Étape 1. Bromation du propiophénone
La bromation du propiophénone s'effectue selon le schéma 1.Schéma 1
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Réactifs et matériaux de départ
- 50 ml de propiophénone
- 40 ml HBr (1,3 g/ml)
- 55 ml de H2O2 35
- 150 ml de dichlorométhane (DCM)
- 2000-2500 ml H2O
- 250 ml 5% Na2S2O3 (12,5 g et 238 ml H2O)
- 250 ml 5% Na2CO3 (12,5 g et 238 ml H2O)
- 100 ml 15% Na2CO (15 g et 85 ml H2O)
- Papier indicateur de pH
- Ballon à 3 cols, 1000 ml
- Entonnoir à gouttes de 125 ml
- Thermomètre
- Condenseur à reflux
- Agitateur magnétique
- Béchers
- Entonnoir
- Pompe à vide
Fig.1
Dans un ballon de 1000 ml, on place 50 ml de propiophénone, 40 ml de HBr et 100 ml d'eau. Un condenseur à reflux et un thermomètre sont fixés au ballon. Le peroxyde d'hydrogène est versé dans l'entonnoir à gouttes. Fig 2
Fig. 2
Une légère agitation est mise en place et le peroxyde d'hydrogène est ajouté goutte à goutte jusqu'à ce qu'une couleur orange apparaisse. Le processus se poursuit avec la production de chaleur ! La température est maintenue entre 30 et 40°C. Fig. 3
Fig.3
Lorsque la couleur orange disparaît avec le temps, des portions supplémentaires de peroxyde d'hydrogène sont ajoutées. Fig. 4
Fig.4
L'ajout de nouvelles portions de peroxyde d'hydrogène génère du brome libre, nécessaire au processus de bromation. La bromation est effectuée jusqu'à ce que la couleur cesse de disparaître et que des vapeurs de brome orange se forment. Fig. 5
Fig.5
150 ml de DCM ont été ajoutés à la bromopropiophénone formée. Fig. 6
Fig.6
Le DCM extrait la bromopropiophénone (qui est un lacrymogène) et la sépare sous la couche aqueuse. La couche aqueuse supérieure présente une réaction acide due à la présence d'acide résiduel. Fig 7
Fig 7
Ensuite, la couche de DCM est lavée avec de l'eau jusqu'à l'obtention d'une réaction neutre. Ensuite, une solution aqueuse de 250 ml de Na2S2O3 à 5% est ajoutée. Fig. 8
Fig 8
Malgré un lavage minutieux jusqu'à l'obtention d'une réaction neutre, l'ajout d'une solution de thiosulfate de sodium entraîne la précipitation du soufre libre. Par conséquent, l'utilisation du thiosulfate comme agent anti-bromure n'est pas recommandée. Fig. 9
Fig.9
Ensuite, le mélange a été lavé avec quatre portions d'eau. Le lavage suivant a été effectué avec 250 ml d'une solution de carbonate de sodium à 5 %, qui a été lentement ajoutée goutte à goutte au mélange agité. Fig 10
Fig10
Après l'ajout de la solution aqueuse de carbonate de sodium à 5 %, le mélange a été agité pendant 20 à 30 minutes. Ensuite, des portions d'une solution aqueuse de carbonate de sodium à 15 % ont été ajoutées. Si le volume de la fiole était insuffisant, une partie de la couche aqueuse était aspirée et rejetée. Fig 11
Fig.11
Après avoir éliminé la plus grande partie possible de la couche aqueuse, le DCM a été lavé avec deux portions d'eau, chacune d'un volume de 250 ml. Après les lavages au carbonate, la couche de DCM devient nettement plus claire. Fig. 12
Fig 12
Étape 2. Synthèse et purification du chlorhydrate de méthcathinone
Étape 2. Synthèse et purification du chlorhydrate de méthcathinone
L'interaction avec la méthylamine se déroule selon le schéma 2.
Schéma2
Démarrage réactifs et matériaux
- La solution de bromopropiophénone dans le DCM sous la couche d'eau de l'étape 1
- 70 ml de solution aqueuse à 35-40 % de méthylamine
- 2000 ml de H2O
- 40-50 ml de HCl à 14
- 20 ml de DCM
- 25 ml d'éthylacétate
- 10 ml d'acétone
- 40-50 ml d'acétone à une température de -5℃
- Ballon à 3 cols, 1000 ml
- 125 ml d'ampoule à décanter
- Ampoule à décanter de 250 ml
- Thermomètre
- Condenseur à reflux
- Agitateur magnétique
- Dispositif de filtration
- Béchers
- Entonnoir
- Pompe à vide
La méthylamine est ajoutée goutte à goutte à la solution obtenue et purifiée de bromopropiophénone dans le DCM sous forte agitation. Le condenseur à reflux doit également fonctionner pendant ce processus. Fig 13
Fig.13
L'addition de la totalité du volume de méthylamine s'effectue sur une période de 12 heures. La température est maintenue à environ 27°C en raison de la chaleur générée par la réaction. Fig 14
Fig 14
Après l'ajout de la totalité du volume de méthylamine, le mélange est agité pendant 24 heures. Pendant cette période, la couleur devient ambrée. Fig 15
Fig15
La méthcathinone obtenue est lavée à l'eau pour éliminer la méthylamine. Fig 16
Fig.16
Il est impossible d'obtenir un pH neutre par lavage complet ; il est donc normal que l'eau de lavage contienne une alcalinité résiduelle. Fig 17
Fig 17
La couche aqueuse de lavage peut ne pas être entièrement éliminée.
Pour transformer la méthcathinone en chlorhydrate soluble dans l'eau, on ajoute de l'acide chlorhydrique. Fig 18
Fig.18
De l'acide chlorhydrique est ajouté au DCM à partir d'un entonnoir à gouttes pour convertir la méthcathinone en chlorhydrate, ce qui permet d'obtenir un pH légèrement acide. La température ne doit pas dépasser 30°C. Ajout de 40-45 ml de HCl à 14%. Fig 19
Fig. 19
La couche de DCM est séparée et lavée dans un rapport de volume 1:1, en plus d'une portion d'eau contenant 1,5-2 ml d'acide chlorhydrique. Si le pH de la couche aqueuse est alcalin, de l'acide chlorhydrique dilué (1,5-2 ml) est ajouté pour obtenir un pH acide. La couche de DCM est éliminée et les couches aqueuses sont combinées. Fig 20
Fig.20
Aux couches aqueuses, 20 ml de DCM pur sont ajoutés pour les purifier des impuretés organiques. Fig. 21
Fig.21
La solution aqueuse de chlorhydrate de méthcathinone est évaporée jusqu'à cristallisation. Fig 22
Fig22
La cristallisation du chlorhydrate de méthcathinone est illustrée à la figure 23.
Fig23
Le chlorhydrate de méthcathinone entièrement cristallisé est illustré à la figure 24.
Fig24
Premier lavage : Un mélange de 25 ml d'acétate d'éthyle et de 10 ml d'acétone est ajouté à la solution cristallisée. Le mélange est bien agité et filtré. Le lavage à l'acétate d'éthyle sur le filtre n'élimine pas complètement le produit. Fig 25
Fig.25
Le produit après le premier lavage est illustré à la figure 26.
Fig.26
Deuxième lavage : Le produit obtenu est soigneusement réduit en poudre. 20-40 ml d'acétone glacée sont ajoutés et le mélange est ensuite filtré. Fig 27
Fig. 27
La pureté du chlorhydrate de méthcathinone obtenu est suffisante pour la synthèse ultérieure de l'éphédrine. Fig 28
Fig.28
Une recristallisation supplémentaire à partir d'alcool permet d'obtenir un produit blanc pur. Fig 29
Fig.29
Spectres Raman pour certains réactifs de base de départ et le produit obtenu.
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