и капельной воронкой, добавляют псилоцин (10,3 г, 60,2 ммоль) и ангид THF (500 мл).

2. Смесь перемешивали в течение 15 мин и погрузили колбу в охлаждающую баню с твердым CO2/ацетоном при -78 *C.

3. Когда внутренняя температура реакции достигла -67 *C, раствор 2,5M BuLi в гексанах (28,9 мл, 72,3 ммоль) добавляли по каплям в течение нескольких минут и поддерживали показания внутренней температуры ниже -60 *C.

4. После перемешивания оливково-зеленой реакционной смеси в течение 10 минут, тетрабензилпирофосфат (35,7 г, 66,2 ммоль) добавили одной порцией и смесь хорошо перемешали.

5. Через 1,5 ч баню с твердым CO2/ацетоном удалили и дали температуре медленно подняться до -25*C в течение 2 ч.

6. Аминосвязанный силикагель (30 г) добавили одной порцией и реакцию разбавили EtOAc (600 мл).

7. Темную смесь отфильтровали через прокладку Celite и промыли EtOAc (400 мл).

8. Кек повторно перемешивали в течение 10 мин с EtOAc (400 мл) и снова отфильтровывали.

9. Объединенные фильтраты концентрируют и переносят в 500 мл одногорлую круглодонную колбу.

10. Серое масло повторно растворили в DCM (100 мл) и нагревали с помощью тепловой пушки до кипения в течение 5 мин.

11. Колбе дали дойти до температуры rt и затем оставили на ночь при 4*C.

12. Неочищенный серовато-окрашенный осадок цвиттериона 9 отфильтровали через воронку Бюхнера, затем тритурировали с DCM (4x100 мл).

13. Осадок цвиттериона 9 был перенесен в 250 мл одногорлую круглодонную колбу и тщательно высушен в вакуумной печи при 40 *C в течение ночи с получением светло-фиолетового твердого вещества; выход: 19,2 г (63%).

Псилоцибин.​

1. В круглодонную колбу объемом 2000 мл добавляют бензил {3-[2-(бензилдиметиламмонио)этил]-1H-индол-4-ил}фосфат (16,9 г, 35,6 ммоль), затем CH3OH (1200 мл).

2. Смесь дегазировали и долили N2.

3. Добавили 10% Pd/C (1,1 г), смесь дегазировали и наполнили шаром H2 при 1 атм.

4. Реакционную смесь перемешивали в течение ночи при температуре rt.

5. Колбу дегазировали, долили N2 и отфильтровали суспензию через целит через воронку Бюхнера.

6. Фильтр промыли CH3OH (500 мл), а окрашенный в фиолетовый цвет фильтрат сконцентрировали и высушили в течение ночи в вакууме, получив 10,7 г неочищенного 1 (106%).

7. Сырое твердое вещество суспендировали в i-PrOH (200 мл) и кипятили в течение 30 мин, затем отфильтровали в горячем виде (50-60 *C).

8. Собранное твердое вещество промыли ацетоном и получили твердое вещество бледно-фиолетового цвета.

9. Фиолетовое твердое вещество суспендировали в 25% CH3OH/i-PrOH, кипятили 30 мин и отфильтровывали в горячем виде, промывая 25% CH3OH/i-PrOH, чтобы получить светло-фиолетовое твердое вещество.

10. Наконец, твердое вещество перекристаллизовали из 30% H2O в ацетоне и отфильтровали, получив светло-голубые иглы.

11. Дальнейшая перекристаллизация из 30% ацетона/воды дала бесцветные иглы.

12. Окончательная перекристаллизация из деионизированной H2O (~50 мл) дала белое твердое вещество, которое сушили в печи при 60 *C в течение двух дней, чтобы получить белое твердое вещество; выход: 4,9 г (49%).

Введение в химию триптамина.​

Триптамин - это органическое соединение, которое служит основой для широкого спектра биологически активных молекул. Встречаясь в природе в различных формах, от нейротрансмиттеров, таких как серотонин, до психоделиков, таких как псилоцибин, триптамин является предметом обширных исследований и дебатов. Его присутствие в многочисленных биологических путях делает его молекулой, представляющей значительный интерес как для химии, так и для биологии. Цель этой статьи - дать обзор химии триптамина, включая его физические и химические свойства, пути синтеза, биологическое значение, применение и проблемы безопасности.


Триптамин гидрохлорид.

Физико-химические свойства триптамина.​

Триптамин, индольный алкалоид, имеет структуру, характеризующуюся бициклической индольной кольцевой системой, присоединенной к этиламиновой цепи. Давайте углубимся в его физические и химические свойства:

Молекулярная структура:

Базовая структура триптамина состоит из плоского индольного ядра, которое представляет собой бензольное кольцо, соединенное с пиррольным кольцом, и боковой цепи этиламина, исходящей из азота пиррола. Эта структура лежит в основе многих природных и синтетических соединений.

Схема триптамина.


Физические свойства:
Состояние и внешний вид: Обычно триптамин представляет собой белое или слегка желтое кристаллическое вещество.

Температура плавления: Температура плавления триптамина колеблется в пределах 113-116 °C.

Температура кипения: температура кипения составляет примерно 378 °C.

Растворимость: Несмотря на хорошую растворимость в органических растворителях, таких как этанол и хлороформ, он ограниченно растворим в воде.

Химическая реактивность:
Индольное кольцо триптамина может вступать в реакции электрофильного и нуклеофильного замещения, особенно в 3-положении, благодаря концентрации электронов. Боковая цепь этиламина также является местом для реакций, включая алкилирование и ацилирование.

Значение pKa:
Триптамин имеет значение pKa, близкое к 10,6 для его конъюгированной кислоты, что говорит о том, что при физиологическом pH значительная часть существует в протонированной форме.

Стабильность:
Триптамин чувствителен к окислению, особенно в присутствии воздуха и света. При окислении он может образовывать различные продукты, включая производные красителя индиго.

Химическое поведение:
На его поведение в основном влияет взаимодействие между богатым электронами индольным кольцом и аминной функциональной группой. Этот баланс определяет его реакции, связывание с рецепторами в биологических системах, а также его роль в качестве предшественника более сложных молекул.

Синтетические пути к триптаминам.​

Триптамин, обладающий интригующей молекулярной структурой, вызывает интерес химиков-органиков уже несколько десятилетий. Со временем были разработаны различные методы синтеза, позволяющие получать триптамин как эффективно, так и экономично. Вот несколько подробных маршрутов синтеза триптамина:

1. Декарбоксилирование триптофана
Один из самых традиционных маршрутов предполагает получение триптофана из аминокислоты.

Метод: Триптофан подвергается декарбоксилированию, обычно под воздействием тепла или специальных катализаторов, в результате чего образуется триптамин.

Преимущества: Этот метод прост и использует легкодоступный исходный материал.

Недостатки: Процесс может быть несколько неэффективным и требовать высоких температур.




Декарбоксилирование триптофана.


2. Метод восстановления 3-(2-нитровинил)индола

3-(2-Нитровинил)индол плохо растворим в эфире, однако, используя так называемую технику экстракции Сокслета, его можно восстановить до триптамина.

Метод восстановления 3-(2-нитровинил)индола.

15 г 3-(2-нитровинил)индола экстрагируют в течение 8 часов из наперстка Сокслета в колбу, содержащую 15 г гидрида алюминия лития, растворенного в 300 мл безводного эфира. Смесь обрабатывают 80 мл воды, медленно и с охлаждением, и фильтруют. Эфирный раствор отделяют, сушат над сульфатом натрия и насыщают хлористым водородом. Получено 12,7 г гидрохлорида триптамина. После кристаллизации из метанола-этилацетата гидрохлорид триптамина плавится при 249-250°С.


3. Ферментативный путь
С ростом интереса к "зеленой" химии ферментативный синтез стал привлекательным вариантом.

Метод: Ферменты, такие как триптофандекарбоксилаза, могут быть использованы для преобразования триптофана в триптамин в биокаталитических процессах.

Преимущества: Эти маршруты более экологичны и часто могут проводиться в мягких условиях.

Недостатки: Ферментативные методы могут быть более медленными, а поиск или производство нужного фермента может оказаться сложной задачей.

По мере продолжения исследований, вероятно, будут разработаны более эффективные, экономичные и экологичные методы синтеза триптамина. Выбор того или иного метода часто зависит от желаемого выхода, чистоты и специфических требований исследовательского или промышленного проекта.

Биологическое значение триптамина.​

Триптамин, несмотря на кажущуюся простоту строения, играет огромную роль в биологии, являясь основной структурой огромного количества физиологически значимых соединений.

Нейротрансмиттеры и нейромодуляторы:
В первую очередь триптамин служит предшественником серотонина - ключевого нейромедиатора, регулирующего настроение, аппетит и сон, а также другие физиологические процессы. Аналогичным образом, мелатонин, играющий ключевую роль в регулировании циркадных ритмов и циклов сна, также берет свое начало в биохимии триптамина.

Эндогенное присутствие:
Хотя следовые количества триптамина обнаруживаются в естественном виде в человеческом мозге, его точная роль до сих пор остается предметом исследований. У некоторых видов беспозвоночных триптамин действует непосредственно как нейротрансмиттер.

Психоактивные производные:
Помимо роли предшественника, триптаминовый скелет также является основой для нескольких психоактивных соединений. Такие соединения, как ДМТ (диметилтриптамин) и псилоцибин, содержащиеся в различных растениях и грибах, оказывают глубокое воздействие на сознание человека и являются объектами как традиционного использования в коренных культурах, так и современных научных исследований.

ДМТ и псилоцибин - психоактивные производные триптамина.


Ферментативные пути:
Биологические превращения триптамина осуществляются с помощью ряда ферментов. Например, в превращении триптамина в серотонин участвует фермент декарбоксилаза ароматических L-аминокислот. Эти ферментативные пути подчеркивают встроенную роль триптамина в сложные биохимические сети.

Замысловатый танец триптамина в биологических системах подчеркивает его значение не только как самостоятельного вещества, но и как основополагающего компонента в широком спектре биологически активных молекул. Это делает его молекулой, представляющей огромный интерес для исследователей самых разных дисциплин - от биохимии до фармакологии и нейронаук.

Применение триптамина.​

Разнообразная структура и биологическая значимость триптамина открыли двери для множества применений, как в научных исследованиях, так и в медицине.

1. Фармацевтические исследования:
Одной из основных областей, где триптамин оказался незаменим, является фармацевтический сектор.

Антидепрессанты: Тесная связь триптамина с серотонином, нейротрансмиттером, регулирующим настроение, делает его центральным звеном в синтезе некоторых антидепрессантов.

Лекарства от мигрени: Некоторые производные триптамина были изучены на предмет их потенциала в лечении мигрени благодаря их сосудистым эффектам.

Антигипертензивные средства: Некоторые производные триптамина продемонстрировали свойства, которые делают их перспективными кандидатами в качестве антигипертензивных препаратов.

2. Неврологические исследования:
Учитывая его присутствие и множество производных в нервной системе, триптамин является краеугольным камнем в неврологических исследованиях.
Психоделические исследования: Такие соединения, как ДМТ, имеющие триптаминовую структуру, в настоящее время изучаются на предмет их потенциального терапевтического применения, особенно в отношении психических расстройств, таких как депрессия, тревожность и посттравматическое стрессовое расстройство.
Иcследования нейротрансмиссии: Понимание роли триптамина и его взаимодействия с различными нейротрансмиттерными системами позволяет понять сложную работу мозга.

3. Химический прекурсор:
Модифицируемая структура триптамина делает его идеальной отправной точкой для синтеза широкого спектра органических соединений, как природных, так и синтетических. Его податливость в химических реакциях позволяет создавать разнообразные молекулы для различных исследований.

4. Традиционное и этноботаническое использование:
Триптамин и его производные, присутствующие в некоторых растениях и грибах, являются неотъемлемой частью различных традиционных практик, ритуалов и традиционных лекарств. Понимание этих способов использования может дать уникальное представление о человеческой психике и культурном значении этих соединений.

5. Биохимические анализы:
В области биохимии триптамин может служить субстратом в различных ферментативных анализах, помогая понять и охарактеризовать такие ферменты, как триптофангидроксилаза или декарбоксилаза.

Мириады применений триптофана - от клинического использования до глубоких психо-духовных переживаний - подчеркивают его многогранное значение в науке, медицине и культуре. По мере продолжения исследований, вероятно, появятся новые и захватывающие области применения, что еще больше укрепит значение триптамина в различных областях.

Триптамин психодинамическое искусство.

Обращение с триптаминами, безопасность и правила.​

Учитывая биологическую активность триптамина и его производных, работа с ними строго регламентирована. Меры безопасности включают использование средств индивидуальной защиты и вытяжных шкафов при работе с соединением в лабораторных условиях. Кроме того, хранение, использование и утилизация триптамина регулируются различными ведомствами, в том числе Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США. Неправильное использование триптамина или его производных может привести к юридическим последствиям.

Заключение.​

Триптамин стоит на уникальном перекрестке химии и биологии, покоряя ученых своей сложной структурой и биологическим значением. Являясь основой для многочисленных физиологически активных соединений, он играет важную роль в органической химии, медицине и нейронауках. Будущие исследования обещают раскрыть его потенциальные возможности применения и углубить наши знания о его сложной роли в различных системах.