Синтез на декстроамфетамин (Набенхауер, 1942 г.)

[G.Patton]

Въведение

В момента съществуват много начини за синтезиране на декстроамфетамин. Те могат да бъдат разделени на 3 вида: биосинтез (с използване на биомаса), директен синтез и синтез на рацемичен (сума от l- и d-изомери) амфетамин, последван от разделяне на оптичните изомери. В нашия случай беше избран синтез, при който се използват прости реактиви и бърз синтез, който е максимално адаптиран към "домашните условия". Процесът е следният: получаваме рацемичния амфетамин по класическия начин, след което го разделяме на 2 оптични изомера (l- и d-) по метода на Набенхауер [US патент 2276508, Nabenhauer FP, "Method for the separation of optically active alpha-methylphenethylamine", публикуван на 17 март 1942 г., присвоен на Smith Kline French].

Синтез

Синтез на амфетамин от P2NP чрез Al/Hg. Първо се прави алуминиева амалгама. Тя е необходима, за да се почисти алуминият от силния оксиден слой, който се образува при взаимодействие с въздуха. Вземаме 14 g алуминиево фолио и го накъсваме с ръце на парчета с размери 2х2, 3х3 cm. Не забравяйте да разкъсвате, а не да режете, за да увеличите площта на повърхността. Поставете в колба с кръгло дъно с 3 гърла и напълнете фолиото изцяло с вода.

Спойлер: Снимка.1

Сега приготвяме живачната сол. Вземаме живачен термометър от аптеката, увиваме го в хартия, счупваме го в долния край. Изсипваме целия живак в чаша, където след това добавяме 4 ml азотна киселина (70%). Не забравяйте, че живачните пари са опасни за здравето! За да започне реакцията, чашата трябва да се нагрее до около 50 градуса, като се разбърква от време на време. Целият живак се разтваря за около 30 минути, а от стъклото се отделя оранжев газ - азотен оксид (IV). Уравнението на реакцията е следното.

Hg + 4HNO3 ----> Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Спойлер: Pic.2

С пипета се вземат 2 ml от разтвора и се поставят в колба с кръгло дъно, покрита с фолио. След около 5 минути фолиото загуби блясъка си, стана матово и на дъното на колбата се събра малък слой сива утайка (алуминиев хидроксид).

Спойлер: Снимка.3

Изцеждаме течността и изплакваме фолиото с вода 3 пъти.

Спойлер: Фиг.4

Налейте 30 ml вода в колбата, поставете термометър в лявото гърло на колбата, поставете рефлуксен кондензатор в централното гърло и поставете капкова фуния със 110 ml 14% разтвор на P2NP (това е фенилнитропропен; 1-фенил-2-метил-2-нитроетилен) в дясното гърло.

Спойлер: Снимка.5

Оцетната есенция често се използва за получаване на водород, но аз "стартирам" реакцията за получаване на водород с вода. По-малко киселинна среда, което означава, че по-късно трябва да се добавят по-малко основи. Много хора задават въпроса: "Как да премахна тази вода?" Не е необходимо да се премахва водата никъде, тя реагира с алуминия и се получава водород.

2Al + 6H2O ---> 2Al (OH) 3 + 3H2

Много е важно да се запомни, че реакцията на редукция на P2NP протича с много! голяма екзотерма. Необходимо е внимателно да се следи температурата и да се предотврати прегряване над 60 градуса. Лично аз поддържах температурата около 50-55 градуса. Неспазването на тази технология намалява добива на продукта и дава оцветен (розов, оранжев) продукт. Инфузията на целия P2NP отне около 50 минути. Сменете капковата фуния със стъклена запушалка. Получихме точно такъв сив разтвор.

Спойлер: Снимка.6

За да увеличите добива, можете да загреете реакционната маса при температура 50-60 градуса в продължение на 30 минути на водна баня.

Спойлер: Снимка 7

Охлаждаме сместа до стайна температура, поставяме тапа вместо термометъра, отстраняваме рефлуксния кондензатор. Правим алкален разтвор на базата на 1 част натриев хидроксид - 2 части вода. Разтварянето продължава при нагряване, затова изчакваме разтворът да се охлади. Не си струва да се изсипва твърда алкална основа в реакционната маса или да се налива горещ разтвор, тъй като това намалява добива, както всяко прегряване. Изсипете охладената до стайна температура алкална основа в реакционната маса до pH = 11-12, изчакайте 30-40 минути, докато целият плаващ алуминий се разтвори, а жълтото масло изплува нагоре. Едновременно с това следим и температурата. Уравнения на реакцията.

2Al + 2NaOH + 6H2O ==> 2Na[Al(OH4)] + 3H2
NaOH + Al (OH)3 ---> Na[Al(OH)4]

Спойлер: Снимка 8

Изсипваме всичко в разделителна фуния. Изчакваме разделянето на слоевете. Вземаме маслената фракция.

Спойлер: Фиг.9

Извличаме амфетамин от утайката, като я промиваме 3 пъти с 10 ml петролен етер. Разделяме горната част с помощта на разделителна фуния. Комбинираме всички екстракти с "масло" и ги поставяме в ледена вода за охлаждане.

Спойлер: Снимка 10

На дъното на чашата остава голяма капка вода, която се отделя с делителна фуния. Изсипете горния слой в чаша и го изсушете върху безводен магнезиев сулфат. Там почистваме амфетамина от остатъците от живак и вода.

Спойлер: Снимка 11

Филтрираме течността от твърдия магнезиев сулфат върху фуния на Бюхнер.

Спойлер: Снимка.12

Вземам концентрирана 98% сярна киселина. Приготвям разтвор на сярна киселина в ацетон в обемно съотношение 1:10. Взех техническия ацетон, в железарията, и го дестилирах, като отстраних "главите" и "опашките". След това го изсуших с безводен магнезиев сулфат. Много хора питат дали е възможно да се направи разтвор в IPA. Да, може, но IPA (изопропилов алкохол) се изпарява по-дълго от ацетона.

Спойлер: Снимка 13

Капка по капка, внимателно и с разбъркване, се подкиселява със сярна киселина в ацетон до pH = 6. На дъното се образува бяла утайка.

Спойлер: Снимка 14

Охладете реакционната маса в ледена вода, филтрирайте утайката върху фуния на Бюхнер, изплакнете с 3 ml студен ацетон.

Спойлер: Фиг.15

Изсушете на въздух филтрирания продукт и го претеглете.

Спойлер: Фиг.16

Получени са 7,55 g (0,0205 mol) амфетаминов сулфат.
Изчисления:
m (P2NP) = 110 * 0,14 = 15,4 g.
n (P2NP) = 15,4 / 163,17 = 0,094 mol.
n (амфетаминов сулфат) = n (P2NP) = 0.094 mol.
n (амфетаминова основа)= 0,0205 * 2 = 0,0410 mol.
Добивът на реакцията е 0,0410 /0,094 = 43,6 %.
Ще проведете различна реакция със сярна киселина. Амфетамин свободна основа 2 мола + 1 мол сярна киселина = 1 мол амфетамин сулфат. Когато пресмятате амфетамин сулфат, трябва да умножите по две резултата за мола амфетамин сулфат, тъй като за един мол амфетамин сулфат са необходими 2 мола амфетаминова основа.

Екстракция на d-амфетамин

Имаме рацемичен амфетамин. Той съдържа 1 молекула d-амфетамин на 1 молекула l-амфетамин. След това се вземат 6 g от рацемата и се разтварят в 6 ml вода, добавя се алкален разтвор, за да се достигне рН = 11.

Спойлер: Пик.17

Екстрахира се с 5 ml петролен етер и разтворът се затопля, към сместа се добавят 2,45 g d-винена киселина в алкохолен разтвор. След това добавете алкохол до пълното му разтваряне и охладете при разбъркване. Утаява се d-винена сол на l-амфетамин. d-амфетаминът остава в разтвора. Можете да повторите процедурата за почистване на утайката от l-амфетамин d-винена сол с метанол, за да увеличите добива.

Спойлер: Пик.18

Утаяваме d-амфетамин с допълнително количество d-винена киселина. Филтрираме утайката, получаваме основата на d-амфетамина, като добавяме алкална основа до pH = 11.

Спойлер: Снимка 19

Окисляваме основата на d-амфетамина до pH = 6 с разтвор на сярна киселина в ацетон. Получаваме 2,63 g d-амфетамин сулфат. Добивът е 2,63 / 3 = 87,7%.

Спойлер: Pic.20

Този метод на екстракция е валиден за амфетамин, който е синтезиран по всякакви начини. Съществува и друг начин за получаване на декстроамфетамин.

Източник:

Nabenhauer, Fred P. "Method for the separation of optically active alpha-methylphenethylamine." U.S. Patent No. 2,276,508. 17 Mar. 1942.

US2276508A - Method for the separation of optically active alpha-methylphenethylamine - Google Patents

 

[diogenes]

Здравейте, страхотно обяснение, отдавна търся тази яснота. Само два въпроса. В моята страна е трудно да се получи чиста H2SO4, продават Ph регулатор за аквариуми, съдържащ H3SO4 (ортосерна киселина), това също ли би било добро. Кой е най-добрият препоръчан от вас сулфат в търговската мрежа? Какво трябва да се използва за базиране на разтвора (налично в търговската мрежа). Мисля, че содата каустик се предлага в по-ниска концентрация, това също ли би било достатъчно? Благодаря ви за помощта.

 

[G.Patton]

Здравейте. Можете да използвате разредена сярна киселина (H2SO4), но в по-голям товар. Сярната киселина (H2SO3) не е подходяща, защото е слаба киселина, а сярната киселина (H2SO4) е силна. Содата каустик е същото като натриевия хидроксид.
H3SO4 (ортосерна киселина) не съществува.

 

[diogenes]

Здравейте, съжалявам за грешката си, просто глупаво обърках фосфорната киселина (H3PO4) със сярна киселина (H2SO4). Въпросът ми по принцип е откъде да си набавя Сярна киселина (H2SO4). Фосфорната киселина е лесно достъпна, но някак си не я намирам за толкова стимулираща, колкото сулфатната. (Твоят пост най-накрая изяснява и определя количествено разликата една друга тема, но дори при коригиране на дозата тя изостава - чудя се дали абсорбцията/екскрецията може да е различна - но това е извън темата тук). Така че би било чудесно, ако в крайна сметка мога да опитам този метод на разделяне с D-сулфат.

Друг въпрос, има ли значение видът или концентрацията на алкохола при добавянето на винената киселина. благодаря ви.

 

[G.Patton]

Няма значение.

Можете да го намерите като акумулаторен електролит в железария или автокъща, съдържа ~36% сярна киселина

 

[diogenes]

Благодаря ви за информацията, тя проработи като по чудо. Изпарих водата и сега имам доста концентриран H2SO4. Какво е съотношението на сярната киселина и ацетона? Дали няма да направят всякакви нови молекули, когато се смесят заедно? Съжалявам, ако е глупав въпрос, но съм малко предпазлив от смесването на двете заедно. Също така разтворът на NaOH за базифициране: Имам около 40% разтвор, има ли значение концентрацията?

 

[G.Patton]

Пригответе разтвор на сярна киселина в ацетон в обемно съотношение 1:10. (с)
Вземете 1 обем киселина и 10 обема ацетон

Това ще бъде добре. Трябва да постигнете pH= 11-12, така че концентрацията не е толкова важна.

 

[diogenes]

Много ви благодаря, Патън. Ще докладвам, когато опитам това разделяне, надявам се, че ще получа сравнително добри добиви.

 

[G.Patton]

Успех, човече!

 

[diogenes]

Здравейте отново Гледах числата в процедурата, тъй като все още чакам да пристигнат някои разтворители. Когато започвам пречистването на D-амфетамин, дадените 6 мл вода ми се струват твърде малко. Разтворимостта на сулфатната сол е дадена като 8,8 части вода към една част амф. сулфат. Не е ли това печатна грешка, не сте имали предвид 60ml? Ето един линк, но не съм проверила повторно в Merck:

Попитай Erowid: ID 2057: Как разтварянето на амфетамин в течност влияе на неговата ефикасност?

Попитай Erowid Въпрос и отговор: Как разтварянето на амфетамин в течност се отразява на неговата сила?

www.erowid.org

Четейки оригиналния патент, Набенхауер сякаш казва, че ако се добави недостатъчно количество D-винена киселина, тогава първо кристализира L-изоформата (както е описано от вас по-горе), ако обаче D-винена киселина се добави в излишък, тогава първо кристализира D-изоформата. Можете ли случайно да обясните химията, която стои зад това? Защо единият изомер кристализира по-бързо от другия? Защо това се променя, когато се добави излишък от винена киселина?

Наистина ще съм ви благодарен, ако можете да хвърлите малко светлина върху това, не успях да намеря източник, но може би това е така, защото е очевидно за някой с повече знания/опит в областта на химията. благодаря ви.

 

[G.Patton]

Можете да добавяте вода до пълното му разтваряне с минимално количество вода. След това ще добавите алкален воден разтвор с вода, който също ще помогне за разтварянето му.
Просто кажете: първо, стереоселективната реакция се извършва по "по-лесен" и нискоенергиен начин с l-изомера, а след това преминава по втори начин по по-енергиен начин.

 

[SergMarsian]

Здравейте, тъй като на пазара няма декстроамфетамин, а аз се нуждая от него, има нужда да си го направя сам, аз съм начинаещ, затова имам някои въпроси, както разбирам първо с използването на винена киселина с метанол - Л амфетамин попада в утайка и след това трябва да се вземе разтвор без тази утайка и да се добави без алкохол само д винена киселина и да се добави алкал до достигане на РН 11 и чак тогава може да се филтрира и да се получи суха основа на Д амфетамин, след което подкиселяване със сярна киселина в ацетон и филтриране да се получи сух чист Д амфетамин, нали така?

Необходима ли е винена киселина D(-) или D(+)?

 

[G.Patton]

Здравейте, няма разлика.
По-добре е да приемате етанол
"допълнително количество d-винена киселина." Означава алкохолен разтвор на d-винена киселина, съжалявам за неточността.
утвърдително

 

[SergMarsian]

Много ви благодаря за отговорите, още един въпрос за алкохолния разтвор на d-винена киселина, d-винена киселина с етанол (96%) в каква пропорция да се намеси? докато винената киселина се разтвори?

 

[G.Patton]

Необходимо е да налеете минимално количество алкохол, за да го разтворите

 

[diogenes]

Здравейте, Серг, мисля, че се утаява, когато добавите допълнителния разтвор на D-винена киселина, и това е, когато филтрирате, така че получавате повече или по-малко суха утайка, която е D-винена киселина-D-амфетамин. След това добавяте малко алкален разтвор, за да освободите основата от винената киселина, така че получавате тънък филм от D-амфетаминова основа върху водния разтвор на натрий и винен тартарат. След това трябва да извлечете основата с възможно най-малко разтворител, за да стане много гъста, и след това да добавите към нея сярна киселина/ацетон, за да се утаи D-амфетамин сулфат.

 

[diogenes]

Патън, няма ли да е по-добре да се използва 100% етанол, като се изсуши върху малко MgSO4 и се дестилира?

Serg, ние сме почти в една и съща лодка, аз започнах да се занимавам с химия, сблъсквайки се със същия проблем, че е наличен само рацемичен амфетамин. При това Патън го прави да звучи толкова лесно, защото е лесно, щом сте на неговото ниво в химията. Има много дребни детайли, които трябва да уредите правилно, например да имате чисти реагенти - безводен ацетон, сярна киселина и т.н. Да ми кажете как сте се справили.

 

[G.Patton]

Да, по-добре е да се увеличи добивът на рксн

 

[ASheSChem]

Не разбирам как изчислявате добива :x

 

[G.Patton]

Взехме 6 г рацемат = 3 г D-amph+3 г L-amph
Получихме
2,63 g добив = x%
3,0 g теория = 100%

2.63*100/3=87.7%

 

[Pororo]

Благодаря за интересното проучване. Но съм изненадан от вашите пропорции на винената киселина.
6 г амфосулфат са 3,49 г рацемична амфобаза. Тогава защо използвате 2,45 г d-винена киселина? Тя трябва да бъде в моларно съотношение 1:4, т.е. 0,97 г d-винена киселина е достатъчна????

 

[G.Patton]

По-горе ви изпратих цитата на метода на Набенхауер. Моля, прочетете внимателно цялата статия. Аз казвам същото.

В съответствие с тази статия, ако вземете пропорцията, както казахте (1мол амин с 0,25мола d-винена киселина), ще получите 0,2-0,25мола d-амин d-битартарат в утайката от 1мол свободна от амин основа.

Равновесието на тази реакция (от цитата):
1 мол d,l-амин + 1,2 мола d,l-винена киселина = 0,5 мола d-амин d-битартарат (2 части аминова основа на 1 част киселина)
солта се утаява

вземате
1 mol d,l-амин + 0,25 mol d-винена киселина = 0,25 mol d-амин d-битартарат, както предлагам. Вероятно може да се получи сол на d-амин d-бартарат (1:1 база:киселина), която също е неразтворима в този разтворител. Трудно е да се предвиди. Не съм виждал подробности за вашия експеримент. Само вашите думи.


Ако искаш да докажеш твърдението си, изпълни експеримента си със снимки в раздела за коментари или в нов пост.

 

[Pororo]

Разбрах идеята ви. Не знам защо смятате, че ще получите битартрат. Може да е заради етанола.

Ако правилно разбирам термините, тартарат означава 1:2, но битартарат означава моларни съотношения 1:1!!!

Но аз не използвам етанол. Използвам други разтворители.

Това, което знам, е, че кристализацията спира веднага щом се изразходват 0,25 мола киселина с добив 95 %. След това, ако се добавят 0,25 мола противоположна киселина, утаяването ще започне отново с добив 95 %.
И сега, когато са приложени 0,25 L и 0,25 D, ако се опитам да добавя още D или L или DL киселина към матерната течност - нищо не се случва. Изглежда, че няма основа, ph също е киселинно.
За да се докаже, може да е, може да е, в отделни случаи. Не съм сигурен кога ще направя отново амфетално разделяне, може би в края на септември.