Syftet med det här inlägget är att sammanfatta flera månaders forskning och testning. Det skulle vara fantastiskt om alla kunde dela med sig av sina resultat och tankar för att göra denna syntesväg perfekt.
Alla reagenser som jag kommer att använda kan förmodligen hittas i vilken hårdvaruaffär som helst, förutom helional, som kan köpas ganska enkelt från många olika webbplatser eftersom det inte är en övervakad prekursor. Jag tror att det till och med kan köpas på Amazon som en flagrance.
Tanken med denna syntes är att omvandla helional (cas: 1205-17-0) till helionsyra (cas: 77269-66-0, 3-(2H-1,3-bensodioxol-5-yl)-2-metylpropansyra), sedan omvandla den senare till helionamid (cas: 858215-05-1, alfa-metyl-1,3-bensodioxol-5-propanamid) och slutligen utföra en Hofmann-omläggning för att erhålla MDA-freebase.
Fördelarna med denna syntes är att den är OTC, och sålunda inte kräver hydroxylamin, använder låg toxicitet, lågkostnadsprodukter. Dessutom är problemet som man ofta stöter på i det andra sättet att göra saker på att skala upp Beckmann-omläggningen, vilket ofta resulterar i en olja som är komplicerad att rena i större skala. (baserat på mina erfarenheter och vad jag har läst)
Detta kommer att bli ett mycket långt inlägg eftersom jag kommer att försöka gå in på allt i detalj, så att om du har en fråga eller ett problem kommer du förmodligen att hitta en lösning i det här inlägget.
Jag vill helst varna för att jag personligen fastnat i det sista steget av någon anledning, men att det är fullt möjligt att lyckas få slutprodukten i bra utbyte i teorin, och enligt de många inläggen från framgångsrika personer.
Första steget, oxidation av helional till helionsyra:
61,5 g helional blandas med 216 ml aceton och 80 g NaHCO3 under omrörning i en 1 l bägare. (Tips: tillsätt NaHCO3 sist och lite i taget, så att inte magnetomröraren blockeras). Tillsätt sedan gradvis en lösning av oxon (110,8 g oxon i ca 450 ml vatten) under omrörning. Du kan göra detta droppe för droppe med hjälp av en dropptratt eller från bägare till bägare. Eftersom reaktionen är exoterm kan den få aceton att koka. Om det blir för varmt, sluta tillsätta oxonen och låt reaktionen återgå till rumstemperatur. Du kan använda ett isbad under tillsättningen, men det går lika bra att göra det i rumstemperatur om du är försiktig.
Jag brukar avsluta tillsättningen av oxonlösningen efter 1 timme. Sedan låter jag det reagera i cirka 2h-3h. Via TLC kunde jag konstatera att allt hade reagerat efter 3 timmar.
Efter 3 timmar surgör du lösningen med HCl för att fälla ut syran (de vita salterna i botten av bägaren är inte vår produkt, utan kaliumsalter från oxonen). Tillsätt tills inget fälls ut (ca pH 1-2). Var försiktig, eftersom en del oreagerad NaHCO3 kommer att finnas kvar och frigöra CO2. I de flesta fall fälls ingenting ut förutom en orange "olja" som stiger upp till ytan av resten av lösningen. Det är vår produkt som så småningom stelnar. För att tvinga den att stelna kan du lägga den i kylen i några timmar, men det fungerar inte hela tiden. Den bästa metoden jag har hittat är att sätta bägaren i frysen tills allt stelnar och sedan låta den komma till rumstemperatur. Det som förblir fast är vår produkt med kaliumsulfatsalter.
Filtrera för att återvinna det gula fasta ämnet som är förorenat med kaliumsalter och placera sedan det pulveriserade fasta ämnet i en bägare med 400 till 500 ml omrörningsvatten. Detta löser upp all förorening med kaliumsalter. Sedan är det bara att filtrera för att få fram det gula fasta ämnet
Du kan behålla helionsyran på detta sätt, men jag rekommenderar starkt att du åtminstone utför en syra-basrening nästa gång, annars kommer amidreningssteget att bli (ännu) mer komplicerat. För att göra detta, förbered en lösning av NaOH (ca 13g i 150mL vatten). Vänta tills lösningen har svalnat innan du tillsätter syran lite i taget. Om lösningen blir för varm kommer du att få en mörkbrun syra istället för en vit/ljusbrun. Tvätta därefter vattenfasen (som innehåller den konjugerade basen av helionsyra) med eter eller DCM (ger bäst resultat). Om dessa inte finns tillgängliga duger nafta eller något annat apolärt lösningsmedel. Återvinn sedan vattenfasen och surgör den med HCl. Din syra kommer att fällas ut. Om lösningen blir vit men du inte kan se några utfällningar, använd samma teknik som ovan (frysen). I allmänhet räcker det dock med att placera bägaren i kylskåpet. Filtrera sedan och du har din syra.
Du kan omkristallisera i vatten eller etanol för att få en riktigt ren syra, som bildar vackra vita kristaller, men det är ganska irriterande eftersom syran inte är särskilt löslig i varmt vatten (cirka 10 g/l vid 90°C skulle jag säga), och denna grundläggande syrarening räcker för att få hyfsade resultat senare.
Smältpunkten för ren helionsyra är cirka 77°C. Utbyte : 80 %-90
Anmärkningar om syntesen :
-När man syrar lösningen kan syran, istället för att bilda en "olja", göra lösningen vit utan att fällas ut, så frys lösningen som vanligt.
- Reaktionsblandningen kommer att bli gul när du tillsätter oxonen, och sedan orange/brun igen. Detta är normalt och beror på att den syra som bildas/föroreningarna ändrar färg beroende på pH-värdet.
-Jag provade demineraliserat vatten, kranvatten och destillerat vatten, och det verkade inte göra någon skillnad på reaktionen (jag trodde att jonerna i kranvattnet skulle förstöra oxonen, men så var inte fallet).
- Tillsätt alltid överskott av NaHCO3 enligt rekommendationen i min syntes. Om pH blir surt när all oxon ännu inte har reagerat riskerar man att bilda instabilt och explosivt TATP. Men var inte rädd för det, om du följer allt till punkt och pricka kommer det att gå bra.
- Oxonen är i själva verket ett trippelsalt: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Den art som är av intresse här är KHSO5. Så vi måste ta hänsyn till detta när vi beräknar de mol oxon vi behöver (vilket gjordes här).
-NaHCO3 förhindrar att pH-värdet blir surt. Det reagerar med oxonets surhet och med den bildade helionsyran och omvandlar den till sin konjugatbas. NaHCO3 är också en mycket svag bas, vilket säkerställer att pH-värdet inte blir för basiskt. I basiskt pH är oxonen inte stabil (pH=9, det pH där oxonen är minst stabil).
-Oxon kan köpas i järnaffärernas poolavdelning. Titta på msds eller sammansättningslistan på produkten.
-Syntesen är lätt skalbar, men jag skulle rekommendera en hink med kallt vatten för att kyla ner Rm ordentligt i större skala.
-Jag har provat etanol som lösningsmedel tre gånger, och det verkar bilda etylestern av helionsyra och andra produkter beroende på pH. Jag har inte grävt djupare, så jag kan inte säga mer. Men kanske kan vi bilda amiden från denna ester på ett enklare sätt än med min nuvarande metod (urea + borsyra + helionsyra).
Oren gul syra:
Omkristalliserad syra
Andra steget, helionamidsyntes
Jag försökte två sätt: Jag omvandlade först helionsyran till dess motsvarande ammoniumsalt och värmde sedan upp den. Det var ett misslyckande.
Det andra sättet fungerade, även om upparbetningen av denna reaktion är en mardröm, och jag tror att detta lätt kan förbättras om du har några idéer.
Jag följde proceduren i publikationen "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
I grund och botten triturerar de i 5min-10min en blandning av urea, karboxylsyra, borsyra och värmer sedan upp det hela i 15min-30min i en bägare vid 160°C-180°C. Du vet när reaktionen är klar när den återsolidifieras (urea, helionsyra och borsyra smälter vid 180°C).
Det är konstigt, eftersom helionamid smälter vid 123°C. Jag antar att detta beror på de vätebindningar som amider kan bilda. Du kommer att se att det bildar mer av en gel än ett fast ämne. Jag tror inte att triturering verkligen är nödvändigt, eftersom allt smälter vid 180 ° C. Men om du värmer till cirka 160°C-170°C antar jag att det är tillrådligt, eftersom borsyra smälter vid 171°C. Om blandningen tritureras kommer smältpunkten att sjunka. Borsyra är inte nödvändigt, men rekommenderas eftersom det förbättrar utbytet avsevärt.
Jag har provat uppvärmning i 4 timmar och 11 timmar vid 180°C under omrörning utan borsyra och fått utbyten på mellan 22% och 50%. Men upparbetningen var en skräck, för ju längre du väntar, desto mer urea bildar alla typer av kondensationsprodukter.
I mitt fall stelnade blandningen endast delvis efter ca 1h30 vid 180°C under omrörning. Jag har dock funnit (kanske var det bara en slump) att uppvärmning till 170°C kommer att stelna allt efter 2 timmar. I allmänhet stelnar ingenting, eller ens en del av det, efter 30 minuter, vilket är anledningen till att jag fortsätter reaktionen även efter 30 minuter. Ändå har jag ännu inte helt behärskat denna syntes, och det är därför din hjälp med att optimera den är mycket välkommen.
Så här gör jag vanligtvis det :
g helionsyra * 1,5 = mängd urea, g syra * 0,4 = mängd borsyra.
Detta ger ett stort molärt överskott av urea, och jag funderar på att så småningom minska det när jag får bra utbyten genom att följa publikationsförfarandet.
Jag lägger sedan de 3 i en bägare med en magnetomrörare och värmer till 170°C. När allt har stelnat, eller 3/4 av det (ca 2 timmar), låter jag det återgå till rumstemperatur och tillsätter sedan ca 10mL-20mL av en 15% ammoniaklösning och 100mL-200mL vatten. Jag värmer sedan blandningen tills den löser sig och låter den återgå till rumstemperatur för att fälla ut amiden, som inte är särskilt löslig när den är kall. Och det är här jag har ett stort problem i upparbetningen. Amiden vill inte fällas ut och jag måste avdunsta det mesta av det tillsatta vattnet, men allt stelnar på en gång. Att använda etanol är inte bättre. Och varje gång måste jag få amiden att fällas ut, sedan omkristallisera den flera gånger i vatten och etanol, och bara ibland går den med på att fällas ut som ett fast ämne och inte som olja. Jag tror att detta beror på att föroreningarna sänker amidens smältpunkt enormt mycket. Faktum är att det bruna fasta ämnet smälte vid cirka 70 ° C. Efter rening smälte det vita fasta ämnet med ungefär samma massa vid 123°C. Jag tror att det är en del av anledningen till oljan vid omkristallisering i etanol / varmt vatten.
I "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture", står det skrivet:
" Vi har funnit att de optimala förhållandena för pyrolys av amid-karboxylsyrablandning är 160-180 ° C i 10-30 minuter. Långvarig uppvärmning kan orsaka bildning av betydande mängder tjära, medan uppvärmning under kort tid ger incoplete-reaktion. "
Men jag hade nästan lika stora problem med Work Up, där reaktionen bara pågick i 30 minuter och inte allt stelnade.
Ett annat förfarande innebär att man värmer 1 mol karboxylsyra med 0,5 mol urea vid 160°C i 4 timmar. Jag har inte provat det, men det ger en ganska ren produkt enligt patentet, även om utbytet bara är 50%. " FÖRENTA STATERNA 2 109 941 PATENTKONTOR 2 109 94. BEREDNING AV AMIDER "
Jag har sett människor som extraherar amid med en blandning av kokande nafta och etylacetat. Detta kan vara intressant, men mitt mål är att använda så lite organiskt lösningsmedel som möjligt. Jag har inte provat det, eftersom jag inte har någon etylacetat till hands just nu.
Om du värmer tillräckligt länge (180°C) kommer amiden att börja sublimera och bilda vackra långa vita kristaller. Tyvärr tar detta mycket lång tid, och jag fick bara 400 mg kristaller efter 11 timmar.
Jag tittade på hur människor var tvungna att göra bensamid från bensoesyra, och det skiljer sig inte för mycket från mitt, men det fungerar ändå mycket bra för bensamid. Det finns flera videor på youtube om du vill ta en titt.
Så jag tror att reaktionen fungerar bra, men det finns utrymme för förbättringar när det gäller antalet mol urea som används. Ändå behöver uppställningen verkligen förbättras. Den som ges i publikationen fungerar inte, inte ens när man använder ren syra.
Reaktionsblandningen har stelnat:
Vitt amidpulver:
Omkristalliserad amid:
Sublimerad amid:
Tredje steget, MDA-freebase
Det är här jag har ett problem: mina utbyten är obefintliga.
Jag följde TCCA-proceduren från publikationen "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
syntetiserad från helional" och det fungerade inte. Jag är säker på min amid. Jag försökte också göra reaktionen vid 18 ° C eftersom tydligen kloroamid bildas för långsamt vid 0 ° C. Det fungerade inte heller. Så jag titrerade blekmedel utan tillsatser och använde det för min Hofmann och fick ingenting efter allt arbete.
När jag syntetiserade med TCCA vid 0 ° C blev lösningen orange efter uppvärmning till 75 ° C. Det fanns en karakteristisk lukt oavsett vilken syntesväg jag tog, men varje gång slutade jag med ingenting.
Ännu konstigare är att det frigörs CO2, men ingenting efteråt. Jag är säker på att det inte finns någon ureaförorening, så det är inte hydrazin som bildas. Jag lät en reaktion köras i en vecka vid rumstemperatur, så får vi se om jag får något.
Kanske är ett cosolvent som etanol absolut nödvändigt. Många har dock lyckats utan, men säger att de behöver etanol som cosolvent när de använder TCCA. (Du kommer att bilda ett karbamatderivat, men det kommer därefter att hydrolyseras till MDA)
Från publikationen :
Syntes med användning av triklorisocyanursyra. α-Metyl-1,3-benso
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) löstes i vatten
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tillsattes droppvis och omrördes
under 15 minuter på is vid 0 ◦ C. Triklorisocyanursyra (149,9 mg,
0,65 μmol) tillsattes och reaktionsblandningen lämnades på is vid 0 ◦ C
under ytterligare 1 h. Reaktionsblandningen fördes sedan till rumstemperatur
rumstemperatur, sedan 75 ◦C och hölls i 30 min. Reaktionsblandningen hälldes
hälldes i en separeringstratt och extraherades med diklormetan
(3 ×30 mL). Det organiska skiktet tvättades med avjoniserat vatten
(25 mL) och saltlösning (25 mL), torkades över vattenfritt natriumsulfat och
filtrerades under vakuum. De organiska skikten kombinerades och lösningsmedlet
avlägsnades med hjälp av den roterande indunstaren. Vid syntetisering från rå
α-metyl-1,3-bensodioxol-5-propanamid var slutprodukten en
svartbrun jord (270,3 - 382,2 mg). När den syntetiserades från renad
α-metyl-1,3-bensodioxol-5-propanamid var slutprodukten en
brun transparent olja (286,4 - 351,5 mg)
Syntes med användning av natriumhypoklorit. Renad α-metyl-1,3-
bensodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) upplöst i vatten
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tillsattes droppvis och omrördes
under 15 min på is vid 0 ◦ C. Natriumhypokloritlösning (6,4 ml, 94,3 mmol) tillsattes,
94,3 mmol) tillsattes och reaktionsblandningen lämnades på is vid 0 ◦ C
under ytterligare 1 h. Reaktionsblandningen fördes sedan till rumstemperatur
rumstemperatur och sedan till 75 ◦ C och hölls i 30 min. Reaktionsblandningen hälldes
hälldes i en separeringstratt och extraherades med diklormetan
(3 ×30 mL). Det organiska skiktet tvättades sedan med avjoniserat vatten
(25 mL) och saltlösning (25 mL), torkades över vattenfritt natriumsulfat och
filtrerades under vakuum. De organiska skikten kombinerades och lösningsmedlet
avlägsnades med hjälp av den roterande indunstaren. Slutprodukten var en svart-
brun jord (248,1 - 293,3 mg).
För upparbetningen försökte jag extrahera med nafta eller DCM och antingen gasa med HCl eller triturera med vattenhaltig HCl och avdunsta vattenfasen. I båda fallen fick jag ingenting. Om någon någonsin har gjort denna reaktion, skulle jag gärna höra från dig.
Så de två stora problem jag har för tillfället är upparbetningen av det andra steget och den tredje reaktionen. Ändå tror jag att denna syntes är mycket optimerbar.
Det är därför jag hoppas att vi kan förbättra det tillsammans.
Du får gärna påpeka mina misstag och dela med dig av dina erfarenheter om du har gjort den här syntesen.
Om du vill leta själv, här är alla källor jag använde under min forskning:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* och Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Analys av pyrolysprodukter från urea i 132,5-190 °C"
"Direkt amidbildning mellan karboxylsyror och aminer: Mekanism och utveckling av nya katalytiska lösningar" (CHARVILLE, HAYLEY)
"LÖSNINGSMEDELSFRI SYNTES AV AMID - EN NY TEKNIK" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"FÖRENTA STATERNA 2,109,941 PATENTKONTOR2,109,94.BEREDNING AV AMIDER"
"Facile Oxidation av aldehyder till syror och estrar med Oxone" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist och Babak Borhan)
"Oxidation av aldehyder med Oxone ® i vattenhaltig aceton" (Kevin S. Webb och Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann Rearrangement Yields" The Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES resultat" The Vespiary
"En ovanlig hemlig laboratoriesyntes av 3,4-metylendioxyamfetamin (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Impurity Analysis of MDA Synthesized from Unrestricted Compounds" (Katherine Cooper)
"Isotopfraktionering under syntesen av MDMA.HCl från helional" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA) synthesised from helional" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Det finns många andra källor också, men de skulle inte vara relevanta här. Om du inte kan hitta publikationerna kan jag förse dig med DOI: erna.
Alla reagenser som jag kommer att använda kan förmodligen hittas i vilken hårdvaruaffär som helst, förutom helional, som kan köpas ganska enkelt från många olika webbplatser eftersom det inte är en övervakad prekursor. Jag tror att det till och med kan köpas på Amazon som en flagrance.
Tanken med denna syntes är att omvandla helional (cas: 1205-17-0) till helionsyra (cas: 77269-66-0, 3-(2H-1,3-bensodioxol-5-yl)-2-metylpropansyra), sedan omvandla den senare till helionamid (cas: 858215-05-1, alfa-metyl-1,3-bensodioxol-5-propanamid) och slutligen utföra en Hofmann-omläggning för att erhålla MDA-freebase.
Fördelarna med denna syntes är att den är OTC, och sålunda inte kräver hydroxylamin, använder låg toxicitet, lågkostnadsprodukter. Dessutom är problemet som man ofta stöter på i det andra sättet att göra saker på att skala upp Beckmann-omläggningen, vilket ofta resulterar i en olja som är komplicerad att rena i större skala. (baserat på mina erfarenheter och vad jag har läst)
Detta kommer att bli ett mycket långt inlägg eftersom jag kommer att försöka gå in på allt i detalj, så att om du har en fråga eller ett problem kommer du förmodligen att hitta en lösning i det här inlägget.
Jag vill helst varna för att jag personligen fastnat i det sista steget av någon anledning, men att det är fullt möjligt att lyckas få slutprodukten i bra utbyte i teorin, och enligt de många inläggen från framgångsrika personer.
Första steget, oxidation av helional till helionsyra:
61,5 g helional blandas med 216 ml aceton och 80 g NaHCO3 under omrörning i en 1 l bägare. (Tips: tillsätt NaHCO3 sist och lite i taget, så att inte magnetomröraren blockeras). Tillsätt sedan gradvis en lösning av oxon (110,8 g oxon i ca 450 ml vatten) under omrörning. Du kan göra detta droppe för droppe med hjälp av en dropptratt eller från bägare till bägare. Eftersom reaktionen är exoterm kan den få aceton att koka. Om det blir för varmt, sluta tillsätta oxonen och låt reaktionen återgå till rumstemperatur. Du kan använda ett isbad under tillsättningen, men det går lika bra att göra det i rumstemperatur om du är försiktig.
Jag brukar avsluta tillsättningen av oxonlösningen efter 1 timme. Sedan låter jag det reagera i cirka 2h-3h. Via TLC kunde jag konstatera att allt hade reagerat efter 3 timmar.
Efter 3 timmar surgör du lösningen med HCl för att fälla ut syran (de vita salterna i botten av bägaren är inte vår produkt, utan kaliumsalter från oxonen). Tillsätt tills inget fälls ut (ca pH 1-2). Var försiktig, eftersom en del oreagerad NaHCO3 kommer att finnas kvar och frigöra CO2. I de flesta fall fälls ingenting ut förutom en orange "olja" som stiger upp till ytan av resten av lösningen. Det är vår produkt som så småningom stelnar. För att tvinga den att stelna kan du lägga den i kylen i några timmar, men det fungerar inte hela tiden. Den bästa metoden jag har hittat är att sätta bägaren i frysen tills allt stelnar och sedan låta den komma till rumstemperatur. Det som förblir fast är vår produkt med kaliumsulfatsalter.
Filtrera för att återvinna det gula fasta ämnet som är förorenat med kaliumsalter och placera sedan det pulveriserade fasta ämnet i en bägare med 400 till 500 ml omrörningsvatten. Detta löser upp all förorening med kaliumsalter. Sedan är det bara att filtrera för att få fram det gula fasta ämnet
Du kan behålla helionsyran på detta sätt, men jag rekommenderar starkt att du åtminstone utför en syra-basrening nästa gång, annars kommer amidreningssteget att bli (ännu) mer komplicerat. För att göra detta, förbered en lösning av NaOH (ca 13g i 150mL vatten). Vänta tills lösningen har svalnat innan du tillsätter syran lite i taget. Om lösningen blir för varm kommer du att få en mörkbrun syra istället för en vit/ljusbrun. Tvätta därefter vattenfasen (som innehåller den konjugerade basen av helionsyra) med eter eller DCM (ger bäst resultat). Om dessa inte finns tillgängliga duger nafta eller något annat apolärt lösningsmedel. Återvinn sedan vattenfasen och surgör den med HCl. Din syra kommer att fällas ut. Om lösningen blir vit men du inte kan se några utfällningar, använd samma teknik som ovan (frysen). I allmänhet räcker det dock med att placera bägaren i kylskåpet. Filtrera sedan och du har din syra.
Du kan omkristallisera i vatten eller etanol för att få en riktigt ren syra, som bildar vackra vita kristaller, men det är ganska irriterande eftersom syran inte är särskilt löslig i varmt vatten (cirka 10 g/l vid 90°C skulle jag säga), och denna grundläggande syrarening räcker för att få hyfsade resultat senare.
Smältpunkten för ren helionsyra är cirka 77°C. Utbyte : 80 %-90
Anmärkningar om syntesen :
-När man syrar lösningen kan syran, istället för att bilda en "olja", göra lösningen vit utan att fällas ut, så frys lösningen som vanligt.
- Reaktionsblandningen kommer att bli gul när du tillsätter oxonen, och sedan orange/brun igen. Detta är normalt och beror på att den syra som bildas/föroreningarna ändrar färg beroende på pH-värdet.
-Jag provade demineraliserat vatten, kranvatten och destillerat vatten, och det verkade inte göra någon skillnad på reaktionen (jag trodde att jonerna i kranvattnet skulle förstöra oxonen, men så var inte fallet).
- Tillsätt alltid överskott av NaHCO3 enligt rekommendationen i min syntes. Om pH blir surt när all oxon ännu inte har reagerat riskerar man att bilda instabilt och explosivt TATP. Men var inte rädd för det, om du följer allt till punkt och pricka kommer det att gå bra.
- Oxonen är i själva verket ett trippelsalt: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Den art som är av intresse här är KHSO5. Så vi måste ta hänsyn till detta när vi beräknar de mol oxon vi behöver (vilket gjordes här).
-NaHCO3 förhindrar att pH-värdet blir surt. Det reagerar med oxonets surhet och med den bildade helionsyran och omvandlar den till sin konjugatbas. NaHCO3 är också en mycket svag bas, vilket säkerställer att pH-värdet inte blir för basiskt. I basiskt pH är oxonen inte stabil (pH=9, det pH där oxonen är minst stabil).
-Oxon kan köpas i järnaffärernas poolavdelning. Titta på msds eller sammansättningslistan på produkten.
-Syntesen är lätt skalbar, men jag skulle rekommendera en hink med kallt vatten för att kyla ner Rm ordentligt i större skala.
-Jag har provat etanol som lösningsmedel tre gånger, och det verkar bilda etylestern av helionsyra och andra produkter beroende på pH. Jag har inte grävt djupare, så jag kan inte säga mer. Men kanske kan vi bilda amiden från denna ester på ett enklare sätt än med min nuvarande metod (urea + borsyra + helionsyra).
Oren gul syra:
Omkristalliserad syra
Andra steget, helionamidsyntes
Jag försökte två sätt: Jag omvandlade först helionsyran till dess motsvarande ammoniumsalt och värmde sedan upp den. Det var ett misslyckande.
Det andra sättet fungerade, även om upparbetningen av denna reaktion är en mardröm, och jag tror att detta lätt kan förbättras om du har några idéer.
Jag följde proceduren i publikationen "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
I grund och botten triturerar de i 5min-10min en blandning av urea, karboxylsyra, borsyra och värmer sedan upp det hela i 15min-30min i en bägare vid 160°C-180°C. Du vet när reaktionen är klar när den återsolidifieras (urea, helionsyra och borsyra smälter vid 180°C).
Det är konstigt, eftersom helionamid smälter vid 123°C. Jag antar att detta beror på de vätebindningar som amider kan bilda. Du kommer att se att det bildar mer av en gel än ett fast ämne. Jag tror inte att triturering verkligen är nödvändigt, eftersom allt smälter vid 180 ° C. Men om du värmer till cirka 160°C-170°C antar jag att det är tillrådligt, eftersom borsyra smälter vid 171°C. Om blandningen tritureras kommer smältpunkten att sjunka. Borsyra är inte nödvändigt, men rekommenderas eftersom det förbättrar utbytet avsevärt.
Jag har provat uppvärmning i 4 timmar och 11 timmar vid 180°C under omrörning utan borsyra och fått utbyten på mellan 22% och 50%. Men upparbetningen var en skräck, för ju längre du väntar, desto mer urea bildar alla typer av kondensationsprodukter.
I mitt fall stelnade blandningen endast delvis efter ca 1h30 vid 180°C under omrörning. Jag har dock funnit (kanske var det bara en slump) att uppvärmning till 170°C kommer att stelna allt efter 2 timmar. I allmänhet stelnar ingenting, eller ens en del av det, efter 30 minuter, vilket är anledningen till att jag fortsätter reaktionen även efter 30 minuter. Ändå har jag ännu inte helt behärskat denna syntes, och det är därför din hjälp med att optimera den är mycket välkommen.
Så här gör jag vanligtvis det :
g helionsyra * 1,5 = mängd urea, g syra * 0,4 = mängd borsyra.
Detta ger ett stort molärt överskott av urea, och jag funderar på att så småningom minska det när jag får bra utbyten genom att följa publikationsförfarandet.
Jag lägger sedan de 3 i en bägare med en magnetomrörare och värmer till 170°C. När allt har stelnat, eller 3/4 av det (ca 2 timmar), låter jag det återgå till rumstemperatur och tillsätter sedan ca 10mL-20mL av en 15% ammoniaklösning och 100mL-200mL vatten. Jag värmer sedan blandningen tills den löser sig och låter den återgå till rumstemperatur för att fälla ut amiden, som inte är särskilt löslig när den är kall. Och det är här jag har ett stort problem i upparbetningen. Amiden vill inte fällas ut och jag måste avdunsta det mesta av det tillsatta vattnet, men allt stelnar på en gång. Att använda etanol är inte bättre. Och varje gång måste jag få amiden att fällas ut, sedan omkristallisera den flera gånger i vatten och etanol, och bara ibland går den med på att fällas ut som ett fast ämne och inte som olja. Jag tror att detta beror på att föroreningarna sänker amidens smältpunkt enormt mycket. Faktum är att det bruna fasta ämnet smälte vid cirka 70 ° C. Efter rening smälte det vita fasta ämnet med ungefär samma massa vid 123°C. Jag tror att det är en del av anledningen till oljan vid omkristallisering i etanol / varmt vatten.
I "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture", står det skrivet:
" Vi har funnit att de optimala förhållandena för pyrolys av amid-karboxylsyrablandning är 160-180 ° C i 10-30 minuter. Långvarig uppvärmning kan orsaka bildning av betydande mängder tjära, medan uppvärmning under kort tid ger incoplete-reaktion. "
Men jag hade nästan lika stora problem med Work Up, där reaktionen bara pågick i 30 minuter och inte allt stelnade.
Ett annat förfarande innebär att man värmer 1 mol karboxylsyra med 0,5 mol urea vid 160°C i 4 timmar. Jag har inte provat det, men det ger en ganska ren produkt enligt patentet, även om utbytet bara är 50%. " FÖRENTA STATERNA 2 109 941 PATENTKONTOR 2 109 94. BEREDNING AV AMIDER "
Jag har sett människor som extraherar amid med en blandning av kokande nafta och etylacetat. Detta kan vara intressant, men mitt mål är att använda så lite organiskt lösningsmedel som möjligt. Jag har inte provat det, eftersom jag inte har någon etylacetat till hands just nu.
Om du värmer tillräckligt länge (180°C) kommer amiden att börja sublimera och bilda vackra långa vita kristaller. Tyvärr tar detta mycket lång tid, och jag fick bara 400 mg kristaller efter 11 timmar.
Jag tittade på hur människor var tvungna att göra bensamid från bensoesyra, och det skiljer sig inte för mycket från mitt, men det fungerar ändå mycket bra för bensamid. Det finns flera videor på youtube om du vill ta en titt.
Så jag tror att reaktionen fungerar bra, men det finns utrymme för förbättringar när det gäller antalet mol urea som används. Ändå behöver uppställningen verkligen förbättras. Den som ges i publikationen fungerar inte, inte ens när man använder ren syra.
Reaktionsblandningen har stelnat:
Vitt amidpulver:
Omkristalliserad amid:
Sublimerad amid:
Tredje steget, MDA-freebase
Det är här jag har ett problem: mina utbyten är obefintliga.
Jag följde TCCA-proceduren från publikationen "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
syntetiserad från helional" och det fungerade inte. Jag är säker på min amid. Jag försökte också göra reaktionen vid 18 ° C eftersom tydligen kloroamid bildas för långsamt vid 0 ° C. Det fungerade inte heller. Så jag titrerade blekmedel utan tillsatser och använde det för min Hofmann och fick ingenting efter allt arbete.
När jag syntetiserade med TCCA vid 0 ° C blev lösningen orange efter uppvärmning till 75 ° C. Det fanns en karakteristisk lukt oavsett vilken syntesväg jag tog, men varje gång slutade jag med ingenting.
Ännu konstigare är att det frigörs CO2, men ingenting efteråt. Jag är säker på att det inte finns någon ureaförorening, så det är inte hydrazin som bildas. Jag lät en reaktion köras i en vecka vid rumstemperatur, så får vi se om jag får något.
Kanske är ett cosolvent som etanol absolut nödvändigt. Många har dock lyckats utan, men säger att de behöver etanol som cosolvent när de använder TCCA. (Du kommer att bilda ett karbamatderivat, men det kommer därefter att hydrolyseras till MDA)
Från publikationen :
Syntes med användning av triklorisocyanursyra. α-Metyl-1,3-benso
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) löstes i vatten
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tillsattes droppvis och omrördes
under 15 minuter på is vid 0 ◦ C. Triklorisocyanursyra (149,9 mg,
0,65 μmol) tillsattes och reaktionsblandningen lämnades på is vid 0 ◦ C
under ytterligare 1 h. Reaktionsblandningen fördes sedan till rumstemperatur
rumstemperatur, sedan 75 ◦C och hölls i 30 min. Reaktionsblandningen hälldes
hälldes i en separeringstratt och extraherades med diklormetan
(3 ×30 mL). Det organiska skiktet tvättades med avjoniserat vatten
(25 mL) och saltlösning (25 mL), torkades över vattenfritt natriumsulfat och
filtrerades under vakuum. De organiska skikten kombinerades och lösningsmedlet
avlägsnades med hjälp av den roterande indunstaren. Vid syntetisering från rå
α-metyl-1,3-bensodioxol-5-propanamid var slutprodukten en
svartbrun jord (270,3 - 382,2 mg). När den syntetiserades från renad
α-metyl-1,3-bensodioxol-5-propanamid var slutprodukten en
brun transparent olja (286,4 - 351,5 mg)
Syntes med användning av natriumhypoklorit. Renad α-metyl-1,3-
bensodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) upplöst i vatten
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) tillsattes droppvis och omrördes
under 15 min på is vid 0 ◦ C. Natriumhypokloritlösning (6,4 ml, 94,3 mmol) tillsattes,
94,3 mmol) tillsattes och reaktionsblandningen lämnades på is vid 0 ◦ C
under ytterligare 1 h. Reaktionsblandningen fördes sedan till rumstemperatur
rumstemperatur och sedan till 75 ◦ C och hölls i 30 min. Reaktionsblandningen hälldes
hälldes i en separeringstratt och extraherades med diklormetan
(3 ×30 mL). Det organiska skiktet tvättades sedan med avjoniserat vatten
(25 mL) och saltlösning (25 mL), torkades över vattenfritt natriumsulfat och
filtrerades under vakuum. De organiska skikten kombinerades och lösningsmedlet
avlägsnades med hjälp av den roterande indunstaren. Slutprodukten var en svart-
brun jord (248,1 - 293,3 mg).
För upparbetningen försökte jag extrahera med nafta eller DCM och antingen gasa med HCl eller triturera med vattenhaltig HCl och avdunsta vattenfasen. I båda fallen fick jag ingenting. Om någon någonsin har gjort denna reaktion, skulle jag gärna höra från dig.
Så de två stora problem jag har för tillfället är upparbetningen av det andra steget och den tredje reaktionen. Ändå tror jag att denna syntes är mycket optimerbar.
Det är därför jag hoppas att vi kan förbättra det tillsammans.
Du får gärna påpeka mina misstag och dela med dig av dina erfarenheter om du har gjort den här syntesen.
Om du vill leta själv, här är alla källor jag använde under min forskning:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* och Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Analys av pyrolysprodukter från urea i 132,5-190 °C"
"Direkt amidbildning mellan karboxylsyror och aminer: Mekanism och utveckling av nya katalytiska lösningar" (CHARVILLE, HAYLEY)
"LÖSNINGSMEDELSFRI SYNTES AV AMID - EN NY TEKNIK" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"FÖRENTA STATERNA 2,109,941 PATENTKONTOR2,109,94.BEREDNING AV AMIDER"
"Facile Oxidation av aldehyder till syror och estrar med Oxone" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist och Babak Borhan)
"Oxidation av aldehyder med Oxone ® i vattenhaltig aceton" (Kevin S. Webb och Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann Rearrangement Yields" The Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES resultat" The Vespiary
"En ovanlig hemlig laboratoriesyntes av 3,4-metylendioxyamfetamin (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Impurity Analysis of MDA Synthesized from Unrestricted Compounds" (Katherine Cooper)
"Isotopfraktionering under syntesen av MDMA.HCl från helional" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA) synthesised from helional" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Det finns många andra källor också, men de skulle inte vara relevanta här. Om du inte kan hitta publikationerna kan jag förse dig med DOI: erna.