Het doel van deze post is om enkele maanden onderzoek en testen samen te vatten. Het zou geweldig zijn als iedereen zijn resultaten en gedachten kan delen om deze syntheseroute te perfectioneren.
Alle reagentia die ik ga gebruiken zijn waarschijnlijk in elke bouwmarkt te vinden, behalve helional, dat vrij gemakkelijk op veel verschillende websites te koop is omdat het geen bewaakte precursor is. Ik geloof dat het zelfs als flagrance op Amazon te koop is.
Het idee van deze synthese is om helionaal (cas:1205-17-0) om te zetten in helionzuur (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-yl)-2-methylpropaanzuur), deze laatste vervolgens om te zetten in helionamide (cas:858215-05-1, alfa-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamide), en ten slotte een Hofmann-herschikking uit te voeren om MDA freebase te verkrijgen.
De voordelen van deze synthese zijn dat het OTC is, en dus geen hydroxylamine nodig heeft, en goedkope producten met een lage toxiciteit gebruikt. Daarnaast is het probleem dat je vaak tegenkomt bij de andere manier van werken het opschalen van de Beckmann-herschikking, wat vaak resulteert in een olie die moeilijk te zuiveren is op grotere schaal. (gebaseerd op mijn ervaringen en wat ik heb gelezen)
Dit wordt een erg lange post omdat ik ga proberen op alles in detail in te gaan, zodat als je een vraag of een probleem hebt, je waarschijnlijk een oplossing in deze post zult vinden.
Ik wil je waarschuwen dat ik zelf om de een of andere reden vastzit bij de laatste stap, maar dat het in theorie en volgens de vele posts van succesvolle mensen heel goed mogelijk is om het eindproduct met een goede opbrengst te krijgen.
Eerste stap, oxidatie van helionaal tot helionzuur:
61,5g helionaal wordt gemengd met 216mL aceton en 80g NaHCO3 onder roeren in een bekerglas van 1L. (Tip: voeg NaHCO3 als laatste en beetje bij beetje toe om de magneetroerder niet te blokkeren). Voeg dan geleidelijk en al roerend een oplossing van oxon toe (110,8 g oxon in ongeveer 450 ml water). Je kunt dit druppelsgewijs doen met een druppeltrechter of van bekerglas naar bekerglas. Omdat de reactie exotherm is, kan aceton gaan koken. Als het te heet wordt, stop dan met het toevoegen van de oxon en laat de reactie terugkeren naar kamertemperatuur. Je kunt een ijsbad gebruiken tijdens het toevoegen, maar als je het bij kamertemperatuur doet werkt het net zo goed als je voorzichtig bent.
Meestal ben ik na 1 uur klaar met het toevoegen van de oxonoplossing. Daarna laat ik het ongeveer 2 tot 3 uur reageren. Via TLC kon ik vaststellen dat alles na 3 uur gereageerd had.
Na 3 uur zuur je de oplossing aan met HCl om het zuur te laten neerslaan (de witte zouten op de bodem van het bekerglas zijn niet ons product, maar kaliumzouten van de oxon). Voeg toe totdat er niets neerslaat (ongeveer pH 1-2). Wees voorzichtig, want er zal wat niet gereageerd NaHCO3 achterblijven, waarbij CO2 vrijkomt. In de meeste gevallen slaat er niets neer behalve een oranje "olie" die naar het oppervlak van de rest van de oplossing stijgt. Dit is ons product dat uiteindelijk stolt. Om het te forceren om te stollen kun je het een paar uur in de koelkast zetten, maar dit werkt niet altijd. De beste methode die ik heb gevonden is om het bekerglas in de vriezer te zetten totdat alles gestold is en het dan op kamertemperatuur te laten komen. Wat vast blijft is ons product met kaliumsulfaatzouten.
Filtreer de gele vaste stof die verontreinigd is met kaliumzouten en doe de vaste stof in poedervorm in een bekerglas met 400 tot 500 ml roerend water. Dit zal alle verontreiniging met kaliumzouten oplossen. Daarna hoef je alleen nog maar te filteren om de gele vaste stof te verkrijgen.
Je kunt het helionzuur op deze manier bewaren, maar ik raad je sterk aan om daarna op zijn minst een zuur-base zuivering uit te voeren, anders wordt de amide zuivering (nog) ingewikkelder. Maak hiervoor een oplossing van NaOH (ongeveer 13 g in 150 ml water). Wacht tot de oplossing is afgekoeld voordat je beetje bij beetje het zuur toevoegt. Als de oplossing te heet wordt, krijg je een donkerbruin zuur in plaats van een wit/lichtbruin zuur. Was vervolgens de waterige fase (die de geconjugeerde base van helionzuur bevat) met ether of DCM (geeft de beste resultaten). Als deze niet beschikbaar zijn, is nafta of een ander apolair oplosmiddel voldoende. Recupereer dan je waterige fase en zuur deze aan met HCl. Je zuur zal neerslaan. Als de oplossing wit wordt maar je ziet geen neerslag, gebruik dan dezelfde techniek als hierboven (de vriezer). Over het algemeen is het echter voldoende om het bekerglas in de koelkast te zetten. Vervolgens filteren en je hebt je zuur.
Je kunt herkristalliseren in water of ethanol om een echt zuiver zuur te krijgen, waarbij mooie witte kristallen worden gevormd, maar dit is nogal vervelend omdat het zuur niet erg oplosbaar is in heet water (ongeveer 10g/L bij 90°C zou ik zeggen), en deze basiszuivering van het zuur is genoeg om later fatsoenlijke resultaten te krijgen.
Het smeltpunt van zuiver heliumzuur ligt rond 77°C. Opbrengst : 80-90
Opmerkingen over de synthese:
-Wanneer je de oplossing aanzuurt, kan het zuur, in plaats van een "olie" te vormen, de oplossing wit maken zonder neer te slaan, dus vries de oplossing gewoon in zoals gewoonlijk.
- Het reactiemengsel wordt geel als je het oxon toevoegt, en daarna weer oranje/bruin. Dit is normaal en komt doordat het gevormde zuur/onzuiverheden van kleur veranderen afhankelijk van de pH.
-Ik heb gedemineraliseerd water, kraanwater en gedestilleerd water geprobeerd, en het leek geen verschil te maken voor de reactie (ik dacht dat de ionen in het kraanwater het oxon zouden vernietigen, maar dit was niet het geval).
- Voeg altijd een overmaat NaHCO3 toe zoals aanbevolen in mijn synthese. Als de pH zuur wordt terwijl al het oxon nog niet gereageerd heeft, loop je het risico dat er onstabiel en explosief TATP gevormd wordt. Wees daar echter niet bang voor: als je alles naar de letter volgt, komt het goed.
- Het oxon is in feite een drievoudig zout: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. De soort die hier van belang is, is KHSO5. Dus daar moeten we rekening mee houden bij het berekenen van de mol oxon die we nodig hebben (wat hier is gedaan).
-NaHCO3 voorkomt dat de pH zuur wordt. Het zal reageren met de zuurgraad van het oxon en met het gevormde helionzuur, waardoor het wordt omgezet in zijn geconjugeerde base. NaHCO3 is ook een zeer zwakke base, wat ervoor zorgt dat de pH niet te basisch is. Bij een basische pH is het oxon niet stabiel (pH=9, de pH waarbij het oxon het minst stabiel is).
-Oxon is te koop in de zwembadafdeling van bouwmarkten. Kijk naar de msds of de samenstellingslijst op het product.
-De synthese is gemakkelijk schaalbaar, maar ik zou een emmer koud water aanraden om de Rm op grotere schaal goed af te koelen.
-Ik heb ethanol drie keer geprobeerd als oplosmiddel, en het lijkt de ethylester van helionzuur te vormen, en andere producten afhankelijk van de pH. Ik heb niet dieper gegraven, dus meer kan ik je niet vertellen. Maar misschien kunnen we uit deze ester het amide vormen, eenvoudiger dan mijn huidige methode (ureum + boorzuur + helionzuur).
Onzuiver geel zuur:
Gerekristalliseerd zuur
Tweede stap, helionamide synthese
Ik heb twee manieren geprobeerd: Ik zette eerst het helionzuur om in het overeenkomstige ammoniumzout en verhitte het vervolgens. Dat mislukte.
De tweede manier werkte wel, hoewel de uitwerking van deze reactie een nachtmerrie is, en ik denk dat dit gemakkelijk verbeterd kan worden als je ideeën hebt.
Ik volgde de procedure in de publicatie "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
In principe tritureren ze gedurende 5min-10min een mengsel van ureum, carbonzuur en boorzuur en verhitten het geheel vervolgens gedurende 15min-30min in een bekerglas bij 160°C-180°C. Je weet wanneer de reactie klaar is als het oplost (ureum, helionzuur en boorzuur smelten bij 180°C).
Dat is vreemd, want helionamide smelt bij 123°C. Ik neem aan dat dit komt door de waterstofbruggen die amiden kunnen vormen. Je zult zien dat het meer een gel vormt dan een vaste stof. Ik denk niet dat tritureren echt nodig is, omdat alles smelt bij 180°C. Maar als je verwarmt tot ongeveer 160°C-170°C, dan is dat denk ik wel aan te raden, omdat boorzuur smelt bij 171°C. Als je het mengsel versnippert, wordt het smeltpunt lager. Boorzuur is niet vereist, maar wordt aanbevolen omdat het de opbrengst sterk verbetert.
Ik heb geprobeerd 4 uur te verwarmen en 11 uur bij 180°C met roeren zonder boorzuur, en behaalde opbrengsten variërend van 22% tot 50%. Maar de verwerking was een verschrikking, want hoe langer je wacht, hoe meer ureum allerlei condensatieproducten vormt.
In mijn geval was het mengsel pas gedeeltelijk gestold na ongeveer 1u30 bij 180°C onder roeren. Ik heb echter ontdekt (misschien was het gewoon een toevalstreffer) dat verhitting tot 170°C alles na 2 uur stolt. In het algemeen stolt niets, of zelfs maar een deel ervan, na 30 minuten, daarom ga ik zelfs na 30 minuten door met de reactie. Toch heb ik deze synthese nog niet helemaal onder de knie en daarom is jullie hulp bij het optimaliseren ervan zeer welkom.
Hier is hoe ik het meestal doe:
g helionzuur * 1,5 = hoeveelheid ureum, g zuur * 0,4 = hoeveelheid boorzuur.
Dit maakt een groot molair overschot aan ureum, en ik denk erover om dit uiteindelijk te verminderen als ik eenmaal goede opbrengsten krijg door de publicatieprocedure te volgen.
Vervolgens heb ik de 3 in een bekerglas met een magneetroerder gedaan en verhit tot 170 °C. Als alles gestold is, of 3/4 ervan (ongeveer 2 uur), laat ik het terugkomen op kamertemperatuur en voeg dan ongeveer 10 ml-20 ml van een 15% ammoniakoplossing en 100 ml-200 ml water toe. Vervolgens verwarm ik het mengsel totdat het oplost en laat het terugkeren naar kamertemperatuur om het amide, dat koud niet goed oplosbaar is, te laten neerslaan. En dit is waar ik een groot probleem heb in de Work-up. Het amide wil niet neerslaan en ik moet het grootste deel van het toegevoegde water verdampen, maar alles stolt in één keer. Het gebruik van ethanol is niet beter. En elke keer moet ik het amide laten neerslaan, dan meerdere keren herkristalliseren in water en ethanol, en slechts soms wil het neerslaan als een vaste stof en niet als olie. Ik denk dat dit komt doordat de onzuiverheden het smeltpunt van het amide enorm verlagen. In feite smolt de bruine vaste stof bij ongeveer 70°C. Eenmaal gezuiverd, smolt de witte vaste stof van ongeveer dezelfde massa bij 123°C. Ik denk dat dit een deel van de reden is voor de olie bij het herkristalliseren in ethanol/heet water.
In "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture", staat geschreven:
" We hebben ontdekt dat de optimale condities voor pyrolyse van het amide-carbonzuurmengsel 160-180°C gedurende 10-30 minuten is. Langdurige verhitting kan leiden tot de vorming van aanzienlijke hoeveelheden teer, terwijl verhitting gedurende een korte tijd een incoplete reactie geeft. "
Maar ik had bijna net zoveel problemen met de Work Up, waarbij de reactie slechts 30 minuten duurde en niet alles stolde.
Een andere procedure houdt in dat je 1 mol carbonzuur met 0,5 mol ureum verhit bij 160°C gedurende 4 uur. Ik heb het niet geprobeerd, maar het geeft een vrij zuiver product volgens het octrooi, hoewel de opbrengst slechts 50% is. "VERENIGDE STATEN 2.109.941 OCTROOIBUREAU 2.109.94. BEREIDING VAN AMIDEN "
Ik heb mensen gezien die amide extraheerden met een mengsel van kokende nafta en ethylacetaat. Dit kan interessant zijn, maar mijn doel is om zo min mogelijk organisch oplosmiddel te gebruiken. Ik heb het nog niet geprobeerd, omdat ik momenteel geen ethylacetaat bij de hand heb.
Als je lang genoeg verhit (180°C), zal het amide beginnen te sublimeren, waardoor mooie lange witte kristallen ontstaan. Helaas duurt dit erg lang, en ik kreeg pas na 11 uur 400mg kristallen.
Ik heb gekeken naar de manier waarop mensen benzamide maakten van benzoëzuur, en het verschilt niet veel van de mijne, maar toch werkt het heel goed voor benzamide. Er staan verschillende video's op youtube als je wilt kijken.
Ik denk dus dat de reactie goed werkt, maar dat het aantal mol ureum dat gebruikt wordt beter kan. Toch moet de uitwerking echt verbeterd worden. Die in de publicatie werkt niet, zelfs niet bij gebruik van zuiver zuur.
Reactiemengsel eenmaal gestold:
Wit amidepoeder:
Geherkristalliseerd amide:
Gesublimeerd amide:
Derde stap, MDA freebase
Hier heb ik een probleem: mijn opbrengsten zijn onbestaand.
Ik volgde de TCCA-procedure uit de publicatie "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
gesynthetiseerd uit helional" en het werkte niet. Ik ben zeker van mijn amide. Ik heb ook geprobeerd om de reactie bij 18°C uit te voeren, omdat chloroamide blijkbaar te langzaam wordt gevormd bij 0°C. Dat werkte ook niet. Dat werkte ook niet. Dus titreerde ik bleek zonder toevoegingen en gebruikte het voor mijn Hofmann en kreeg niets na al het werk.
Toen ik synthetiseerde met TCCA bij 0°C, werd de oplossing oranje na verhitting tot 75°C. Er was een karakteristieke geur, welke syntheseroute ik ook nam, maar elke keer eindigde ik met niets.
Nog vreemder is dat er CO2 vrijkomt, maar daarna niets meer. Ik weet zeker dat er geen ureumverontreiniging is, dus het is geen hydrazinevorming. Ik laat een reactie een week lopen bij kamertemperatuur en we zullen zien of ik iets krijg.
Misschien is een cosolvent zoals ethanol absoluut noodzakelijk. Veel mensen zijn echter geslaagd zonder, maar zeggen dat ze ethanol nodig hebben als cosolvent als ze TCCA gebruiken. (Je vormt dan een carbamaatderivaat, maar dat hydrolyseert vervolgens tot MDA)
Uit de publicatie :
Synthese met behulp van trichloorisocyanuurzuur. α-Methyl-1,3-benzo
dioxool-5-propanamide (0,4 g, 1,92 mmol) werd opgelost in water
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) werd druppelsgewijs toegevoegd en geroerd
gedurende 15 minuten op ijs bij 0 ◦ C. Trichloorisocyanuurzuur (149,9 mg,
0,65 μmol) werd toegevoegd en het reactiemengsel werd nog 1 uur bij 0 ◦ C
gedurende nog eens 1 uur. Het reactiemengsel werd vervolgens op kamertemperatuur
kamertemperatuur en vervolgens op 75 ◦ C gehouden gedurende 30 minuten. Het reactiemengsel werd
gegoten in een scheitrechter en geëxtraheerd met dichloormethaan
(3 × 30 ml). De organische laag werd gewassen met gedeïoniseerd water
(25 ml) en pekel (25 ml), gedroogd boven watervrij natriumsulfaat en
gefiltreerd onder vacuüm. De organische lagen werden samengevoegd en het oplosmiddel
werd verwijderd met behulp van de rotatieverdamper. Bij synthese uit ruwe
α-methyl-1,3-benzodioxool-5-propanamide was het eindproduct een
zwartbruine grond (270,3 - 382,2 mg). Bij synthese uit gezuiverd
α-methyl-1,3-benzodioxool-5-propanamide was het eindproduct een
bruine transparante olie (286,4 - 351,5 mg).
Synthese met natriumhypochloriet. Gezuiverde α-methyl-1,3-
benzodioxool-5-propanamide (0,4 g, 1,92 mmol) opgelost in water
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) druppelsgewijs toegevoegd en geroerd
gedurende 15 minuten op ijs bij 0 ◦ C. Natriumhypochlorietoplossing (6,4 mL,
94,3 mmol) werd toegevoegd en het reactiemengsel werd nog 1 uur bij 0 ◦ C
gedurende nog eens 1 uur. Het reactiemengsel werd vervolgens op kamertemperatuur
temperatuur gebracht en vervolgens op 75 ◦ C gehouden gedurende 30 minuten. Het reactiemengsel werd
in een scheitrechter gegoten en geëxtraheerd met dichloormethaan
(3 × 30 ml). De organische laag werd vervolgens gewassen met gedeïoniseerd water
(25 ml) en pekel (25 ml), gedroogd boven watervrij natriumsulfaat en
gefilterd onder vacuüm. De organische lagen werden samengevoegd en het oplosmiddel
werd verwijderd met behulp van de rotatieverdamper. Het eindproduct was een zwartbruine
bruine grond (248,1 - 293,3 mg).
Voor het opwerken probeerde ik te extraheren met nafta of DCM, en ofwel te vergassen met HCl, of te tritureren met waterig HCl en de waterige fase te verdampen. In beide gevallen kreeg ik niets. Als iemand deze reactie ooit heeft gedaan, hoor ik dat graag.
De twee grote problemen die ik op dit moment heb zijn dus de uitwerking van de tweede stap en de derde reactie. Desondanks denk ik dat deze synthese heel goed te optimaliseren is.
Daarom hoop ik dat we het samen kunnen verbeteren.
Wijs me gerust op mijn fouten en deel je ervaringen als je deze synthese hebt gedaan.
Als je zelf wilt kijken, hier zijn alle bronnen die ik tijdens mijn onderzoek heb gebruikt:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* en Zoran Zdravkovski Afdeling Scheikunde, Universiteit van New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148).
"Analyse van ureumpyrolyseproducten bij 132,5-190 °C".
" Directe amidevorming tussen carbonzuren en aminen: Mechanisme en ontwikkeling van nieuwe katalytische oplossingen" (CHARVILLE, HAYLEY)
"OPLOSMIDDELVRIJE SYNTHESE VAN AMIDE EEN NIEUWE TECHNIEK" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"OCTROOIBUREAU VERENIGDE STATEN 2.109.9412.109.94.BEREIDING VAN AMIDEN" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"Gemakkelijke oxidatie van aldehyden tot zuren en esters met oxon" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist en Babak Borhan)
"Oxidatie van aldehyden met Oxone ® in waterige aceton" (Kevin S. Webb en Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann-herschikkingsopbrengsten" The Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSIE VAN ALDEHYDES IN AMIDES resultaten" The Vespiary
"Een ongebruikelijke clandestiene laboratoriumsynthese van 3,4-methyleendioxyamfetamine (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analyse van onzuiverheden in MDA, gesynthetiseerd uit onbeperkte verbindingen" (Katherine Cooper)
"Isotopenfractionering tijdens de synthese van MDMA.HCl uit helionaal" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA) synthesized from helional" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Er zijn nog veel meer bronnen, maar die zijn hier niet relevant. Als je de publicaties niet kunt vinden, kan ik je de DOI's geven.
Alle reagentia die ik ga gebruiken zijn waarschijnlijk in elke bouwmarkt te vinden, behalve helional, dat vrij gemakkelijk op veel verschillende websites te koop is omdat het geen bewaakte precursor is. Ik geloof dat het zelfs als flagrance op Amazon te koop is.
Het idee van deze synthese is om helionaal (cas:1205-17-0) om te zetten in helionzuur (cas:77269-66-0, 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-yl)-2-methylpropaanzuur), deze laatste vervolgens om te zetten in helionamide (cas:858215-05-1, alfa-methyl-1,3-benzodioxol-5-propanamide), en ten slotte een Hofmann-herschikking uit te voeren om MDA freebase te verkrijgen.
De voordelen van deze synthese zijn dat het OTC is, en dus geen hydroxylamine nodig heeft, en goedkope producten met een lage toxiciteit gebruikt. Daarnaast is het probleem dat je vaak tegenkomt bij de andere manier van werken het opschalen van de Beckmann-herschikking, wat vaak resulteert in een olie die moeilijk te zuiveren is op grotere schaal. (gebaseerd op mijn ervaringen en wat ik heb gelezen)
Dit wordt een erg lange post omdat ik ga proberen op alles in detail in te gaan, zodat als je een vraag of een probleem hebt, je waarschijnlijk een oplossing in deze post zult vinden.
Ik wil je waarschuwen dat ik zelf om de een of andere reden vastzit bij de laatste stap, maar dat het in theorie en volgens de vele posts van succesvolle mensen heel goed mogelijk is om het eindproduct met een goede opbrengst te krijgen.
Eerste stap, oxidatie van helionaal tot helionzuur:
61,5g helionaal wordt gemengd met 216mL aceton en 80g NaHCO3 onder roeren in een bekerglas van 1L. (Tip: voeg NaHCO3 als laatste en beetje bij beetje toe om de magneetroerder niet te blokkeren). Voeg dan geleidelijk en al roerend een oplossing van oxon toe (110,8 g oxon in ongeveer 450 ml water). Je kunt dit druppelsgewijs doen met een druppeltrechter of van bekerglas naar bekerglas. Omdat de reactie exotherm is, kan aceton gaan koken. Als het te heet wordt, stop dan met het toevoegen van de oxon en laat de reactie terugkeren naar kamertemperatuur. Je kunt een ijsbad gebruiken tijdens het toevoegen, maar als je het bij kamertemperatuur doet werkt het net zo goed als je voorzichtig bent.
Meestal ben ik na 1 uur klaar met het toevoegen van de oxonoplossing. Daarna laat ik het ongeveer 2 tot 3 uur reageren. Via TLC kon ik vaststellen dat alles na 3 uur gereageerd had.
Na 3 uur zuur je de oplossing aan met HCl om het zuur te laten neerslaan (de witte zouten op de bodem van het bekerglas zijn niet ons product, maar kaliumzouten van de oxon). Voeg toe totdat er niets neerslaat (ongeveer pH 1-2). Wees voorzichtig, want er zal wat niet gereageerd NaHCO3 achterblijven, waarbij CO2 vrijkomt. In de meeste gevallen slaat er niets neer behalve een oranje "olie" die naar het oppervlak van de rest van de oplossing stijgt. Dit is ons product dat uiteindelijk stolt. Om het te forceren om te stollen kun je het een paar uur in de koelkast zetten, maar dit werkt niet altijd. De beste methode die ik heb gevonden is om het bekerglas in de vriezer te zetten totdat alles gestold is en het dan op kamertemperatuur te laten komen. Wat vast blijft is ons product met kaliumsulfaatzouten.
Filtreer de gele vaste stof die verontreinigd is met kaliumzouten en doe de vaste stof in poedervorm in een bekerglas met 400 tot 500 ml roerend water. Dit zal alle verontreiniging met kaliumzouten oplossen. Daarna hoef je alleen nog maar te filteren om de gele vaste stof te verkrijgen.
Je kunt het helionzuur op deze manier bewaren, maar ik raad je sterk aan om daarna op zijn minst een zuur-base zuivering uit te voeren, anders wordt de amide zuivering (nog) ingewikkelder. Maak hiervoor een oplossing van NaOH (ongeveer 13 g in 150 ml water). Wacht tot de oplossing is afgekoeld voordat je beetje bij beetje het zuur toevoegt. Als de oplossing te heet wordt, krijg je een donkerbruin zuur in plaats van een wit/lichtbruin zuur. Was vervolgens de waterige fase (die de geconjugeerde base van helionzuur bevat) met ether of DCM (geeft de beste resultaten). Als deze niet beschikbaar zijn, is nafta of een ander apolair oplosmiddel voldoende. Recupereer dan je waterige fase en zuur deze aan met HCl. Je zuur zal neerslaan. Als de oplossing wit wordt maar je ziet geen neerslag, gebruik dan dezelfde techniek als hierboven (de vriezer). Over het algemeen is het echter voldoende om het bekerglas in de koelkast te zetten. Vervolgens filteren en je hebt je zuur.
Je kunt herkristalliseren in water of ethanol om een echt zuiver zuur te krijgen, waarbij mooie witte kristallen worden gevormd, maar dit is nogal vervelend omdat het zuur niet erg oplosbaar is in heet water (ongeveer 10g/L bij 90°C zou ik zeggen), en deze basiszuivering van het zuur is genoeg om later fatsoenlijke resultaten te krijgen.
Het smeltpunt van zuiver heliumzuur ligt rond 77°C. Opbrengst : 80-90
Opmerkingen over de synthese:
-Wanneer je de oplossing aanzuurt, kan het zuur, in plaats van een "olie" te vormen, de oplossing wit maken zonder neer te slaan, dus vries de oplossing gewoon in zoals gewoonlijk.
- Het reactiemengsel wordt geel als je het oxon toevoegt, en daarna weer oranje/bruin. Dit is normaal en komt doordat het gevormde zuur/onzuiverheden van kleur veranderen afhankelijk van de pH.
-Ik heb gedemineraliseerd water, kraanwater en gedestilleerd water geprobeerd, en het leek geen verschil te maken voor de reactie (ik dacht dat de ionen in het kraanwater het oxon zouden vernietigen, maar dit was niet het geval).
- Voeg altijd een overmaat NaHCO3 toe zoals aanbevolen in mijn synthese. Als de pH zuur wordt terwijl al het oxon nog niet gereageerd heeft, loop je het risico dat er onstabiel en explosief TATP gevormd wordt. Wees daar echter niet bang voor: als je alles naar de letter volgt, komt het goed.
- Het oxon is in feite een drievoudig zout: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. De soort die hier van belang is, is KHSO5. Dus daar moeten we rekening mee houden bij het berekenen van de mol oxon die we nodig hebben (wat hier is gedaan).
-NaHCO3 voorkomt dat de pH zuur wordt. Het zal reageren met de zuurgraad van het oxon en met het gevormde helionzuur, waardoor het wordt omgezet in zijn geconjugeerde base. NaHCO3 is ook een zeer zwakke base, wat ervoor zorgt dat de pH niet te basisch is. Bij een basische pH is het oxon niet stabiel (pH=9, de pH waarbij het oxon het minst stabiel is).
-Oxon is te koop in de zwembadafdeling van bouwmarkten. Kijk naar de msds of de samenstellingslijst op het product.
-De synthese is gemakkelijk schaalbaar, maar ik zou een emmer koud water aanraden om de Rm op grotere schaal goed af te koelen.
-Ik heb ethanol drie keer geprobeerd als oplosmiddel, en het lijkt de ethylester van helionzuur te vormen, en andere producten afhankelijk van de pH. Ik heb niet dieper gegraven, dus meer kan ik je niet vertellen. Maar misschien kunnen we uit deze ester het amide vormen, eenvoudiger dan mijn huidige methode (ureum + boorzuur + helionzuur).
Onzuiver geel zuur:
Gerekristalliseerd zuur
Tweede stap, helionamide synthese
Ik heb twee manieren geprobeerd: Ik zette eerst het helionzuur om in het overeenkomstige ammoniumzout en verhitte het vervolgens. Dat mislukte.
De tweede manier werkte wel, hoewel de uitwerking van deze reactie een nachtmerrie is, en ik denk dat dit gemakkelijk verbeterd kan worden als je ideeën hebt.
Ik volgde de procedure in de publicatie "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
In principe tritureren ze gedurende 5min-10min een mengsel van ureum, carbonzuur en boorzuur en verhitten het geheel vervolgens gedurende 15min-30min in een bekerglas bij 160°C-180°C. Je weet wanneer de reactie klaar is als het oplost (ureum, helionzuur en boorzuur smelten bij 180°C).
Dat is vreemd, want helionamide smelt bij 123°C. Ik neem aan dat dit komt door de waterstofbruggen die amiden kunnen vormen. Je zult zien dat het meer een gel vormt dan een vaste stof. Ik denk niet dat tritureren echt nodig is, omdat alles smelt bij 180°C. Maar als je verwarmt tot ongeveer 160°C-170°C, dan is dat denk ik wel aan te raden, omdat boorzuur smelt bij 171°C. Als je het mengsel versnippert, wordt het smeltpunt lager. Boorzuur is niet vereist, maar wordt aanbevolen omdat het de opbrengst sterk verbetert.
Ik heb geprobeerd 4 uur te verwarmen en 11 uur bij 180°C met roeren zonder boorzuur, en behaalde opbrengsten variërend van 22% tot 50%. Maar de verwerking was een verschrikking, want hoe langer je wacht, hoe meer ureum allerlei condensatieproducten vormt.
In mijn geval was het mengsel pas gedeeltelijk gestold na ongeveer 1u30 bij 180°C onder roeren. Ik heb echter ontdekt (misschien was het gewoon een toevalstreffer) dat verhitting tot 170°C alles na 2 uur stolt. In het algemeen stolt niets, of zelfs maar een deel ervan, na 30 minuten, daarom ga ik zelfs na 30 minuten door met de reactie. Toch heb ik deze synthese nog niet helemaal onder de knie en daarom is jullie hulp bij het optimaliseren ervan zeer welkom.
Hier is hoe ik het meestal doe:
g helionzuur * 1,5 = hoeveelheid ureum, g zuur * 0,4 = hoeveelheid boorzuur.
Dit maakt een groot molair overschot aan ureum, en ik denk erover om dit uiteindelijk te verminderen als ik eenmaal goede opbrengsten krijg door de publicatieprocedure te volgen.
Vervolgens heb ik de 3 in een bekerglas met een magneetroerder gedaan en verhit tot 170 °C. Als alles gestold is, of 3/4 ervan (ongeveer 2 uur), laat ik het terugkomen op kamertemperatuur en voeg dan ongeveer 10 ml-20 ml van een 15% ammoniakoplossing en 100 ml-200 ml water toe. Vervolgens verwarm ik het mengsel totdat het oplost en laat het terugkeren naar kamertemperatuur om het amide, dat koud niet goed oplosbaar is, te laten neerslaan. En dit is waar ik een groot probleem heb in de Work-up. Het amide wil niet neerslaan en ik moet het grootste deel van het toegevoegde water verdampen, maar alles stolt in één keer. Het gebruik van ethanol is niet beter. En elke keer moet ik het amide laten neerslaan, dan meerdere keren herkristalliseren in water en ethanol, en slechts soms wil het neerslaan als een vaste stof en niet als olie. Ik denk dat dit komt doordat de onzuiverheden het smeltpunt van het amide enorm verlagen. In feite smolt de bruine vaste stof bij ongeveer 70°C. Eenmaal gezuiverd, smolt de witte vaste stof van ongeveer dezelfde massa bij 123°C. Ik denk dat dit een deel van de reden is voor de olie bij het herkristalliseren in ethanol/heet water.
In "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture", staat geschreven:
" We hebben ontdekt dat de optimale condities voor pyrolyse van het amide-carbonzuurmengsel 160-180°C gedurende 10-30 minuten is. Langdurige verhitting kan leiden tot de vorming van aanzienlijke hoeveelheden teer, terwijl verhitting gedurende een korte tijd een incoplete reactie geeft. "
Maar ik had bijna net zoveel problemen met de Work Up, waarbij de reactie slechts 30 minuten duurde en niet alles stolde.
Een andere procedure houdt in dat je 1 mol carbonzuur met 0,5 mol ureum verhit bij 160°C gedurende 4 uur. Ik heb het niet geprobeerd, maar het geeft een vrij zuiver product volgens het octrooi, hoewel de opbrengst slechts 50% is. "VERENIGDE STATEN 2.109.941 OCTROOIBUREAU 2.109.94. BEREIDING VAN AMIDEN "
Ik heb mensen gezien die amide extraheerden met een mengsel van kokende nafta en ethylacetaat. Dit kan interessant zijn, maar mijn doel is om zo min mogelijk organisch oplosmiddel te gebruiken. Ik heb het nog niet geprobeerd, omdat ik momenteel geen ethylacetaat bij de hand heb.
Als je lang genoeg verhit (180°C), zal het amide beginnen te sublimeren, waardoor mooie lange witte kristallen ontstaan. Helaas duurt dit erg lang, en ik kreeg pas na 11 uur 400mg kristallen.
Ik heb gekeken naar de manier waarop mensen benzamide maakten van benzoëzuur, en het verschilt niet veel van de mijne, maar toch werkt het heel goed voor benzamide. Er staan verschillende video's op youtube als je wilt kijken.
Ik denk dus dat de reactie goed werkt, maar dat het aantal mol ureum dat gebruikt wordt beter kan. Toch moet de uitwerking echt verbeterd worden. Die in de publicatie werkt niet, zelfs niet bij gebruik van zuiver zuur.
Reactiemengsel eenmaal gestold:
Wit amidepoeder:
Geherkristalliseerd amide:
Gesublimeerd amide:
Derde stap, MDA freebase
Hier heb ik een probleem: mijn opbrengsten zijn onbestaand.
Ik volgde de TCCA-procedure uit de publicatie "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
gesynthetiseerd uit helional" en het werkte niet. Ik ben zeker van mijn amide. Ik heb ook geprobeerd om de reactie bij 18°C uit te voeren, omdat chloroamide blijkbaar te langzaam wordt gevormd bij 0°C. Dat werkte ook niet. Dat werkte ook niet. Dus titreerde ik bleek zonder toevoegingen en gebruikte het voor mijn Hofmann en kreeg niets na al het werk.
Toen ik synthetiseerde met TCCA bij 0°C, werd de oplossing oranje na verhitting tot 75°C. Er was een karakteristieke geur, welke syntheseroute ik ook nam, maar elke keer eindigde ik met niets.
Nog vreemder is dat er CO2 vrijkomt, maar daarna niets meer. Ik weet zeker dat er geen ureumverontreiniging is, dus het is geen hydrazinevorming. Ik laat een reactie een week lopen bij kamertemperatuur en we zullen zien of ik iets krijg.
Misschien is een cosolvent zoals ethanol absoluut noodzakelijk. Veel mensen zijn echter geslaagd zonder, maar zeggen dat ze ethanol nodig hebben als cosolvent als ze TCCA gebruiken. (Je vormt dan een carbamaatderivaat, maar dat hydrolyseert vervolgens tot MDA)
Uit de publicatie :
Synthese met behulp van trichloorisocyanuurzuur. α-Methyl-1,3-benzo
dioxool-5-propanamide (0,4 g, 1,92 mmol) werd opgelost in water
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) werd druppelsgewijs toegevoegd en geroerd
gedurende 15 minuten op ijs bij 0 ◦ C. Trichloorisocyanuurzuur (149,9 mg,
0,65 μmol) werd toegevoegd en het reactiemengsel werd nog 1 uur bij 0 ◦ C
gedurende nog eens 1 uur. Het reactiemengsel werd vervolgens op kamertemperatuur
kamertemperatuur en vervolgens op 75 ◦ C gehouden gedurende 30 minuten. Het reactiemengsel werd
gegoten in een scheitrechter en geëxtraheerd met dichloormethaan
(3 × 30 ml). De organische laag werd gewassen met gedeïoniseerd water
(25 ml) en pekel (25 ml), gedroogd boven watervrij natriumsulfaat en
gefiltreerd onder vacuüm. De organische lagen werden samengevoegd en het oplosmiddel
werd verwijderd met behulp van de rotatieverdamper. Bij synthese uit ruwe
α-methyl-1,3-benzodioxool-5-propanamide was het eindproduct een
zwartbruine grond (270,3 - 382,2 mg). Bij synthese uit gezuiverd
α-methyl-1,3-benzodioxool-5-propanamide was het eindproduct een
bruine transparante olie (286,4 - 351,5 mg).
Synthese met natriumhypochloriet. Gezuiverde α-methyl-1,3-
benzodioxool-5-propanamide (0,4 g, 1,92 mmol) opgelost in water
(14 mL), NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) druppelsgewijs toegevoegd en geroerd
gedurende 15 minuten op ijs bij 0 ◦ C. Natriumhypochlorietoplossing (6,4 mL,
94,3 mmol) werd toegevoegd en het reactiemengsel werd nog 1 uur bij 0 ◦ C
gedurende nog eens 1 uur. Het reactiemengsel werd vervolgens op kamertemperatuur
temperatuur gebracht en vervolgens op 75 ◦ C gehouden gedurende 30 minuten. Het reactiemengsel werd
in een scheitrechter gegoten en geëxtraheerd met dichloormethaan
(3 × 30 ml). De organische laag werd vervolgens gewassen met gedeïoniseerd water
(25 ml) en pekel (25 ml), gedroogd boven watervrij natriumsulfaat en
gefilterd onder vacuüm. De organische lagen werden samengevoegd en het oplosmiddel
werd verwijderd met behulp van de rotatieverdamper. Het eindproduct was een zwartbruine
bruine grond (248,1 - 293,3 mg).
Voor het opwerken probeerde ik te extraheren met nafta of DCM, en ofwel te vergassen met HCl, of te tritureren met waterig HCl en de waterige fase te verdampen. In beide gevallen kreeg ik niets. Als iemand deze reactie ooit heeft gedaan, hoor ik dat graag.
De twee grote problemen die ik op dit moment heb zijn dus de uitwerking van de tweede stap en de derde reactie. Desondanks denk ik dat deze synthese heel goed te optimaliseren is.
Daarom hoop ik dat we het samen kunnen verbeteren.
Wijs me gerust op mijn fouten en deel je ervaringen als je deze synthese hebt gedaan.
Als je zelf wilt kijken, hier zijn alle bronnen die ik tijdens mijn onderzoek heb gebruikt:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* en Zoran Zdravkovski Afdeling Scheikunde, Universiteit van New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148).
"Analyse van ureumpyrolyseproducten bij 132,5-190 °C".
" Directe amidevorming tussen carbonzuren en aminen: Mechanisme en ontwikkeling van nieuwe katalytische oplossingen" (CHARVILLE, HAYLEY)
"OPLOSMIDDELVRIJE SYNTHESE VAN AMIDE EEN NIEUWE TECHNIEK" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"OCTROOIBUREAU VERENIGDE STATEN 2.109.9412.109.94.BEREIDING VAN AMIDEN" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"Gemakkelijke oxidatie van aldehyden tot zuren en esters met oxon" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist en Babak Borhan)
"Oxidatie van aldehyden met Oxone ® in waterige aceton" (Kevin S. Webb en Stephen J. Ruszkay)
"Hofmann-herschikkingsopbrengsten" The Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSIE VAN ALDEHYDES IN AMIDES resultaten" The Vespiary
"Een ongebruikelijke clandestiene laboratoriumsynthese van 3,4-methyleendioxyamfetamine (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analyse van onzuiverheden in MDA, gesynthetiseerd uit onbeperkte verbindingen" (Katherine Cooper)
"Isotopenfractionering tijdens de synthese van MDMA.HCl uit helionaal" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA) synthesized from helional" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Er zijn nog veel meer bronnen, maar die zijn hier niet relevant. Als je de publicaties niet kunt vinden, kan ik je de DOI's geven.