Εισαγωγή
Η Ο-δεμεθυλίωση της κωδεΐνης για την παραγωγή μορφίνης έχει αναφερθεί με τη χρήση διαφόρων αντιδραστηρίων, συμπεριλαμβανομένου του προπυλομερκαπτικού νατρίου σε διμεθυλοφορμαμίδιο και του τριβρωμιδίου του βορίου σε χλωροφόρμιο. Οι μέθοδοι αυτές απαιτούν σημαντικό βαθμό χημικής εμπειρίας και κατάλληλο εργαστηριακό εξοπλισμό. Τα εργαστήρια οικιακής παρασκευής χρησιμοποίησαν μια στοιχειώδη μέθοδο που βασίζεται στη χρήση υδροχλωρικής πυριδίνης. Το αντιδραστήριο αυτό εισήχθη στην οπιούχο χημεία από τους Rapoport και Bonner και εφαρμόστηκε στη μετατροπή της κωδεΐνης σε μορφίνη από τους Rapoport et al. Οι Rapoport και Bonner πραγματοποίησαν την αντίδραση υπό άζωτο σε θερμοκρασία 220 °C. Η μορφίνη είναι επιρρεπής σε αντιδράσεις αποσύνθεσης ή οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες και η ατμόσφαιρα αζώτου τις αποτρέπει ή τις μειώνει. Περιορίζει επίσης την πρόσβαση της υγρασίας, η οποία μειώνει την απόδοση. Σε αυτό το θέμα περιγράφεται πλήρως η διαδικασία που ακολουθείται στα υπόγεια εργαστήρια homebake. Πρόσθετα σχόλια σχετικά με τη μέθοδο, βάσει μελετών που πραγματοποιήθηκαν στο εν λόγω εργαστήριο σχετικά με τις εμπλεκόμενες αντιδράσεις, περιλαμβάνονται στην ενότητα "Συζήτηση".
Εξοπλισμός και γυάλινα σκεύη.
- Χωνί και φιάλη Buchner, 500 ml,
- Χωνί διαχωρισμού 500 mL και 1 L,
- Ποτήρια ζέσεως 1000 ml x2- 500 ml x2- 100 ml x2,
- Γυάλινη ράβδος,
- Πιάτο Pyrex 1 L,
- Πιάτο θέρμανσης,
- Καυστήρας αλκοολούχων ποτών,
- Σωλήνας βρασμού 10-20 ml x2,
- Σφιγκτήρας σωλήνα βρασμού,
- Καουτσούκ στυπιοθλίπτη,
- Χαρτί φίλτρου,
- Χαρτί δείκτη pH,
- Αναρροφητήρας νερού.
Αντιδραστήρια.
- 2 g κωδεΐνης,
- ~2 L αποσταγμένο νερό,
- ~100 g υδροξείδιο του νατρίου (NaOH),
- ~70 mL χλωροφόρμιο (CHCl3),
- 20 mL πυριδίνη,
- ~100 ml πυκνό υδροχλωρικό οξύ (HClaq),
Σημείο βρασμού: 462 °C σε 760 mm Hg-
Σημείο τήξης: 280,0 °C-
Μοριακό βάρος: 335,83 g/mole-
Αριθμός CAS: 1422-07-7.
Διαδικασίες
Βήμα 1. Εκχύλιση κωδεΐνης
Αρκετά πακέτα δισκίων, ικανά να δώσουν περίπου 2 g κωδεΐνης, θρυμματίζονται και αναμειγνύονται με νερό. Το μείγμα διηθείται με τη χρήση αντλίας φίλτρου, χωνιού Buchner και φιάλης, για την απομάκρυνση των συνδετικών μέσων των δισκίων, των αραιωτικών και άλλων έκδοχων. Το υδατικό διήθημα χύνεται σε διαχωριστικό χωνί και προστίθεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου για να γίνει το διάλυμα έντονα αλκαλικό. Στη συνέχεια εκχυλίζεται με χλωροφόρμιο (περίπου 50 ml). Το στρώμα του χλωροφορμίου στραγγίζεται και εξατμίζεται μέχρι ξηρού χρησιμοποιώντας ήπια θέρμανση (συχνά σε οικιακή κουζίνα) !χωρίς ΦΛΟΓΑ! Το υδατικό στρώμα που περιέχει ασπιρίνη και παρακεταμόλη απορρίπτεται. Η βάση της κωδεΐνης ανακτάται ως λευκό κρυσταλλικό στερεό για χρήση στο βήμα 3.
Μια εναλλακτική μέθοδος εκχύλισης περιγράφεται στο θέμα "Cold Water Extraction of codeine from over-the-counter analgesics".
Βήμα 2. Παρασκευή υδροχλωρικής πυριδίνης
Σε ποτήρι ζέσεως των 100 ml, πυριδίνη (20 ml) και πυκνό υδροχλωρικό οξύ (25 ml) θερμαίνονται έντονα (στους 190 °C περίπου) για να απομακρυνθεί το νερό. Το προϊόν ψύχεται γρήγορα για να σχηματιστεί ένα κηρώδες λευκό στερεό, το οποίο αποθηκεύεται σε σφραγισμένο δοχείο σε καταψύκτη για να ελαχιστοποιηθεί η έκθεση στην υγρασία και να αποφευχθεί η αποσύνθεση.Αρκετά πακέτα δισκίων, ικανά να δώσουν περίπου 2 g κωδεΐνης, θρυμματίζονται και αναμειγνύονται με νερό. Το μείγμα διηθείται με τη χρήση αντλίας φίλτρου, χωνιού Buchner και φιάλης, για την απομάκρυνση των συνδετικών μέσων των δισκίων, των αραιωτικών και άλλων έκδοχων. Το υδατικό διήθημα χύνεται σε διαχωριστικό χωνί και προστίθεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου για να γίνει το διάλυμα έντονα αλκαλικό. Στη συνέχεια εκχυλίζεται με χλωροφόρμιο (περίπου 50 ml). Το στρώμα του χλωροφορμίου στραγγίζεται και εξατμίζεται μέχρι ξηρού χρησιμοποιώντας ήπια θέρμανση (συχνά σε οικιακή κουζίνα) !χωρίς ΦΛΟΓΑ! Το υδατικό στρώμα που περιέχει ασπιρίνη και παρακεταμόλη απορρίπτεται. Η βάση της κωδεΐνης ανακτάται ως λευκό κρυσταλλικό στερεό για χρήση στο βήμα 3.
Μια εναλλακτική μέθοδος εκχύλισης περιγράφεται στο θέμα "Cold Water Extraction of codeine from over-the-counter analgesics".
Βήμα 2. Παρασκευή υδροχλωρικής πυριδίνης
Μετατροπή της κωδεΐνης σε μορφίνη
Βήμα 3. Αντίδραση κωδεΐνης και υδροχλωρικής πυριδίνης
Η αντίδραση πραγματοποιείται με τη χρήση σωλήνα βρασμού ο οποίος στεγνώνεται με φλόγα πριν από τη χρήση. Το υδροχλωριούχο πυριδίνη (3,5 g), όπως παρασκευάστηκε στο βήμα 2, θερμαίνεται στη συνέχεια στο σωλήνα μέχρι να λιώσει και να απομακρυνθεί τυχόν υπολειπόμενη υγρασία. Τυχόν προκύπτουσα συμπύκνωση στα εσωτερικά τοιχώματα του σωλήνα σκουπίζεται. Η βάση κωδεΐνης (1,5 g) προστίθεται στον σωλήνα, ο οποίος στη συνέχεια σφραγίζεται με ελαστικό πώμα καλυμμένο με διηθητικό χαρτί και θερμαίνεται έως ότου το μείγμα αρχίσει να καπνίζει. Η θέρμανση συνεχίζεται έως ότου αναπτυχθεί ένα ερυθροπορτοκαλί χρώμα στο τήγμα της αντίδρασης, το οποίο γίνεται αισθητά πιο ιξώδες (6-12 λεπτά). Στη συνέχεια, το περιεχόμενο του σωλήνα βρασμού χύνεται σε διαχωριστικό χωνί 500 ml και ο όγκος συμπληρώνεται σε 100 ml με νερό. Προστίθεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (10%) έως ότου το περιεχόμενο του διαχωριστικού χωνιού γίνει έντονα βασικό (pH 12). Καθώς προστίθεται το υδροξείδιο του νατρίου, το περιεχόμενο γίνεται γαλακτώδες-καφέ πριν ξαναγίνει διαυγές καστανό. Προστίθεται χλωροφόρμιο (20 ml). Μετά την εκχύλιση, το γκριζωπό-καφέ στρώμα χλωροφορμίου είτε απορρίπτεται είτε τίθεται στην άκρη για μεταγενέστερη ανάκτηση της κωδεΐνης που περιέχεται σε αυτό. Το υδατικό στρώμα χύνεται σε ποτήρι ζέσεως 500 ml και το pH ρυθμίζεται προσεκτικά σε pH 9 με υδροχλωρικό οξύ και χαρτί δείκτη στενής περιοχής. Το διάλυμα διηθείται γρήγορα υπό αναρρόφηση, χρησιμοποιώντας χωνί Buchner και 2 διηθητικά χαρτιά, για να απομακρυνθεί ένα λεπτό, σκούρο καφέ υπόλειμμα που περιέχει ανεπιθύμητα υποπροϊόντα. Στη συνέχεια, το διηθημένο διάλυμα χύνεται σε καθαρό ποτήρι ζέσεως και προκαλείται κατακρήμνιση με έντονο τρίψιμο της πλευράς του ποτηριού ζέσεως με ένα "ραβδί σποράς" (γυάλινη ράβδος), καθώς το pH μειώνεται προσεκτικά σε 8,5 με πρόσθετο υδροχλωρικό οξύ. Στα οικιακά εργαστήρια ζαχαροπλαστικής, χρησιμοποιείται συχνά ένα ξύλινο μανταλάκι ρούχων με σχισμή ως "ραβδί σποράς". Το προϊόν αφήνεται να κατακαθίσει για τουλάχιστον 5 λεπτά πριν φιλτραριστεί υπό κενό. Το προϊόν μορφίνης ανακτάται ως σκόνη, με χρώμα από μπεζ έως σκούρο καφέ.
Η αντίδραση πραγματοποιείται με τη χρήση σωλήνα βρασμού ο οποίος στεγνώνεται με φλόγα πριν από τη χρήση. Το υδροχλωριούχο πυριδίνη (3,5 g), όπως παρασκευάστηκε στο βήμα 2, θερμαίνεται στη συνέχεια στο σωλήνα μέχρι να λιώσει και να απομακρυνθεί τυχόν υπολειπόμενη υγρασία. Τυχόν προκύπτουσα συμπύκνωση στα εσωτερικά τοιχώματα του σωλήνα σκουπίζεται. Η βάση κωδεΐνης (1,5 g) προστίθεται στον σωλήνα, ο οποίος στη συνέχεια σφραγίζεται με ελαστικό πώμα καλυμμένο με διηθητικό χαρτί και θερμαίνεται έως ότου το μείγμα αρχίσει να καπνίζει. Η θέρμανση συνεχίζεται έως ότου αναπτυχθεί ένα ερυθροπορτοκαλί χρώμα στο τήγμα της αντίδρασης, το οποίο γίνεται αισθητά πιο ιξώδες (6-12 λεπτά). Στη συνέχεια, το περιεχόμενο του σωλήνα βρασμού χύνεται σε διαχωριστικό χωνί 500 ml και ο όγκος συμπληρώνεται σε 100 ml με νερό. Προστίθεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (10%) έως ότου το περιεχόμενο του διαχωριστικού χωνιού γίνει έντονα βασικό (pH 12). Καθώς προστίθεται το υδροξείδιο του νατρίου, το περιεχόμενο γίνεται γαλακτώδες-καφέ πριν ξαναγίνει διαυγές καστανό. Προστίθεται χλωροφόρμιο (20 ml). Μετά την εκχύλιση, το γκριζωπό-καφέ στρώμα χλωροφορμίου είτε απορρίπτεται είτε τίθεται στην άκρη για μεταγενέστερη ανάκτηση της κωδεΐνης που περιέχεται σε αυτό. Το υδατικό στρώμα χύνεται σε ποτήρι ζέσεως 500 ml και το pH ρυθμίζεται προσεκτικά σε pH 9 με υδροχλωρικό οξύ και χαρτί δείκτη στενής περιοχής. Το διάλυμα διηθείται γρήγορα υπό αναρρόφηση, χρησιμοποιώντας χωνί Buchner και 2 διηθητικά χαρτιά, για να απομακρυνθεί ένα λεπτό, σκούρο καφέ υπόλειμμα που περιέχει ανεπιθύμητα υποπροϊόντα. Στη συνέχεια, το διηθημένο διάλυμα χύνεται σε καθαρό ποτήρι ζέσεως και προκαλείται κατακρήμνιση με έντονο τρίψιμο της πλευράς του ποτηριού ζέσεως με ένα "ραβδί σποράς" (γυάλινη ράβδος), καθώς το pH μειώνεται προσεκτικά σε 8,5 με πρόσθετο υδροχλωρικό οξύ. Στα οικιακά εργαστήρια ζαχαροπλαστικής, χρησιμοποιείται συχνά ένα ξύλινο μανταλάκι ρούχων με σχισμή ως "ραβδί σποράς". Το προϊόν αφήνεται να κατακαθίσει για τουλάχιστον 5 λεπτά πριν φιλτραριστεί υπό κενό. Το προϊόν μορφίνης ανακτάται ως σκόνη, με χρώμα από μπεζ έως σκούρο καφέ.
Αποτελέσματα και συζήτηση
Λεπτομέρειες της διαδικασίαςΗ διαδικασία που περιγράφεται στο πειραματικό τμήμα έχει ακολουθηθεί πολλές φορές σε εργαστήρια. Τα γυάλινα σκεύη και ο λοιπός εξοπλισµός που απαιτούνται για την αντίδραση είναι εξαιρετικά απλά και εύκολα διαθέσιµα από εταιρείες επιστηµονικών προµηθειών. Το χλωροφόρμιο και η πυριδίνη είναι διαθέσιμα από εταιρείες χημικών προμηθειών. Η πρόσφατη ευαισθητοποίηση των εταιρειών προμηθειών σχετικά με τη σημασία ενός αιτήματος για μικρές ποσότητες αυτών των χημικών ουσιών έχει οδηγήσει σε αυστηρότερο έλεγχο των παραγγελιών. Σε ορισμένα εργαστήρια, η πυριδίνη έχει αντικατασταθεί από ένα ακατέργαστο μείγμα πικολινών (ισομερή της μεθυλοπυριδίνης) και άλλων υποκατεστημένων πυριδινών.
Η πιο κοινή πηγή θερμότητας που βρέθηκε στα εργαστήρια ήταν οι μικροί καυστήρες μεθυλιωμένου οινοπνεύματος. Αυτοί δίνουν ψυχρότερη φλόγα από τους εργαστηριακούς καυστήρες Bunsen και επιτρέπουν καλύτερο έλεγχο της αντίδρασης μεταξύ κωδεΐνης και υδροχλωρικής πυριδίνης. Σε μερικά εργαστήρια, η θέρμανση γινόταν με τη χρήση μαγειρικού ελαίου σε οικιακό στοιχείο σόμπας. Σε εργαστηριακές συνθήκες, η αντίδραση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση θερμαινόμενου λουτρού άμμου. Η χρήση ενός ελαστικού κρεμασμένου στο σωλήνα βρασμού για τη δημιουργία ενός σφραγισμένου δοχείου αντίδρασης αποτελεί απλή λύση στα προβλήματα της οξείδωσης και της αποσύνθεσης της μορφίνης κατά τη θέρμανση και στην ανάγκη ελαχιστοποίησης της πρόσβασης της υγρασίας στο μείγμα της αντίδρασης.
Απόδοση προϊόντος
Οι χειριστές των εργαστηρίων Homebake έχουν ισχυριστεί αποδόσεις μορφίνης ισοδύναμες με <50% μετατροπή από την κωδεΐνη, αλλά η αντίδραση σχηματίζει επίσης ένα πολύπλοκο μείγμα παραπροϊόντων. Έχει παρασκευαστεί μορφίνη με καθαρότητα 92% υπολογιζόμενη ως άνυδρη ελεύθερη βάση και προσδιοριζόμενη με HPLC, αν και οι καθαρότητες στην περιοχή του 80% είναι πιο χαρακτηριστικές. Αµελητέα ποσότητα κωδεΐνης υπάρχει µαζί µε τη µορφίνη, γεγονός που υποδηλώνει ότι το στάδιο της εκχύλισης µε χλωροφόρµιο είναι αποτελεσµατικό στην αποµάκρυνσή της. Αυτή η υψηλή καθαρότητα, με ελάχιστη ή καθόλου επιμόλυνση από κωδεΐνη, είναι χαρακτηριστική της μορφίνης "σπιτικής παρασκευής".
Η πιο κοινή πηγή θερμότητας που βρέθηκε στα εργαστήρια ήταν οι μικροί καυστήρες μεθυλιωμένου οινοπνεύματος. Αυτοί δίνουν ψυχρότερη φλόγα από τους εργαστηριακούς καυστήρες Bunsen και επιτρέπουν καλύτερο έλεγχο της αντίδρασης μεταξύ κωδεΐνης και υδροχλωρικής πυριδίνης. Σε μερικά εργαστήρια, η θέρμανση γινόταν με τη χρήση μαγειρικού ελαίου σε οικιακό στοιχείο σόμπας. Σε εργαστηριακές συνθήκες, η αντίδραση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση θερμαινόμενου λουτρού άμμου. Η χρήση ενός ελαστικού κρεμασμένου στο σωλήνα βρασμού για τη δημιουργία ενός σφραγισμένου δοχείου αντίδρασης αποτελεί απλή λύση στα προβλήματα της οξείδωσης και της αποσύνθεσης της μορφίνης κατά τη θέρμανση και στην ανάγκη ελαχιστοποίησης της πρόσβασης της υγρασίας στο μείγμα της αντίδρασης.
Απόδοση προϊόντος
Οι χειριστές των εργαστηρίων Homebake έχουν ισχυριστεί αποδόσεις μορφίνης ισοδύναμες με <50% μετατροπή από την κωδεΐνη, αλλά η αντίδραση σχηματίζει επίσης ένα πολύπλοκο μείγμα παραπροϊόντων. Έχει παρασκευαστεί μορφίνη με καθαρότητα 92% υπολογιζόμενη ως άνυδρη ελεύθερη βάση και προσδιοριζόμενη με HPLC, αν και οι καθαρότητες στην περιοχή του 80% είναι πιο χαρακτηριστικές. Αµελητέα ποσότητα κωδεΐνης υπάρχει µαζί µε τη µορφίνη, γεγονός που υποδηλώνει ότι το στάδιο της εκχύλισης µε χλωροφόρµιο είναι αποτελεσµατικό στην αποµάκρυνσή της. Αυτή η υψηλή καθαρότητα, με ελάχιστη ή καθόλου επιμόλυνση από κωδεΐνη, είναι χαρακτηριστική της μορφίνης "σπιτικής παρασκευής".
Συµπεράσµατα
Η αντιμετώπιση αυτών των εργαστηρίων "σπιτικής παρασκευής" αποδείχθηκε απογοητευτική για την αστυνομία και τους ιατροδικαστές που κλήθηκαν να παράσχουν επιστημονική υποστήριξη. Ολόκληρη η διαδικασία από την εξαγωγή των δισκίων κωδεΐνης έως την παρασκευή χρήσιμου διαλύματος μορφίνης μπορεί να ολοκληρωθεί από έναν έμπειρο χειριστή σε λίγες ώρες. Η απλότητα του εργαστηριακού εξοπλισμού επιτρέπει την εύκολη φορητότητα. Είναι γνωστό ότι οι χειριστές φτάνουν σε μια διεύθυνση ένα απόγευμα και φεύγουν το επόμενο πρωί αφού έχουν ολοκληρώσει μια ή περισσότερες συνθέσεις. Για να υποστηριχθεί στο δικαστήριο η κατηγορία της παρασκευής μορφίνης ή/και ηρωίνης, ο εγκληματολόγος καλείται από την πολιτική αγωγή να αποδείξει ότι ο απαιτούμενος εξοπλισμός και τα χημικά προϊόντα είναι παρόντα και, τουλάχιστον για τα βασικά βήματα της διαδικασίας, ότι έχουν χρησιμοποιηθεί. Αυτό συχνά απαιτεί τον προσδιορισμό μόνο ίχνους προϊόντων και υποπροϊόντων στον εξοπλισμό που κατασχέθηκε. Οι υπεύθυνοι των εργαστηρίων έχουν συνειδητοποιήσει αυτό το γεγονός και καθαρίζουν και καταστρέφουν προσεκτικά ζωτικά αποδεικτικά στοιχεία καθώς προχωρούν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο εξοπλισμός του εργαστηρίου έχει χωριστεί και φυλάσσεται σε δύο μέρη για να αποφευχθεί η σύλληψη ενός χειριστή με την κατοχή του συνολικού σετ.
Από την άλλη πλευρά, το πρόβλημα είναι σε κάποιο βαθμό αυτοπεριοριζόμενο. Τα εργαστήρια είναι μικρής κλίμακας, παράγοντας μόνο αρκετό προϊόν για να ικανοποιήσουν τη "συνήθεια" ενός μεμονωμένου εξαρτημένου και ίσως μερικών φίλων ή πελατών. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η μέθοδος δεν ενδείκνυται για μια μεγάλης κλίμακας επιχείρηση, και η ποσοστιαία απόδοση πέφτει σημαντικά αν γίνουν προσπάθειες αύξησης των σχετικών ποσοτήτων. Αν και οι αρχικοί χειριστές του εργαστηρίου είχαν χημικές γνώσεις. Οι επόμενοι χειριστές έπρεπε να διδαχθούν τη μέθοδο. Η ποσοστιαία απόδοση στο στάδιο μετατροπής της κωδεΐνης σε μορφίνη είναι απρόβλεπτη και μικρές μεταβολές στις πειραματικές συνθήκες σε διάφορα κρίσιμα στάδια μπορούν να κάνουν τη διαφορά μεταξύ μερικής επιτυχίας και πλήρους αποτυχίας. Η εμπειρία είναι σημαντικός παράγοντας για την εκτίμηση του σημείου μέγιστης απόδοσης στην αντίδραση της κωδεΐνης με υδροχλωρική πυριδίνη, καθώς και για το χειρισμό του pH ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη ανάκτηση του προϊόντος μορφίνης.
Από την άλλη πλευρά, το πρόβλημα είναι σε κάποιο βαθμό αυτοπεριοριζόμενο. Τα εργαστήρια είναι μικρής κλίμακας, παράγοντας μόνο αρκετό προϊόν για να ικανοποιήσουν τη "συνήθεια" ενός μεμονωμένου εξαρτημένου και ίσως μερικών φίλων ή πελατών. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η μέθοδος δεν ενδείκνυται για μια μεγάλης κλίμακας επιχείρηση, και η ποσοστιαία απόδοση πέφτει σημαντικά αν γίνουν προσπάθειες αύξησης των σχετικών ποσοτήτων. Αν και οι αρχικοί χειριστές του εργαστηρίου είχαν χημικές γνώσεις. Οι επόμενοι χειριστές έπρεπε να διδαχθούν τη μέθοδο. Η ποσοστιαία απόδοση στο στάδιο μετατροπής της κωδεΐνης σε μορφίνη είναι απρόβλεπτη και μικρές μεταβολές στις πειραματικές συνθήκες σε διάφορα κρίσιμα στάδια μπορούν να κάνουν τη διαφορά μεταξύ μερικής επιτυχίας και πλήρους αποτυχίας. Η εμπειρία είναι σημαντικός παράγοντας για την εκτίμηση του σημείου μέγιστης απόδοσης στην αντίδραση της κωδεΐνης με υδροχλωρική πυριδίνη, καθώς και για το χειρισμό του pH ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη ανάκτηση του προϊόντος μορφίνης.
Last edited by a moderator:
