Cílem tohoto příspěvku je shrnout několik měsíců výzkumu a testování. Bylo by skvělé, kdyby se každý podělil o své výsledky a myšlenky, aby se tato cesta syntézy zdokonalila.
Všechna činidla, která budu používat, lze pravděpodobně sehnat v každém železářství, s výjimkou helionalu, který lze poměrně snadno zakoupit na mnoha různých webových stránkách, protože se nejedná o sledovaný prekurzor. Myslím, že se dá dokonce koupit na amazonu jako flagrance.
Podstata této syntézy spočívá v přeměně helionalu (cas:1205-17-0) na kyselinu helionovou (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-yl)-2-methylpropanová kyselina), tu pak převést na helionamid (cas:858215-05-1, alfa-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid) a nakonec provést Hofmannovu přestavbu, čímž získáme MDA freebase.
Výhodou této syntézy je, že je volně prodejná, a nevyžaduje tedy hydroxylamin, používá nízko toxické a levné produkty. Kromě toho je problémem, na který se často naráží při jiném způsobu, zvětšení rozsahu Beckmannovy přestavby, což často vede k získání oleje, který je komplikované ve větším měřítku čistit. (na základě mých zkušeností a toho, co jsem četl)
Tento příspěvek bude velmi dlouhý, protože se budu snažit vše podrobně rozebrat, takže pokud máte nějakou otázku nebo problém, pravděpodobně v něm najdete řešení.
Raději vás upozorňuji, že já osobně jsem se z nějakého důvodu zasekl u posledního kroku, ale že teoreticky a podle mnoha příspěvků úspěšných lidí je naprosto možné uspět a získat finální produkt v dobré výtěžnosti.
První krok, oxidace helionu na kyselinu helionovou:
V kádince o objemu 1 l se za stálého míchání smíchá 61,5 g helionalu s 216 ml acetonu a 80 g NaHCO3. (Tip: NaHCO3 přidávejte jako poslední a po troškách, abyste neblokovali magnetické míchadlo). Poté se za míchání postupně přidává roztok oxonu (110,8 g oxonu v přibližně 450 ml vody). Můžete to dělat po kapkách pomocí kapací nálevky nebo kádinky. Jelikož je reakce exotermická, může dojít k varu acetonu. Pokud je příliš horký, přestaňte přidávat oxon a nechte reakci vrátit na pokojovou teplotu. Během přidávání můžete použít ledovou lázeň, ale pokud budete opatrní, funguje to stejně dobře i při pokojové teplotě.
Přidávání roztoku oxonu obvykle ukončuji po 1 hodině. Pak nechám reagovat asi 2-3 hodiny. Prostřednictvím TLC jsem byl schopen určit, že vše zreagovalo po 3 hodinách.
Po 3 hodinách roztok okyselíme HCl, aby se kyselina vysrážela (bílé soli na dně kádinky nejsou náš produkt, ale draselné soli z oxonu). Přidávejte, dokud se nic nesráží (přibližně pH 1-2). Buďte opatrní, protože část nezreagovaného NaHCO3 zůstane a uvolní se CO2. Ve většině případů se nic nesráží, kromě oranžového "oleje" stoupajícího na povrch zbytku roztoku. Je to náš produkt, který nakonec ztuhne. Chcete-li ho přinutit ztuhnout, můžete ho dát na několik hodin do lednice, ale nefunguje to vždy. Nejlepší metodou, kterou jsem našel, je dát kádinku do mrazáku, dokud vše neztuhne, a pak ji nechat vychladnout na pokojovou teplotu. To, co zůstane pevné, je náš výrobek se solemi síranu draselného.
Přefiltrujte, abyste získali žlutou pevnou látku znečištěnou draselnými solemi, a pak vložte práškovou pevnou látku do kádinky se 400 ml až 500 ml vody pro míchání. Tím se rozpustí veškerá kontaminace draselnými solemi. Pak už stačí jen přefiltrovat, abyste získali žlutou pevnou látku.
Kyselinu helionovou si takto můžete ponechat, ale důrazně vám doporučuji provést alespoň další acidobazické čištění, jinak bude krok čištění amidů (ještě) složitější. Za tímto účelem si připravte roztok NaOH (cca 13 g ve 150 ml vody). Počkejte, až roztok vychladne, a teprve potom přidávejte po troškách kyselinu. Pokud bude roztok příliš horký, získáte místo bílé/světle hnědé kyseliny tmavě hnědou. Poté promyjte vodnou fázi (obsahující konjugovanou bázi kyseliny helionové) etherem nebo DCM (dává nejlepší výsledky). Nejsou-li tyto látky k dispozici, postačí nafta nebo jiné apolární rozpouštědlo. Poté obnovte vodnou fázi a okyselte ji HCl. Kyselina se vysráží. Pokud roztok zbělá, ale nevidíte žádné sraženiny, použijte stejnou techniku jako výše (mrazák). Obecně však stačí kádinku umístit do lednice. Pak přefiltrujte a máte kyselinu.
Můžete rekrystalizovat ve vodě nebo ethanolu, abyste získali skutečně čistou kyselinu, která tvoří krásné bílé krystalky, ale je to spíše nepříjemné, protože kyselina není příliš rozpustná v horké vodě (řekl bych, že kolem 10 g/l při 90 °C) a toto základní čištění kyseliny stačí k tomu, abyste později získali slušné výsledky.
Teplota tání čisté kyseliny helionové je přibližně 77 °C. Výtěžnost: 80-90 %
Poznámky k syntéze :
-Když okyselíte roztok, místo aby se vytvořil "olej", může kyselina změnit roztok na bílý, aniž by se vysrážel, takže roztok jednoduše zmrazte jako obvykle.
- Reakční směs se po přidání oxonu zbarví do žluta a poté opět do oranžova/hněda. To je normální a je to způsobeno tím, že vzniklá kyselina/nečistoty mění barvu v závislosti na pH.
-Zkoušel jsem demineralizovanou vodu, vodu z vodovodu a destilovanou vodu a nezdálo se, že by to mělo nějaký vliv na reakci (myslel jsem si, že ionty ve vodovodní vodě zničí oxon, ale nebylo tomu tak).
- Vždy přidávejte přebytek NaHCO3, jak je doporučeno v mé syntéze. Pokud se pH stane kyselým, když ještě nezreagoval všechen oxon, riskujete, že se vytvoří nestabilní a výbušný TATP. Toho se však nebojte: pokud vše dodržíte do písmene, bude vše v pořádku.
- Oxon je ve skutečnosti trojitá sůl: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Druh, který nás zde zajímá, je KHSO5. Musíme to tedy vzít v úvahu při výpočtu potřebných molů oxonu (což bylo provedeno zde).
-NaHCO3 zabrání tomu, aby se pH stalo kyselým. Bude reagovat s kyselostí oxonu a se vzniklou helionovou kyselinou a převede ji na její konjugovanou zásadu. NaHCO3 je také velmi slabá zásada, která zajistí, že pH nebude příliš zásadité. V zásaditém pH není oxon stabilní (pH=9, pH, při kterém je oxon nejméně stabilní).
-Oxon lze zakoupit v oddělení bazénů v železářství. Podívejte se na msds nebo na seznam složení na výrobku.
-Syntéza je snadno škálovatelná, ale doporučil bych kbelík se studenou vodou, aby se Rm ve větším měřítku řádně ochladil.
-Třikrát jsem vyzkoušel ethanol jako rozpouštědlo a zdá se, že tvoří ethylester kyseliny helionové a další produkty v závislosti na pH. Hlouběji jsem do toho nepátral, takže vám nemohu říct víc. Ale možná by se z tohoto esteru dal vytvořit amid, a to jednodušeji než mou současnou metodou (močovina + kyselina boritá + kyselina helionová).
Nečistá žlutá kyselina:
Rekrystalizovaná kyselina
Druhý krok, syntéza helionamidu
Vyzkoušel jsem dva způsoby: Nejprve jsem převedl kyselinu helionovou na odpovídající amonnou sůl a poté jsem ji zahřál. Bylo to neúspěšné.
Druhý způsob fungoval, ačkoli rozpracování této reakce je noční můra a myslím, že se to dá snadno vylepšit, pokud máte nějaké nápady.
Postupoval jsem podle publikace "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
V podstatě se trituruje 5min-10min směs močoviny, kyseliny karboxylové, kyseliny borité, pak se to celé zahřívá 15min-30min v kádince při 160°C-180°C. Reakce je ukončena, když se zpevní (močovina, kyselina helionová a kyselina boritá tají při 180 °C).
Což je zvláštní, protože helionamid taje při 123 °C. Předpokládám, že je to kvůli vodíkovým vazbám, které mohou amidy vytvářet. Uvidíte, že tvoří spíše gel než pevnou látku. Nemyslím si, že triturbace je skutečně nutná, protože vše taje při 180 °C. Pokud však zahřejete na teplotu kolem 160-170 °C, předpokládám, že je to vhodné, protože kyselina boritá taje při 171 °C. Triturací směsi dojde ke snížení teploty tání. Kyselina boritá není nutná, ale doporučuje se, protože výrazně zlepšuje výtěžnost.
Zkoušel jsem zahřívat 4 hodiny a 11 hodin při 180 °C s mícháním bez kyseliny borité a dosáhl jsem výtěžků od 22 % do 50 %. Ale rozpracování byl horor, protože čím déle čekáte, tím více močoviny tvoří nejrůznější kondenzační produkty.
V mém případě směs jen částečně ztuhla asi po 1h30 při 180°C za míchání. Zjistil jsem však (možná to byla jen náhoda), že zahřátím na 170 °C vše ztuhne po 2 hodinách. Obecně po 30 minutách neztuhne nic, nebo jen část, proto jsem v reakci pokračoval i po 30min. Přesto jsem tuto syntézu ještě úplně nezvládl, a proto vaši pomoc při její optimalizaci velmi uvítám.
Zde je návod, jak to obvykle dělám :
g kyseliny helionové * 1,5 = množství močoviny, g kyseliny * 0,4 = množství kyseliny borité.
Tím vzniká velký molární přebytek močoviny a přemýšlím o jeho případném snížení, jakmile budu dosahovat dobrých výtěžků podle publikačního postupu.
Poté jsem vložil 3 do kádinky s magnetickým míchadlem a zahřál na 170 °C. Když vše ztuhne nebo 3/4 (asi 2 hodiny), nechám to vrátit na pokojovou teplotu, pak přidám asi 10 ml-20 ml 15% roztoku amoniaku a 100 ml-200 ml vody. Pak směs zahřívám, dokud se nerozpustí, a nechám ji vrátit na pokojovou teplotu, aby se vysrážel amid, který je za studena špatně rozpustný. A právě zde mám v přípravku Work-up velký problém. Amid se nechce vysrážet a já musím většinu přidané vody odpařit, ale vše najednou ztuhne. Použití ethanolu není o nic lepší. A pokaždé musím amid přimět, aby se vysrážel, pak ho několikrát rekrystalizovat ve vodě a ethanolu a jen někdy souhlasí, aby se vysrážel jako pevná látka a ne jako olej. Myslím, že je to způsobeno tím, že nečistoty nesmírně snižují teplotu tání amidu. Ve skutečnosti se hnědá pevná látka taví při teplotě kolem 70 °C. Po přečištění se bílá pevná látka o přibližně stejné hmotnosti tavila při 123 °C. Domnívám se, že to je částečný důvod vzniku oleje při rekrystalizaci v ethanolu/horké vodě.
V knize "Jednoduchá příprava amidů z kyselin a aminů zahříváním jejich směsi" se píše:
" Zjistili jsme, že optimální podmínky pro pyrolýzu směsi amidů a karboxylových kyselin jsou 160-180 °C po dobu 10-30 minut. Dlouhodobé zahřívání může způsobit tvorbu značného množství dehtu, zatímco při zahřívání po krátkou dobu dochází k inkopletní reakci. "
Ale téměř stejné potíže jsem měl s Work Up, když jsem reakci prováděl pouze 30min a ne vše ztuhlo.
Další postup zahrnuje zahřívání 1 molu karboxylové kyseliny s 0,5 molu močoviny při 160 °C po dobu 4 hodin. Nezkoušel jsem to, ale podle patentu to dává poměrně čistý produkt, i když výtěžky jsou jen 50%. " SPOJENÉ STÁTY 2 109 941 PATENTOVÝ ÚŘAD 2 109 94. PŘÍPRAVA AMIDŮ "
Viděl jsem lidi, kteří extrahovali amidy pomocí směsi vroucí nafty a ethylacetátu. To může být zajímavé, ale mým cílem je použít co nejméně organického rozpouštědla. Ještě jsem to nezkoušel, protože momentálně nemám po ruce žádný ethylacetát.
Při dostatečně dlouhém zahřívání (180 °C) začne amid sublimovat a vytvoří krásné dlouhé bílé krystaly. Bohužel to trvá velmi dlouho a po 11 hodinách jsem získal pouze 400 mg krystalů.
Podíval jsem se na způsob, jakým lidé vyráběli benzamid z kyseliny benzoové, a ten se od toho mého příliš neliší, přesto funguje pro benzamid velmi dobře. Na youtube je několik videí, pokud se chcete podívat.
Takže si myslím, že reakce funguje dobře, ale je tu prostor pro zlepšení, pokud jde o počet použitých molů močoviny. Nicméně je opravdu třeba zlepšit pracovní postup. Ten, který je uveden v publikaci, nefunguje ani při použití čisté kyseliny.
Reakční směs po ztuhnutí:
Bílý amidový prášek:
Rekrystalizovaný amid:
Sublimovaný amid:
Třetí krok, volná báze MDA
Tady mám problém: moje výtěžnost je nulová.
Postupoval jsem podle postupu TCCA z publikace "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)".
syntetizovaného z helionalu" a nefungovalo to. Jsem si jistý svým amidem. Zkoušel jsem také reakci provést při 18 °C, protože při 0 °C se prý chloroamid tvoří příliš pomalu. To také nefungovalo. Tak jsem titroval bělidlo bez přísad a použil ho pro mého Hofmanna a nedostal jsem nic po celé práci až.
Když jsem syntetizoval pomocí TCCA při 0°C, roztok se po zahřátí na 75°C zbarvil do oranžova. Charakteristický zápach byl bez ohledu na to, jakou cestu syntézy jsem zvolil, ale pokaždé jsem skončil s prázdnou.
Ještě podivnější je, že dochází k uvolňování CO2, ale potom už nic. Jsem si jistý, že nedošlo ke kontaminaci močovinou, takže se netvoří hydrazin. Nechám reakci běžet týden při pokojové teplotě a uvidíme, jestli se něco objeví.
Možná je bezpodmínečně nutné kosolvent, například ethanol. Mnoho lidí však uspělo i bez něj, ale tvrdí, že při použití TCCA ethanol jako kosolvent potřebují. (Vytvoříte karbamátový derivát, ale ten následně hydrolyzuje na MDA).
Z publikace :
Synthesis using trichloroisocyanuric acid. α-Methyl-1,3-benzo
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) byl rozpuštěn ve vodě.
(14 ml), po kapkách byl přidán NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a míchalo se
15 min na ledu při teplotě 0 ◦ C. Kyselina trichlorisokyanurová (149,9 mg,
0,65 μmol) a reakční směs byla ponechána na ledu při teplotě 0 ◦ C
po dobu další 1 h. Poté byla reakční směs přivedena na pokojovou teplotu.
teploty, poté na 75 ◦C a ponechána po dobu 30 min. Reakční směs byla
přelita do dělící nálevky a extrahována dichlormethanem.
(3 × 30 ml). Organická vrstva byla promyta deionizovanou vodou.
(25 ml) a solným roztokem (25 ml), vysušena nad bezvodým síranem sodným a rozpuštěna ve vodě.
filtrováno ve vakuu. Organické vrstvy byly spojeny a rozpouštědlo
bylo odstraněno pomocí rotační odparky. Při syntéze ze surového
α-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu byl konečným produktem
černohnědá půda (270,3 - 382,2 mg). Při syntéze z přečištěného
α-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu, byl konečným produktem
hnědý průhledný olej (286,4 - 351,5 mg)
Syntéza za použití chlornanu sodného. Purifikovaný α-methyl-1,3-
benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) rozpuštěný ve vodě.
(14 ml) byl po kapkách přidán NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a míchán.
15 min na ledu při teplotě 0 ◦ C. Roztok chlornanu sodného (6,4 ml,
94,3 mmol) a reakční směs byla ponechána na ledu při teplotě 0 ◦ C.
po dobu další 1 h. Poté byla reakční směs přivedena na pokojovou teplotu.
C a poté na teplotu 75 ◦ C a ponechána po dobu 30 min. Reakční směs byla
přelita do dělicí nálevky a extrahována dichlormethanem.
(3 × 30 ml). Organická vrstva byla poté promyta deionizovanou vodou.
(25 ml) a solným roztokem (25 ml), vysušena nad bezvodým síranem sodným a rozpuštěna ve vodě.
filtrováno ve vakuu. Organické vrstvy byly spojeny a rozpouštědlo
bylo odstraněno pomocí rotační odparky. Konečným produktem byla černá
hnědá půda (248,1 - 293,3 mg).
Pro rozpracování jsem vyzkoušel extrakci naftou nebo DCM a buď zplynování HCl, nebo trituraci vodnou HCl a odpaření vodné fáze. V obou případech jsem nic nezískal. Pokud někdo tuto reakci někdy provedl, budu rád, když mi napíšete.
Takže dva velké problémy, které mám v tuto chvíli, jsou vypracování druhého kroku a třetí reakce. Nicméně si myslím, že tato syntéza je velmi optimalizovatelná.
Proto doufám, že ji společně vylepšíme.
Klidně mě upozorněte na mé chyby a podělte se o své zkušenosti, pokud jste tuto syntézu prováděli.
Pokud se chcete podívat sami, zde jsou všechny zdroje, které jsem při svém výzkumu použil:
"Jursic* a Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148).
"Analýza produktů pyrolýzy močoviny při teplotě 132,5-190 °C" (Analysis of Urea Pyrolysis Products in 132.5-190 °C)
" Přímá tvorba amidů mezi karboxylovými kyselinami a aminy: Mechanismus a vývoj nových katalytických řešení" (CHARVILLE, HAYLEY)
"SOLVENT-FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"UNITED STATES 2,109,941 PATENT OFFICE2,109,94.PREPARATION OF AMIDES" (PŘÍPRAVA AMIDŮ VE SPOJENÝCH STÁTECH AMERICKÝCH)
"Facile Oxidation of Aldehydes to Acidsand Esters with Oxone" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist a Babak Borhan)
"Oxidace aldehydů pomocí Oxone ® ve vodném acetonu" (Kevin S. Webb a Stephen J. Ruszkay)
"Výnosy Hofmannovy rearrangace" (Hofmann Rearrangement Yields) The Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES results" The Vespiary (Fázová přeměna aldehydů na amidy)
"An unusual clandestine laboratory synthesis of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analýza nečistot MDA syntetizovaného z neomezených sloučenin" (Katherine Cooper)
"Isotopová frakcionace při syntéze MDMA.HCl z helionalu" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Profilování organických nečistot 3,4-methylendioxyamfetaminu (MDA) syntetizovaného z helionalu" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Existuje i spousta dalších zdrojů, ale ty by zde nebyly relevantní. Pokud nemůžete publikace najít, mohu vám poskytnout jejich DOI.
Všechna činidla, která budu používat, lze pravděpodobně sehnat v každém železářství, s výjimkou helionalu, který lze poměrně snadno zakoupit na mnoha různých webových stránkách, protože se nejedná o sledovaný prekurzor. Myslím, že se dá dokonce koupit na amazonu jako flagrance.
Podstata této syntézy spočívá v přeměně helionalu (cas:1205-17-0) na kyselinu helionovou (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-yl)-2-methylpropanová kyselina), tu pak převést na helionamid (cas:858215-05-1, alfa-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid) a nakonec provést Hofmannovu přestavbu, čímž získáme MDA freebase.
Výhodou této syntézy je, že je volně prodejná, a nevyžaduje tedy hydroxylamin, používá nízko toxické a levné produkty. Kromě toho je problémem, na který se často naráží při jiném způsobu, zvětšení rozsahu Beckmannovy přestavby, což často vede k získání oleje, který je komplikované ve větším měřítku čistit. (na základě mých zkušeností a toho, co jsem četl)
Tento příspěvek bude velmi dlouhý, protože se budu snažit vše podrobně rozebrat, takže pokud máte nějakou otázku nebo problém, pravděpodobně v něm najdete řešení.
Raději vás upozorňuji, že já osobně jsem se z nějakého důvodu zasekl u posledního kroku, ale že teoreticky a podle mnoha příspěvků úspěšných lidí je naprosto možné uspět a získat finální produkt v dobré výtěžnosti.
První krok, oxidace helionu na kyselinu helionovou:
V kádince o objemu 1 l se za stálého míchání smíchá 61,5 g helionalu s 216 ml acetonu a 80 g NaHCO3. (Tip: NaHCO3 přidávejte jako poslední a po troškách, abyste neblokovali magnetické míchadlo). Poté se za míchání postupně přidává roztok oxonu (110,8 g oxonu v přibližně 450 ml vody). Můžete to dělat po kapkách pomocí kapací nálevky nebo kádinky. Jelikož je reakce exotermická, může dojít k varu acetonu. Pokud je příliš horký, přestaňte přidávat oxon a nechte reakci vrátit na pokojovou teplotu. Během přidávání můžete použít ledovou lázeň, ale pokud budete opatrní, funguje to stejně dobře i při pokojové teplotě.
Přidávání roztoku oxonu obvykle ukončuji po 1 hodině. Pak nechám reagovat asi 2-3 hodiny. Prostřednictvím TLC jsem byl schopen určit, že vše zreagovalo po 3 hodinách.
Po 3 hodinách roztok okyselíme HCl, aby se kyselina vysrážela (bílé soli na dně kádinky nejsou náš produkt, ale draselné soli z oxonu). Přidávejte, dokud se nic nesráží (přibližně pH 1-2). Buďte opatrní, protože část nezreagovaného NaHCO3 zůstane a uvolní se CO2. Ve většině případů se nic nesráží, kromě oranžového "oleje" stoupajícího na povrch zbytku roztoku. Je to náš produkt, který nakonec ztuhne. Chcete-li ho přinutit ztuhnout, můžete ho dát na několik hodin do lednice, ale nefunguje to vždy. Nejlepší metodou, kterou jsem našel, je dát kádinku do mrazáku, dokud vše neztuhne, a pak ji nechat vychladnout na pokojovou teplotu. To, co zůstane pevné, je náš výrobek se solemi síranu draselného.
Přefiltrujte, abyste získali žlutou pevnou látku znečištěnou draselnými solemi, a pak vložte práškovou pevnou látku do kádinky se 400 ml až 500 ml vody pro míchání. Tím se rozpustí veškerá kontaminace draselnými solemi. Pak už stačí jen přefiltrovat, abyste získali žlutou pevnou látku.
Kyselinu helionovou si takto můžete ponechat, ale důrazně vám doporučuji provést alespoň další acidobazické čištění, jinak bude krok čištění amidů (ještě) složitější. Za tímto účelem si připravte roztok NaOH (cca 13 g ve 150 ml vody). Počkejte, až roztok vychladne, a teprve potom přidávejte po troškách kyselinu. Pokud bude roztok příliš horký, získáte místo bílé/světle hnědé kyseliny tmavě hnědou. Poté promyjte vodnou fázi (obsahující konjugovanou bázi kyseliny helionové) etherem nebo DCM (dává nejlepší výsledky). Nejsou-li tyto látky k dispozici, postačí nafta nebo jiné apolární rozpouštědlo. Poté obnovte vodnou fázi a okyselte ji HCl. Kyselina se vysráží. Pokud roztok zbělá, ale nevidíte žádné sraženiny, použijte stejnou techniku jako výše (mrazák). Obecně však stačí kádinku umístit do lednice. Pak přefiltrujte a máte kyselinu.
Můžete rekrystalizovat ve vodě nebo ethanolu, abyste získali skutečně čistou kyselinu, která tvoří krásné bílé krystalky, ale je to spíše nepříjemné, protože kyselina není příliš rozpustná v horké vodě (řekl bych, že kolem 10 g/l při 90 °C) a toto základní čištění kyseliny stačí k tomu, abyste později získali slušné výsledky.
Teplota tání čisté kyseliny helionové je přibližně 77 °C. Výtěžnost: 80-90 %
Poznámky k syntéze :
-Když okyselíte roztok, místo aby se vytvořil "olej", může kyselina změnit roztok na bílý, aniž by se vysrážel, takže roztok jednoduše zmrazte jako obvykle.
- Reakční směs se po přidání oxonu zbarví do žluta a poté opět do oranžova/hněda. To je normální a je to způsobeno tím, že vzniklá kyselina/nečistoty mění barvu v závislosti na pH.
-Zkoušel jsem demineralizovanou vodu, vodu z vodovodu a destilovanou vodu a nezdálo se, že by to mělo nějaký vliv na reakci (myslel jsem si, že ionty ve vodovodní vodě zničí oxon, ale nebylo tomu tak).
- Vždy přidávejte přebytek NaHCO3, jak je doporučeno v mé syntéze. Pokud se pH stane kyselým, když ještě nezreagoval všechen oxon, riskujete, že se vytvoří nestabilní a výbušný TATP. Toho se však nebojte: pokud vše dodržíte do písmene, bude vše v pořádku.
- Oxon je ve skutečnosti trojitá sůl: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Druh, který nás zde zajímá, je KHSO5. Musíme to tedy vzít v úvahu při výpočtu potřebných molů oxonu (což bylo provedeno zde).
-NaHCO3 zabrání tomu, aby se pH stalo kyselým. Bude reagovat s kyselostí oxonu a se vzniklou helionovou kyselinou a převede ji na její konjugovanou zásadu. NaHCO3 je také velmi slabá zásada, která zajistí, že pH nebude příliš zásadité. V zásaditém pH není oxon stabilní (pH=9, pH, při kterém je oxon nejméně stabilní).
-Oxon lze zakoupit v oddělení bazénů v železářství. Podívejte se na msds nebo na seznam složení na výrobku.
-Syntéza je snadno škálovatelná, ale doporučil bych kbelík se studenou vodou, aby se Rm ve větším měřítku řádně ochladil.
-Třikrát jsem vyzkoušel ethanol jako rozpouštědlo a zdá se, že tvoří ethylester kyseliny helionové a další produkty v závislosti na pH. Hlouběji jsem do toho nepátral, takže vám nemohu říct víc. Ale možná by se z tohoto esteru dal vytvořit amid, a to jednodušeji než mou současnou metodou (močovina + kyselina boritá + kyselina helionová).
Nečistá žlutá kyselina:
Rekrystalizovaná kyselina
Druhý krok, syntéza helionamidu
Vyzkoušel jsem dva způsoby: Nejprve jsem převedl kyselinu helionovou na odpovídající amonnou sůl a poté jsem ji zahřál. Bylo to neúspěšné.
Druhý způsob fungoval, ačkoli rozpracování této reakce je noční můra a myslím, že se to dá snadno vylepšit, pokud máte nějaké nápady.
Postupoval jsem podle publikace "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
V podstatě se trituruje 5min-10min směs močoviny, kyseliny karboxylové, kyseliny borité, pak se to celé zahřívá 15min-30min v kádince při 160°C-180°C. Reakce je ukončena, když se zpevní (močovina, kyselina helionová a kyselina boritá tají při 180 °C).
Což je zvláštní, protože helionamid taje při 123 °C. Předpokládám, že je to kvůli vodíkovým vazbám, které mohou amidy vytvářet. Uvidíte, že tvoří spíše gel než pevnou látku. Nemyslím si, že triturbace je skutečně nutná, protože vše taje při 180 °C. Pokud však zahřejete na teplotu kolem 160-170 °C, předpokládám, že je to vhodné, protože kyselina boritá taje při 171 °C. Triturací směsi dojde ke snížení teploty tání. Kyselina boritá není nutná, ale doporučuje se, protože výrazně zlepšuje výtěžnost.
Zkoušel jsem zahřívat 4 hodiny a 11 hodin při 180 °C s mícháním bez kyseliny borité a dosáhl jsem výtěžků od 22 % do 50 %. Ale rozpracování byl horor, protože čím déle čekáte, tím více močoviny tvoří nejrůznější kondenzační produkty.
V mém případě směs jen částečně ztuhla asi po 1h30 při 180°C za míchání. Zjistil jsem však (možná to byla jen náhoda), že zahřátím na 170 °C vše ztuhne po 2 hodinách. Obecně po 30 minutách neztuhne nic, nebo jen část, proto jsem v reakci pokračoval i po 30min. Přesto jsem tuto syntézu ještě úplně nezvládl, a proto vaši pomoc při její optimalizaci velmi uvítám.
Zde je návod, jak to obvykle dělám :
g kyseliny helionové * 1,5 = množství močoviny, g kyseliny * 0,4 = množství kyseliny borité.
Tím vzniká velký molární přebytek močoviny a přemýšlím o jeho případném snížení, jakmile budu dosahovat dobrých výtěžků podle publikačního postupu.
Poté jsem vložil 3 do kádinky s magnetickým míchadlem a zahřál na 170 °C. Když vše ztuhne nebo 3/4 (asi 2 hodiny), nechám to vrátit na pokojovou teplotu, pak přidám asi 10 ml-20 ml 15% roztoku amoniaku a 100 ml-200 ml vody. Pak směs zahřívám, dokud se nerozpustí, a nechám ji vrátit na pokojovou teplotu, aby se vysrážel amid, který je za studena špatně rozpustný. A právě zde mám v přípravku Work-up velký problém. Amid se nechce vysrážet a já musím většinu přidané vody odpařit, ale vše najednou ztuhne. Použití ethanolu není o nic lepší. A pokaždé musím amid přimět, aby se vysrážel, pak ho několikrát rekrystalizovat ve vodě a ethanolu a jen někdy souhlasí, aby se vysrážel jako pevná látka a ne jako olej. Myslím, že je to způsobeno tím, že nečistoty nesmírně snižují teplotu tání amidu. Ve skutečnosti se hnědá pevná látka taví při teplotě kolem 70 °C. Po přečištění se bílá pevná látka o přibližně stejné hmotnosti tavila při 123 °C. Domnívám se, že to je částečný důvod vzniku oleje při rekrystalizaci v ethanolu/horké vodě.
V knize "Jednoduchá příprava amidů z kyselin a aminů zahříváním jejich směsi" se píše:
" Zjistili jsme, že optimální podmínky pro pyrolýzu směsi amidů a karboxylových kyselin jsou 160-180 °C po dobu 10-30 minut. Dlouhodobé zahřívání může způsobit tvorbu značného množství dehtu, zatímco při zahřívání po krátkou dobu dochází k inkopletní reakci. "
Ale téměř stejné potíže jsem měl s Work Up, když jsem reakci prováděl pouze 30min a ne vše ztuhlo.
Další postup zahrnuje zahřívání 1 molu karboxylové kyseliny s 0,5 molu močoviny při 160 °C po dobu 4 hodin. Nezkoušel jsem to, ale podle patentu to dává poměrně čistý produkt, i když výtěžky jsou jen 50%. " SPOJENÉ STÁTY 2 109 941 PATENTOVÝ ÚŘAD 2 109 94. PŘÍPRAVA AMIDŮ "
Viděl jsem lidi, kteří extrahovali amidy pomocí směsi vroucí nafty a ethylacetátu. To může být zajímavé, ale mým cílem je použít co nejméně organického rozpouštědla. Ještě jsem to nezkoušel, protože momentálně nemám po ruce žádný ethylacetát.
Při dostatečně dlouhém zahřívání (180 °C) začne amid sublimovat a vytvoří krásné dlouhé bílé krystaly. Bohužel to trvá velmi dlouho a po 11 hodinách jsem získal pouze 400 mg krystalů.
Podíval jsem se na způsob, jakým lidé vyráběli benzamid z kyseliny benzoové, a ten se od toho mého příliš neliší, přesto funguje pro benzamid velmi dobře. Na youtube je několik videí, pokud se chcete podívat.
Takže si myslím, že reakce funguje dobře, ale je tu prostor pro zlepšení, pokud jde o počet použitých molů močoviny. Nicméně je opravdu třeba zlepšit pracovní postup. Ten, který je uveden v publikaci, nefunguje ani při použití čisté kyseliny.
Reakční směs po ztuhnutí:
Bílý amidový prášek:
Rekrystalizovaný amid:
Sublimovaný amid:
Třetí krok, volná báze MDA
Tady mám problém: moje výtěžnost je nulová.
Postupoval jsem podle postupu TCCA z publikace "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)".
syntetizovaného z helionalu" a nefungovalo to. Jsem si jistý svým amidem. Zkoušel jsem také reakci provést při 18 °C, protože při 0 °C se prý chloroamid tvoří příliš pomalu. To také nefungovalo. Tak jsem titroval bělidlo bez přísad a použil ho pro mého Hofmanna a nedostal jsem nic po celé práci až.
Když jsem syntetizoval pomocí TCCA při 0°C, roztok se po zahřátí na 75°C zbarvil do oranžova. Charakteristický zápach byl bez ohledu na to, jakou cestu syntézy jsem zvolil, ale pokaždé jsem skončil s prázdnou.
Ještě podivnější je, že dochází k uvolňování CO2, ale potom už nic. Jsem si jistý, že nedošlo ke kontaminaci močovinou, takže se netvoří hydrazin. Nechám reakci běžet týden při pokojové teplotě a uvidíme, jestli se něco objeví.
Možná je bezpodmínečně nutné kosolvent, například ethanol. Mnoho lidí však uspělo i bez něj, ale tvrdí, že při použití TCCA ethanol jako kosolvent potřebují. (Vytvoříte karbamátový derivát, ale ten následně hydrolyzuje na MDA).
Z publikace :
Synthesis using trichloroisocyanuric acid. α-Methyl-1,3-benzo
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) byl rozpuštěn ve vodě.
(14 ml), po kapkách byl přidán NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a míchalo se
15 min na ledu při teplotě 0 ◦ C. Kyselina trichlorisokyanurová (149,9 mg,
0,65 μmol) a reakční směs byla ponechána na ledu při teplotě 0 ◦ C
po dobu další 1 h. Poté byla reakční směs přivedena na pokojovou teplotu.
teploty, poté na 75 ◦C a ponechána po dobu 30 min. Reakční směs byla
přelita do dělící nálevky a extrahována dichlormethanem.
(3 × 30 ml). Organická vrstva byla promyta deionizovanou vodou.
(25 ml) a solným roztokem (25 ml), vysušena nad bezvodým síranem sodným a rozpuštěna ve vodě.
filtrováno ve vakuu. Organické vrstvy byly spojeny a rozpouštědlo
bylo odstraněno pomocí rotační odparky. Při syntéze ze surového
α-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu byl konečným produktem
černohnědá půda (270,3 - 382,2 mg). Při syntéze z přečištěného
α-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu, byl konečným produktem
hnědý průhledný olej (286,4 - 351,5 mg)
Syntéza za použití chlornanu sodného. Purifikovaný α-methyl-1,3-
benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) rozpuštěný ve vodě.
(14 ml) byl po kapkách přidán NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a míchán.
15 min na ledu při teplotě 0 ◦ C. Roztok chlornanu sodného (6,4 ml,
94,3 mmol) a reakční směs byla ponechána na ledu při teplotě 0 ◦ C.
po dobu další 1 h. Poté byla reakční směs přivedena na pokojovou teplotu.
C a poté na teplotu 75 ◦ C a ponechána po dobu 30 min. Reakční směs byla
přelita do dělicí nálevky a extrahována dichlormethanem.
(3 × 30 ml). Organická vrstva byla poté promyta deionizovanou vodou.
(25 ml) a solným roztokem (25 ml), vysušena nad bezvodým síranem sodným a rozpuštěna ve vodě.
filtrováno ve vakuu. Organické vrstvy byly spojeny a rozpouštědlo
bylo odstraněno pomocí rotační odparky. Konečným produktem byla černá
hnědá půda (248,1 - 293,3 mg).
Pro rozpracování jsem vyzkoušel extrakci naftou nebo DCM a buď zplynování HCl, nebo trituraci vodnou HCl a odpaření vodné fáze. V obou případech jsem nic nezískal. Pokud někdo tuto reakci někdy provedl, budu rád, když mi napíšete.
Takže dva velké problémy, které mám v tuto chvíli, jsou vypracování druhého kroku a třetí reakce. Nicméně si myslím, že tato syntéza je velmi optimalizovatelná.
Proto doufám, že ji společně vylepšíme.
Klidně mě upozorněte na mé chyby a podělte se o své zkušenosti, pokud jste tuto syntézu prováděli.
Pokud se chcete podívat sami, zde jsou všechny zdroje, které jsem při svém výzkumu použil:
"Jursic* a Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148).
"Analýza produktů pyrolýzy močoviny při teplotě 132,5-190 °C" (Analysis of Urea Pyrolysis Products in 132.5-190 °C)
" Přímá tvorba amidů mezi karboxylovými kyselinami a aminy: Mechanismus a vývoj nových katalytických řešení" (CHARVILLE, HAYLEY)
"SOLVENT-FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"UNITED STATES 2,109,941 PATENT OFFICE2,109,94.PREPARATION OF AMIDES" (PŘÍPRAVA AMIDŮ VE SPOJENÝCH STÁTECH AMERICKÝCH)
"Facile Oxidation of Aldehydes to Acidsand Esters with Oxone" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist a Babak Borhan)
"Oxidace aldehydů pomocí Oxone ® ve vodném acetonu" (Kevin S. Webb a Stephen J. Ruszkay)
"Výnosy Hofmannovy rearrangace" (Hofmann Rearrangement Yields) The Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES results" The Vespiary (Fázová přeměna aldehydů na amidy)
"An unusual clandestine laboratory synthesis of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analýza nečistot MDA syntetizovaného z neomezených sloučenin" (Katherine Cooper)
"Isotopová frakcionace při syntéze MDMA.HCl z helionalu" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Profilování organických nečistot 3,4-methylendioxyamfetaminu (MDA) syntetizovaného z helionalu" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Existuje i spousta dalších zdrojů, ale ty by zde nebyly relevantní. Pokud nemůžete publikace najít, mohu vám poskytnout jejich DOI.