Einführung
Diese Synthese ist eine gute Option, wenn Phenylaceton für die weitere Synthese von Amphetamin oder Methamphetamin nicht zur Verfügung steht. BMK-Glycidat kann durch Hydrolyse leicht in P2P umgewandelt werden. Diese Reaktion hat einige Vor- und Nachteile. Der größte Nachteil ist, dass die Reaktion sehr empfindlich auf Wasser reagiert. Sie müssen absolut trockene Glasgeräte und Reagenzien verwenden. Stellen Sie sicher, dass Ihre Reagenzien vor der Synthese getrocknet und gereinigt wurden. Wasserspuren vermindern die Ausbeute. Außerdem lohnt es sich, diese Reaktion in einer inerten Atmosphäre (N2) durchzuführen, um ihre Ausbeute zu erhöhen. Zu den Vorteilen gehören eine recht hohe Ausbeute und eine kurze Reaktionszeit. Außerdem werden für die Reaktion keine Lösungsmittel benötigt.
Ausrüstung und Glasgeräte.
- 2-L-Batch-Reaktor (oder Kolben) mit Rückflusskühler, oberem Rührer und Wassermantel (Wasserbad) in einer Aufstellung;
- Retortenständer und Klammer zur Befestigung der Apparatur;
- 1-L-Tropfentrichter;
- Konventioneller Trichter;
- Thermometer in Laborqualität (bis zu -10 - 100 °С);
- Glasstab;
- Schläuche aus Silikon;
- Messzylinder für 1 L;
- Vakuumquelle;
- Laborwaage (1-200 g ist geeignet);
- Kaltwasserbad für Rückflusskühler und Wasserpumpe (bei Fehlen des Kühlers);
- Buchner-Kolben und Trichter;
- 2 L; 1 L x2; 500 ml x2 Bechergläser;
- Plastiklöffel oder Spatel;
- Gefrierschrank;
- Kühlgerät mit Umwälzpumpe (optional);
- Pyrexschalen für das Produkt (oder andere Behälter);
Reagenzien.
- Benzaldehyd 200 g (cas 100-52-7).
- Methyl-2-chlorpropionat 350 g (CAS 17639-93-9).
- Wasserfreies Natriumsulfat (Na2SO4).
- Natriumhydroxid (NaOH) 200 g oder Kaliumhydroxid (KOH) 265 g.
- Destilliertes Wasser ~2 L.
- Natriumethylat 200 g (EtONa).
Synthese
..
Nukleophile Substitutionsreaktion zwischen Benzaldehyd und 2-Chlorpropionat-Methyl.
Der Glasreaktor ist mit einem Mantel ausgestattet, der an einen Kühler mit Umwälzpumpe angeschlossen ist, wobei die Temperatur des Kühlmittels auf 0°С eingestellt ist. Wenn Sie einen Kolben oder einen Einschichtreaktor verwenden, müssen Sie ein Eis-Wasser-Kühlbad benutzen. Der Reaktionskolben (Reaktor) muss innen vollkommen trocken sein, ohne Wassertropfen und Kondensat.
1. Gieße 200 g Benzaldehyd in ein Becherglas.
2. 2. 2-Chlorpropionatmethylester 350 g zugeben. Die Mischung aus Benzaldehyd und 2-Chlorpropionatmethylester wird gerührt.
Hinweis: Wenn die Reagenzien frisch sind und unter geeigneten Bedingungen gelagert werden, sind sie direkt in den Reaktor zu geben. Andernfalls oder zur Vorbeugung (um sicherzugehen) können Sie das Benzaldehyd- und Methyl-2-chlorpropionat-Gemisch zusätzlich mit einem Trockenmittel trocknen. In diesem Fall wird wasserfreies Natriumsulfat (Na2SO4) verwendet.
3. Wasserfreies Na2SO4 wird dem Gemisch zugegeben, so dass es den Glasboden vollständig bedeckt (ungefähre Menge). Das Gemisch wird gerührt.
Hinweis: Na2SO4 sammelt das restliche Wasser, bildet kristalline Hydrate und setzt sich ohne Rühren auf dem Gefäßboden ab. Die Wasseradsorption erfolgt recht schnell. Optisch sieht es so aus, als würde sich ein transparentes Reagenziengemisch bilden.
4. Das abgesetzte, durch Natriumsulfat entwässerte Gemisch wird in das Reaktionsgefäß dekantiert. Achten Sie darauf, dass der Bodensatz (kristalline Hydrate) nicht in den Reaktor gelangt.
Hinweis: Alle gebildeten kristallinen Natriumsulfathydrate und nicht umgesetzten Natriumsulfatausfällungen setzen sich auf dem Gefäßboden ab. Sie lassen sich leicht dekantieren. Um sicher zu gehen, können Sie eine zusätzliche Filtration verwenden oder einen Vorfilter in den Reaktortrichter einbauen.
5. Der Natriumsulfat-Kristallhydrat-Niederschlag lässt sich leicht abtrennen. Anschließend wird er entsorgt. Der Rührer wird eingeschaltet.
Hinweis: Stellen Sie die Rührgeschwindigkeit so ein, dass das Gemisch gut gerührt wird, aber gleichzeitig nicht zu viel an die Wände des Reaktors (Kolbens) gespritzt wird.
6. Das Reaktionsgemisch (RM) wird durch den gekühlten Reaktormantel auf 0-10°С abgekühlt. Die Temperatur wird auf demselben Niveau gehalten und während der Reaktion mit einer Temperatursonde kontrolliert. Die Temperatur wird durch Eintauchen einer Temperatursonde gemessen. Es kann ein Eintauchthermometer oder ein IR-Thermometer für den Kolben verwendet werden.
7. Eine wässrige Alkalilösung (Natrium- oder Kaliumhydroxid) wird im Voraus zubereitet. Natriumhydroxid 200 g (oder Kaliumhydroxid 265 g) wird in ein Becherglas gegossen. Destilliertes kaltes Wasser 0,8-1 l wird hinzugefügt. Das Gemisch wird gerührt, bis sich das NaOH vollständig aufgelöst hat. Die Lösung wird sehr heiß. Dann wird die Alkalilösung an einem kalten Ort belassen, damit die Mischung auf Raumtemperatur abkühlt. Danach kann die Alkalilösung in einen Kühlschrank gestellt werden.
8. Wenn RM im Reaktor auf 0°С abgekühlt ist, wird mit der Zugabe von 200 g trockenem Natriumethylat (EtONa) begonnen. Die Zugabe muss in kleinen Portionen mit Pausen erfolgen, um die Reaktionstemperatur unter 10°С zu halten. Eine zu schnelle Zugabe und große Portionen von EtONa können eine starke Erwärmung des Gemisches und sogar RM-Sieden verursachen, die Reaktionsausbeute wird in diesem Fall reduziert. EtONa muss mit einem Kunststoff- oder Silikonlöffel dosiert werden; Metalllöffel können nicht verwendet werden.
Hinweis: Andere Metallalkoholate wie Natriummethoxid, Kalium-tert.-butoxid, Natriumisopropoxid usw. können verwendet werden. Darüber hinaus können auch Natriumhydrid und Natriumamid verwendet werden. RM wird erhitzt und während der EtONa-Zugabe etwas eingedickt, eine externe Kühlung erfolgt.
Die Mischung wird eingedickt, färbt sich gelb, dann ziegelrot und später braun. Die Temperatur muss immer im Bereich von 0-10°С gehalten werden. Je mehr Natriumethylat hinzugefügt wird, desto dicker wird die Mischung. Das Rühren wird durch die Einstellung der Rührgeschwindigkeit aufrechterhalten.
Hinweis: Wenn die Reaktion in einem Reaktionskolben auf einem Magnetrührer durchgeführt wird, reicht ein Anker möglicherweise nicht aus. Es sollte ein Handrührer oder ein Überkopfrührer verwendet werden.
9. RM wird gerührt und nach vollständiger Zugabe von EtONa 1 Stunde lang im Bereich von 0-10°С gehalten.
10. Dann wird die externe Kühlung entfernt und RM 12 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt.
Optional: Als Option wird eine externe schrittweise Erwärmung auf 60°С eingestellt. Bei dieser Methode wird die Reaktionsausbeute verringert. Am Reaktor wird ein Rückflusskühler installiert. RM wird bei 60°С für weitere 1 h gerührt. Die Erwärmung wird mit Hilfe eines Reaktormantels und eines Thermostats durchgeführt.
11. Nach 1 Stunde wird die externe Heizung abgeschaltet. Die Mischung wird unter ständigem Rühren langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
12. Ein Tropftrichter mit 1 l kaltem destilliertem Wasser wird auf den Reaktor aufgesetzt. Das Wasser wird unter kräftigem Rühren tropfenweise zugegeben. Das dicke RM wird flüssig.
13. Der Rührer wird abgeschaltet. RM wird in zwei Schichten getrennt. Die obere Schicht ist Methylglycidester (BMK-Methylglycidat), die untere Schicht ist Wasser mit unnötigen Reaktionssalzen, die darin aufgelöst sind. Die untere Schicht wird verworfen, die obere Glycid-Ester-Schicht wird für die weiteren Reaktionen verwendet.
14. BMK-Glycidatmethylester verbleibt im Reaktor. Er kann vakuumdestilliert werden, um den reineren Ester zu gewinnen, falls man ihn als Produkt verkaufen möchte. Die ungefähre Estermenge beträgt etwa 400 g. Der Ester kann in der nächsten Reaktion verwendet werden, um das Natrium- oder Kaliumsalz der Glycidinsäure zu erhalten.
2. 2. 2-Chlorpropionatmethylester 350 g zugeben. Die Mischung aus Benzaldehyd und 2-Chlorpropionatmethylester wird gerührt.
Hinweis: Wenn die Reagenzien frisch sind und unter geeigneten Bedingungen gelagert werden, sind sie direkt in den Reaktor zu geben. Andernfalls oder zur Vorbeugung (um sicherzugehen) können Sie das Benzaldehyd- und Methyl-2-chlorpropionat-Gemisch zusätzlich mit einem Trockenmittel trocknen. In diesem Fall wird wasserfreies Natriumsulfat (Na2SO4) verwendet.
3. Wasserfreies Na2SO4 wird dem Gemisch zugegeben, so dass es den Glasboden vollständig bedeckt (ungefähre Menge). Das Gemisch wird gerührt.
Hinweis: Na2SO4 sammelt das restliche Wasser, bildet kristalline Hydrate und setzt sich ohne Rühren auf dem Gefäßboden ab. Die Wasseradsorption erfolgt recht schnell. Optisch sieht es so aus, als würde sich ein transparentes Reagenziengemisch bilden.
4. Das abgesetzte, durch Natriumsulfat entwässerte Gemisch wird in das Reaktionsgefäß dekantiert. Achten Sie darauf, dass der Bodensatz (kristalline Hydrate) nicht in den Reaktor gelangt.
Hinweis: Alle gebildeten kristallinen Natriumsulfathydrate und nicht umgesetzten Natriumsulfatausfällungen setzen sich auf dem Gefäßboden ab. Sie lassen sich leicht dekantieren. Um sicher zu gehen, können Sie eine zusätzliche Filtration verwenden oder einen Vorfilter in den Reaktortrichter einbauen.
5. Der Natriumsulfat-Kristallhydrat-Niederschlag lässt sich leicht abtrennen. Anschließend wird er entsorgt. Der Rührer wird eingeschaltet.
Hinweis: Stellen Sie die Rührgeschwindigkeit so ein, dass das Gemisch gut gerührt wird, aber gleichzeitig nicht zu viel an die Wände des Reaktors (Kolbens) gespritzt wird.
6. Das Reaktionsgemisch (RM) wird durch den gekühlten Reaktormantel auf 0-10°С abgekühlt. Die Temperatur wird auf demselben Niveau gehalten und während der Reaktion mit einer Temperatursonde kontrolliert. Die Temperatur wird durch Eintauchen einer Temperatursonde gemessen. Es kann ein Eintauchthermometer oder ein IR-Thermometer für den Kolben verwendet werden.
7. Eine wässrige Alkalilösung (Natrium- oder Kaliumhydroxid) wird im Voraus zubereitet. Natriumhydroxid 200 g (oder Kaliumhydroxid 265 g) wird in ein Becherglas gegossen. Destilliertes kaltes Wasser 0,8-1 l wird hinzugefügt. Das Gemisch wird gerührt, bis sich das NaOH vollständig aufgelöst hat. Die Lösung wird sehr heiß. Dann wird die Alkalilösung an einem kalten Ort belassen, damit die Mischung auf Raumtemperatur abkühlt. Danach kann die Alkalilösung in einen Kühlschrank gestellt werden.
8. Wenn RM im Reaktor auf 0°С abgekühlt ist, wird mit der Zugabe von 200 g trockenem Natriumethylat (EtONa) begonnen. Die Zugabe muss in kleinen Portionen mit Pausen erfolgen, um die Reaktionstemperatur unter 10°С zu halten. Eine zu schnelle Zugabe und große Portionen von EtONa können eine starke Erwärmung des Gemisches und sogar RM-Sieden verursachen, die Reaktionsausbeute wird in diesem Fall reduziert. EtONa muss mit einem Kunststoff- oder Silikonlöffel dosiert werden; Metalllöffel können nicht verwendet werden.
Hinweis: Andere Metallalkoholate wie Natriummethoxid, Kalium-tert.-butoxid, Natriumisopropoxid usw. können verwendet werden. Darüber hinaus können auch Natriumhydrid und Natriumamid verwendet werden. RM wird erhitzt und während der EtONa-Zugabe etwas eingedickt, eine externe Kühlung erfolgt.
Die Mischung wird eingedickt, färbt sich gelb, dann ziegelrot und später braun. Die Temperatur muss immer im Bereich von 0-10°С gehalten werden. Je mehr Natriumethylat hinzugefügt wird, desto dicker wird die Mischung. Das Rühren wird durch die Einstellung der Rührgeschwindigkeit aufrechterhalten.
Hinweis: Wenn die Reaktion in einem Reaktionskolben auf einem Magnetrührer durchgeführt wird, reicht ein Anker möglicherweise nicht aus. Es sollte ein Handrührer oder ein Überkopfrührer verwendet werden.
9. RM wird gerührt und nach vollständiger Zugabe von EtONa 1 Stunde lang im Bereich von 0-10°С gehalten.
10. Dann wird die externe Kühlung entfernt und RM 12 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt.
Optional: Als Option wird eine externe schrittweise Erwärmung auf 60°С eingestellt. Bei dieser Methode wird die Reaktionsausbeute verringert. Am Reaktor wird ein Rückflusskühler installiert. RM wird bei 60°С für weitere 1 h gerührt. Die Erwärmung wird mit Hilfe eines Reaktormantels und eines Thermostats durchgeführt.
11. Nach 1 Stunde wird die externe Heizung abgeschaltet. Die Mischung wird unter ständigem Rühren langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
12. Ein Tropftrichter mit 1 l kaltem destilliertem Wasser wird auf den Reaktor aufgesetzt. Das Wasser wird unter kräftigem Rühren tropfenweise zugegeben. Das dicke RM wird flüssig.
13. Der Rührer wird abgeschaltet. RM wird in zwei Schichten getrennt. Die obere Schicht ist Methylglycidester (BMK-Methylglycidat), die untere Schicht ist Wasser mit unnötigen Reaktionssalzen, die darin aufgelöst sind. Die untere Schicht wird verworfen, die obere Glycid-Ester-Schicht wird für die weiteren Reaktionen verwendet.
14. BMK-Glycidatmethylester verbleibt im Reaktor. Er kann vakuumdestilliert werden, um den reineren Ester zu gewinnen, falls man ihn als Produkt verkaufen möchte. Die ungefähre Estermenge beträgt etwa 400 g. Der Ester kann in der nächsten Reaktion verwendet werden, um das Natrium- oder Kaliumsalz der Glycidinsäure zu erhalten.
Alkalische Hydrolyse zu BMK-Natriumglycidat
14. Eine zuvor vorbereitete Alkalilösung wird in einen Tropftrichter gegossen. Der Rührer wird eingeschaltet. Man beginnt mit der tropfenweisen Zugabe von gekühlter wässriger NaOH- (oder KOH-) Lösung bei Raumtemperatur.
In unserem Fall wird die Selbsterhitzung der Mischung zugelassen. Nach der alkalischen Zugabe wird der Thermostat auf 60°С eingestellt, um den Prozess der Salzgewinnung zu beschleunigen. Das Gemisch wird während der Zugabe 2 Stunden lang gerührt.
Hinweis: Wenn Sie eine höhere Ausbeute des Produkts erhalten möchten, fügen Sie die alkalische Lösung mit externer Kühlung hinzu. Anschließend wird RM weitere 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wird bei der alkalischen Zugabe ohne Kühlung recht schnell eingedickt (Glycidic acid sodium salt fällt aus). Falls das Gemisch zu stark eingedickt ist, wird die Rührgeschwindigkeit erhöht.
Vorsicht! Bei dieser Reaktion wird Methylalkohol aus dem BMK-Methylglycidat gewonnen.
14. Das Gemisch wird beim Erhitzen transparent. Das entstandene Glycidsäure-Natriumsalz ist in Wasser löslich. Kurz darauf wird der Reaktor zum Abkühlen vorbereitet, um das Glycidinsalz zu kristallisieren. Optional kann der Thermostat ausgeschaltet und das Gemisch allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt werden.
Beim allmählichen Abkühlen beginnt das Gemisch zu kristallisieren. Es wird trüber, das glykosidische Salz fällt aus, das Gemisch wird dickflüssiger. Man erhält eine Mischung aus BMK-Glycidsäure-Natriumsalz.
14. Das Gemisch wird über einen Buchner-Kolben und einen Trichter vakuumfiltriert. Man erhält das trockene Produkt 300 g 79 % Ausbeute (CAS 5449-12-7).
In unserem Fall wird die Selbsterhitzung der Mischung zugelassen. Nach der alkalischen Zugabe wird der Thermostat auf 60°С eingestellt, um den Prozess der Salzgewinnung zu beschleunigen. Das Gemisch wird während der Zugabe 2 Stunden lang gerührt.
Hinweis: Wenn Sie eine höhere Ausbeute des Produkts erhalten möchten, fügen Sie die alkalische Lösung mit externer Kühlung hinzu. Anschließend wird RM weitere 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wird bei der alkalischen Zugabe ohne Kühlung recht schnell eingedickt (Glycidic acid sodium salt fällt aus). Falls das Gemisch zu stark eingedickt ist, wird die Rührgeschwindigkeit erhöht.
Vorsicht! Bei dieser Reaktion wird Methylalkohol aus dem BMK-Methylglycidat gewonnen.
14. Das Gemisch wird beim Erhitzen transparent. Das entstandene Glycidsäure-Natriumsalz ist in Wasser löslich. Kurz darauf wird der Reaktor zum Abkühlen vorbereitet, um das Glycidinsalz zu kristallisieren. Optional kann der Thermostat ausgeschaltet und das Gemisch allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt werden.
Beim allmählichen Abkühlen beginnt das Gemisch zu kristallisieren. Es wird trüber, das glykosidische Salz fällt aus, das Gemisch wird dickflüssiger. Man erhält eine Mischung aus BMK-Glycidsäure-Natriumsalz.
14. Das Gemisch wird über einen Buchner-Kolben und einen Trichter vakuumfiltriert. Man erhält das trockene Produkt 300 g 79 % Ausbeute (CAS 5449-12-7).
