La sintesi dell'efedrina cloridrato procede secondo lo Schema 1.
Schema 1
Schema 1
Abbiamo effettuato 3 sintesi di Efedrina con 1, 1,5 e 2 equivalenti di NaBH4 a metacatinone
Reagenti e materiali di partenza per una sintesi:
- 10 g di cloridrato di metacatinone purificato
- 40-50 mL di etanolo all'88%
- 2 g (1 equivalente (Eq)), 2,95 g (1,5 Eq) e 3,7 g (2 Eq) di boroidruro di sodio
- 300 mL di acqua distillata
- 250-300 + 20 mL di diclorometano (DCM)
- 15 mL di acido cloridrico al 14%
- 10-15 mL di acetato di etile
- 10 mL di acetone freddo (temperatura non superiore a -5°C)
- Agitatore magnetico con riscaldamento
- Pallone a tre colli da 1 L
- Becher
- Imbuto separatore
- Condensatore a ricaduta
- Termometro
- Tappi di vetro
- Carta indicatrice di pH.
...
I componenti di partenza sono presentati nella Figura 1.
Figura 1
Il metacatinone cloridrato viene posto nel matraccio e si aggiunge etanolo fino a dissolverlo. Figura 2
Figura 2
Dopo la completa dissoluzione del metacatinone, si aggiunge boroidruro di sodio in porzioni molto piccole. La temperatura della miscela di reazione deve essere compresa tra 20 e 30°C. Figura 3
Figura 3
Dopo l'aggiunta dell'intera quantità di boroidruro di sodio, la miscela di reazione viene agitata per 24 ore. Figura 4
Figura 4
Dopo 24 ore, si aggiungono 200 mL di acqua alla miscela di reazione fino alla dissoluzione della maggior parte del precipitato. Figura 5
Figura 5
Dopo l'aggiunta di acqua, la miscela viene agitata per circa 20-30 minuti. Figura 6
Figura 6
Alla soluzione ottenuta sono stati aggiunti 50 mL di DCM. Figura 7
Figura 7
La miscela con l'aggiunta di DCM è stata agitata per 5-10 minuti. Figura 8
Figura 8
La miscela ottenuta viene trasferita in porzioni di 50-100 mL in un imbuto separatore ed estratta con ulteriori porzioni di DCM. Il volume totale di DCM per l'estrazione è di 250-300 mL. Figura 9
Figura 9
L'estratto di efedrina in DCM ottenuto viene trasferito in un matraccio e si aggiungono 50 mL di acqua. L'estratto in DCM deve avere un pH alcalino. Figura 10
Figura 10
Alla miscela di reazione si aggiunge a goccia a goccia acido cloridrico al 14% (12-17 mL nell'esperimento 1,5 eq e per la metoriduzione) fino a ottenere un pH costantemente leggermente acido. Figura 11
Figura 11
Dopo l'aggiunta della soluzione di acido cloridrico e il raggiungimento di un pH leggermente acido stabile, la miscela di reazione è stata agitata per 30-40 minuti. Figura 12
Figura 12
Dopo aver agitato la miscela per 30-40 minuti, la miscela viene lasciata separare. Figura 13
Figura 13
Lo strato di DCM viene separato e si aggiungono nuovamente 50 mL di acqua per estrarre il cloridrato di efedrina. Se la soluzione ha un pH alcalino o neutro, si aggiunge una piccola porzione di acido cloridrico. Il pH deve essere leggermente acido. Figura 14
Figura 14
Gli strati acquosi con pH acido vengono uniti e vi si aggiungono 20 mL di DCM per la purificazione dalle impurità organiche. Figura 15
Figura 15
La miscela viene agitata e lasciata per la separazione degli strati in un imbuto separatore. Figura 16
Figura 16
Lo strato di DCM è stato scartato. Lo strato acquoso è stato filtrato attraverso un filtro di carta. Figura 17
Figura 17
La soluzione filtrata è stata evaporata a una temperatura di 100-130°C. Figura 18
Figura 18
L'evaporazione continua fino alla cristallizzazione. Figura 19
Figura 19
Per confermare l'identità dell'efedrina, è stato condotto un test qualitativo. Alla soluzione acquosa del cristallo vengono aggiunti alcuni ml di soluzione di CuSO4, alcune gocce di soluzione di NaOH e 2-3 mL di acetato di etile. L'efedrina produce una colorazione rosa nello strato etereo (provetta 2). In confronto, il metacatinone non mostra tale reazione (provetta 1). Inoltre, quando il prodotto ottenuto viene riscaldato con una soluzione di K3[Fe(CN)6] e alcali, produce l'odore di benzaldeide, che indica la presenza di efedrina. I cristalli di cloridrato di efedrina hanno un sapore amaro. Figura 20
Figura 20
I cristalli vengono trasferiti su un filtro e trattati con una miscela di 15 mL di acetato di etile e 10 mL di acetone freddo (non superiore a -5°C). La miscela viene agitata rapidamente e a fondo. I cristalli vengono lasciati depositare per 20-30 secondi e poi filtrati sotto vuoto. I cristalli lavati vengono essiccati all'aria. Figura 21
Figura 21
La resa di efedrina cloridrato è di 6,1-7,6 g o 60-75%.
...
Analisi
Reagenti e materiali
- Efedrina cloridrato di sintesi da 1,5 Eq; 2 Eq e 1 Eq NaBH4
- Reagente di Simon (soluzione acquosa al 2% di Na2CO3; soluzione acquosa all'1% di nitroprussiato di sodio Na2[Fe(CN)5NO]*2H2O; soluzione di acetaldeide in etanolo)
- Reagente per la reazione di Chen-Kao (soluzione acquosa all'1% di acido acetico; soluzione acquosa all'1% di CuSO4*5H2O; soluzione acquosa 2N di NaOH)
- Reagente Ninidrina (soluzione al 10% di Ninidrina in etanolo)
- NaOH
- Acetato di etile
- Etanolo 88%
- TLC Gel di silice
- Lampada UV
- Pipette Pasteur in vetro
- Rifrattometro
- Occhiali da vista
- Pallone di misurazione da 100 ml 20 ℃ (B)
- Acqua distillata
Sono stati ottenuti 3 campioni di cloridrato di efedrina sintetizzati da 1,5 Eq; 2 Eq e 1 Eq di NaBH4. Fig. 22
Fig. 22
Tutti i campioni di cloridrato di efedrina ottenuti sono stati analizzati con la reazione qualitativa di Simon. Tutti i campioni di efedrina hanno mostrato una reazione negativa per la presenza di metanfetamina. Come confronto, è stata effettuata una determinazione di controllo. Anche il metcat non ha mostrato una reazione qualitativa di Simon; è possibile che non sia specifico per i katinoni. Fig. 23
Fig. 23
Successivamente, è stata condotta la reazione di Chen. Tutti i campioni di Efedrina cloridrato e di Metcatone hanno mostrato una reazione positiva. Fig. 24
Fig. 24
I campioni di Efedrina cloridrato ottenuti sono stati analizzati mediante cromatografia su strato sottile con visualizzazione in lampada UV. Le soluzioni acquose di Efedrina cloridrato preparate sono state applicate alla piastra e asciugate. Fig. 25
Fig. 25
Successivamente, la piastra è stata posta in una miscela di solventi (50 mL di etanolo all'88%, 25 mL di acqua, 5 mL di acetato di etile e 20 mL di soluzione di NaOH allo 0,5%). Fig. 26
Fig. 26
Sotto l'irradiazione UV, sono visibili solo le tracce della sostanza principale. Fig. 27
Fig. 27
Il secondo cromatogramma è stato ottenuto in una miscela di 70 mL di etanolo all'88% e 10 mL di acetato di etile. Fig. 28
Fig. 28
La visualizzazione sotto la lampada UV ha rivelato la presenza di un singolo componente e di una piccolissima quantità di impurità. Fig. 29
Fig. 29
Successivamente, la lastra è stata spruzzata con una soluzione di ninidrina. Fig. 30
Fig. 30
La lastra è stata asciugata e la visualizzazione è stata eseguita riscaldando la lastra a 120°C. Fig. 31
Fig. 31
Considerando la relazione chimica molto stretta tra il metacatinone e l'efedrina, ottenere una separazione netta sul cromatogramma è piuttosto impegnativo. Il metodo più affidabile consiste nel misurare l'indice di rifrazione di soluzioni acquose di Efedrina preparate con concentrazioni definite con precisione. A questo scopo, sono state preparate soluzioni con concentrazioni: 1° campione - 1,5 Eq 1% (1 g in 100 mL), 2° - 2 Eq 5% (5 g in 100 mL), 3° - 1 Eq 8% (8 g in 100 mL). Fig. 32
Fig. 32
I valori dell'indice di rifrazione per soluzioni di cloridrato di efedrina con concentrazioni definite con precisione sono riportati nella Tabella 1.
Tabella 1. Concentrazioni delle soluzioni di Efedrina cloridrato e indice di rifrazione
Indice di rifrazione nD20 | Concentrazioni di cloridrato di efedrina, % |
1.334 | 0.5 |
1.335 | 1 |
1.336 | 1.5 |
1.337 | 2 |
1.338 | 2.5 |
1.339 | 3 |
1.340 | 3.5 |
1.341 | 4 |
1.342 | 4.5 |
1.343 | 5 |
1.344 | 5.5 |
1.345 | 6 |
1.346 | 6.5 |
1.347 | 7.5 |
1.348 | 8 |
1.349 | 8.5 |
1.350 | 9 |
1.351 | 9.5 |
1.352 | 10 |
1.353 | 10.5 |
Per la soluzione di 1,5 Eq con una concentrazione dell'1%, l'indice di rifrazione era 1,3349. Fig. 33
Fig. 33
Per la soluzione di 2 Eq con una concentrazione del 5%, l'indice di rifrazione era 1,3429. Fig. 34
Fig. 34
Per la soluzione 1 Eq con una concentrazione dell'8%, l'indice di rifrazione era 1,3493. Fig 35
Fig. 35
Sulla base dei dati ottenuti, l'utilizzo di 1 equivalente di boroidruro di sodio comporta la presenza di impurità nel campione dopo la sintesi. Successivamente, è necessario utilizzare non meno di 1,5 equivalenti di boroidruro per la riduzione completa del metacatinone a efedrina. Lo spettro di spettroscopia Raman del campione di Efedrina cloridrato racemico è presentato nella Fig. 36.
Fig. 36
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