Εισαγωγή
Προς το παρόν, υπάρχουν πολλοί τρόποι σύνθεσης της δεξτροαμφεταμίνης. Μπορούν να χωριστούν σε 3 τύπους: βιοσύνθεση (με χρήση βιομάζας), άμεση σύνθεση και σύνθεση ρακεμικής (το άθροισμα των l- και d-ισομερών) αμφεταμίνης ακολουθούμενη από διαχωρισμό των οπτικών ισομερών. Στην περίπτωσή μας επιλέχθηκε μια σύνθεση, στην οποία χρησιμοποιήθηκαν απλά αντιδραστήρια και ταχεία σύνθεση, η οποία προσαρμόζεται στο μέγιστο βαθμό στις "οικιακές συνθήκες". Η διαδικασία έχει ως εξής: λαμβάνουμε τη ρακεμική αμφεταμίνη με τον κλασικό τρόπο, στη συνέχεια τη διαχωρίζουμε σε 2 οπτικά ισομερή (l- και d-) με τη μέθοδο Nabenhower [δίπλωμα ευρεσιτεχνίας US 2276508, Nabenhauer FP, "Method for the separation of optically active alpha-methylphenethylamine", δημοσιευμένο στις 17 Μαρτίου 1942, εκχωρημένο στη Smith Kline French].
Σύνθεση
Σύνθεση αμφεταμίνης από P2NP μέσω Al/Hg. Αρχικά, παρασκευάζουμε ένα αμάλγαμα αλουμινίου. Χρειάζεται προκειμένου να καθαριστεί το αλουμίνιο από το ισχυρό στρώμα οξειδίου που σχηματίζεται κατά την αλληλεπίδραση με τον αέρα. Παίρνουμε 14 g αλουμινόχαρτο και το σκίζουμε με τα χέρια μας σε κομμάτια μεγέθους 2x2, 3x3 cm. Φροντίζουμε να σκίζουμε και όχι να κόβουμε, για να αυξήσουμε την επιφάνεια. Τοποθετούμε σε μια φιάλη με στρογγυλό πυθμένα 3 λαιμών και γεμίζουμε το αλουμινόχαρτο εντελώς με νερό.
Τώρα ετοιμάζουμε το αλάτι υδραργύρου. Παίρνουμε ένα θερμόμετρο υδραργύρου από το φαρμακείο, το τυλίγουμε σε χαρτί, το σπάμε στο κάτω άκρο. Ρίχνουμε όλο τον υδράργυρο σε ένα ποτήρι, όπου στη συνέχεια προσθέτουμε 4 ml νιτρικού οξέος (70%). Μην ξεχνάτε ότι οι ατμοί υδραργύρου είναι επικίνδυνοι για την υγεία! Για να ξεκινήσει η αντίδραση, το ποτήρι έπρεπε να θερμανθεί στους 50 βαθμούς περίπου, ανακατεύοντας περιστασιακά. Όλος ο υδράργυρος διαλύθηκε περίπου για 30 λεπτά και ένα πορτοκαλί αέριο, το οξείδιο του αζώτου (IV), απελευθερώθηκε από το ποτήρι. Η εξίσωση της αντίδρασης έχει ως εξής.
Hg + 4HNO3 ----> Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Παίρνουμε με σιφώνιο 2 ml του διαλύματος και το τοποθετούμε σε μια φιάλη με στρογγυλό πάτο και αλουμινόχαρτο. Μετά από περίπου 5 λεπτά, το αλουμινόχαρτο έχασε τη λάμψη του, έγινε θαμπό και ένα μικρό στρώμα γκρίζας λάσπης (υδροξείδιο του αργιλίου) συγκεντρώθηκε στον πυθμένα της φιάλης.
Ρίξτε 30 ml νερού στη φιάλη, τοποθετήστε ένα θερμόμετρο στον αριστερό λαιμό της φιάλης, τοποθετήστε έναν ψυκτήρα παλινδρόμησης στον κεντρικό λαιμό και τοποθετήστε ένα χωνί σταγόνας με 110 ml διαλύματος 14% P2NP (πρόκειται για φαινυλνιτροπροπένιο- 1-φαινυλ-2-μεθυλ-2-νιτροαιθυλένιο) στον δεξιό λαιμό.
Η οξική ουσία χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή υδρογόνου, αλλά εγώ "ξεκινάω" την αντίδραση για την παραγωγή υδρογόνου με νερό. Λιγότερο όξινο μέσο, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να προστεθούν αργότερα λιγότερα αλκάλια. Πολλοί άνθρωποι θέτουν το ερώτημα: "Πώς να αφαιρέσετε αυτό το νερό;" Δεν χρειάζεται να αφαιρέσετε το νερό από πουθενά, αντιδρά με το αλουμίνιο και λαμβάνεται υδρογόνο.
2Al + 6H2O ---> 2Al (OH) 3 + 3H2
Είναι πολύ σημαντικό να θυμόμαστε ότι η αντίδραση της αναγωγής του P2NP συνοδεύεται από ένα πολύ! μεγάλο εξώθερμο. Είναι απαραίτητο να παρακολουθείται προσεκτικά η θερμοκρασία και να αποφεύγεται η υπερθέρμανση πάνω από τους 60 βαθμούς. Προσωπικά, διατηρούσα τη θερμοκρασία γύρω στους 50-55 βαθμούς. Η μη τήρηση αυτής της τεχνολογίας μειώνει την απόδοση του προϊόντος και δίνει ένα χρωματισμένο (ροζ, πορτοκαλί) προϊόν. Η έγχυση ολόκληρου του P2NP διήρκεσε περίπου 50 λεπτά. Αλλάξτε το χωνί σταγόνας με ένα γυάλινο πώμα. Πήραμε ακριβώς ένα τέτοιο γκρίζο διάλυμα.
Ψύχουμε το μείγμα σε θερμοκρασία δωματίου, βάζουμε ένα πώμα αντί για το θερμόμετρο, αφαιρούμε τον ψυκτήρα παλινδρόμησης. Φτιάχνουμε ένα διάλυμα αλκαλίων με βάση 1 μέρος υδροξειδίου του νατρίου - 2 μέρη νερού. Η διάλυση προχωράει με τη θέρμανση, γι' αυτό περιμένουμε να κρυώσει το διάλυμα. Δεν αξίζει να ρίχνουμε στερεό αλκάλιο στη μάζα της αντίδρασης ή να ρίχνουμε καυτό διάλυμα, καθώς αυτό μειώνει την απόδοση, όπως και κάθε υπερθέρμανση. Ρίχνουμε αλκάλιο που έχει ψυχθεί σε θερμοκρασία δωματίου στη μάζα αντίδρασης μέχρι pH = 11-12, περιμένουμε 30-40 λεπτά μέχρι να διαλυθεί όλο το επιπλέον αργίλιο, να επιπλεύσει κίτρινο λάδι. Ταυτόχρονα, παρακολουθούμε και τη θερμοκρασία. Εξισώσεις αντίδρασης.
2Al + 2NaOH + 6H2O ==> 2Na[Al(OH4)] + 3H2
NaOH + Al (OH)3 ---> Na[Al(OH)4]
Τα ρίχνουμε όλα σε ένα διαχωριστικό χωνί. Περιμένουμε το διαχωρισμό των στρωμάτων. Παίρνουμε το ελαιώδες κλάσμα.NaOH + Al (OH)3 ---> Na[Al(OH)4]
Στον πυθμένα του ποτηριού παραμένει μια μεγάλη σταγόνα νερού, η οποία διαχωρίζεται σε ένα διαχωριστικό χωνί. Ρίχνουμε το ανώτερο στρώμα σε ένα ποτήρι και το στεγνώνουμε πάνω από άνυδρο θειικό μαγνήσιο. Εκεί καθαρίζουμε την αμφεταμίνη από τα υπολείμματα υδραργύρου και νερού.
Παίρνω συμπυκνωμένο 98% θειικό οξύ. Ετοιμάζω διάλυμα θειικού οξέος σε ακετόνη σε αναλογία όγκου 1:10. Πήρα την τεχνική ακετόνη, στο κατάστημα υλικού, και την απέσταξα, αφαιρώντας τις "κεφαλές" και τις "ουρές". Στη συνέχεια το στέγνωσα με άνυδρο θειικό μαγνήσιο. Πολλοί ρωτούν αν είναι δυνατόν να γίνει διάλυμα σε IPA. Ναι, μπορείτε, αλλά η IPA (ισοπροπυλική αλκοόλη) εξατμίζεται περισσότερο από την ακετόνη.
Ψύξτε τη μάζα της αντίδρασης σε παγωμένο νερό, φιλτράρετε το ίζημα σε χωνί Buchner, ξεπλύνετε με 3 ml κρύας ακετόνης.
Προέκυψαν 7,55 g (0,0205 mol) θειικής αμφεταμίνης.
Υπολογισμοί:
m (P2NP) = 110 * 0,14 = 15,4 g.
n (P2NP) = 15,4 / 163,17 = 0,094 mol.
n (θειική αμφεταμίνη) = n (P2NP) = 0.094 mol.
n (βάση αμφεταμίνης)= 0,0205 * 2 = 0,0410 mol.
Η απόδοση της αντίδρασης είναι 0,0410 /0,094 = 43,6 %.
Θα πραγματοποιήσετε διαφορετική αντίδραση με θειικό οξύ. Ελεύθερη βάση αμφεταμίνης 2 mole + 1 mole θειικού οξέος = 1 mole θειικής αμφεταμίνης. Όταν μετράτε τη θειική αμφεταμίνη, πρέπει να πολλαπλασιάσετε επί δύο το αποτέλεσμα του mole της θειικής αμφεταμίνης, διότι για ένα mole θειικής αμφεταμίνης χρειάζεστε 2 mole αμφεταμίνης βάσης.
Υπολογισμοί:
m (P2NP) = 110 * 0,14 = 15,4 g.
n (P2NP) = 15,4 / 163,17 = 0,094 mol.
n (θειική αμφεταμίνη) = n (P2NP) = 0.094 mol.
n (βάση αμφεταμίνης)= 0,0205 * 2 = 0,0410 mol.
Η απόδοση της αντίδρασης είναι 0,0410 /0,094 = 43,6 %.
Θα πραγματοποιήσετε διαφορετική αντίδραση με θειικό οξύ. Ελεύθερη βάση αμφεταμίνης 2 mole + 1 mole θειικού οξέος = 1 mole θειικής αμφεταμίνης. Όταν μετράτε τη θειική αμφεταμίνη, πρέπει να πολλαπλασιάσετε επί δύο το αποτέλεσμα του mole της θειικής αμφεταμίνης, διότι για ένα mole θειικής αμφεταμίνης χρειάζεστε 2 mole αμφεταμίνης βάσης.
Εκχύλιση της d-αμφεταμίνης
Έχουμε ρακεμική αμφεταμίνη. Περιέχει 1 μόριο d-αμφεταμίνης ανά 1 μόριο l-αμφεταμίνης. Στη συνέχεια, λαμβάνονται 6 g ρακεμικού άλατος και διαλύονται σε 6 ml νερού, προστίθεται αλκαλικό διάλυμα για να επιτευχθεί pH = 11.
Εκχυλίζεται με 5 ml πετρελαϊκού αιθέρα και θερμαίνεται το διάλυμα, προστίθενται στο μείγμα 2,45 g διαλύματος δ-τριανταρικού οξέος σε αλκοόλη. Στη συνέχεια προσθέτουμε αλκοόλη μέχρι να διαλυθεί πλήρως και ψύχουμε με ανάδευση. Το d-τρυγικό άλας της l-αμφεταμίνης καθιζάνει. Η d-αμφεταμίνη παραμένει στο διάλυμα. Μπορείτε να επαναλάβετε τη διαδικασία καθαρισμού του ιζήματος του d-τρυγικού άλατος της l-αμφεταμίνης με μεθανόλη για να αυξήσετε την απόδοση.
Πηγή:
Nabenhauer, Fred P. "Μέθοδος για το διαχωρισμό της οπτικά ενεργής α-μεθυλοφαινυλαιθυλαμίνης." U.S. Patent No. 2,276,508. 17 Mar. 1942.
Last edited:
Κοίταζα τους αριθμούς στη διαδικασία καθώς ακόμα περιμένω να έρθουν κάποιοι διαλύτες. Κατά την έναρξη του καθαρισμού της D-αμφεταμίνης, τα 6ml νερού που δίνονται φαίνονται πάρα πολύ λίγα. Η διαλυτότητα του θειικού άλατος δίνεται ως 8,8 μέρη νερού προς ένα μέρος θειικού αμμωνίου. Δεν πρόκειται για τυπογραφικό λάθος, δεν εννοούσατε 60ml; Εδώ είναι ένας σύνδεσμος, αλλά δεν το έχω ελέγξει ξανά στο Merck:
