GhostChemist
Expert
- Language
- 🇬🇧
- Joined
- Nov 20, 2022
- Messages
- 114
- Reaction score
- 246
- Points
- 43
Synteza chlorowodorku efedryny przebiegazgodnie ze schematem 1.
Schemat 1
Schemat 1
Przeprowadziliśmy 3 syntezy efedryny z 1, 1,5 i 2 równoważnikami NaBH4 do metkatynonu
Odczynniki i materiały wyjściowe do jednej syntezy:
- 10 g oczyszczonego chlorowodorku metkatynonu
- 40-50 ml 88% etanolu
- 2 g (1 ekwiwalent (Eq)), 2,95 g (1,5 ekwiwalentu (Eq)) i 3,7 g (2 ekwiwalenty (Eq)) borohydryku sodu
- 300 ml wody destylowanej
- 250-300 + 20 mL dichlorometanu (DCM)
- 15 ml 14% kwasu solnego
- 10-15 ml octanu etylu
- 10 ml zimnego acetonu (o temperaturze nieprzekraczającej -5°C)
- Mieszadło magnetyczne z podgrzewaniem
- Kolba trójszyjna o pojemności 1 l
- Zlewki
- Lejek rozdzielający
- Skraplacz zwrotny
- Termometr
- Korki szklane
- Papierki wskaźnikowe pH.
Synteza
chlorefedryny
Synteza chlorowodorku efedryny poprzez NaBH4 z chlorowodorku efedronu.
Składniki wyjściowe przedstawiono na rysunku 1.
Rys. 1
Chlorowodorek metkatynonu umieszcza się w kolbie i dodaje etanol aż do rozpuszczenia. Rysunek 2
Rys. 2
Po całkowitym rozpuszczeniu metkatynonu dodaje się borohydryd sodu w bardzo małych porcjach. Temperatura mieszaniny reakcyjnej powinna mieścić się w zakresie 20-30°C. Rysunek 3
Rys. 3
Po dodaniu całej ilości borohydratu sodu mieszaninę reakcyjną miesza się przez 24 godziny. Rysunek 4
Rys. 4
Po 24 godzinach do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 200 ml wody, aż większość osadu się rozpuści. Rysunek 5
Rys.5
Po dodaniu wody mieszaninę miesza się przez około 20-30 minut. Rysunek 6
Rys. 6
Do otrzymanego roztworu dodano 50 ml DCM. Rysunek 7
Rys.7
Mieszaninę z dodanym DCM mieszano przez 5-10 minut. Rysunek 8
Rys. 8
Otrzymaną mieszaninę przenosi się w porcjach 50-100 ml do rozdzielacza i ekstrahuje dodatkowymi porcjami DCM. Całkowita objętość DCM do ekstrakcji wynosi 250-300 ml. Rys. 9
Rys. 9
Otrzymany ekstrakt efedryny w DCM przenosi się do kolby i dodaje 50 ml wody. Ekstrakt w DCM powinien mieć zasadowe pH. Rysunek 10
Rys.10
Do mieszaniny reakcyjnej dodaje się kroplami 14% kwas solny (12-17 ml w eksperymencie 1,5 eq i dla redukcji Met), aż do uzyskania stale lekko kwaśnego pH. Rysunek 11
Rys. 11
Po dodaniu roztworu kwasu solnego i osiągnięciu stabilnego lekko kwaśnego pH, mieszaninę reakcyjną mieszano przez 30-40 minut. Rysunek 12
Rys. 12
Po mieszaniu mieszaniny przez 30-40 minut, mieszaninę pozostawiono do rozdzielenia. Rysunek 13
Rys. 13
Warstwę DCM oddzielono i ponownie dodano 50 ml wody w celu ekstrakcji chlorowodorku efedryny. Jeśli roztwór ma zasadowe lub obojętne pH, dodaje się niewielką porcję kwasu solnego. pH powinno być lekko kwaśne. Rysunek 14
Rysunek14
Warstwy wodne o kwaśnym pH są łączone i dodaje się do nich 20 ml DCM w celu oczyszczenia z zanieczyszczeń organicznych. Rysunek 15
Rys.15
Mieszaninę wstrząsa się i pozostawia do rozdzielenia warstw w rozdzielaczu. Rysunek 16
Rys. 16
Warstwa DCM została odrzucona. Warstwę wodną przefiltrowano przez filtr papierowy. Rysunek 17
Rys. 17
Przefiltrowany roztwór odparowano w temperaturze 100-130°C. Rysunek 18
Rys. 18
Odparowywanie trwa do momentu krystalizacji. Rysunek 19
Rys.19
Aby potwierdzić tożsamość efedryny, przeprowadzono test jakościowy. Do wodnego roztworu kryształu dodano kilka ml roztworu CuSO4, kilka kropli roztworu NaOH i 2-3 ml octanu etylu. Efedryna wytwarza różowe zabarwienie w warstwie eterycznej (probówka testowa 2). Dla porównania, metkatynon nie wykazuje takiej reakcji (probówka 1). Dodatkowo, gdy otrzymany produkt jest ogrzewany z roztworem K3[Fe(CN)6] i alkaliami, wydziela zapach benzaldehydu, co wskazuje na obecność efedryny. Kryształy chlorowodorku efedryny mają gorzki smak. Rysunek 20
Rys.20
Kryształy przenosi się na filtr i traktuje mieszaniną 15 ml octanu etylu i 10 ml zimnego acetonu (o temperaturze nieprzekraczającej -5°C). Mieszanina jest szybko i dokładnie mieszana. Kryształy pozostawia się na 20-30 sekund, a następnie filtruje próżniowo. Wypłukane kryształy suszy się na powietrzu. Rysunek 21
Rys. 21
Wydajność chlorowodorku efedryny wynosi 6,1-7,6 g lub 60-75%.
Analiza
Odczynniki i materiały
- Synteza chlorowodorku efedryny przez 1,5 Eq; 2 Eq i 1 Eq NaBH4
- Odczynnik Simona (2% wodny roztwór Na2CO3; 1% wodny roztwór nitroprusydku sodu Na2[Fe(CN)5NO]*2H2O; roztwór aldehydu octowego w etanolu)
- Odczynnik do reakcji Chen-Kao (1% wodny roztwór kwasu octowego; 1% wodny roztwór CuSO4*5H2O; 2N wodny roztwór NaOH)
- Odczynnik Ninhydrin (10% roztwór Ninhydrin w etanolu)
- NaOH
- Octan etylu
- Etanol 88%
- TLC Żel krzemionkowy
- Lampa UV
- Szklane pipety Pasteura
- Refraktometr
- Szkiełka zegarkowe
- Kolba pomiarowa 100 ml 20 ℃ (B)
- Woda destylowana
Otrzymano 3 próbki syntezy chlorowodorku efedryny za pomocą 1,5 Eq; 2 Eq i 1 Eq NaBH4. Rys. 22
Rys.22
Wszystkie otrzymane próbki chlorowodorku efedryny zostały przetestowane za pomocą jakościowej reakcji Simona. Wszystkie próbki efedryny wykazały negatywną reakcję na obecność metamfetaminy. Dla porównania przeprowadzono oznaczenie kontrolne. Metcat również nie wykazywał jakościowej reakcji Simona; możliwe, że nie jest on specyficzny dla katynonów. Rys. 23
Rys.23
Następnie przeprowadzono reakcję Chena. Wszystkie próbki chlorowodorku efedryny i próbki metkatynonu wykazały reakcje pozytywne. Rys. 24
Rys.24
Otrzymane próbki chlorowodorku efedryny przebadano metodą chromatografii cienkowarstwowej z wizualizacją pod lampą UV. Przygotowane wodne roztwory chlorowodorku efedryny naniesiono na płytkę i wysuszono. Rys. 25
Rys. 25
Następnie płytkę umieszczono w mieszaninie rozpuszczalników (50 ml 88% etanolu, 25 ml wody, 5 ml octanu etylu i 20 ml 0,5% roztworu NaOH). Rys. 26
Rys. 26
Pod wpływem promieniowania UV widoczne są tylko ślady głównej substancji. Rys. 27
Rys.27
Drugi chromatogram uzyskano w mieszaninie rozpuszczalników składającej się z 70 ml 88% etanolu i 10 ml octanu etylu. Rys. 28
Rys.28
Wizualizacja pod lampą UV ujawniła obecność pojedynczego składnika i bardzo niewielkiej ilości zanieczyszczeń. Rys. 29
Rys.29
Następnie płytkę spryskano roztworem ninhydryny. Rys. 30
Rys.30
Płytkę wysuszono i przeprowadzono wizualizację, podgrzewając płytkę do 120°C. Rys. 31
Rys.31
Biorąc pod uwagę bardzo bliski związek chemiczny między metkatynonem i efedryną, uzyskanie wyraźnego rozdziału na chromatogramie jest dość trudne. Najbardziej wiarygodną metodą jest pomiar współczynnika załamania światła wodnych roztworów efedryny przygotowanych z precyzyjnie określonymi stężeniami. W tym celu przygotowano roztwory o stężeniach: 1. próbka - 1,5 Eq 1% (1 g w 100 mL), 2. próbka - 2 Eq 5% (5 g w 100 mL), 3. próbka - 1 Eq 8% (8 g w 100 mL). Rys. 32
Rys. 32
Wartości współczynnika załamania światła dla roztworów chlorowodorku efedryny o ściśle określonych stężeniach przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Stężenia roztworów chlorowodorku efedryny i współczynnik załamania światła
Współczynnik załamania światła nD20 | Stężenia chlorowodorku efedryny, % |
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 |
Dla roztworu 1,5 Eq o stężeniu 1% współczynnik załamania światła wynosił 1,3349. Rys. 33
Rys. 33
Dla roztworu 2 Eq o stężeniu 5% współczynnik załamania światła wynosił 1,3429. Rys. 34
Rys.34
Dla roztworu 1 Eq o stężeniu 8% współczynnik załamania światła wynosił 1,3493. Rys. 35
Rys.35
Na podstawie uzyskanych danych można stwierdzić, że użycie 1 równoważnika borohydryku sodu prowadzi do obecności zanieczyszczeń w próbce po syntezie. Następnie konieczne jest użycie nie mniej niż 1,5 równoważnika borohydryku do całkowitej redukcji metkatynonu do efedryny. Widmo spektroskopii Ramana racemicznej próbki chlorowodorku efedryny przedstawiono na Rys. 36.
Rys.36
Last edited by a moderator: