Ennek a bejegyzésnek a célja, hogy összefoglalja a több hónapos kutatás és tesztelés eredményeit. Nagyszerű lenne, ha mindenki megosztaná eredményeit és gondolatait, hogy tökéletesítsük ezt a szintézisutat.
Az összes reagens, amit használni fogok, valószínűleg bármelyik barkácsboltban megtalálható, kivéve a heliont, amely elég könnyen megvásárolható számos különböző weboldalról, mivel nem egy ellenőrzött prekurzor. Azt hiszem, még az amazonon is megvásárolható flagrance-ként.
A szintézis lényege, hogy a helionált (cas:1205-17-0) átalakítjuk helionsavvá (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-il)-2-metilpropánsav), majd ez utóbbit helionamiddá (cas:858215-05-1, alfa-metil-1,3-benzodioxol-5-propanamid), végül pedig egy Hofmann-átrendeződést végzünk, hogy MDA-szabadbázist kapjunk.
Ennek a szintézisnek az az előnye, hogy OTC, tehát nem igényel hidroxilamint, alacsony toxicitású, olcsó termékeket használ. Ezenkívül a másik módszerrel gyakran felmerülő probléma a Beckmann-átrendeződés skálázása, ami gyakran olyan olajat eredményez, amelyet nagyobb léptékben bonyolult tisztítani. (saját tapasztalataim és az olvasottak alapján)
Ez egy nagyon hosszú poszt lesz, mert megpróbálok mindenre részletesen kitérni, így ha kérdésed vagy problémád van, valószínűleg megtalálod a megoldást ebben a posztban.
Inkább arra figyelmeztetnélek, hogy én személy szerint valamiért elakadtam az utolsó lépésnél, de elméletben és a sok sikeres ember posztja alapján teljesen lehetséges, hogy sikerüljön jó hozamú végterméket elérni.
Első lépés, a helionon oxidációja helionsavvá:
61,5g heliont 216mL acetonnal és 80g NaHCO3-mal keverjük össze keverés mellett egy 1L-es főzőpohárban. (Tipp: a NaHCO3-t utoljára és apránként adjuk hozzá, hogy ne blokkolja a mágneses keverőt). Ezután keverés mellett fokozatosan adjuk hozzá az oxon oldatát (110,8g oxon kb. 450mL vízben). Ezt cseppenként cseppentő tölcsérrel vagy főzőpohárról főzőpohárra végezheti. Mivel a reakció exoterm, az aceton felforrhat. Ha túl forróvá válik, hagyja abba az oxon hozzáadását, és hagyja, hogy a reakció visszaálljon szobahőmérsékletre. Használhat jégfürdőt is az addíció során, de ha óvatosan végzi, szobahőmérsékleten is ugyanolyan jól működik.
Én általában 1 óra után fejezem be az oxonoldat hozzáadását. Ezután kb. 2h-3h-ig hagyom reagálni. A TLC segítségével meg tudtam állapítani, hogy 3h után minden reagált.
A 3 óra elteltével savasítsuk meg az oldatot HCl-lel, hogy a sav kicsapódjon (a fehér sók a főzőpohár alján nem a mi termékünk, hanem az oxonból származó káliumsók). Addig adagoljuk, amíg semmi sem csapódik ki (kb. pH 1-2). Legyünk óvatosak, mert némi nem reagált NaHCO3 marad, ami CO2-t szabadít fel. A legtöbb esetben semmi sem csapódott ki, kivéve egy narancssárga "olajat", amely a maradék oldat felszínére emelkedik. Ez a mi termékünk, ami végül megszilárdul. A megszilárdulás kikényszerítéséhez néhány órára hűtőszekrénybe tehetjük, de ez nem mindig működik. A legjobb módszer, amit találtam, ha a főzőpoharat a fagyasztóba tesszük, amíg minden megszilárdul, majd hagyjuk, hogy szobahőmérsékletre kerüljön. Ami szilárd marad, az a mi termékünk a kálium-szulfát sókkal.
Szűrjük le, hogy visszanyerjük a káliumsókkal szennyezett sárga szilárd anyagot, majd a porított szilárd anyagot tegyük egy főzőpohárba 400mL-500mL keverővízzel. Ez feloldja az összes káliumsó-szennyeződést. Ezután már csak le kell szűrnie a sárga szilárd anyagot.
A hélionsavat így is megtarthatja, de erősen javaslom, hogy legalább egy sav-bázis tisztítást végezzen el ezután, különben az amid tisztítási lépés (még) bonyolultabb lesz. Ehhez készítsünk NaOH oldatot (kb. 13g 150mL vízben). Várja meg, amíg az oldat lehűl, mielőtt apránként hozzáadná a savat. Ha az oldat túl forró, akkor fehér/világosbarna sav helyett sötétbarna színű lesz a végeredmény. Ezután mossuk ki a vizes fázist (amely a hélionsav konjugált bázisát tartalmazza) éterrel vagy DCM-mel (ez adja a legjobb eredményt). Ha ezek nem állnak rendelkezésre, benzin vagy bármely más apoláris oldószer is megteszi. Ezután nyerje vissza a vizes fázist, és savasítsa meg HCl-lel. A sav kicsapódik. Ha az oldat fehérré válik, de nem lát csapadékot, alkalmazza ugyanazt a technikát, mint fent (a fagyasztóban). Általában azonban elegendő a főzőpoharat a hűtőszekrénybe helyezni. Ezután szűrd le, és máris megvan a savad.
Átkristályosíthatod vízben vagy etanolban, hogy valóban tiszta savat kapj, szép fehér kristályokat képezve, de ez elég bosszantó, mivel a sav nem nagyon oldódik forró vízben (kb. 10g/L 90°C-on azt mondanám), és ez az alapvető savtisztítás elég ahhoz, hogy később tisztességes eredményeket kapj.
A tiszta hélionsav olvadáspontja 77°C körül van. Kihozatal: 80 % - 90 %
Megjegyzések a szintézishez :
-Az oldat savasításakor ahelyett, hogy "olajat" képezne, a sav fehérré változtathatja az oldatot, anélkül, hogy kicsapódna, ezért egyszerűen fagyassza le az oldatot a szokásos módon.
- A reakcióelegy az oxon hozzáadásakor sárgává, majd ismét narancssárgává/barnává válik. Ez normális, és annak köszönhető, hogy a képződött sav/szennyeződések a pH-értéknek megfelelően változtatják a színüket.
-Kipróbáltam demineralizált vizet, csapvizet és desztillált vizet is, és úgy tűnt, hogy a reakciót nem befolyásolja (azt hittem, hogy a csapvízben lévő ionok elpusztítják az oxont, de nem ez volt a helyzet).
- Mindig adjunk hozzá felesleges NaHCO3-at, ahogyan azt a szintézisemben ajánlottam. Ha a pH savas lesz, amikor még nem reagált az összes oxon, akkor fennáll a veszélye, hogy instabil és robbanásveszélyes TATP képződik. Ettől azonban ne félj: ha mindent pontosan betartasz, nem lesz baj.
- Az oxon valójában hármas só: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4-K2SO4. Az érdekes faj itt a KHSO5. Tehát ezt kell figyelembe vennünk, amikor kiszámoljuk a szükséges oxon móljait (Ami itt meg is történt).
A -NaHCO3 megakadályozza, hogy a pH savas legyen. Reagálni fog az oxon savasságával, és a képződött helionosavval, konjugált bázisává alakítva azt. A NaHCO3 szintén nagyon gyenge bázis, ami biztosítja, hogy a pH ne legyen túl bázikus. Bázikus pH-n az oxon nem stabil (pH=9, az a pH, amelynél az oxon a legkevésbé stabil).
-Oxont a barkácsáruházak uszodai részlegében lehet kapni. Nézze meg a terméken található msds-t vagy az összetételi listát.
-A szintézis könnyen skálázható, de javasolnék egy vödör hideg vizet, hogy nagyobb léptékben megfelelően lehűljön az Rm.
-Háromszor próbáltam az etanolt oldószerként, és úgy tűnik, hogy a helionsav etil-észterét és más termékeket képez a pH-tól függően. Nem ástam mélyebbre, úgyhogy többet nem tudok mondani. De talán ebből az észterből lehetne az amidot képezni, egyszerűbben, mint a mostani módszeremmel (karbamid + bórsav + helikonsav).
Tisztátalan sárga sav:
Átkristályosított sav
Második lépés, helionamid szintézis
Kétféleképpen próbálkoztam: Először a helionsavat alakítottam át a megfelelő ammóniumsóvá, majd hevítettem. Ez kudarcot vallott.
A második módszer működött, bár ennek a reakciónak a kidolgozása egy rémálom, és szerintem ez könnyen javítható, ha van ötletetek.
A "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE" című kiadványban leírt eljárást követtem.
Lényegében 5min-10percig tritrálják a karbamid, karbonsav, bórsav keverékét, majd az egészet 15min-30percig melegítik egy főzőpohárban 160°C-180°C-on. A reakció befejezését onnan tudod, hogy a reakció reszolidálódik (a karbamid, a hélionsav és a bórsav 180°C-on olvad).
Ami azért furcsa, mert a helionamid 123°C-on olvad. Gondolom ez az amidok által képezhető hidrogénkötéseknek köszönhető. Meglátod, hogy inkább gélt képez, mint szilárd anyagot. Szerintem nem igazán van szükség a triturálásra, hiszen minden 180°C-on olvad meg. Viszont ha 160°C-170°C körüli hőmérsékletre melegíted, akkor gondolom, hogy ez tanácsos, mivel a bórsav 171°C-on olvad. A triturálás olvadáspontcsökkenést okoz. A bórsav nem szükséges, de ajánlott, mivel nagyban javítja a hozamot.
Próbáltam 4 órán át melegíteni, és 11 órán át 180°C-on kevergetéssel, bórsav nélkül, és 22% és 50% közötti hozamot kaptam. Viszont a feldolgozás egy horror volt, mert minél tovább várunk, annál több karbamid képez mindenféle kondenzációs terméket.
Az én esetemben az elegy kb. 1h30 után 180°C-on, keverés mellett csak részben szilárdult meg. Viszont azt tapasztaltam (lehet, hogy csak a véletlen műve volt), hogy 170°C-ra melegítve 2 óra után megszilárdul minden. Általában 30 perc után semmi, vagy csak egy része sem szilárdul meg, ezért én 30min után is folytatom a reakciót. Ettől függetlenül még nem teljesen sajátítottam el ezt a szintézist, ezért az optimalizálásban szívesen fogadom a segítségeteket.
Általában így szoktam csinálni :
g hélionsav * 1,5 = karbamid mennyisége, g sav * 0,4 = bórsav mennyisége.
Ez nagy moláris többletet eredményez a karbamidból, és arra gondolok, hogy végül csökkenteni fogom, ha egyszer jó hozamot kapok a publikációs eljárás követésével.
Ezután a 3-at egy mágneses keverővel ellátott főzőpohárba tettem, és 170°C-ra melegítettem. Amikor minden megszilárdult, vagy 3/4 része (kb. 2 óra), hagyom, hogy visszahűljön szobahőmérsékletre, majd hozzáadok kb. 10mL-20mL 15%-os ammóniaoldatot és 100mL-200mL vizet. Ezután addig melegítem a keveréket, amíg feloldódik, és hagyom visszaállni szobahőmérsékletre, hogy kicsapódjon az amid, ami hidegen nem nagyon oldódik. És ez az a pont, ahol nagy problémám van a kidolgozással. Az amid nem akar kicsapódni, és a hozzáadott víz nagy részét el kell párologtatnom, de az egész egyszerre megszilárdul. Az etanol használata sem jobb. És minden alkalommal ki kell csapadékoltatnom az amidot, majd többször át kell kristályosítanom vízben és etanolban, és csak néha hajlandó szilárd anyagként és nem olajként kicsapódni. Szerintem ennek az az oka, hogy a szennyeződések hatalmas mértékben csökkentik az amid olvadáspontját. Tény, hogy a barna szilárd anyag 70°C körül olvadt meg. Tisztítás után a nagyjából azonos tömegű fehér szilárd anyag 123°C-on olvadt meg. Szerintem részben ez az oka az etanolban/forró vízben történő átkristályosításkor keletkező olajnak.
Az "Amidok egyszerű előállítása savakból és aminokból keverékük melegítésével" című könyvben azt írják:
" Megállapítottuk, hogy az amid-karbonsav keverék pirolízisének optimális feltételei 160-180°C 10-30 percig. Hosszabb ideig tartó hevítés jelentős mennyiségű kátrány képződését okozhatja, míg rövid ideig tartó hevítés inkopláziás reakciót eredményez. "
De nekem majdnem annyi bajom volt a Work Up-al, hogy csak 30percig csináltam a reakciót, és nem szilárdult meg minden.
Egy másik eljárás szerint 1 mól karbonsavat 0,5 mól karbamiddal 160°C-on 4 órán keresztül melegítünk. Nem próbáltam, de a szabadalom szerint elég tiszta terméket ad, bár a hozam csak 50%. " EGYESÜLT ÁLLAMOK 2,109,941 SZABADALMI HIVATAL 2,109,94. AMIDOK ELŐÁLLÍTÁSA "
Láttam már olyanokat, akik forró naftának és etil-acetátnak a keverékével extraháltak amidot. Ez érdekes lehet, de az én célom az, hogy minél kevesebb szerves oldószert használjak. Én még nem próbáltam, mivel jelenleg nincs kéznél etil-acetát.
Ha elég sokáig melegíted (180°C), az amid elkezd szublimálni, szép hosszú fehér kristályokat alkotva. Sajnos ez nagyon sokáig tart, én 11 óra után csak 400mg kristályt kaptam.
Megnéztem, hogy az embereknek hogyan kellett benzamidot készíteni benzoesavból, és nem sokban különbözik az enyémtől, mégis nagyon jól működik a benzamid. A youtube-on több videó is van, ha meg akarod nézni.
Szóval szerintem a reakció jól működik, de a felhasznált karbamid mólszámát tekintve van hova fejlődni. Ettől függetlenül a kidolgozást tényleg javítani kell. A publikációban megadott nem működik, még tiszta sav használata esetén sem.
A reakcióelegy megszilárdulása után:
Fehér amidpor:
Átkristályosított amid:
Szublimált amid:
Harmadik lépés, MDA szabadbázis
Itt van egy problémám: a hozamom nem létezik.
A "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)" című kiadványban található TCCA eljárást követtem.
synthesised from helional", de nem működött. Biztos vagyok az amidomban. Megpróbáltam a reakciót 18°C-on is elvégezni, mert úgy tűnik, hogy 0°C-on túl lassan képződik a klóramid. Ez sem működött. Szóval adalékanyag nélküli fehérítőt titráltam és azt használom a Hofmannomhoz és semmi eredményt nem kaptam a sok munka után.
Amikor TCCA-val szintetizáltam 0°C-on, az oldat 75°C-ra való melegítés után narancssárga lett. Volt egy jellegzetes szag, függetlenül attól, hogy melyik szintézis útvonalat választottam, de minden alkalommal a végén semmi lett.
Még furcsább, hogy CO2 felszabadulása van, de utána semmi. Biztos vagyok benne, hogy nincs karbamidszennyezés, tehát nem hidrazin képződik. Egy hétig hagyom futni a reakciót szobahőmérsékleten, majd meglátjuk, hogy lesz-e valami.
Lehet, hogy feltétlenül szükség van egy kozolvensre, pl. etanolra. Viszont sokan sikerrel jártak nélküle is, de azt mondják, hogy TCCA alkalmazásakor szükségük van etanolra, mint kozolvensre. (Karbamát-származékot képez, de az később MDA-ra hidrolizálódik).
A kiadványból :
Szintézis triklór-izocianursav felhasználásával. α-Metil-1,3-benzo
dioxol-5-propanamidot (0,4 g, 1,92 mmol) vízben feloldottuk.
(14 mL), NaOH-t (1,45 mL, 10,61 mmol) cseppenként adtunk hozzá és kevertettük.
15 percig jégen, 0 ◦ C-on. Triklór-izocianursav (149,9 mg,
0,65 μmol) adtuk hozzá, majd a reakcióelegyet jégen hagytuk 0 ◦ C-on.
további 1 órán át. Ezután a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hoztuk.
hőmérsékletre, majd 75 ◦C-ra, és 30 percig tartottuk. A reakcióelegyet
elválasztótölcsérbe öntöttük, és diklórmetánnal extraháltuk.
(3 × 30 ml). A szerves réteget ionmentesített vízzel mostuk.
(25 mL) és sós lével (25 mL), majd vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk és
vákuumban szűrtük. A szerves rétegeket egyesítettük, és az oldószert
rotációs elpárologtatóval eltávolítottuk. A nyersből szintetizálva
α-metil-1,3-benzodioxol-5-propanamidból a végtermék a következő volt
fekete-barna föld (270,3-382,2 mg) volt. Amikor a szintézist tisztított
α-metil-1,3-benzodioxol-5-propanamidból, a végtermék egy
barna, átlátszó olaj (286,4 - 351,5 mg) volt.
Szintézis nátrium-hipoklorit felhasználásával. Tisztított α-metil-1,3-benzol-1,3
benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) vízben feloldva.
(14 mL), NaOH-t (1,45 mL, 10,61 mmol) cseppenként adtunk hozzá, és kevertettük.
15 percig jégen, 0 ◦ C-on. Nátrium-hipoklorit-oldat (6,4 mL,
94,3 mmol) adtunk hozzá, és a reakcióelegyet jégen hagytuk 0 ◦ C-on.
további 1 órán át. Ezután a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hoztuk.
hőmérsékletre, majd 75 ◦ C-ra hoztuk, és 30 percig tartottuk. A reakcióelegyet
elválasztótölcsérbe öntöttük, és diklórmetánnal extraháltuk.
(3 × 30 ml). A szerves réteget ionmentesített vízzel mostuk.
(25 mL) és sós lével (25 mL), majd vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, és
vákuumban szűrtük. A szerves rétegeket egyesítettük, és az oldószert
rotációs elpárologtatóval eltávolítottuk. A végtermék egy fekete színű
barna föld (248,1-293,3 mg).
A feldolgozáshoz megpróbáltam extrahálni naftával vagy DCM-mel, és vagy HCl-lel gázosítani, vagy vizes HCl-lel triturálni és a vizes fázist bepárolni. Mindkét esetben nem kaptam semmit. Ha valaki csinálta már ezt a reakciót, szívesen meghallgatnám.
Tehát a két nagy problémám jelenleg a második lépés kidolgozása és a harmadik reakció. Ennek ellenére úgy gondolom, hogy ez a szintézis nagyon optimalizálható.
Ezért remélem, hogy együtt tudjuk tökéletesíteni.
Nyugodtan rámutathatsz a hibáimra és megoszthatod a tapasztalataidat, ha már megcsináltad ezt a szintézist.
Ha szeretnél magadnak utánanézni, itt találod az összes forrást, amit a kutatásom során felhasználtam:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* és Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148).
"A karbamid pirolízis termékeinek elemzése 132,5-190 °C-on"
" Közvetlen amidképződés karbonsavak és aminok között: Mechanizmus és új katalitikus megoldások kifejlesztése" (CHARVILLE, HAYLEY)
"AMIDOK OLDÓSZERMENTES SZINTÉZISE ÚJ TECHNIKÁVAL" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"EGYESÜLT ÁLLAMOK 2,109,941 SZABADALMI HIVATAL2,109,94.AMIDOK ELŐÁLLÍTÁSA"
"Aldehidek savakká és észterekké történő egyszerű oxidációja oxonnal" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist és Babak Borhan)
"Aldehidek oxidációja Oxone ® -val vizes acetonban" (Kevin S. Webb és Stephen J. Ruszkay) (Kevin S. Webb és Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann átrendeződések" A Vespiárium
"ALDEHIDEK FACILE ONE-POT KONVERZIÓJA AMIDOKKá eredményei" The Vespiary
"A 3,4-metilén-dioxiamfetamin (MDA) szokatlan titkos laboratóriumi szintézise" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Korlátozatlan vegyületekből szintetizált MDA szennyeződéseinek elemzése" (Katherine Cooper)
"Izotópfrakcionálás az MDMA.HCl helionból történő szintézise során" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Helionból szintetizált 3,4-metilén-dioxiamfetamin (MDA) szerves szennyeződésprofiljának vizsgálata" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Rengeteg más forrás is van, de ezek itt nem lennének relevánsak. Ha nem találja a publikációkat, megadhatom a DOI-kat.
Az összes reagens, amit használni fogok, valószínűleg bármelyik barkácsboltban megtalálható, kivéve a heliont, amely elég könnyen megvásárolható számos különböző weboldalról, mivel nem egy ellenőrzött prekurzor. Azt hiszem, még az amazonon is megvásárolható flagrance-ként.
A szintézis lényege, hogy a helionált (cas:1205-17-0) átalakítjuk helionsavvá (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-il)-2-metilpropánsav), majd ez utóbbit helionamiddá (cas:858215-05-1, alfa-metil-1,3-benzodioxol-5-propanamid), végül pedig egy Hofmann-átrendeződést végzünk, hogy MDA-szabadbázist kapjunk.
Ennek a szintézisnek az az előnye, hogy OTC, tehát nem igényel hidroxilamint, alacsony toxicitású, olcsó termékeket használ. Ezenkívül a másik módszerrel gyakran felmerülő probléma a Beckmann-átrendeződés skálázása, ami gyakran olyan olajat eredményez, amelyet nagyobb léptékben bonyolult tisztítani. (saját tapasztalataim és az olvasottak alapján)
Ez egy nagyon hosszú poszt lesz, mert megpróbálok mindenre részletesen kitérni, így ha kérdésed vagy problémád van, valószínűleg megtalálod a megoldást ebben a posztban.
Inkább arra figyelmeztetnélek, hogy én személy szerint valamiért elakadtam az utolsó lépésnél, de elméletben és a sok sikeres ember posztja alapján teljesen lehetséges, hogy sikerüljön jó hozamú végterméket elérni.
Első lépés, a helionon oxidációja helionsavvá:
61,5g heliont 216mL acetonnal és 80g NaHCO3-mal keverjük össze keverés mellett egy 1L-es főzőpohárban. (Tipp: a NaHCO3-t utoljára és apránként adjuk hozzá, hogy ne blokkolja a mágneses keverőt). Ezután keverés mellett fokozatosan adjuk hozzá az oxon oldatát (110,8g oxon kb. 450mL vízben). Ezt cseppenként cseppentő tölcsérrel vagy főzőpohárról főzőpohárra végezheti. Mivel a reakció exoterm, az aceton felforrhat. Ha túl forróvá válik, hagyja abba az oxon hozzáadását, és hagyja, hogy a reakció visszaálljon szobahőmérsékletre. Használhat jégfürdőt is az addíció során, de ha óvatosan végzi, szobahőmérsékleten is ugyanolyan jól működik.
Én általában 1 óra után fejezem be az oxonoldat hozzáadását. Ezután kb. 2h-3h-ig hagyom reagálni. A TLC segítségével meg tudtam állapítani, hogy 3h után minden reagált.
A 3 óra elteltével savasítsuk meg az oldatot HCl-lel, hogy a sav kicsapódjon (a fehér sók a főzőpohár alján nem a mi termékünk, hanem az oxonból származó káliumsók). Addig adagoljuk, amíg semmi sem csapódik ki (kb. pH 1-2). Legyünk óvatosak, mert némi nem reagált NaHCO3 marad, ami CO2-t szabadít fel. A legtöbb esetben semmi sem csapódott ki, kivéve egy narancssárga "olajat", amely a maradék oldat felszínére emelkedik. Ez a mi termékünk, ami végül megszilárdul. A megszilárdulás kikényszerítéséhez néhány órára hűtőszekrénybe tehetjük, de ez nem mindig működik. A legjobb módszer, amit találtam, ha a főzőpoharat a fagyasztóba tesszük, amíg minden megszilárdul, majd hagyjuk, hogy szobahőmérsékletre kerüljön. Ami szilárd marad, az a mi termékünk a kálium-szulfát sókkal.
Szűrjük le, hogy visszanyerjük a káliumsókkal szennyezett sárga szilárd anyagot, majd a porított szilárd anyagot tegyük egy főzőpohárba 400mL-500mL keverővízzel. Ez feloldja az összes káliumsó-szennyeződést. Ezután már csak le kell szűrnie a sárga szilárd anyagot.
A hélionsavat így is megtarthatja, de erősen javaslom, hogy legalább egy sav-bázis tisztítást végezzen el ezután, különben az amid tisztítási lépés (még) bonyolultabb lesz. Ehhez készítsünk NaOH oldatot (kb. 13g 150mL vízben). Várja meg, amíg az oldat lehűl, mielőtt apránként hozzáadná a savat. Ha az oldat túl forró, akkor fehér/világosbarna sav helyett sötétbarna színű lesz a végeredmény. Ezután mossuk ki a vizes fázist (amely a hélionsav konjugált bázisát tartalmazza) éterrel vagy DCM-mel (ez adja a legjobb eredményt). Ha ezek nem állnak rendelkezésre, benzin vagy bármely más apoláris oldószer is megteszi. Ezután nyerje vissza a vizes fázist, és savasítsa meg HCl-lel. A sav kicsapódik. Ha az oldat fehérré válik, de nem lát csapadékot, alkalmazza ugyanazt a technikát, mint fent (a fagyasztóban). Általában azonban elegendő a főzőpoharat a hűtőszekrénybe helyezni. Ezután szűrd le, és máris megvan a savad.
Átkristályosíthatod vízben vagy etanolban, hogy valóban tiszta savat kapj, szép fehér kristályokat képezve, de ez elég bosszantó, mivel a sav nem nagyon oldódik forró vízben (kb. 10g/L 90°C-on azt mondanám), és ez az alapvető savtisztítás elég ahhoz, hogy később tisztességes eredményeket kapj.
A tiszta hélionsav olvadáspontja 77°C körül van. Kihozatal: 80 % - 90 %
Megjegyzések a szintézishez :
-Az oldat savasításakor ahelyett, hogy "olajat" képezne, a sav fehérré változtathatja az oldatot, anélkül, hogy kicsapódna, ezért egyszerűen fagyassza le az oldatot a szokásos módon.
- A reakcióelegy az oxon hozzáadásakor sárgává, majd ismét narancssárgává/barnává válik. Ez normális, és annak köszönhető, hogy a képződött sav/szennyeződések a pH-értéknek megfelelően változtatják a színüket.
-Kipróbáltam demineralizált vizet, csapvizet és desztillált vizet is, és úgy tűnt, hogy a reakciót nem befolyásolja (azt hittem, hogy a csapvízben lévő ionok elpusztítják az oxont, de nem ez volt a helyzet).
- Mindig adjunk hozzá felesleges NaHCO3-at, ahogyan azt a szintézisemben ajánlottam. Ha a pH savas lesz, amikor még nem reagált az összes oxon, akkor fennáll a veszélye, hogy instabil és robbanásveszélyes TATP képződik. Ettől azonban ne félj: ha mindent pontosan betartasz, nem lesz baj.
- Az oxon valójában hármas só: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4-K2SO4. Az érdekes faj itt a KHSO5. Tehát ezt kell figyelembe vennünk, amikor kiszámoljuk a szükséges oxon móljait (Ami itt meg is történt).
A -NaHCO3 megakadályozza, hogy a pH savas legyen. Reagálni fog az oxon savasságával, és a képződött helionosavval, konjugált bázisává alakítva azt. A NaHCO3 szintén nagyon gyenge bázis, ami biztosítja, hogy a pH ne legyen túl bázikus. Bázikus pH-n az oxon nem stabil (pH=9, az a pH, amelynél az oxon a legkevésbé stabil).
-Oxont a barkácsáruházak uszodai részlegében lehet kapni. Nézze meg a terméken található msds-t vagy az összetételi listát.
-A szintézis könnyen skálázható, de javasolnék egy vödör hideg vizet, hogy nagyobb léptékben megfelelően lehűljön az Rm.
-Háromszor próbáltam az etanolt oldószerként, és úgy tűnik, hogy a helionsav etil-észterét és más termékeket képez a pH-tól függően. Nem ástam mélyebbre, úgyhogy többet nem tudok mondani. De talán ebből az észterből lehetne az amidot képezni, egyszerűbben, mint a mostani módszeremmel (karbamid + bórsav + helikonsav).
Tisztátalan sárga sav:
Átkristályosított sav
Második lépés, helionamid szintézis
Kétféleképpen próbálkoztam: Először a helionsavat alakítottam át a megfelelő ammóniumsóvá, majd hevítettem. Ez kudarcot vallott.
A második módszer működött, bár ennek a reakciónak a kidolgozása egy rémálom, és szerintem ez könnyen javítható, ha van ötletetek.
A "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE" című kiadványban leírt eljárást követtem.
Lényegében 5min-10percig tritrálják a karbamid, karbonsav, bórsav keverékét, majd az egészet 15min-30percig melegítik egy főzőpohárban 160°C-180°C-on. A reakció befejezését onnan tudod, hogy a reakció reszolidálódik (a karbamid, a hélionsav és a bórsav 180°C-on olvad).
Ami azért furcsa, mert a helionamid 123°C-on olvad. Gondolom ez az amidok által képezhető hidrogénkötéseknek köszönhető. Meglátod, hogy inkább gélt képez, mint szilárd anyagot. Szerintem nem igazán van szükség a triturálásra, hiszen minden 180°C-on olvad meg. Viszont ha 160°C-170°C körüli hőmérsékletre melegíted, akkor gondolom, hogy ez tanácsos, mivel a bórsav 171°C-on olvad. A triturálás olvadáspontcsökkenést okoz. A bórsav nem szükséges, de ajánlott, mivel nagyban javítja a hozamot.
Próbáltam 4 órán át melegíteni, és 11 órán át 180°C-on kevergetéssel, bórsav nélkül, és 22% és 50% közötti hozamot kaptam. Viszont a feldolgozás egy horror volt, mert minél tovább várunk, annál több karbamid képez mindenféle kondenzációs terméket.
Az én esetemben az elegy kb. 1h30 után 180°C-on, keverés mellett csak részben szilárdult meg. Viszont azt tapasztaltam (lehet, hogy csak a véletlen műve volt), hogy 170°C-ra melegítve 2 óra után megszilárdul minden. Általában 30 perc után semmi, vagy csak egy része sem szilárdul meg, ezért én 30min után is folytatom a reakciót. Ettől függetlenül még nem teljesen sajátítottam el ezt a szintézist, ezért az optimalizálásban szívesen fogadom a segítségeteket.
Általában így szoktam csinálni :
g hélionsav * 1,5 = karbamid mennyisége, g sav * 0,4 = bórsav mennyisége.
Ez nagy moláris többletet eredményez a karbamidból, és arra gondolok, hogy végül csökkenteni fogom, ha egyszer jó hozamot kapok a publikációs eljárás követésével.
Ezután a 3-at egy mágneses keverővel ellátott főzőpohárba tettem, és 170°C-ra melegítettem. Amikor minden megszilárdult, vagy 3/4 része (kb. 2 óra), hagyom, hogy visszahűljön szobahőmérsékletre, majd hozzáadok kb. 10mL-20mL 15%-os ammóniaoldatot és 100mL-200mL vizet. Ezután addig melegítem a keveréket, amíg feloldódik, és hagyom visszaállni szobahőmérsékletre, hogy kicsapódjon az amid, ami hidegen nem nagyon oldódik. És ez az a pont, ahol nagy problémám van a kidolgozással. Az amid nem akar kicsapódni, és a hozzáadott víz nagy részét el kell párologtatnom, de az egész egyszerre megszilárdul. Az etanol használata sem jobb. És minden alkalommal ki kell csapadékoltatnom az amidot, majd többször át kell kristályosítanom vízben és etanolban, és csak néha hajlandó szilárd anyagként és nem olajként kicsapódni. Szerintem ennek az az oka, hogy a szennyeződések hatalmas mértékben csökkentik az amid olvadáspontját. Tény, hogy a barna szilárd anyag 70°C körül olvadt meg. Tisztítás után a nagyjából azonos tömegű fehér szilárd anyag 123°C-on olvadt meg. Szerintem részben ez az oka az etanolban/forró vízben történő átkristályosításkor keletkező olajnak.
Az "Amidok egyszerű előállítása savakból és aminokból keverékük melegítésével" című könyvben azt írják:
" Megállapítottuk, hogy az amid-karbonsav keverék pirolízisének optimális feltételei 160-180°C 10-30 percig. Hosszabb ideig tartó hevítés jelentős mennyiségű kátrány képződését okozhatja, míg rövid ideig tartó hevítés inkopláziás reakciót eredményez. "
De nekem majdnem annyi bajom volt a Work Up-al, hogy csak 30percig csináltam a reakciót, és nem szilárdult meg minden.
Egy másik eljárás szerint 1 mól karbonsavat 0,5 mól karbamiddal 160°C-on 4 órán keresztül melegítünk. Nem próbáltam, de a szabadalom szerint elég tiszta terméket ad, bár a hozam csak 50%. " EGYESÜLT ÁLLAMOK 2,109,941 SZABADALMI HIVATAL 2,109,94. AMIDOK ELŐÁLLÍTÁSA "
Láttam már olyanokat, akik forró naftának és etil-acetátnak a keverékével extraháltak amidot. Ez érdekes lehet, de az én célom az, hogy minél kevesebb szerves oldószert használjak. Én még nem próbáltam, mivel jelenleg nincs kéznél etil-acetát.
Ha elég sokáig melegíted (180°C), az amid elkezd szublimálni, szép hosszú fehér kristályokat alkotva. Sajnos ez nagyon sokáig tart, én 11 óra után csak 400mg kristályt kaptam.
Megnéztem, hogy az embereknek hogyan kellett benzamidot készíteni benzoesavból, és nem sokban különbözik az enyémtől, mégis nagyon jól működik a benzamid. A youtube-on több videó is van, ha meg akarod nézni.
Szóval szerintem a reakció jól működik, de a felhasznált karbamid mólszámát tekintve van hova fejlődni. Ettől függetlenül a kidolgozást tényleg javítani kell. A publikációban megadott nem működik, még tiszta sav használata esetén sem.
A reakcióelegy megszilárdulása után:
Fehér amidpor:
Átkristályosított amid:
Szublimált amid:
Harmadik lépés, MDA szabadbázis
Itt van egy problémám: a hozamom nem létezik.
A "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)" című kiadványban található TCCA eljárást követtem.
synthesised from helional", de nem működött. Biztos vagyok az amidomban. Megpróbáltam a reakciót 18°C-on is elvégezni, mert úgy tűnik, hogy 0°C-on túl lassan képződik a klóramid. Ez sem működött. Szóval adalékanyag nélküli fehérítőt titráltam és azt használom a Hofmannomhoz és semmi eredményt nem kaptam a sok munka után.
Amikor TCCA-val szintetizáltam 0°C-on, az oldat 75°C-ra való melegítés után narancssárga lett. Volt egy jellegzetes szag, függetlenül attól, hogy melyik szintézis útvonalat választottam, de minden alkalommal a végén semmi lett.
Még furcsább, hogy CO2 felszabadulása van, de utána semmi. Biztos vagyok benne, hogy nincs karbamidszennyezés, tehát nem hidrazin képződik. Egy hétig hagyom futni a reakciót szobahőmérsékleten, majd meglátjuk, hogy lesz-e valami.
Lehet, hogy feltétlenül szükség van egy kozolvensre, pl. etanolra. Viszont sokan sikerrel jártak nélküle is, de azt mondják, hogy TCCA alkalmazásakor szükségük van etanolra, mint kozolvensre. (Karbamát-származékot képez, de az később MDA-ra hidrolizálódik).
A kiadványból :
Szintézis triklór-izocianursav felhasználásával. α-Metil-1,3-benzo
dioxol-5-propanamidot (0,4 g, 1,92 mmol) vízben feloldottuk.
(14 mL), NaOH-t (1,45 mL, 10,61 mmol) cseppenként adtunk hozzá és kevertettük.
15 percig jégen, 0 ◦ C-on. Triklór-izocianursav (149,9 mg,
0,65 μmol) adtuk hozzá, majd a reakcióelegyet jégen hagytuk 0 ◦ C-on.
további 1 órán át. Ezután a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hoztuk.
hőmérsékletre, majd 75 ◦C-ra, és 30 percig tartottuk. A reakcióelegyet
elválasztótölcsérbe öntöttük, és diklórmetánnal extraháltuk.
(3 × 30 ml). A szerves réteget ionmentesített vízzel mostuk.
(25 mL) és sós lével (25 mL), majd vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk és
vákuumban szűrtük. A szerves rétegeket egyesítettük, és az oldószert
rotációs elpárologtatóval eltávolítottuk. A nyersből szintetizálva
α-metil-1,3-benzodioxol-5-propanamidból a végtermék a következő volt
fekete-barna föld (270,3-382,2 mg) volt. Amikor a szintézist tisztított
α-metil-1,3-benzodioxol-5-propanamidból, a végtermék egy
barna, átlátszó olaj (286,4 - 351,5 mg) volt.
Szintézis nátrium-hipoklorit felhasználásával. Tisztított α-metil-1,3-benzol-1,3
benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) vízben feloldva.
(14 mL), NaOH-t (1,45 mL, 10,61 mmol) cseppenként adtunk hozzá, és kevertettük.
15 percig jégen, 0 ◦ C-on. Nátrium-hipoklorit-oldat (6,4 mL,
94,3 mmol) adtunk hozzá, és a reakcióelegyet jégen hagytuk 0 ◦ C-on.
további 1 órán át. Ezután a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hoztuk.
hőmérsékletre, majd 75 ◦ C-ra hoztuk, és 30 percig tartottuk. A reakcióelegyet
elválasztótölcsérbe öntöttük, és diklórmetánnal extraháltuk.
(3 × 30 ml). A szerves réteget ionmentesített vízzel mostuk.
(25 mL) és sós lével (25 mL), majd vízmentes nátrium-szulfáton szárítottuk, és
vákuumban szűrtük. A szerves rétegeket egyesítettük, és az oldószert
rotációs elpárologtatóval eltávolítottuk. A végtermék egy fekete színű
barna föld (248,1-293,3 mg).
A feldolgozáshoz megpróbáltam extrahálni naftával vagy DCM-mel, és vagy HCl-lel gázosítani, vagy vizes HCl-lel triturálni és a vizes fázist bepárolni. Mindkét esetben nem kaptam semmit. Ha valaki csinálta már ezt a reakciót, szívesen meghallgatnám.
Tehát a két nagy problémám jelenleg a második lépés kidolgozása és a harmadik reakció. Ennek ellenére úgy gondolom, hogy ez a szintézis nagyon optimalizálható.
Ezért remélem, hogy együtt tudjuk tökéletesíteni.
Nyugodtan rámutathatsz a hibáimra és megoszthatod a tapasztalataidat, ha már megcsináltad ezt a szintézist.
Ha szeretnél magadnak utánanézni, itt találod az összes forrást, amit a kutatásom során felhasználtam:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* és Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148).
"A karbamid pirolízis termékeinek elemzése 132,5-190 °C-on"
" Közvetlen amidképződés karbonsavak és aminok között: Mechanizmus és új katalitikus megoldások kifejlesztése" (CHARVILLE, HAYLEY)
"AMIDOK OLDÓSZERMENTES SZINTÉZISE ÚJ TECHNIKÁVAL" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"EGYESÜLT ÁLLAMOK 2,109,941 SZABADALMI HIVATAL2,109,94.AMIDOK ELŐÁLLÍTÁSA"
"Aldehidek savakká és észterekké történő egyszerű oxidációja oxonnal" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist és Babak Borhan)
"Aldehidek oxidációja Oxone ® -val vizes acetonban" (Kevin S. Webb és Stephen J. Ruszkay) (Kevin S. Webb és Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann átrendeződések" A Vespiárium
"ALDEHIDEK FACILE ONE-POT KONVERZIÓJA AMIDOKKá eredményei" The Vespiary
"A 3,4-metilén-dioxiamfetamin (MDA) szokatlan titkos laboratóriumi szintézise" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Korlátozatlan vegyületekből szintetizált MDA szennyeződéseinek elemzése" (Katherine Cooper)
"Izotópfrakcionálás az MDMA.HCl helionból történő szintézise során" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Helionból szintetizált 3,4-metilén-dioxiamfetamin (MDA) szerves szennyeződésprofiljának vizsgálata" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Rengeteg más forrás is van, de ezek itt nem lennének relevánsak. Ha nem találja a publikációkat, megadhatom a DOI-kat.