Die kurze Antwort lautet: Unter den Reaktionsbedingungen ist es fast unmöglich, eine nennenswerte Menge von
Methamphetaminzu erhalten, ausgehend von Amphetamin. Das einzige Produkt ist
N,N-Dimethylamphetaminzusammen mit dem nicht umgesetzten
Amphetamin.
Bei der Reaktion handelt es sich um das Eschweiler-Clarke-Verfahren, d. h. die vollständige Methylierung von primären (und sekundären) Aminen unter Verwendung von Formaldehyd und Ameisensäure. Dies ist eine alte, aber sehr effiziente Methode zur Herstellung tertiärer
N,N-Dimethylalkylamine.
Unabhängig von der Stöchiometrie ist es unwahrscheinlich, dass unter den Reaktionsbedingungen eine nennenswerte Menge eines sekundären Amins (d. h. Methamphetamin) erhalten wird. Sekundäre Amine sind im Allgemeinen reaktionsfreudiger als primäre, so dass sie schnell weiterreagieren und tertiäre Amine bilden. Darüber hinaus erfordert die Reaktion höhere Temperaturen (~100oC), was die Selektivität und die Möglichkeit der Bildung sekundärer Amine weiter verringert.
Wenn eine begrenzte Menge Ameisensäure und Formaldehyd verwendet wird (eine geringere als die stöchiometrische Menge), sollte die typische Zusammensetzung des Reaktionsgemischs wie unten dargestellt sein:
So wird das gewünschte Produkt
3 (Dextromethamphetamin oder racemisches Methamphetamin) mit ziemlicher Sicherheit nicht vorhanden sein (eine experimentelle Analyse des Reaktionsgemischs erfordert zumindest Gaschromatographie, vorzugsweise gekoppelte Gaschromatographie-Massenspektrometrie).
Selbst wenn etwas Methamphetamin hergestellt wird, ist das Gemisch (
1 +
2 +
3) wären aufgrund ähnlicher Siedepunkte und anderer Eigenschaften (alle drei Amine sind ziemlich flüchtig, was Säulenchromatographie praktisch ausschließt) im präparativen Maßstab (z. B. >1 g) kaum zu trennen. Die einzige Möglichkeit wäre die präparative Gaschromatographie oder die präparative HPLC, die beide für die fraglichen Verbindungen extrem teuer sind. Damit wäre der gesamte Versuch praktisch nutzlos.
Mechanistisch gesehen handelt es sich bei der Reaktion um einen Hydridtransfer von Ameisensäure, wie unten dargestellt:
Die Frage der Racemisierung ist komplexer, aber nur für das tertiäre Amin relevant
2. Die mögliche Racemisierung kann über das säurekatalysierte Gleichgewicht der Imine erfolgen
1a und
1berfolgen, wie unten gezeigt. Auch eine Transaminierung ist möglich, die zu einem Keton
4 und Methylamin
5. Alle diese Reaktionen sind nur eine Möglichkeit und werden wahrscheinlich nicht in nennenswertem Umfang ablaufen.
Daher ist es vernünftig zu erwarten, dass
N,N-Dimethylamin2 in guter Ausbeute als einziges Produkt, wahrscheinlich mit geringer oder ohne Racemisierung.
Im Allgemeinen erfordert die selektive Umwandlung von primären Aminen in sekundäre Amine (z. B. Amphetamin in Methamphetamin) verschiedene synthetische Ansätze. Zum Beispiel die Reduktion von sekundären Formamiden mit LiAlH4 oder DIBAL-H oder alternativ die
N-Alkylierung von Amidat-Anionen, die von sekundären Carboxamiden wie Formamiden oder BOC-Carbonaten abgeleitet sind, gefolgt von einer sauren Hydrolyse. Es gibt auch einige andere Methoden.
Methamphetamin (dextro oder racemisch) schließlich wird normalerweise nicht in nennenswertem Umfang aus Amphetamin hergestellt, was auf die relative Komplexität der Verfahren und die geringe Kosteneffizienz zurückzuführen ist. Es ist jedoch nicht unmöglich, wenn auch nicht mit dem Eschweiler-Clarke-Verfahren.
