GhostChemist
Expert
- Language
- 🇬🇧
- Joined
- Nov 20, 2022
- Messages
- 114
- Reaction score
- 246
- Points
- 43
Syntéza efedrin-hydrochloridu probíhá podle schématu 1.
Schéma 1.
Schéma 1.
Provedli jsme 3 syntézy efedrinu s 1, 1,5 a 2 ekvivalenty NaBH4 na methcathinon
Výchozí činidla a materiály pro jednu syntézu:
- 10 g přečištěného hydrochloridu methcathinonu
- 40-50 ml 88% ethanolu
- 2 g (1 ekvivalent (Eq)), 2,95 g (1,5 Eq) a 3,7 g (2 Eq) borohydridu sodného
- 300 ml destilované vody
- 250-300 + 20 ml dichlormethanu (DCM)
- 15 ml 14% kyseliny chlorovodíkové
- 10-15 ml ethylacetátu
- 10 ml studeného acetonu (teplota nejvýše -5 °C)
- Magnetické míchadlo s ohřevem
- Tříhrdlá baňka o objemu 1 l
- Kádinky
- Oddělovací nálevka
- Zpětný chladič
- Teploměr
- Skleněné zátky
- pH indikátorový papír.
- 31
Syntéza hydrochloridu efedrinu pomocí NaBH4 z hydrochloridu efedronu.
Výchozí složky jsou uvedeny na obrázku 1.
Obr. 1
Do baňky se vloží hydrochlorid methcathinonu a přidává se ethanol, dokud se nerozpustí. Obrázek 2
Obr. 2
Po úplném rozpuštění methcathinonu se po velmi malých dávkách přidá borohydrid sodný. Teplota reakční směsi by měla být v rozmezí 20-30 °C. Obrázek 3
Obr. 3
Po přidání celého množství borohydridu sodného se reakční směs míchá 24 hodin. Obr. 4
Obr. 4
Po 24 hodinách se k reakční směsi přidá 200 ml vody, dokud se většina sraženiny nerozpustí. Obrázek 5
Obr. 5
Po přidání vody se směs míchá přibližně 20-30 minut. Obrázek 6
Obr. 6
K získanému roztoku bylo přidáno 50 ml DCM. Obrázek 7
Obr. 7
Směs s přidaným DCM byla míchána po dobu 5-10 minut. Obr. 8
Obr. 8
Získaná směs se převede v dávkách 50-100 ml do dělicí nálevky a extrahuje se dalšími dávkami DCM. Celkový objem DCM pro extrakci je 250-300 ml. Obr. 9
Obr. 9
Získaný extrakt efedrinu v DCM se převede do baňky a přidá se 50 ml vody. Extrakt v DCM by měl mít zásadité pH. Obrázek 10
Obr. 10
K reakční směsi se po kapkách přidává 14% kyselina chlorovodíková (12-17 ml v experimentu 1,5 eq a pro Met-redukci), dokud se nezíská trvale mírně kyselé pH. Obr. 11
Obr. 11
Po přidání roztoku kyseliny chlorovodíkové a dosažení stabilního mírně kyselého pH byla reakční směs míchána 30-40 minut. Obr. 12
Obr. 12
Po 30-40 minutách míchání se směs nechá oddělit. Obrázek 13
Obr. 13
Vrstva DCM se oddělila a opět se přidalo 50 ml vody k extrakci efedrin-hydrochloridu. Pokud má roztok zásadité nebo neutrální pH, přidá se malá část kyseliny chlorovodíkové. Hodnota pH by měla být mírně kyselá. Obrázek 14
Obr. 14
Vodné vrstvy s kyselým pH se spojí a bylo k nim přidáno 20 ml DCM pro přečištění od organických nečistot. Obr. 15
Obr. 15
Směs se protřepe a ponechá se k oddělení vrstev v dělící nálevce. Obr. 16
Obr. 16
Vrstva DCM byla zlikvidována. Vodná vrstva byla přefiltrována přes papírový filtr. Obrázek 17
Obr. 17
Odfiltrovaný roztok byl odpařen při teplotě 100-130 °C. Obrázek 18
Obr. 18
Odpařování pokračuje, dokud nedojde ke krystalizaci. Obr. 19
Obr. 19
Pro potvrzení identity efedrinu byl proveden kvalitativní test. K vodnému roztoku krystalu se přidá několik ml roztoku CuSO4, několik kapek roztoku NaOH a 2-3 ml ethylacetátu. Efedrin vytváří v etherové vrstvě (zkumavka 2) růžové zbarvení. Pro srovnání, methcathinon takovou reakci nevykazuje (zkumavka 1). Navíc při zahřívání získaného produktu s roztokem K3[Fe(CN)6] a alkálií vzniká zápach benzaldehydu, který ukazuje na přítomnost efedrinu. Krystaly efedrin-hydrochloridu mají hořkou chuť. Obrázek 20
Obr. 20
Krystaly se přenesou na filtr a ošetří se směsí 15 ml ethylacetátu a 10 ml studeného acetonu (nepřesahujícího -5 °C). Směs se rychle a důkladně promíchá. Krystaly se nechají 20-30 sekund ustálit a poté se vakuově zfiltrují. Promyté krystaly se vysuší na vzduchu. Obrázek 21
Obr. 21
Výtěžek efedrin-hydrochloridu je 6,1-7,6 g nebo 60-75 %.
Analýza
Činidla a materiály
- Syntéza efedrin-hydrochloridu pomocí 1,5 Eq; 2 Eq a 1 Eq NaBH4
- Simonovo činidlo (2% vodný roztok Na2CO3; 1% vodný roztok nitroprusidu sodného Na2[Fe(CN)5NO]*2H2O; roztok acetaldehydu v ethanolu)
- Činidlo pro Chen-Kao reakci (1% vodný roztok kyseliny octové; 1% vodný roztok CuSO4*5H2O; 2N vodný roztok NaOH).
- Činidlo ninhydrin (10% roztok ninhydrinu v ethanolu)
- NaOH
- Ethylacetát
- Ethanol 88%
- TLC Silikagel
- UV lampa
- Skleněné Pasteurovy pipety
- Refraktometr
- Hodinové brýle
- Odměrná baňka 100 ml 20 ℃ (B)
- Destilovaná voda
Byly získány 3 vzorky syntézy efedrin-hydrochloridu pomocí 1,5 Eq; 2 Eq a 1 Eq NaBH4. Obr. 22
Obr. 22
Všechny získané vzorky efedrin-hydrochloridu byly testovány kvalitativní Simonovou reakcí. Všechny vzorky efedrinu vykazovaly negativní reakci na přítomnost meth. Pro srovnání bylo provedeno kontrolní stanovení. Metkat rovněž nevykazoval kvalitativní Simonovu reakci; je možné, že není specifický pro katinony. Obr. 23
Obr. 23
Následně byla provedena Chenova reakce. Všechny vzorky efedrin-hydrochloridu a vzorek metkatinonu vykazovaly pozitivní reakce. Obr. 24
Obr. 24
Získané vzorky efedrin-hydrochloridu byly testovány pomocí tenkovrstvé chromatografie s vizualizací pod UV lampou. Připravené vodné roztoky efedrin-hydrochloridu byly naneseny na desku a vysušeny. Obr. 25
Obr. 25
Následně byla destička umístěna do směsi rozpouštědel (50 ml 88% ethanolu, 25 ml vody, 5 ml ethylacetátu a 20 ml 0,5% roztoku NaOH). Obr. 26
Obr. 26
Pod UV zářením jsou viditelné pouze stopy hlavní látky. Obr. 27
Obr. 27
Druhý chromatogram byl získán ve směsi rozpouštědel 70 ml 88% ethanolu a 10 ml ethylacetátu. Obr. 28
Obr. 28
Vizualizace pod UV lampou odhalila přítomnost jediné složky a velmi malého množství nečistot. Obr. 29
Obr. 29
Poté byla deska postříkána roztokem ninhydrinu. Obr. 30
Obr. 30
Deska byla vysušena a vizualizace byla provedena zahřátím desky na 120 °C. Obr. 31
Obr. 31
Vzhledem k velmi blízkému chemickému vztahu mezi methcathinonem a efedrinem je dosažení jasné separace na chromatogramu poměrně náročné. Nejspolehlivější metodou je měření indexu lomu vodných roztoků efedrinu připravených v přesně definovaných koncentracích. Pro tento účel byly připraveny roztoky o koncentracích: 1. vzorek - 1,5 Eq 1% (1 g ve 100 ml), 2. vzorek - 2 Eq 5% (5 g ve 100 ml), 3. vzorek - 1 Eq 8% (8 g ve 100 ml). Obr. 32
Obr. 32
Hodnoty indexu lomu pro roztoky efedrin-hydrochloridu o přesně definovaných koncentracích jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1. Koncentrace roztoků efedrin-hydrochloridu a index lomu
Index lomu nD20 | Koncentrace efedrin-hydrochloridu, %. |
1.334 | 0.5 |
1.335 | 1 |
1.336 | 1.5 |
1.337 | 2 |
1.338 | 2.5 |
1.339 | 3 |
1.340 | 3.5 |
1.341 | 4 |
1.342 | 4.5 |
1.343 | 5 |
1.344 | 5.5 |
1.345 | 6 |
1.346 | 6.5 |
1.347 | 7.5 |
1.348 | 8 |
1.349 | 8.5 |
1.350 | 9 |
1.351 | 9.5 |
1.352 | 10 |
1.353 | 10.5 |
Pro roztok 1,5 Eq o koncentraci 1 % byl index lomu 1,3349. Obr. 33
Obr. 33
Pro roztok 2 Eq o koncentraci 5 % byl index lomu 1,3429. Obr. 34
Obr. 34
Pro roztok 1 Eq o koncentraci 8 % byl index lomu 1,3493. Obr. 35
Obr. 35
Na základě získaných údajů lze konstatovat, že použití 1 ekvivalentu borohydridu sodného vede k přítomnosti nečistot ve vzorku po syntéze. Následně je pro úplnou redukci methcathinonu na efedrin nutné použít nejméně 1,5 ekvivalentu borohydridu. Ramanovo spektrum racemického vzorku efedrin-hydrochloridu je uvedeno na obr. 36.
Obr. 36
Last edited by a moderator: