Introduzione
L'O-demetilazione della codeina per ottenere morfina è stata descritta utilizzando una varietà di reagenti, tra cui il propilmercaptide di sodio in dimetilformammide e il tribromuro di boro in cloroformio. Questi metodi richiedono una notevole competenza chimica e attrezzature di laboratorio adeguate. I laboratori artigianali hanno impiegato un metodo elementare basato sull'uso del cloridrato di piridina. Questo reagente è stato introdotto nella chimica degli oppiacei da Rapoport e Bonner e applicato alla conversione della codeina in morfina da Rapoport et al. Rapoport e Bonner hanno eseguito la reazione sotto azoto a una temperatura di 220 °C. La morfina è soggetta a reazioni di decomposizione o ossidazione a temperature elevate, che l'atmosfera di azoto previene o riduce. Inoltre, limita l'accesso dell'umidità, che riduce la resa. In questo argomento viene descritta in modo completo la procedura seguita nei laboratori clandestini di homebake. Ulteriori commenti sul metodo, basati su studi effettuati in questo laboratorio sulle reazioni coinvolte, sono inclusi nella sezione di discussione.
Apparecchiature e vetreria.
- Imbuto Buchner e matraccio da 500 mL;
- Imbuto separatore da 500 mL e 1 L;
- Becher 1000 ml x2; 500 ml x2; 100 ml x2;
- Bacchetta di vetro;
- Piatto in pirex da 1 L;
- Piastra di riscaldamento;
- Bruciatore di alcolici;
- Tubo di ebollizione 10-20 mL x2;
- Pinza per tubo di ebollizione;
- Tappo di gomma;
- Carta da filtro;
- carta indicatrice di pH;
- Aspiratore a getto d'acqua.
Reagenti.
- 2 g di codeina;
- ~2 L Acqua distillata;
- ~100 g di idrossido di sodio (NaOH);
- ~70 mL di cloroformio (CHCl3);
- 20 mL di piridina;
- ~100 ml di acido cloridrico concentrato (HClaq);
Punto di ebollizione: 462 °C a 760 mm Hg;
Punto di fusione: 280,0 °C;
Peso molecolare: 335,83 g/mole;
Numero CAS: 1422-07-7.
Procedure
Fase 1. Estrazione della codeina
Diverse confezioni di compresse, sufficienti a produrre circa 2 g di codeina, vengono schiacciate e mescolate con acqua. La miscela viene filtrata utilizzando una pompa filtrante, un imbuto Buchner e un pallone, per rimuovere gli agenti leganti delle compresse, i diluenti e gli altri eccipienti. Il filtrato acquoso viene versato in un imbuto separatore e viene aggiunta una soluzione di idrossido di sodio per rendere la soluzione fortemente alcalina. Si estrae quindi con cloroformio (circa 50 ml). Lo strato di cloroformio viene sgocciolato ed evaporato a secco con un leggero riscaldamento (spesso su una stufa domestica) !senza fiamma! Lo strato acquoso contenente aspirina e paracetamolo viene scartato. La base di codeina viene recuperata come solido cristallino bianco da utilizzare nella fase 3.
Un metodo di estrazione alternativo è descritto nell'argomento "Estrazione in acqua fredda della codeina dagli analgesici da banco".
Fase 2. Preparazione del cloridrato di piridina
In un becher da 100 ml, piridina (20 ml) e acido cloridrico concentrato (25 ml) vengono fortemente riscaldati (a circa 190 °C) per eliminare l'acqua. Il prodotto viene raffreddato rapidamente per formare un solido bianco e ceroso, che viene conservato in un contenitore sigillato in un congelatore per ridurre al minimo l'esposizione all'umidità ed evitare la decomposizione.Diverse confezioni di compresse, sufficienti a produrre circa 2 g di codeina, vengono schiacciate e mescolate con acqua. La miscela viene filtrata utilizzando una pompa filtrante, un imbuto Buchner e un pallone, per rimuovere gli agenti leganti delle compresse, i diluenti e gli altri eccipienti. Il filtrato acquoso viene versato in un imbuto separatore e viene aggiunta una soluzione di idrossido di sodio per rendere la soluzione fortemente alcalina. Si estrae quindi con cloroformio (circa 50 ml). Lo strato di cloroformio viene sgocciolato ed evaporato a secco con un leggero riscaldamento (spesso su una stufa domestica) !senza fiamma! Lo strato acquoso contenente aspirina e paracetamolo viene scartato. La base di codeina viene recuperata come solido cristallino bianco da utilizzare nella fase 3.
Un metodo di estrazione alternativo è descritto nell'argomento "Estrazione in acqua fredda della codeina dagli analgesici da banco".
Fase 2. Preparazione del cloridrato di piridina
Trasformazione della codeina in morfina
Fase 3. Reazione di codeina e cloridrato di piridina
La reazione viene effettuata utilizzando una provetta bollente che viene asciugata alla fiamma prima dell'uso. Il cloridrato di piridina (3,5 g), preparato nella fase 2, viene riscaldato nella provetta fino alla fusione e all'eliminazione dell'umidità residua. La condensa che si forma sulle pareti interne della provetta viene eliminata. La base di codeina (1,5 g) viene aggiunta alla provetta, che viene poi tappata con un tappo di gomma ricoperto di carta da filtro e riscaldata fino a quando la miscela inizia a fumare. Si continua a riscaldare fino a quando si sviluppa un colore rosso-arancio nella miscela di reazione, che diventa sensibilmente più viscosa (6-12 min). Il contenuto della provetta in ebollizione viene quindi versato in un imbuto separatore da 500 mL e il volume viene portato a 100 mL con acqua. Si aggiunge una soluzione di idrossido di sodio (10%) fino a quando il contenuto dell'imbuto separatore risulta fortemente basico (pH 12). Con l'aggiunta di idrossido di sodio, il contenuto diventa marrone lattiginoso prima di diventare nuovamente marrone chiaro. Si aggiunge cloroformio (20 mL). Dopo l'estrazione, lo strato di cloroformio grigio-marrone viene scartato o messo da parte per il successivo recupero della codeina in esso contenuta. Lo strato acquoso viene versato in un becher da 500 mL e il pH viene accuratamente regolato a pH 9 utilizzando acido cloridrico e carta indicatrice a banda stretta. La soluzione viene rapidamente filtrata sotto aspirazione, utilizzando un imbuto Buchner e 2 carte da filtro, per rimuovere un fine residuo marrone scuro contenente sottoprodotti indesiderati. La soluzione filtrata viene quindi versata in un becker pulito e la precipitazione viene indotta strofinando vigorosamente il lato del becker con un "bastoncino da semina" (bacchetta di vetro) mentre il pH viene accuratamente abbassato a 8,5 con ulteriore acido cloridrico. Nei laboratori casalinghi, spesso si usa come "bastoncino di semina" una molletta di legno spaccata. Il prodotto viene lasciato riposare per almeno 5 minuti prima di essere filtrato sotto vuoto. Il prodotto della morfina viene recuperato sotto forma di polvere, di colore variabile dal beige al marrone scuro.
La reazione viene effettuata utilizzando una provetta bollente che viene asciugata alla fiamma prima dell'uso. Il cloridrato di piridina (3,5 g), preparato nella fase 2, viene riscaldato nella provetta fino alla fusione e all'eliminazione dell'umidità residua. La condensa che si forma sulle pareti interne della provetta viene eliminata. La base di codeina (1,5 g) viene aggiunta alla provetta, che viene poi tappata con un tappo di gomma ricoperto di carta da filtro e riscaldata fino a quando la miscela inizia a fumare. Si continua a riscaldare fino a quando si sviluppa un colore rosso-arancio nella miscela di reazione, che diventa sensibilmente più viscosa (6-12 min). Il contenuto della provetta in ebollizione viene quindi versato in un imbuto separatore da 500 mL e il volume viene portato a 100 mL con acqua. Si aggiunge una soluzione di idrossido di sodio (10%) fino a quando il contenuto dell'imbuto separatore risulta fortemente basico (pH 12). Con l'aggiunta di idrossido di sodio, il contenuto diventa marrone lattiginoso prima di diventare nuovamente marrone chiaro. Si aggiunge cloroformio (20 mL). Dopo l'estrazione, lo strato di cloroformio grigio-marrone viene scartato o messo da parte per il successivo recupero della codeina in esso contenuta. Lo strato acquoso viene versato in un becher da 500 mL e il pH viene accuratamente regolato a pH 9 utilizzando acido cloridrico e carta indicatrice a banda stretta. La soluzione viene rapidamente filtrata sotto aspirazione, utilizzando un imbuto Buchner e 2 carte da filtro, per rimuovere un fine residuo marrone scuro contenente sottoprodotti indesiderati. La soluzione filtrata viene quindi versata in un becker pulito e la precipitazione viene indotta strofinando vigorosamente il lato del becker con un "bastoncino da semina" (bacchetta di vetro) mentre il pH viene accuratamente abbassato a 8,5 con ulteriore acido cloridrico. Nei laboratori casalinghi, spesso si usa come "bastoncino di semina" una molletta di legno spaccata. Il prodotto viene lasciato riposare per almeno 5 minuti prima di essere filtrato sotto vuoto. Il prodotto della morfina viene recuperato sotto forma di polvere, di colore variabile dal beige al marrone scuro.
Risultati e discussione
Dettagli proceduraliLa procedura descritta nella sezione sperimentale è stata seguita molte volte in laboratorio. La vetreria e le altre attrezzature necessarie per la reazione sono molto semplici e facilmente reperibili presso le aziende di forniture scientifiche. Il cloroformio e la piridina sono disponibili presso le aziende chimiche. La recente consapevolezza da parte delle aziende fornitrici dell'importanza di una richiesta di piccole quantità di queste sostanze chimiche ha portato a un monitoraggio più rigoroso degli ordini. In alcuni laboratori, la piridina è stata sostituita da una miscela grezza di picoline (isomeri della metilpiridina) e altre piridine sostituite.
La fonte di calore più comune nei laboratori è costituita da piccoli bruciatori di alcolici metilati. Questi forniscono una fiamma più fredda rispetto ai becchi Bunsen da laboratorio e consentono un migliore controllo della reazione tra codeina e cloridrato di piridina. In alcuni laboratori, il riscaldamento è stato effettuato utilizzando olio da cucina su un fornello domestico. In condizioni di laboratorio, la reazione è stata condotta utilizzando un bagno di sabbia riscaldato. L'uso di una gomma appesa nel tubo di ebollizione per ottenere un recipiente di reazione sigillato è una soluzione semplice ai problemi di ossidazione e decomposizione della morfina durante il riscaldamento e alla necessità di ridurre al minimo l'accesso dell'umidità alla miscela di reazione.
Resa dei prodotti
Gli operatori dei laboratori homebake hanno dichiarato rese di morfina equivalenti a <50% di conversione dalla codeina, ma la reazione forma anche una complessa miscela di sottoprodotti. È stata preparata morfina con una purezza del 92%, calcolata come base libera anidra e determinata mediante HPLC, anche se sono più tipiche le purezza dell'80%. Insieme alla morfina è presente una quantità trascurabile di codeina, il che indica che la fase di estrazione con cloroformio è efficiente nel rimuoverla. Questa elevata purezza, con poca o nessuna contaminazione da codeina, è caratteristica della morfina "homebake".
La fonte di calore più comune nei laboratori è costituita da piccoli bruciatori di alcolici metilati. Questi forniscono una fiamma più fredda rispetto ai becchi Bunsen da laboratorio e consentono un migliore controllo della reazione tra codeina e cloridrato di piridina. In alcuni laboratori, il riscaldamento è stato effettuato utilizzando olio da cucina su un fornello domestico. In condizioni di laboratorio, la reazione è stata condotta utilizzando un bagno di sabbia riscaldato. L'uso di una gomma appesa nel tubo di ebollizione per ottenere un recipiente di reazione sigillato è una soluzione semplice ai problemi di ossidazione e decomposizione della morfina durante il riscaldamento e alla necessità di ridurre al minimo l'accesso dell'umidità alla miscela di reazione.
Resa dei prodotti
Gli operatori dei laboratori homebake hanno dichiarato rese di morfina equivalenti a <50% di conversione dalla codeina, ma la reazione forma anche una complessa miscela di sottoprodotti. È stata preparata morfina con una purezza del 92%, calcolata come base libera anidra e determinata mediante HPLC, anche se sono più tipiche le purezza dell'80%. Insieme alla morfina è presente una quantità trascurabile di codeina, il che indica che la fase di estrazione con cloroformio è efficiente nel rimuoverla. Questa elevata purezza, con poca o nessuna contaminazione da codeina, è caratteristica della morfina "homebake".
Conclusioni
Contrastare questi laboratori "homebake" si è rivelato un esercizio frustrante per la polizia e per gli scienziati forensi chiamati a fornire supporto scientifico. L'intera procedura, dall'estrazione delle compresse di codeina alla preparazione della soluzione di morfina utilizzabile, può essere completata da un operatore esperto in poche ore. La semplicità dell'attrezzatura di laboratorio consente una facile trasportabilità. È noto che gli operatori arrivano a un indirizzo un pomeriggio e ripartono la mattina successiva dopo aver completato una o più sintesi. Per sostenere un'accusa di produzione di morfina e/o eroina in tribunale, l'accusa chiede allo scienziato forense di dimostrare che le attrezzature e le sostanze chimiche necessarie sono presenti e, almeno per le fasi chiave della procedura, che sono state utilizzate. Ciò richiede spesso la determinazione di sole tracce di prodotti e sottoprodotti sull'attrezzatura sequestrata. Gli operatori di laboratorio sono diventati consapevoli di ciò e puliscono e distruggono con cura le prove vitali mentre procedono. In alcuni casi, l'attrezzatura per il laboratorio è stata divisa e conservata in due luoghi per evitare che un operatore venga sorpreso in possesso del set completo.
D'altra parte, il problema è in qualche modo autolimitato. I laboratori sono su piccola scala e producono solo il prodotto sufficiente a soddisfare il "vizio" di un singolo tossicodipendente e forse di qualche amico o cliente. Ci sono indicazioni che il metodo non si presta a un'operazione su larga scala, e la percentuale di resa diminuisce significativamente se si cerca di aumentare le quantità coinvolte. Sebbene gli operatori del laboratorio originario avessero conoscenze chimiche. Gli operatori successivi hanno dovuto imparare il metodo. La resa percentuale nella fase di conversione della codeina in morfina è imprevedibile e piccole variazioni nelle condizioni sperimentali in diverse fasi cruciali possono fare la differenza tra un successo parziale e un fallimento totale. L'esperienza è un fattore importante nel giudicare il punto di massima resa nella reazione tra codeina e cloridrato di piridina, nonché nella manipolazione del pH per ottenere il massimo recupero del prodotto morfina.
D'altra parte, il problema è in qualche modo autolimitato. I laboratori sono su piccola scala e producono solo il prodotto sufficiente a soddisfare il "vizio" di un singolo tossicodipendente e forse di qualche amico o cliente. Ci sono indicazioni che il metodo non si presta a un'operazione su larga scala, e la percentuale di resa diminuisce significativamente se si cerca di aumentare le quantità coinvolte. Sebbene gli operatori del laboratorio originario avessero conoscenze chimiche. Gli operatori successivi hanno dovuto imparare il metodo. La resa percentuale nella fase di conversione della codeina in morfina è imprevedibile e piccole variazioni nelle condizioni sperimentali in diverse fasi cruciali possono fare la differenza tra un successo parziale e un fallimento totale. L'esperienza è un fattore importante nel giudicare il punto di massima resa nella reazione tra codeina e cloridrato di piridina, nonché nella manipolazione del pH per ottenere il massimo recupero del prodotto morfina.
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