Ziel dieses Beitrags ist es, mehrere Monate Forschung und Tests zusammenzufassen. Es wäre großartig, wenn jeder seine Ergebnisse und Gedanken teilen könnte, um diesen Syntheseweg zu perfektionieren.
Alle Reagenzien, die ich verwenden werde, sind wahrscheinlich in jedem Baumarkt zu finden, mit Ausnahme von Helional, das man ganz einfach auf vielen verschiedenen Websites kaufen kann, da es sich nicht um ein überwachtes Vorprodukt handelt. Ich glaube, man kann es sogar bei amazon als Flagge kaufen.
Die Idee dieser Synthese besteht darin, Helional (cas:1205-17-0) in Helionsäure (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-Benzodioxol-5-yl)-2-methylpropansäure) umzuwandeln, letztere dann in Helionamid (cas:858215-05-1, alpha-Methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid) umzuwandeln und schließlich eine Hofmann-Umlagerung durchzuführen, um MDA-Freebase zu erhalten.
Die Vorteile dieser Synthese liegen darin, dass es sich um eine OTC-Synthese handelt, bei der kein Hydroxylamin benötigt wird und Produkte mit geringer Toxizität und niedrigen Kosten verwendet werden. Darüber hinaus besteht das Problem, das bei der anderen Vorgehensweise häufig auftritt, darin, die Beckmann-Umlagerung zu vergrößern, was oft zu einem Öl führt, das in größerem Maßstab nur schwer zu reinigen ist. (basierend auf meinen Erfahrungen und dem, was ich gelesen habe)
Dies wird ein sehr langer Beitrag, weil ich versuchen werde, auf alles im Detail einzugehen, so dass Sie, wenn Sie eine Frage oder ein Problem haben, wahrscheinlich eine Lösung in diesem Beitrag finden.
Ich möchte Sie darauf hinweisen, dass ich persönlich aus irgendeinem Grund beim letzten Schritt nicht weiterkomme, dass es aber theoretisch durchaus möglich ist, das Endprodukt mit einer guten Ausbeute zu erhalten, wie aus den vielen Beiträgen erfolgreicher Leute hervorgeht.
Erster Schritt: Oxidation von Helional zu Helionsäure:
61,5g Helional wird mit 216mL Aceton und 80g NaHCO3 unter Rühren in einem 1L Becherglas vermischt. (Tipp: NaHCO3 zuletzt und nach und nach zugeben, um den Magnetrührer nicht zu blockieren). Dann fügst du unter Rühren nach und nach eine Lösung von Oxon hinzu (110,8 g Oxon in etwa 450 ml Wasser). Dies kann tröpfchenweise mit Hilfe eines Tropftrichters oder von Becherglas zu Becherglas geschehen. Da es sich um eine exotherme Reaktion handelt, kann das Aceton zum Sieden gebracht werden. Wenn es zu heiß wird, stellen Sie die Zugabe des Oxons ein und lassen Sie die Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen. Sie können während der Zugabe ein Eisbad verwenden, aber es funktioniert genauso gut bei Raumtemperatur, wenn Sie vorsichtig sind.
Normalerweise beende ich die Zugabe der Oxonlösung nach 1 Stunde. Dann lasse ich sie etwa 2 bis 3 Stunden lang reagieren. Mittels TLC konnte ich feststellen, dass nach 3 Stunden alles reagiert hatte.
Nach 3 Stunden säuert man die Lösung mit HCl an, um die Säure auszufällen (die weißen Salze am Boden des Becherglases sind nicht unser Produkt, sondern Kaliumsalze aus dem Oxon). Füge so lange hinzu, bis nichts mehr ausfällt (ca. pH 1-2). Seien Sie vorsichtig, denn es verbleibt etwas nicht umgesetztes NaHCO3, das CO2 freisetzt. In den meisten Fällen ist nichts ausgefallen, außer einem orangefarbenen "Öl", das an die Oberfläche der restlichen Lösung steigt. Das ist unser Produkt, das sich schließlich verfestigt. Um die Verfestigung zu erzwingen, kann man es für einige Stunden in den Kühlschrank stellen, aber das funktioniert nicht immer. Die beste Methode, die ich gefunden habe, ist, das Becherglas in den Gefrierschrank zu stellen, bis alles erstarrt ist, und es dann auf Raumtemperatur kommen zu lassen. Was fest bleibt, ist unser Produkt mit Kaliumsulfatsalzen.
Filtern Sie den gelben Feststoff, der mit Kaliumsalzen verunreinigt ist, und geben Sie den pulverisierten Feststoff in ein Becherglas mit 400 ml bis 500 ml Rührwasser. Dadurch werden alle Kaliumsalzverunreinigungen aufgelöst. Dann brauchen Sie nur noch zu filtern, um den gelben Feststoff zu erhalten.
Sie können die Helionsäure auf diese Weise behalten, aber ich rate Ihnen dringend, zumindest eine Säure-Base-Reinigung durchzuführen, da sonst die Amidreinigung (noch) komplizierter wird. Bereiten Sie dazu eine Lösung von NaOH vor (ca. 13 g in 150 ml Wasser). Warten Sie, bis die Lösung abgekühlt ist, bevor Sie die Säure nach und nach hinzufügen. Wenn die Lösung zu heiß wird, erhält man eine dunkelbraune statt einer weißen/hellbraunen Säure. Anschließend waschen Sie die wässrige Phase (die die konjugierte Base der Helionsäure enthält) mit Ether oder DCM (ergibt die besten Ergebnisse). Falls diese nicht zur Verfügung stehen, genügt Naphtha oder ein anderes apolares Lösungsmittel. Anschließend gewinnen Sie die wässrige Phase zurück und säuern sie mit HCl an. Ihre Säure wird ausfallen. Wenn sich die Lösung weiß färbt, aber keine Ausfällungen zu sehen sind, wenden Sie die gleiche Technik wie oben an (Gefrierschrank). Im Allgemeinen reicht es jedoch aus, das Becherglas in den Kühlschrank zu stellen. Dann filtrierst du, und schon hast du deine Säure.
Sie können in Wasser oder Ethanol umkristallisieren, um eine wirklich reine Säure zu erhalten, die schöne weiße Kristalle bildet, aber das ist eher lästig, da die Säure in heißem Wasser nicht sehr löslich ist (ich würde sagen, etwa 10 g/l bei 90 °C), und diese grundlegende Säurereinigung reicht aus, um später anständige Ergebnisse zu erhalten.
Der Schmelzpunkt von reiner Helionsäure liegt bei 77 °C. Ausbeute : 80 %-90 %
Anmerkungen zur Synthese :
-Wenn man die Lösung ansäuert, kann die Säure, anstatt ein "Öl" zu bilden, die Lösung weiß färben, ohne auszufallen, also friert man die Lösung einfach wie üblich ein.
- Das Reaktionsgemisch färbt sich gelb, wenn man das Oxon hinzufügt, und dann wieder orange/braun. Das ist normal und liegt daran, dass die gebildete Säure/Verunreinigungen ihre Farbe je nach pH-Wert ändern.
-Ich habe entmineralisiertes Wasser, Leitungswasser und destilliertes Wasser ausprobiert, und es schien keinen Unterschied bei der Reaktion zu machen (ich dachte, dass die Ionen im Leitungswasser das Oxon zerstören würden, aber das war nicht der Fall).
- Fügen Sie immer überschüssiges NaHCO3 hinzu, wie in meiner Synthese empfohlen. Wenn der pH-Wert sauer wird, wenn noch nicht alles Oxon reagiert hat, besteht die Gefahr, dass sich instabiles und explosives TATP bildet. Aber keine Angst: Wenn Sie alles genau befolgen, ist alles in Ordnung.
- Das Oxon ist in Wirklichkeit ein Dreifachsalz: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Die Spezies, die uns hier interessiert, ist KHSO5. Dies müssen wir also bei der Berechnung der benötigten Molzahl des Oxons berücksichtigen (was hier bereits geschehen ist).
-NaHCO3 verhindert, dass der pH-Wert sauer wird. Es reagiert mit der Säure des Oxons und mit der gebildeten Helionsäure und wandelt sie in ihre konjugierte Base um. NaHCO3 ist auch eine sehr schwache Base, die dafür sorgt, dass der pH-Wert nicht zu basisch ist. Bei basischem pH-Wert ist das Oxon nicht stabil (pH=9, der pH-Wert, bei dem das Oxon am wenigsten stabil ist).
-Oxon kann in der Schwimmbadabteilung von Baumärkten gekauft werden. Schauen Sie sich die Produktinformation oder die Zusammensetzungsliste auf dem Produkt an.
-Die Synthese ist leicht skalierbar, aber ich würde einen Eimer mit kaltem Wasser empfehlen, um den Rm in größerem Maßstab richtig abzukühlen.
Ich habe Ethanol als Lösungsmittel dreimal ausprobiert, und es scheint den Ethylester der Helionsäure zu bilden, und andere Produkte, je nach pH-Wert. Ich habe mich nicht näher damit befasst und kann Ihnen daher nicht mehr sagen. Aber vielleicht können wir aus diesem Ester das Amid bilden, und zwar einfacher als mit meiner derzeitigen Methode (Harnstoff + Borsäure + Helionsäure).
Unreine gelbe Säure:
Umkristallisierte Säure
Zweiter Schritt, Helionamid-Synthese
Ich habe zwei Wege ausprobiert: Zunächst überführte ich die Helionsäure in ihr entsprechendes Ammoniumsalz und erhitzte es dann. Das war ein Fehlschlag.
Der zweite Weg hat funktioniert, obwohl die Aufarbeitung dieser Reaktion ein Alptraum ist, und ich denke, dass dies leicht verbessert werden kann, wenn Sie irgendwelche Ideen haben.
Ich habe mich an das Verfahren in der Veröffentlichung "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE" gehalten.
Im Grunde genommen wird eine Mischung aus Harnstoff, Carbonsäure und Borsäure 5-10 Minuten lang verrieben und dann 15-30 Minuten lang in einem Becherglas bei 160-180 °C erhitzt. Man weiß, dass die Reaktion beendet ist, wenn sie wieder erstarrt (Harnstoff, Helionsäure und Borsäure schmelzen bei 180°C).
Das ist seltsam, denn Helionamid schmilzt bei 123 °C. Ich vermute, dass dies auf die Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen ist, die Amide bilden können. Sie werden sehen, dass es mehr ein Gel als einen Feststoff bildet. Ich glaube nicht, dass eine Verreibung wirklich notwendig ist, da alles bei 180°C schmilzt. Wenn Sie jedoch auf etwa 160°C-170°C erhitzen, ist das vermutlich ratsam, da Borsäure bei 171°C schmilzt. Eine Verreibung der Mischung führt zu einer Schmelzpunktsenkung. Borsäure ist nicht erforderlich, wird aber empfohlen, da sie die Ausbeute erheblich verbessert.
Ich habe es mit 4 Stunden Erhitzen und 11 Stunden Erhitzen bei 180 °C unter Rühren ohne Borsäure versucht und Ausbeuten zwischen 22 % und 50 % erzielt. Aber die Aufarbeitung war ein Graus, denn je länger man wartet, desto mehr Harnstoff bildet alle möglichen Kondensationsprodukte.
In meinem Fall verfestigte sich das Gemisch nur teilweise nach etwa 1h30 bei 180°C unter Rühren. Ich habe jedoch festgestellt (vielleicht war es nur ein Zufall), dass bei einer Erwärmung auf 170°C alles nach 2 Stunden fest wird. Im Allgemeinen erstarrt nichts oder nur ein Teil davon nach 30 Minuten, weshalb ich die Reaktion auch nach 30 Minuten fortsetze. Trotzdem habe ich diese Synthese noch nicht ganz gemeistert, und deshalb ist Ihre Hilfe bei der Optimierung sehr willkommen.
So gehe ich normalerweise vor:
g Helionsäure * 1,5 = Menge des Harnstoffs, g Säure * 0,4 = Menge der Borsäure.
Das ergibt einen großen molaren Überschuss an Harnstoff, und ich denke daran, diesen irgendwann zu reduzieren, wenn ich gute Ausbeuten erhalte, indem ich dem veröffentlichten Verfahren folge.
Dann gebe ich die 3 in ein Becherglas mit einem Magnetrührer und erhitze sie auf 170°C. Wenn sich alles verfestigt hat, oder 3/4 davon (etwa 2 Stunden), lasse ich es wieder auf Raumtemperatur kommen und füge dann etwa 10mL-20mL einer 15%igen Ammoniaklösung und 100mL-200mL Wasser hinzu. Dann erwärme ich die Mischung, bis sie sich auflöst, und lasse sie wieder auf Raumtemperatur kommen, um das Amid auszufällen, das in kaltem Zustand schwer löslich ist. Und genau hier habe ich ein großes Problem bei der Aufarbeitung. Das Amid will nicht ausfallen, und ich muss den größten Teil des zugegebenen Wassers verdampfen, aber es verfestigt sich sofort wieder. Die Verwendung von Ethanol ist auch nicht besser. Und jedes Mal muss ich das Amid zum Ausfällen bringen, es dann mehrmals in Wasser und Ethanol umkristallisieren, und nur manchmal ist es bereit, als Feststoff und nicht als Öl auszufallen. Ich denke, das liegt daran, dass die Verunreinigungen den Schmelzpunkt des Amids stark herabsetzen. Tatsächlich schmilzt der braune Feststoff bei etwa 70°C. Nach der Reinigung schmolz der weiße Feststoff mit etwa der gleichen Masse bei 123 °C. Ich denke, das ist einer der Gründe für das Öl beim Umkristallisieren in Ethanol/Heißwasser.
In "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" heißt es:
" Wir haben festgestellt, dass die optimalen Bedingungen für die Pyrolyse von Amid-Carbonsäure-Gemischen 160-180°C für 10-30 Minuten sind. Längeres Erhitzen kann zur Bildung erheblicher Mengen von Teer führen, während kurzes Erhitzen zu einer Inkoplexreaktion führt. "
Aber ich hatte fast genauso viel Ärger mit dem Work Up, da ich die Reaktion nur 30 Minuten lang durchführte und nicht alles erstarrte.
Bei einem anderen Verfahren wird 1 Mol Carbonsäure mit 0,5 Mol Harnstoff 4 Stunden lang bei 160°C erhitzt. Ich habe es nicht ausprobiert, aber laut Patent erhält man ein ziemlich reines Produkt, obwohl die Ausbeute nur 50% beträgt. " VEREINIGTE STAATEN 2,109,941 PATENTAMT 2,109,94. HERSTELLUNG VON AMIDEN "
Ich habe Leute gesehen, die Amide mit einer Mischung aus kochendem Naphtha und Ethylacetat extrahieren. Das kann interessant sein, aber mein Ziel ist es, so wenig organische Lösungsmittel wie möglich zu verwenden. Ich habe es nicht ausprobiert, da ich im Moment kein Ethylacetat zur Hand habe.
Wenn man lange genug erhitzt (180°C), beginnt das Amid zu sublimieren und bildet schöne lange weiße Kristalle. Leider dauert das sehr lange, und ich habe nach 11 Stunden nur 400 mg Kristalle erhalten.
Ich habe mir angesehen, wie andere Leute Benzamid aus Benzoesäure herstellen, und es unterscheidet sich nicht allzu sehr von meiner Methode, funktioniert aber sehr gut für Benzamid. Es gibt mehrere Videos auf youtube, wenn Sie sich das ansehen wollen.
Ich denke also, dass die Reaktion gut funktioniert, aber die Molzahl des verwendeten Harnstoffs könnte noch verbessert werden. Dennoch muss die Aufarbeitung wirklich verbessert werden. Der in der Publikation angegebene Ansatz funktioniert nicht, selbst wenn man reine Säure verwendet.
Reaktionsgemisch nach dem Erstarren:
Weißes Amidpulver:
Umkristallisiertes Amid:
Sublimiertes Amid:
Dritter Schritt, MDA freebase
Hier habe ich ein Problem: Meine Ausbeuten sind nicht vorhanden.
Ich habe das TCCA-Verfahren aus der Veröffentlichung "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
synthesised from helional" und es hat nicht funktioniert. Ich bin mir bei meinem Amid sicher. Ich habe auch versucht, die Reaktion bei 18 °C durchzuführen, weil sich Chloramid bei 0 °C offenbar zu langsam bildet. Auch das hat nicht funktioniert. Also habe ich Bleiche ohne Zusätze titriert und sie für meinen Hofmann verwendet und nach all der Arbeit nichts erhalten.
Als ich mit TCCA bei 0°C synthetisierte, wurde die Lösung nach dem Erhitzen auf 75°C orange. Es gab einen charakteristischen Geruch, egal welchen Syntheseweg ich wählte, aber jedes Mal hatte ich am Ende nichts.
Noch merkwürdiger ist, dass zwar CO2 freigesetzt wird, aber danach nichts mehr. Ich bin sicher, dass es keine Verunreinigung durch Harnstoff gibt, also bildet sich kein Hydrazin. Ich lasse die Reaktion eine Woche lang bei Raumtemperatur laufen, und wir werden sehen, ob ich etwas erhalte.
Vielleicht ist ein Co-Lösungsmittel wie Ethanol unbedingt erforderlich. Viele Leute haben es aber auch ohne geschafft, sagen aber, dass sie Ethanol als Colöser brauchen, wenn sie TCCA verwenden. (Es wird ein Carbamat-Derivat gebildet, das jedoch anschließend zu MDA hydrolysiert wird)
Aus der Veröffentlichung :
Synthese mit Trichlorisocyanursäure. α-Methyl-1,3-benzo
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) wurde in Wasser gelöst
(14 mL) gelöst, NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tropfenweise zugegeben und gerührt
für 15 min auf Eis bei 0 ◦ C gerührt. Trichlorisocyanursäure (149.9 mg,
0,65 μmol) zugegeben und das Reaktionsgemisch auf Eis bei 0 ◦ C
für weitere 1 h auf Eis gestellt. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur gebracht
Temperatur gebracht, dann auf 75 ◦C erwärmt und 30 Minuten lang gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde
in einen Scheidetrichter gegossen und mit Dichlormethan extrahiert
(3 ×30 mL) extrahiert. Die organische Schicht wurde mit entionisiertem Wasser
(25 mL) und Salzlösung (25 mL) gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und
unter Vakuum filtriert. Die organischen Schichten wurden vereinigt, und das Lösungsmittel
wurde mit dem Rotationsverdampfer entfernt. Bei der Synthese aus rohem
α-Methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid synthetisiert, war das Endprodukt eine
schwarz-brauner Boden (270,3 - 382,2 mg). Bei der Synthese aus gereinigtem
α-Methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid, war das Endprodukt ein
braunes transparentes Öl (286,4 - 351,5 mg)
Synthese unter Verwendung von Natriumhypochlorit. Gereinigtes α-Methyl-1,3-
Benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol), gelöst in Wasser
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tropfenweise zugegeben und gerührt
15 min auf Eis bei 0 ◦ C gerührt. Natriumhypochloritlösung (6.4 mL,
94,3 mmol) zugegeben und das Reaktionsgemisch auf Eis bei 0 ◦ C
für weitere 1 h auf Eis gestellt. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raum
Temperatur gebracht, dann auf 75 ◦ C gebracht und 30 Minuten lang gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde
in einen Scheidetrichter gegossen und mit Dichlormethan extrahiert
(3 ×30 mL) extrahiert. Die organische Schicht wurde dann mit entionisiertem Wasser
(25 mL) und Salzlösung (25 mL) gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und
unter Vakuum filtriert. Die organischen Schichten wurden vereinigt, und das Lösungsmittel
wurde mit dem Rotationsverdampfer entfernt. Das Endprodukt war eine schwarz-
braune Erde (248,1 - 293,3 mg).
Für die Aufarbeitung habe ich versucht, mit Naphtha oder DCM zu extrahieren und entweder mit HCl zu begasen oder mit wässriger HCl zu verreiben und die wässrige Phase zu verdampfen. In beiden Fällen habe ich nichts erhalten. Wenn jemand diese Reaktion schon einmal durchgeführt hat, würde ich mich freuen, von Ihnen zu hören.
Die beiden großen Probleme, die ich im Moment habe, sind also die Aufarbeitung des zweiten Schritts und der dritten Reaktion. Dennoch denke ich, dass diese Synthese sehr optimierbar ist.
Deshalb hoffe ich, dass wir sie gemeinsam verbessern können.
Bitte weisen Sie mich auf meine Fehler hin und teilen Sie Ihre Erfahrungen mit, wenn Sie diese Synthese durchgeführt haben.
Wenn Sie selbst nachschauen möchten, finden Sie hier alle Quellen, die ich bei meiner Recherche verwendet habe:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* und Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Analyse von Harnstoff-Pyrolyseprodukten bei 132,5-190 °C"
"Direkte Amidbildung zwischen Carboxylsäuren und Aminen: Mechanismus und Entwicklung neuartiger katalytischer Lösungen" (CHARVILLE, HAYLEY)
"LÖSUNGSMITTELFREIE SYNTHESE VON AMIDEN - EINE NEUE TECHNIK" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"VEREINIGTE STAATEN 2,109,941 PATENTAMT2,109,94.HERSTELLUNG VON AMIDEN"
"Leichte Oxidation von Aldehyden zu Säuren und Estern mit Oxon" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist und Babak Borhan)
"Oxidation von Aldehyden mit Oxone ® in wässrigem Aceton" (Kevin S. Webb und Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann-Umlagerung - Ausbeuten" Die Vesperei
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES Ergebnisse" The Vespiary
"Eine ungewöhnliche geheime Laborsynthese von 3,4-Methylendioxyamphetamin (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analyse von Verunreinigungen in MDA, das aus nicht verbotenen Verbindungen synthetisiert wurde" (Katherine Cooper)
"Isotopenfraktionierung bei der Synthese von MDMA.HCl aus Helional" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Organische Verunreinigungsprofile von 3,4-Methylendioxyamphetamin (MDA), das aus Helional synthetisiert wurde" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Es gibt noch viele andere Quellen, aber die sind hier nicht relevant. Wenn Sie die Veröffentlichungen nicht finden können, kann ich Ihnen die DOIs zur Verfügung stellen.
Alle Reagenzien, die ich verwenden werde, sind wahrscheinlich in jedem Baumarkt zu finden, mit Ausnahme von Helional, das man ganz einfach auf vielen verschiedenen Websites kaufen kann, da es sich nicht um ein überwachtes Vorprodukt handelt. Ich glaube, man kann es sogar bei amazon als Flagge kaufen.
Die Idee dieser Synthese besteht darin, Helional (cas:1205-17-0) in Helionsäure (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-Benzodioxol-5-yl)-2-methylpropansäure) umzuwandeln, letztere dann in Helionamid (cas:858215-05-1, alpha-Methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid) umzuwandeln und schließlich eine Hofmann-Umlagerung durchzuführen, um MDA-Freebase zu erhalten.
Die Vorteile dieser Synthese liegen darin, dass es sich um eine OTC-Synthese handelt, bei der kein Hydroxylamin benötigt wird und Produkte mit geringer Toxizität und niedrigen Kosten verwendet werden. Darüber hinaus besteht das Problem, das bei der anderen Vorgehensweise häufig auftritt, darin, die Beckmann-Umlagerung zu vergrößern, was oft zu einem Öl führt, das in größerem Maßstab nur schwer zu reinigen ist. (basierend auf meinen Erfahrungen und dem, was ich gelesen habe)
Dies wird ein sehr langer Beitrag, weil ich versuchen werde, auf alles im Detail einzugehen, so dass Sie, wenn Sie eine Frage oder ein Problem haben, wahrscheinlich eine Lösung in diesem Beitrag finden.
Ich möchte Sie darauf hinweisen, dass ich persönlich aus irgendeinem Grund beim letzten Schritt nicht weiterkomme, dass es aber theoretisch durchaus möglich ist, das Endprodukt mit einer guten Ausbeute zu erhalten, wie aus den vielen Beiträgen erfolgreicher Leute hervorgeht.
Erster Schritt: Oxidation von Helional zu Helionsäure:
61,5g Helional wird mit 216mL Aceton und 80g NaHCO3 unter Rühren in einem 1L Becherglas vermischt. (Tipp: NaHCO3 zuletzt und nach und nach zugeben, um den Magnetrührer nicht zu blockieren). Dann fügst du unter Rühren nach und nach eine Lösung von Oxon hinzu (110,8 g Oxon in etwa 450 ml Wasser). Dies kann tröpfchenweise mit Hilfe eines Tropftrichters oder von Becherglas zu Becherglas geschehen. Da es sich um eine exotherme Reaktion handelt, kann das Aceton zum Sieden gebracht werden. Wenn es zu heiß wird, stellen Sie die Zugabe des Oxons ein und lassen Sie die Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen. Sie können während der Zugabe ein Eisbad verwenden, aber es funktioniert genauso gut bei Raumtemperatur, wenn Sie vorsichtig sind.
Normalerweise beende ich die Zugabe der Oxonlösung nach 1 Stunde. Dann lasse ich sie etwa 2 bis 3 Stunden lang reagieren. Mittels TLC konnte ich feststellen, dass nach 3 Stunden alles reagiert hatte.
Nach 3 Stunden säuert man die Lösung mit HCl an, um die Säure auszufällen (die weißen Salze am Boden des Becherglases sind nicht unser Produkt, sondern Kaliumsalze aus dem Oxon). Füge so lange hinzu, bis nichts mehr ausfällt (ca. pH 1-2). Seien Sie vorsichtig, denn es verbleibt etwas nicht umgesetztes NaHCO3, das CO2 freisetzt. In den meisten Fällen ist nichts ausgefallen, außer einem orangefarbenen "Öl", das an die Oberfläche der restlichen Lösung steigt. Das ist unser Produkt, das sich schließlich verfestigt. Um die Verfestigung zu erzwingen, kann man es für einige Stunden in den Kühlschrank stellen, aber das funktioniert nicht immer. Die beste Methode, die ich gefunden habe, ist, das Becherglas in den Gefrierschrank zu stellen, bis alles erstarrt ist, und es dann auf Raumtemperatur kommen zu lassen. Was fest bleibt, ist unser Produkt mit Kaliumsulfatsalzen.
Filtern Sie den gelben Feststoff, der mit Kaliumsalzen verunreinigt ist, und geben Sie den pulverisierten Feststoff in ein Becherglas mit 400 ml bis 500 ml Rührwasser. Dadurch werden alle Kaliumsalzverunreinigungen aufgelöst. Dann brauchen Sie nur noch zu filtern, um den gelben Feststoff zu erhalten.
Sie können die Helionsäure auf diese Weise behalten, aber ich rate Ihnen dringend, zumindest eine Säure-Base-Reinigung durchzuführen, da sonst die Amidreinigung (noch) komplizierter wird. Bereiten Sie dazu eine Lösung von NaOH vor (ca. 13 g in 150 ml Wasser). Warten Sie, bis die Lösung abgekühlt ist, bevor Sie die Säure nach und nach hinzufügen. Wenn die Lösung zu heiß wird, erhält man eine dunkelbraune statt einer weißen/hellbraunen Säure. Anschließend waschen Sie die wässrige Phase (die die konjugierte Base der Helionsäure enthält) mit Ether oder DCM (ergibt die besten Ergebnisse). Falls diese nicht zur Verfügung stehen, genügt Naphtha oder ein anderes apolares Lösungsmittel. Anschließend gewinnen Sie die wässrige Phase zurück und säuern sie mit HCl an. Ihre Säure wird ausfallen. Wenn sich die Lösung weiß färbt, aber keine Ausfällungen zu sehen sind, wenden Sie die gleiche Technik wie oben an (Gefrierschrank). Im Allgemeinen reicht es jedoch aus, das Becherglas in den Kühlschrank zu stellen. Dann filtrierst du, und schon hast du deine Säure.
Sie können in Wasser oder Ethanol umkristallisieren, um eine wirklich reine Säure zu erhalten, die schöne weiße Kristalle bildet, aber das ist eher lästig, da die Säure in heißem Wasser nicht sehr löslich ist (ich würde sagen, etwa 10 g/l bei 90 °C), und diese grundlegende Säurereinigung reicht aus, um später anständige Ergebnisse zu erhalten.
Der Schmelzpunkt von reiner Helionsäure liegt bei 77 °C. Ausbeute : 80 %-90 %
Anmerkungen zur Synthese :
-Wenn man die Lösung ansäuert, kann die Säure, anstatt ein "Öl" zu bilden, die Lösung weiß färben, ohne auszufallen, also friert man die Lösung einfach wie üblich ein.
- Das Reaktionsgemisch färbt sich gelb, wenn man das Oxon hinzufügt, und dann wieder orange/braun. Das ist normal und liegt daran, dass die gebildete Säure/Verunreinigungen ihre Farbe je nach pH-Wert ändern.
-Ich habe entmineralisiertes Wasser, Leitungswasser und destilliertes Wasser ausprobiert, und es schien keinen Unterschied bei der Reaktion zu machen (ich dachte, dass die Ionen im Leitungswasser das Oxon zerstören würden, aber das war nicht der Fall).
- Fügen Sie immer überschüssiges NaHCO3 hinzu, wie in meiner Synthese empfohlen. Wenn der pH-Wert sauer wird, wenn noch nicht alles Oxon reagiert hat, besteht die Gefahr, dass sich instabiles und explosives TATP bildet. Aber keine Angst: Wenn Sie alles genau befolgen, ist alles in Ordnung.
- Das Oxon ist in Wirklichkeit ein Dreifachsalz: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Die Spezies, die uns hier interessiert, ist KHSO5. Dies müssen wir also bei der Berechnung der benötigten Molzahl des Oxons berücksichtigen (was hier bereits geschehen ist).
-NaHCO3 verhindert, dass der pH-Wert sauer wird. Es reagiert mit der Säure des Oxons und mit der gebildeten Helionsäure und wandelt sie in ihre konjugierte Base um. NaHCO3 ist auch eine sehr schwache Base, die dafür sorgt, dass der pH-Wert nicht zu basisch ist. Bei basischem pH-Wert ist das Oxon nicht stabil (pH=9, der pH-Wert, bei dem das Oxon am wenigsten stabil ist).
-Oxon kann in der Schwimmbadabteilung von Baumärkten gekauft werden. Schauen Sie sich die Produktinformation oder die Zusammensetzungsliste auf dem Produkt an.
-Die Synthese ist leicht skalierbar, aber ich würde einen Eimer mit kaltem Wasser empfehlen, um den Rm in größerem Maßstab richtig abzukühlen.
Ich habe Ethanol als Lösungsmittel dreimal ausprobiert, und es scheint den Ethylester der Helionsäure zu bilden, und andere Produkte, je nach pH-Wert. Ich habe mich nicht näher damit befasst und kann Ihnen daher nicht mehr sagen. Aber vielleicht können wir aus diesem Ester das Amid bilden, und zwar einfacher als mit meiner derzeitigen Methode (Harnstoff + Borsäure + Helionsäure).
Unreine gelbe Säure:
Umkristallisierte Säure
Zweiter Schritt, Helionamid-Synthese
Ich habe zwei Wege ausprobiert: Zunächst überführte ich die Helionsäure in ihr entsprechendes Ammoniumsalz und erhitzte es dann. Das war ein Fehlschlag.
Der zweite Weg hat funktioniert, obwohl die Aufarbeitung dieser Reaktion ein Alptraum ist, und ich denke, dass dies leicht verbessert werden kann, wenn Sie irgendwelche Ideen haben.
Ich habe mich an das Verfahren in der Veröffentlichung "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE" gehalten.
Im Grunde genommen wird eine Mischung aus Harnstoff, Carbonsäure und Borsäure 5-10 Minuten lang verrieben und dann 15-30 Minuten lang in einem Becherglas bei 160-180 °C erhitzt. Man weiß, dass die Reaktion beendet ist, wenn sie wieder erstarrt (Harnstoff, Helionsäure und Borsäure schmelzen bei 180°C).
Das ist seltsam, denn Helionamid schmilzt bei 123 °C. Ich vermute, dass dies auf die Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen ist, die Amide bilden können. Sie werden sehen, dass es mehr ein Gel als einen Feststoff bildet. Ich glaube nicht, dass eine Verreibung wirklich notwendig ist, da alles bei 180°C schmilzt. Wenn Sie jedoch auf etwa 160°C-170°C erhitzen, ist das vermutlich ratsam, da Borsäure bei 171°C schmilzt. Eine Verreibung der Mischung führt zu einer Schmelzpunktsenkung. Borsäure ist nicht erforderlich, wird aber empfohlen, da sie die Ausbeute erheblich verbessert.
Ich habe es mit 4 Stunden Erhitzen und 11 Stunden Erhitzen bei 180 °C unter Rühren ohne Borsäure versucht und Ausbeuten zwischen 22 % und 50 % erzielt. Aber die Aufarbeitung war ein Graus, denn je länger man wartet, desto mehr Harnstoff bildet alle möglichen Kondensationsprodukte.
In meinem Fall verfestigte sich das Gemisch nur teilweise nach etwa 1h30 bei 180°C unter Rühren. Ich habe jedoch festgestellt (vielleicht war es nur ein Zufall), dass bei einer Erwärmung auf 170°C alles nach 2 Stunden fest wird. Im Allgemeinen erstarrt nichts oder nur ein Teil davon nach 30 Minuten, weshalb ich die Reaktion auch nach 30 Minuten fortsetze. Trotzdem habe ich diese Synthese noch nicht ganz gemeistert, und deshalb ist Ihre Hilfe bei der Optimierung sehr willkommen.
So gehe ich normalerweise vor:
g Helionsäure * 1,5 = Menge des Harnstoffs, g Säure * 0,4 = Menge der Borsäure.
Das ergibt einen großen molaren Überschuss an Harnstoff, und ich denke daran, diesen irgendwann zu reduzieren, wenn ich gute Ausbeuten erhalte, indem ich dem veröffentlichten Verfahren folge.
Dann gebe ich die 3 in ein Becherglas mit einem Magnetrührer und erhitze sie auf 170°C. Wenn sich alles verfestigt hat, oder 3/4 davon (etwa 2 Stunden), lasse ich es wieder auf Raumtemperatur kommen und füge dann etwa 10mL-20mL einer 15%igen Ammoniaklösung und 100mL-200mL Wasser hinzu. Dann erwärme ich die Mischung, bis sie sich auflöst, und lasse sie wieder auf Raumtemperatur kommen, um das Amid auszufällen, das in kaltem Zustand schwer löslich ist. Und genau hier habe ich ein großes Problem bei der Aufarbeitung. Das Amid will nicht ausfallen, und ich muss den größten Teil des zugegebenen Wassers verdampfen, aber es verfestigt sich sofort wieder. Die Verwendung von Ethanol ist auch nicht besser. Und jedes Mal muss ich das Amid zum Ausfällen bringen, es dann mehrmals in Wasser und Ethanol umkristallisieren, und nur manchmal ist es bereit, als Feststoff und nicht als Öl auszufallen. Ich denke, das liegt daran, dass die Verunreinigungen den Schmelzpunkt des Amids stark herabsetzen. Tatsächlich schmilzt der braune Feststoff bei etwa 70°C. Nach der Reinigung schmolz der weiße Feststoff mit etwa der gleichen Masse bei 123 °C. Ich denke, das ist einer der Gründe für das Öl beim Umkristallisieren in Ethanol/Heißwasser.
In "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" heißt es:
" Wir haben festgestellt, dass die optimalen Bedingungen für die Pyrolyse von Amid-Carbonsäure-Gemischen 160-180°C für 10-30 Minuten sind. Längeres Erhitzen kann zur Bildung erheblicher Mengen von Teer führen, während kurzes Erhitzen zu einer Inkoplexreaktion führt. "
Aber ich hatte fast genauso viel Ärger mit dem Work Up, da ich die Reaktion nur 30 Minuten lang durchführte und nicht alles erstarrte.
Bei einem anderen Verfahren wird 1 Mol Carbonsäure mit 0,5 Mol Harnstoff 4 Stunden lang bei 160°C erhitzt. Ich habe es nicht ausprobiert, aber laut Patent erhält man ein ziemlich reines Produkt, obwohl die Ausbeute nur 50% beträgt. " VEREINIGTE STAATEN 2,109,941 PATENTAMT 2,109,94. HERSTELLUNG VON AMIDEN "
Ich habe Leute gesehen, die Amide mit einer Mischung aus kochendem Naphtha und Ethylacetat extrahieren. Das kann interessant sein, aber mein Ziel ist es, so wenig organische Lösungsmittel wie möglich zu verwenden. Ich habe es nicht ausprobiert, da ich im Moment kein Ethylacetat zur Hand habe.
Wenn man lange genug erhitzt (180°C), beginnt das Amid zu sublimieren und bildet schöne lange weiße Kristalle. Leider dauert das sehr lange, und ich habe nach 11 Stunden nur 400 mg Kristalle erhalten.
Ich habe mir angesehen, wie andere Leute Benzamid aus Benzoesäure herstellen, und es unterscheidet sich nicht allzu sehr von meiner Methode, funktioniert aber sehr gut für Benzamid. Es gibt mehrere Videos auf youtube, wenn Sie sich das ansehen wollen.
Ich denke also, dass die Reaktion gut funktioniert, aber die Molzahl des verwendeten Harnstoffs könnte noch verbessert werden. Dennoch muss die Aufarbeitung wirklich verbessert werden. Der in der Publikation angegebene Ansatz funktioniert nicht, selbst wenn man reine Säure verwendet.
Reaktionsgemisch nach dem Erstarren:
Weißes Amidpulver:
Umkristallisiertes Amid:
Sublimiertes Amid:
Dritter Schritt, MDA freebase
Hier habe ich ein Problem: Meine Ausbeuten sind nicht vorhanden.
Ich habe das TCCA-Verfahren aus der Veröffentlichung "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
synthesised from helional" und es hat nicht funktioniert. Ich bin mir bei meinem Amid sicher. Ich habe auch versucht, die Reaktion bei 18 °C durchzuführen, weil sich Chloramid bei 0 °C offenbar zu langsam bildet. Auch das hat nicht funktioniert. Also habe ich Bleiche ohne Zusätze titriert und sie für meinen Hofmann verwendet und nach all der Arbeit nichts erhalten.
Als ich mit TCCA bei 0°C synthetisierte, wurde die Lösung nach dem Erhitzen auf 75°C orange. Es gab einen charakteristischen Geruch, egal welchen Syntheseweg ich wählte, aber jedes Mal hatte ich am Ende nichts.
Noch merkwürdiger ist, dass zwar CO2 freigesetzt wird, aber danach nichts mehr. Ich bin sicher, dass es keine Verunreinigung durch Harnstoff gibt, also bildet sich kein Hydrazin. Ich lasse die Reaktion eine Woche lang bei Raumtemperatur laufen, und wir werden sehen, ob ich etwas erhalte.
Vielleicht ist ein Co-Lösungsmittel wie Ethanol unbedingt erforderlich. Viele Leute haben es aber auch ohne geschafft, sagen aber, dass sie Ethanol als Colöser brauchen, wenn sie TCCA verwenden. (Es wird ein Carbamat-Derivat gebildet, das jedoch anschließend zu MDA hydrolysiert wird)
Aus der Veröffentlichung :
Synthese mit Trichlorisocyanursäure. α-Methyl-1,3-benzo
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) wurde in Wasser gelöst
(14 mL) gelöst, NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tropfenweise zugegeben und gerührt
für 15 min auf Eis bei 0 ◦ C gerührt. Trichlorisocyanursäure (149.9 mg,
0,65 μmol) zugegeben und das Reaktionsgemisch auf Eis bei 0 ◦ C
für weitere 1 h auf Eis gestellt. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur gebracht
Temperatur gebracht, dann auf 75 ◦C erwärmt und 30 Minuten lang gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde
in einen Scheidetrichter gegossen und mit Dichlormethan extrahiert
(3 ×30 mL) extrahiert. Die organische Schicht wurde mit entionisiertem Wasser
(25 mL) und Salzlösung (25 mL) gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und
unter Vakuum filtriert. Die organischen Schichten wurden vereinigt, und das Lösungsmittel
wurde mit dem Rotationsverdampfer entfernt. Bei der Synthese aus rohem
α-Methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid synthetisiert, war das Endprodukt eine
schwarz-brauner Boden (270,3 - 382,2 mg). Bei der Synthese aus gereinigtem
α-Methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid, war das Endprodukt ein
braunes transparentes Öl (286,4 - 351,5 mg)
Synthese unter Verwendung von Natriumhypochlorit. Gereinigtes α-Methyl-1,3-
Benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol), gelöst in Wasser
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tropfenweise zugegeben und gerührt
15 min auf Eis bei 0 ◦ C gerührt. Natriumhypochloritlösung (6.4 mL,
94,3 mmol) zugegeben und das Reaktionsgemisch auf Eis bei 0 ◦ C
für weitere 1 h auf Eis gestellt. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raum
Temperatur gebracht, dann auf 75 ◦ C gebracht und 30 Minuten lang gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde
in einen Scheidetrichter gegossen und mit Dichlormethan extrahiert
(3 ×30 mL) extrahiert. Die organische Schicht wurde dann mit entionisiertem Wasser
(25 mL) und Salzlösung (25 mL) gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und
unter Vakuum filtriert. Die organischen Schichten wurden vereinigt, und das Lösungsmittel
wurde mit dem Rotationsverdampfer entfernt. Das Endprodukt war eine schwarz-
braune Erde (248,1 - 293,3 mg).
Für die Aufarbeitung habe ich versucht, mit Naphtha oder DCM zu extrahieren und entweder mit HCl zu begasen oder mit wässriger HCl zu verreiben und die wässrige Phase zu verdampfen. In beiden Fällen habe ich nichts erhalten. Wenn jemand diese Reaktion schon einmal durchgeführt hat, würde ich mich freuen, von Ihnen zu hören.
Die beiden großen Probleme, die ich im Moment habe, sind also die Aufarbeitung des zweiten Schritts und der dritten Reaktion. Dennoch denke ich, dass diese Synthese sehr optimierbar ist.
Deshalb hoffe ich, dass wir sie gemeinsam verbessern können.
Bitte weisen Sie mich auf meine Fehler hin und teilen Sie Ihre Erfahrungen mit, wenn Sie diese Synthese durchgeführt haben.
Wenn Sie selbst nachschauen möchten, finden Sie hier alle Quellen, die ich bei meiner Recherche verwendet habe:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* und Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Analyse von Harnstoff-Pyrolyseprodukten bei 132,5-190 °C"
"Direkte Amidbildung zwischen Carboxylsäuren und Aminen: Mechanismus und Entwicklung neuartiger katalytischer Lösungen" (CHARVILLE, HAYLEY)
"LÖSUNGSMITTELFREIE SYNTHESE VON AMIDEN - EINE NEUE TECHNIK" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"VEREINIGTE STAATEN 2,109,941 PATENTAMT2,109,94.HERSTELLUNG VON AMIDEN"
"Leichte Oxidation von Aldehyden zu Säuren und Estern mit Oxon" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist und Babak Borhan)
"Oxidation von Aldehyden mit Oxone ® in wässrigem Aceton" (Kevin S. Webb und Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann-Umlagerung - Ausbeuten" Die Vesperei
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES Ergebnisse" The Vespiary
"Eine ungewöhnliche geheime Laborsynthese von 3,4-Methylendioxyamphetamin (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analyse von Verunreinigungen in MDA, das aus nicht verbotenen Verbindungen synthetisiert wurde" (Katherine Cooper)
"Isotopenfraktionierung bei der Synthese von MDMA.HCl aus Helional" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Organische Verunreinigungsprofile von 3,4-Methylendioxyamphetamin (MDA), das aus Helional synthetisiert wurde" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Es gibt noch viele andere Quellen, aber die sind hier nicht relevant. Wenn Sie die Veröffentlichungen nicht finden können, kann ich Ihnen die DOIs zur Verfügung stellen.