Bevezetés
Ezek a prekurzorok, számos joghatóságban ellenőrzött vagy szabályozott anyagok. Az ellenőrizetlen prekurzorok használata ezért a titkos laboratóriumok üzemeltetőinek stratégiát kínál a felderítéssel járó kockázat csökkentésére. A katechol (1 ) gyakori kémiai reagens, amelyet ipari méretekben szintetizálnak, és illatanyagok, peszticidek, gyógyszerek és színezékek szintézisében alkalmazzák. A katechol illegális tevékenységekbe való átirányítása ezért nagyon is lehetséges. A szafrol (4), az MDMA előállításának gyakori kiindulási anyaga, a sassafrasolajból nyert természetes termék, amelyet illatanyagok, aromák és egyes rovarölő szerek ipari előállítására is használnak. A szafrol szintetikus prekurzorokból, többek között katecholból történő szintézisét vizsgálták, mint a változó természetes forrásokra való támaszkodás csökkentésének eszközét. Ez a cikk egy szintetikus módszert mutat be az MDP2P (6 ) előállítására katecholból a szafrolon keresztül, a reakcióutakat az alábbi séma mutatja. A Safrol szintézisét két különböző feltételekkel és kissé eltérő hozammal végrehajtott reakcióval ábrázoljuk. AzMDP2P szintézisét a szafrolból a titkos laboratóriumokban leggyakrabban használt két módszerrel végeztük - a szafrol Wacker-oxidációja (1. útvonal ) 78%-os hozammal (ebből a reakcióból) és a szafrol izomerizációja és az izoszafrol perasavas oxidációja és savas dehidratálása (2. útvonal ) 57%-os hozammal (mindkét 2. útvonal reakciójából).
Berendezések és üvegeszközök.
- 100 ml-es és 1 L-es háromnyakú, kerekfenekű lombikok;
- Visszafolyási kondenzátor;
- fűtött mágneseskeverő;
- Retortaállvány és bilincs a készülék rögzítéséhez;
- Laboratóriumi hőmérő (10 °C-tól 200 °C-ig) lombikadapterrel;
- Rotációs elpárologtató;
- Vákuumforrás;
- Vízfürdő;
- Üvegrúd;
- 500 ml x2; 200 ml x2; 100 ml x2 főzőpoharak;
- 250 mL x2 és 100 mL Erlenmeyer-lombik;
- 1 L-es Buchner-lombik és tölcsér;
- 1 L elválasztó tölcsér, 250 ml a [1]-hez;
- Hagyományos tölcsér;
- 100 ml-es csepegtető tölcsér;
- 10 ml műanyag vagy üveg fecskendő.
- Módszer [1]
- Nitrogén vagy argon ballon 10-20 L (1 atm) elegendő;
- 10 ml-es körte alakú lombik.
- Módszer [2]
- Olajfürdő.
- 500 ml x2 kerekfenekű lombik.
- (1. útvonal)
- 10 ml-es körte alakú lombik.
- (2. útvonal)
- 50 ml-es körte alakú lombik.
Reagensek.
- Katekol 20,0 g, 182 mmol;
- Nátrium-hidroxid 100 g;
- Dimetil-szulfoxid (DMSO) 200 ml;
- Diklórmetán (CH2Cl2) 40 mL, 626 mL;
- Desztillált víz (H20) 1,5 L;
- Dietil-éter (Et2O) 1140 ml;
- Nátrium-szulfát (Na2SO4) vagy magnézium-szulfát (MgSO4) vízmentes ~200 g;
- Jeges ecetsav 2,6 mL, 45 mmol;
- Metanol (MeOH) 16 mL;
- Bromsav (HBr) 6,0 mL, 8,9 M, 53 mmol;
- Hidrogén-peroxid (H2O2) 6,0 mL, 9,9 M, 59 mmol;
- Nátrium-biszulfit (NaHSO3) oldat 10 mL 10% aq. [helyette nátrium-bikarbonát oldat is használható];
- Nátrium-bikarbonát (NaHCO3) 20 g;
- Sósav (HCl) koncentráció ~60 ml
- Metanol 10 ml;
- Nátrium-klorid (NaCl) 30 g;
- Allyl-bromid 40 mL (0,47 mol) [2] vagy 4,0 mL, 46 mmol [1];
- Tetrahidrofurán (THF) 170 mL vízmentes;
- Magnézium (Mg) 0,60 g, 25 mmol [1] vagy 10-11 g [2].
- Módszer [1]
- DIBAH 1,5 M-os oldata ciklohexánban (0,10 mL, 150 mmol);
- Ammónium-klorid (NH4Cl) telített oldata, 20 mL.
- Módszer [2]
- Jódkristály (I2);
- Dibróm-metán (CH2Br2) 2 mL;
- Réz(I)jodid 0,5 g;
- Ammóniaoldat (NH4OH) 80 mL 25%;
- Dietil-éter 800 mL.
- (1. útvonal)
- Palládium(II)-klorid (PdCl2) 12 mg, 68 mmol;
- p-benzokinon 0,85 g, 7,9 mmol.
- (2. útvonal)
- Kálium-hidroxid (KOH) 3 M aq. oldat;
- 1-Butanol 10 ml, 30 mmol;
- Hidrogén-peroxid (H2O2) 2,0 mL, 9,9 M aq. oldat, 20 mmol;
- Hangyasav 10 mL, 23,6 M, 240 mol;
- Aceton 6 mL;
- Kénsav (H2SO4) 10 mL 2,8 M aq.
1-(2H-1,3-Benzodioxol-5-il)propan-2-on:
Forráspont: 283 - 285 °C 760 mm Hg-nél, 156 °C 11 mm Hg-nél;
Olvadáspont: 87 - 88 °C;
Molekulatömeg: 178,185 g/mol;
Sűrűség: 1,211 g/ml;
CAS-szám: 4676-39-5.
Eljárás
1,3-benzodioxol (2)1 literes, háromnyakú, kerekfenekű lombikba, amelyhez visszafolyási hűtő, mágneses/topkeverő és hőmérő tartozik, katekolt (1) ( 20,0 g, 182 mmol) és nátrium-hidroxid vizes oldatát (30 ml, 19,4 M, 582 mmol) töltöttük, amelyet 200 ml dimetil-szulfoxidban oldottunk fel. Az így kapott zöld oldatot 90-100 °C-ra melegítettük. Diklórmetánt (40 mL, 626 mL) cseppenként adtunk az oldathoz, amelyet reflux alatt 90-100°С-on 4 órán át melegítettünk. Az elegyet hagytuk kihűlni, majd 200 mL vizet adtunk hozzá. Az elegyet dekantáltuk, majd a terméket dietil-éterrel (3 x 200 mL)extraháltuk . A dietil-éteres kivonatokat 3 x 200 mL vízzel mostuk, vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk és dekantáltuk. Az oldószert rotációs elpárologtatóval eltávolítottuk, világosbarna olajat kaptunk. Terméshozam: 14,8 g (66,7%).
5-brom-1,3-benzodioxol (3)
Az 1,3-benzodioxolt (2) (6,00 ml, 52,2 mmol) jégecetsav (2,6 ml, 45 mmol), 16 ml metanol és 2 ml víz keverékében 100 ml-es háromnyakú, kerek aljú lombikban oldottuk fel 100 ml-es háromnyakú, visszafolyásmérővel, mágneses keverővel és hőmérővel ellátott lombikban. Ezután az oldathoz cseppenként hidrobrómsavat (6,0 mL, 8,9 M, 53 mmol) adtunk, ügyelve arra, hogy a hőmérséklet 25 °C alatt maradjon. Az oldatot kb. 35°С-ra melegítettük, majd cseppenként hidrogén-peroxidot (6,0 mL, 9,9 M, 59 mmol) adtunk hozzá, ügyelve arra, hogy a hőmérséklet ne haladja meg az 50°С-ot. Az így kapott oldatot 3 órán keresztül 40-50°С-on kevertettük, majd hagytuk kihűlni. A vörös szerves réteget dietil-éterrel (1 x 40 mL ) extraháltuk , majd 10 mL 10%-os nátrium-biszulfit vizes oldattal mostuk. Az éterkivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , narancssárga olajat kaptunk. Terméshozam: 8,95 g (85,2%).Szafrol [5-(2-Propen-1-il)-1,3-benzodioxol] (4)
[1. módszer]
A következő Grignard-reakciót 10 ml-es száraz körte alakú lombikban végeztük nitrogén alatt. Magnéziumot (0,60 g, 25 mmol), 5-brom-1,3-benzodioxolt (3) (0,40 ml, 3,3 mmol) és DIBAH 1,5 M-os oldatát ciklohexánban (0,10 ml, 150 mmol) 20 ml vízmentes THF-ben kevertettük. További 5-brom-1,3-benzodioxolt (3) (2,60 mL, 21,5 mmol) cseppenként adtunk hozzá, és az elegyet 2 órán át kevertettük. Az oldatot fecskendővel eltávolítottuk, és cseppenként hozzáadtuk a jégfürdőben lévő alil-bromidhoz (4,0 mL, 46 mmol). Az oldatot 24 órán át kevertettük, majd a reakciót 20 mL víz és 20 mL telített ammónium-klorid hozzáadásával oltottuk. A terméket 3 x 80 mL dietil-éterbeextraháltuk , majd 3 x 100 mL vízzel mostuk. Az éterkivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , barna olajat kaptunk. Terméshozam: 3,30 g (82,1%).
[1. módszer]
A következő Grignard-reakciót 10 ml-es száraz körte alakú lombikban végeztük nitrogén alatt. Magnéziumot (0,60 g, 25 mmol), 5-brom-1,3-benzodioxolt (3) (0,40 ml, 3,3 mmol) és DIBAH 1,5 M-os oldatát ciklohexánban (0,10 ml, 150 mmol) 20 ml vízmentes THF-ben kevertettük. További 5-brom-1,3-benzodioxolt (3) (2,60 mL, 21,5 mmol) cseppenként adtunk hozzá, és az elegyet 2 órán át kevertettük. Az oldatot fecskendővel eltávolítottuk, és cseppenként hozzáadtuk a jégfürdőben lévő alil-bromidhoz (4,0 mL, 46 mmol). Az oldatot 24 órán át kevertettük, majd a reakciót 20 mL víz és 20 mL telített ammónium-klorid hozzáadásával oltottuk. A terméket 3 x 80 mL dietil-éterbeextraháltuk , majd 3 x 100 mL vízzel mostuk. Az éterkivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , barna olajat kaptunk. Terméshozam: 3,30 g (82,1%).
[2. módszer]
Egy 500 ml-es lombikba (mágneses keverőbe/olajfürdőbe merítve) 10-11 g magnéziumfordulatot és 150 ml tetrahidrofuránt (frissen desztillált nátriumból) helyezünk. Egy kevés jódkristály és 2 mL dibróm-metán hozzáadása után a Grignard-reakció elindítása érdekében 72 g 5-brom-1,3-benzodioxolt (3 ) adunk hozzá, hogy a refluxot gyengén fenntartsuk. Az indításhoz a fürdő 50 °C-ra történő felmelegítése ajánlott. A kb. 60 percig tartó adalékolás után az egészet keverjük és 1 órán át refluxoljuk, majd a barna folyadékot gyorsan dekantáljuk egy nagyon száraz 500 ml-es lombikba cseppentő tölcsérrel és refluxkondenzátorral. A magnéziumfordulatokat további 20 mL száraz THF-fel mossuk, a mosást a Grignard-oldathoz adjuk. Kevés (0,5 g) réz(I)jodidot adunk hozzá, majd jégfürdőben hűtve cseppenként 40 mL (0,47 mól) allil-bromidot adunk hozzá, a belső hőmérséklet nem haladhatja meg a 40 °C-ot. Egy éjszakai állás, majd 1 órás refluxálás után a reakcióelegyet 20 mL 37%-os sósav 500 mL vízben oldott 20 mL 37%-os sósavban szuszpendáljuk, majd ezt 80 mL 25%-os ammóniához adjuk, és az oldatot a fentiek szerint gőzzel desztilláljuk . A2 l desztillátum összegyűjtése után a desztillátumot sósavval kongóvörösre (pH 4) savanyítjuk, konyhasóval telítjük, és 4x200 ml éterrelextraháljuk .Az egyesített kivonatokat nátrium-hidroxiddal (vagy MgSO4) szárítjuk, bepároljuk (rotavap), a maradékot éterben felvesszük, és alaposan átmossuk nátrium-hidroxiddal. Szárítás (nátrium-szulfát) után a szárítószert leszűrjük, 20 ml éterrel mossuk, és az egyesített kivonatokat bepároljuk. A maradékot vákuumdesztilláljuk, 39 g (elméletileg67% ) 120-130 °C-on (20-25 mm Hg) forrásban lévő szafrolt kapunk. Színtelen és jellegzetes szagú olaj.
MDP2P (6) (1. út)
A szafrolt (1,00 g, 6,17 mmol) 1 ml metanolban 10 ml-es körte alakú lombikban feloldottuk, majd cseppenként hozzáadtuk a palládium(II)-klorid (12 mg, 68 mmol), p-benzokinon (0,85 g, 7,9 mmol), 5 ml metanol és 0,5 ml víz keverékéhez. A kapott elegyet 3 órán át kevertettük, majd szűrtük. A szűrlethez 10 mL 3,2 M sósavat adtunk. A terméket 3x 20 mL diklórmetánnal extraháltuk, majd 2 x 20 mL telített nátrium-bikarbonát-oldattal, 2x 20 mL 1,3 M nátrium-hidroxiddal és 2 x 20 mL sós lével mostuk. A szerves kivonatokat vízmentes nátrium- (vagy magnézium-) szulfáton szárítottuk, dekantáltuk és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , barna olajat kaptunk. Terméshozam: 857 mg (78,0 %).
Egy 500 ml-es lombikba (mágneses keverőbe/olajfürdőbe merítve) 10-11 g magnéziumfordulatot és 150 ml tetrahidrofuránt (frissen desztillált nátriumból) helyezünk. Egy kevés jódkristály és 2 mL dibróm-metán hozzáadása után a Grignard-reakció elindítása érdekében 72 g 5-brom-1,3-benzodioxolt (3 ) adunk hozzá, hogy a refluxot gyengén fenntartsuk. Az indításhoz a fürdő 50 °C-ra történő felmelegítése ajánlott. A kb. 60 percig tartó adalékolás után az egészet keverjük és 1 órán át refluxoljuk, majd a barna folyadékot gyorsan dekantáljuk egy nagyon száraz 500 ml-es lombikba cseppentő tölcsérrel és refluxkondenzátorral. A magnéziumfordulatokat további 20 mL száraz THF-fel mossuk, a mosást a Grignard-oldathoz adjuk. Kevés (0,5 g) réz(I)jodidot adunk hozzá, majd jégfürdőben hűtve cseppenként 40 mL (0,47 mól) allil-bromidot adunk hozzá, a belső hőmérséklet nem haladhatja meg a 40 °C-ot. Egy éjszakai állás, majd 1 órás refluxálás után a reakcióelegyet 20 mL 37%-os sósav 500 mL vízben oldott 20 mL 37%-os sósavban szuszpendáljuk, majd ezt 80 mL 25%-os ammóniához adjuk, és az oldatot a fentiek szerint gőzzel desztilláljuk . A2 l desztillátum összegyűjtése után a desztillátumot sósavval kongóvörösre (pH 4) savanyítjuk, konyhasóval telítjük, és 4x200 ml éterrelextraháljuk .Az egyesített kivonatokat nátrium-hidroxiddal (vagy MgSO4) szárítjuk, bepároljuk (rotavap), a maradékot éterben felvesszük, és alaposan átmossuk nátrium-hidroxiddal. Szárítás (nátrium-szulfát) után a szárítószert leszűrjük, 20 ml éterrel mossuk, és az egyesített kivonatokat bepároljuk. A maradékot vákuumdesztilláljuk, 39 g (elméletileg67% ) 120-130 °C-on (20-25 mm Hg) forrásban lévő szafrolt kapunk. Színtelen és jellegzetes szagú olaj.
MDP2P (6) (1. út)
A szafrolt (1,00 g, 6,17 mmol) 1 ml metanolban 10 ml-es körte alakú lombikban feloldottuk, majd cseppenként hozzáadtuk a palládium(II)-klorid (12 mg, 68 mmol), p-benzokinon (0,85 g, 7,9 mmol), 5 ml metanol és 0,5 ml víz keverékéhez. A kapott elegyet 3 órán át kevertettük, majd szűrtük. A szűrlethez 10 mL 3,2 M sósavat adtunk. A terméket 3x 20 mL diklórmetánnal extraháltuk, majd 2 x 20 mL telített nátrium-bikarbonát-oldattal, 2x 20 mL 1,3 M nátrium-hidroxiddal és 2 x 20 mL sós lével mostuk. A szerves kivonatokat vízmentes nátrium- (vagy magnézium-) szulfáton szárítottuk, dekantáltuk és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , barna olajat kaptunk. Terméshozam: 857 mg (78,0 %).
Izoszafrol (5) szintézise (2. útvonal)
A szafrolt (1,40 g, 8,63 mmol) kálium-hidroxid 3 M-os oldatában 1-butanolban (10 mL, 30 mmol) oldottuk. Az így kapott oldatot 3 órán át reflux alatt hevítettük, majd hagytuk kihűlni. Az oldathoz 10 mL 1,6 M sósavoldatot adtunk. A terméket 3 x 40 mL dietil-éterrel extraháltuk, majd 3 x 40 mL vízzel mostuk. A szerves kivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóvaleltávolítottuk ,így barna olaj keletkezett. Terméshozam: 1,19 g (85,0%).
A szafrolt (1,40 g, 8,63 mmol) kálium-hidroxid 3 M-os oldatában 1-butanolban (10 mL, 30 mmol) oldottuk. Az így kapott oldatot 3 órán át reflux alatt hevítettük, majd hagytuk kihűlni. Az oldathoz 10 mL 1,6 M sósavoldatot adtunk. A terméket 3 x 40 mL dietil-éterrel extraháltuk, majd 3 x 40 mL vízzel mostuk. A szerves kivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóvaleltávolítottuk ,így barna olaj keletkezett. Terméshozam: 1,19 g (85,0%).
MDP2P (6) (2. útvonal)
Hidrogén-peroxidot (2,0 mL, 9,9 M, 20 mmol) és hangyasavat (10 mL, 23,6 M, 240 mol) tartalmazó oldatot szobahőmérsékleten 30 percig kevertettünk egy 50 ml-es körte alakú lombikban. Azoldathoz izoszafrolt (800 mg, 4,93 mmol) adtunk 6 mL acetonban, és szobahőmérsékleten 16 órán át kevertettük. A kapott oldat illékony komponenseit vákuumban eltávolítottuk, vörös színű maradékot hagyva. A maradékot újra feloldottuk 10 mL metanolban, majd 10 mL 2,8 M kénsavat adtunk hozzá. Az így kapott oldatot 3 órán át reflux alatt hevítettük, majd hagytuk kihűlni. A terméket 3 x 40 mL dietil-éterrel extraháltuk, majd 40 mL vízzel és 40 mL telített nátrium-hidrogénkarbonát-oldattal mostuk. Az éterkivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , így barna olaj keletkezett. Terméshozam: 538 mg (61,2 %).
Hidrogén-peroxidot (2,0 mL, 9,9 M, 20 mmol) és hangyasavat (10 mL, 23,6 M, 240 mol) tartalmazó oldatot szobahőmérsékleten 30 percig kevertettünk egy 50 ml-es körte alakú lombikban. Azoldathoz izoszafrolt (800 mg, 4,93 mmol) adtunk 6 mL acetonban, és szobahőmérsékleten 16 órán át kevertettük. A kapott oldat illékony komponenseit vákuumban eltávolítottuk, vörös színű maradékot hagyva. A maradékot újra feloldottuk 10 mL metanolban, majd 10 mL 2,8 M kénsavat adtunk hozzá. Az így kapott oldatot 3 órán át reflux alatt hevítettük, majd hagytuk kihűlni. A terméket 3 x 40 mL dietil-éterrel extraháltuk, majd 40 mL vízzel és 40 mL telített nátrium-hidrogénkarbonát-oldattal mostuk. Az éterkivonatokat vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, dekantáltuk, és az oldószert rotációs párologtatóval eltávolítottuk , így barna olaj keletkezett. Terméshozam: 538 mg (61,2 %).
Last edited by a moderator:
