Wprowadzenie
O-demetylacja kodeiny w celu uzyskania morfiny została opisana przy użyciu różnych odczynników, w tym propylomerkaptydu sodu w dimetyloformamidzie i trójbromku boru w chloroformie. Metody te wymagają znacznej wiedzy chemicznej i odpowiedniego sprzętu laboratoryjnego. W domowych laboratoriach zastosowano podstawową metodę opartą na wykorzystaniu chlorowodorku pirydyny. Odczynnik ten został wprowadzony do chemii opiatów przez Rapoporta i Bonnera i zastosowany do konwersji kodeiny do morfiny przez Rapoporta i in. Rapoport i Bonner przeprowadzili reakcję pod azotem w temperaturze 220°C. Morfina jest podatna na reakcje rozkładu lub utleniania w podwyższonych temperaturach, a atmosfera azotu zapobiega im lub je ogranicza. Ogranicza ona również dostęp wilgoci, co zmniejsza wydajność. W tym temacie w pełni opisano procedurę stosowaną w domowych podziemnych laboratoriach. Dodatkowe uwagi na temat metody, oparte na badaniach przeprowadzonych w tym laboratorium nad zachodzącymi reakcjami, znajdują się w części dyskusyjnej.
Sprzęt i szkło.
- Lejek Buchnera i kolba, 500 mL;
- Lejek rozdzielający 500 ml i 1 l;
- Zlewki 1000 ml x2; 500 ml x2; 100 ml x2;
- Pręt szklany;
- Naczynie Pyrex 1 L;
- Płyta grzejna;
- Palnik spirytusowy;
- Probówka do gotowania 10-20 ml x2;
- Zacisk probówki;
- Gumowy korek;
- Bibuła filtracyjna;
- bibuła wskaźnikowa pH;
- Aspirator strumienia wody.
Odczynniki.
- 2 g kodeiny;
- ~2 l wody destylowanej;
- ~100 g wodorotlenku sodu (NaOH);
- ~70 ml chloroformu (CHCl3);
- 20 ml pirydyny;
- ~100 ml stężonego kwasu solnego (HClaq);
Temperatura wrzenia: 462 °C przy 760 mm Hg;
Temperatura topnienia: 280,0 °C;
Masa cząsteczkowa: 335,83 g/mol;
Numer CAS: 1422-07-7.
Procedury
Krok 1. Ekstrakcja kodeiny
Kilka opakowań tabletek, wystarczających do uzyskania około 2 g kodeiny, jest kruszonych i mieszanych z wodą. Mieszanina jest filtrowana za pomocą pompy filtracyjnej, lejka Buchnera i kolby w celu usunięcia środków wiążących tabletki, rozcieńczalników i innych substancji pomocniczych. Wodny filtrat wlewa się do rozdzielacza i dodaje roztwór wodorotlenku sodu, aby roztwór był silnie zasadowy. Następnie ekstrahuje się go chloroformem (około 50 ml). Warstwa chloroformu jest odsączana i odparowywana do sucha przy użyciu łagodnego ogrzewania (często na kuchence domowej)! Warstwa wodna zawierająca aspirynę i paracetamol jest odrzucana. Baza kodeiny jest odzyskiwana jako białe krystaliczne ciało stałe do użycia w kroku 3.
Alternatywna metoda ekstrakcji jest opisana w temacie "Ekstrakcja zimną wodą kodeiny z leków przeciwbólowych dostępnych bez recepty".
Krok 2. Przygotowanie chlorowodorku pirydyny
W zlewce o pojemności 100 ml, pirydyna (20 ml) i stężony kwas solny (25 ml) są silnie ogrzewane (do około 190 °C) w celu odpędzenia wody. Produkt jest szybko schładzany, tworząc woskowate białe ciało stałe, które jest przechowywane w szczelnym pojemniku w zamrażarce, aby zminimalizować narażenie na wilgoć i uniknąć rozkładu.Kilka opakowań tabletek, wystarczających do uzyskania około 2 g kodeiny, jest kruszonych i mieszanych z wodą. Mieszanina jest filtrowana za pomocą pompy filtracyjnej, lejka Buchnera i kolby w celu usunięcia środków wiążących tabletki, rozcieńczalników i innych substancji pomocniczych. Wodny filtrat wlewa się do rozdzielacza i dodaje roztwór wodorotlenku sodu, aby roztwór był silnie zasadowy. Następnie ekstrahuje się go chloroformem (około 50 ml). Warstwa chloroformu jest odsączana i odparowywana do sucha przy użyciu łagodnego ogrzewania (często na kuchence domowej)! Warstwa wodna zawierająca aspirynę i paracetamol jest odrzucana. Baza kodeiny jest odzyskiwana jako białe krystaliczne ciało stałe do użycia w kroku 3.
Alternatywna metoda ekstrakcji jest opisana w temacie "Ekstrakcja zimną wodą kodeiny z leków przeciwbólowych dostępnych bez recepty".
Krok 2. Przygotowanie chlorowodorku pirydyny
Przekształcenie kodeiny w morfinę
Krok 3. Reakcja kodeiny i chlorowodorku pirydyny
Reakcja jest przeprowadzana przy użyciu wrzącej probówki, która przed użyciem jest suszona płomieniem. Chlorowodorek pirydyny (3,5 g) przygotowany w kroku 2 jest następnie ogrzewany w probówce, aż do stopienia, a pozostała wilgoć jest usuwana. Wszelkie powstałe skropliny na wewnętrznych ściankach probówki są wycierane. Baza kodeiny (1,5 g) jest dodawana do probówki, która jest następnie zamykana gumowym korkiem pokrytym bibułą filtracyjną i podgrzewana, aż mieszanina zacznie dymić. Ogrzewanie jest kontynuowane do momentu pojawienia się czerwonawo-pomarańczowego koloru w stopie reakcyjnym, który staje się zauważalnie bardziej lepki (6-12 min). Zawartość wrzącej probówki przelewa się następnie do rozdzielacza o pojemności 500 ml i uzupełnia objętość do 100 ml wodą. Roztwór wodorotlenku sodu (10%) jest dodawany, aż zawartość rozdzielacza stanie się silnie zasadowa (pH 12). W miarę dodawania wodorotlenku sodu zawartość zmienia kolor na mlecznobrązowy, a następnie ponownie staje się klarownie brązowa. Dodawany jest chloroform (20 ml). Po ekstrakcji szarobrązowa warstwa chloroformu jest odrzucana lub odkładana na bok w celu późniejszego odzyskania zawartej w niej kodeiny. Warstwa wodna jest przelewana do zlewki o pojemności 500 ml, a pH jest ostrożnie dostosowywane do pH 9 przy użyciu kwasu solnego i papierka wskaźnikowego o wąskim zakresie. Roztwór jest szybko filtrowany pod zasysaniem przy użyciu lejka Buchnera i 2 bibuł filtracyjnych w celu usunięcia drobnej, ciemnobrązowej pozostałości zawierającej niepożądane produkty uboczne. Przefiltrowany roztwór jest następnie przelewany do czystej zlewki, a wytrącanie jest indukowane przez energiczne pocieranie boku zlewki "pałeczką do wysiewu" (szklanym prętem), podczas gdy pH jest ostrożnie obniżane do 8,5 za pomocą dodatkowego kwasu solnego. W domowych laboratoriach często używa się do tego celu drewnianej szpilki do ubrań. Produkt pozostawia się na co najmniej 5 minut przed odfiltrowaniem pod próżnią. Produkt morfiny jest odzyskiwany w postaci proszku o barwie od beżowej do ciemnobrązowej.
Reakcja jest przeprowadzana przy użyciu wrzącej probówki, która przed użyciem jest suszona płomieniem. Chlorowodorek pirydyny (3,5 g) przygotowany w kroku 2 jest następnie ogrzewany w probówce, aż do stopienia, a pozostała wilgoć jest usuwana. Wszelkie powstałe skropliny na wewnętrznych ściankach probówki są wycierane. Baza kodeiny (1,5 g) jest dodawana do probówki, która jest następnie zamykana gumowym korkiem pokrytym bibułą filtracyjną i podgrzewana, aż mieszanina zacznie dymić. Ogrzewanie jest kontynuowane do momentu pojawienia się czerwonawo-pomarańczowego koloru w stopie reakcyjnym, który staje się zauważalnie bardziej lepki (6-12 min). Zawartość wrzącej probówki przelewa się następnie do rozdzielacza o pojemności 500 ml i uzupełnia objętość do 100 ml wodą. Roztwór wodorotlenku sodu (10%) jest dodawany, aż zawartość rozdzielacza stanie się silnie zasadowa (pH 12). W miarę dodawania wodorotlenku sodu zawartość zmienia kolor na mlecznobrązowy, a następnie ponownie staje się klarownie brązowa. Dodawany jest chloroform (20 ml). Po ekstrakcji szarobrązowa warstwa chloroformu jest odrzucana lub odkładana na bok w celu późniejszego odzyskania zawartej w niej kodeiny. Warstwa wodna jest przelewana do zlewki o pojemności 500 ml, a pH jest ostrożnie dostosowywane do pH 9 przy użyciu kwasu solnego i papierka wskaźnikowego o wąskim zakresie. Roztwór jest szybko filtrowany pod zasysaniem przy użyciu lejka Buchnera i 2 bibuł filtracyjnych w celu usunięcia drobnej, ciemnobrązowej pozostałości zawierającej niepożądane produkty uboczne. Przefiltrowany roztwór jest następnie przelewany do czystej zlewki, a wytrącanie jest indukowane przez energiczne pocieranie boku zlewki "pałeczką do wysiewu" (szklanym prętem), podczas gdy pH jest ostrożnie obniżane do 8,5 za pomocą dodatkowego kwasu solnego. W domowych laboratoriach często używa się do tego celu drewnianej szpilki do ubrań. Produkt pozostawia się na co najmniej 5 minut przed odfiltrowaniem pod próżnią. Produkt morfiny jest odzyskiwany w postaci proszku o barwie od beżowej do ciemnobrązowej.
Wyniki i omówienie
Szczegóły proceduryProcedura opisana w części eksperymentalnej była wielokrotnie stosowana w laboratoriach. Szkło i inny sprzęt wymagany do reakcji są niezwykle proste i łatwo dostępne w firmach naukowych. Chloroform i pirydyna są dostępne w firmach chemicznych. Niedawne uświadomienie firmom dostarczającym chemikalia znaczenia zapotrzebowania na niewielkie ilości tych substancji doprowadziło do bardziej rygorystycznego monitorowania zamówień. W wielu laboratoriach pirydyna została zastąpiona surową mieszaniną pikolin (izomerów metylopirydyny) i innych podstawionych pirydyn.
Najczęstszym źródłem ciepła w laboratoriach są małe palniki na spirytus metylowany. Dają one chłodniejszy płomień niż laboratoryjne palniki Bunsena i umożliwiają lepszą kontrolę reakcji między kodeiną a chlorowodorkiem pirydyny. W kilku laboratoriach ogrzewanie przeprowadzono przy użyciu oleju kuchennego na domowym piecu. W warunkach laboratoryjnych reakcję przeprowadzono przy użyciu podgrzewanej kąpieli piaskowej. Użycie gumy zawieszonej w rurce do gotowania w celu wytworzenia szczelnego naczynia reakcyjnego jest prostym rozwiązaniem problemów utleniania i rozkładu morfiny podczas ogrzewania oraz potrzeby zminimalizowania dostępu wilgoci do mieszaniny reakcyjnej.
Wydajność produktu
Operatorzy domowych laboratoriów twierdzili, że wydajność morfiny odpowiada <50% konwersji z kodeiny, ale reakcja tworzy również złożoną mieszaninę produktów ubocznych. Przygotowano morfinę o czystości 92% obliczonej jako bezwodna wolna zasada i określonej za pomocą HPLC, chociaż czystość w regionie 80% jest bardziej typowa. Morfina zawiera znikomą ilość kodeiny, co wskazuje, że etap ekstrakcji chloroformem jest skuteczny w jej usuwaniu. Ta wysoka czystość, z niewielkim lub żadnym zanieczyszczeniem kodeiną, jest charakterystyczna dla morfiny "domowego wypieku".
Najczęstszym źródłem ciepła w laboratoriach są małe palniki na spirytus metylowany. Dają one chłodniejszy płomień niż laboratoryjne palniki Bunsena i umożliwiają lepszą kontrolę reakcji między kodeiną a chlorowodorkiem pirydyny. W kilku laboratoriach ogrzewanie przeprowadzono przy użyciu oleju kuchennego na domowym piecu. W warunkach laboratoryjnych reakcję przeprowadzono przy użyciu podgrzewanej kąpieli piaskowej. Użycie gumy zawieszonej w rurce do gotowania w celu wytworzenia szczelnego naczynia reakcyjnego jest prostym rozwiązaniem problemów utleniania i rozkładu morfiny podczas ogrzewania oraz potrzeby zminimalizowania dostępu wilgoci do mieszaniny reakcyjnej.
Wydajność produktu
Operatorzy domowych laboratoriów twierdzili, że wydajność morfiny odpowiada <50% konwersji z kodeiny, ale reakcja tworzy również złożoną mieszaninę produktów ubocznych. Przygotowano morfinę o czystości 92% obliczonej jako bezwodna wolna zasada i określonej za pomocą HPLC, chociaż czystość w regionie 80% jest bardziej typowa. Morfina zawiera znikomą ilość kodeiny, co wskazuje, że etap ekstrakcji chloroformem jest skuteczny w jej usuwaniu. Ta wysoka czystość, z niewielkim lub żadnym zanieczyszczeniem kodeiną, jest charakterystyczna dla morfiny "domowego wypieku".
Wnioski
Przeciwdziałanie tym domowym laboratoriom okazało się frustrującym ćwiczeniem dla policji i naukowców medycyny sądowej wezwanych do zapewnienia wsparcia naukowego. Cała procedura od ekstrakcji tabletek kodeiny do przygotowania użytecznego roztworu morfiny może zostać ukończona przez doświadczonego operatora w ciągu kilku godzin. Prostota sprzętu laboratoryjnego pozwala na jego łatwe przenoszenie. Zdarzało się, że operatorzy przyjeżdżali na miejsce jednego popołudnia i wyjeżdżali następnego ranka po zakończeniu jednej lub więcej syntez. Aby wesprzeć oskarżenie o produkcję morfiny i/lub heroiny w sądzie, naukowiec medycyny sądowej jest proszony przez prokuraturę o wykazanie, że wymagany sprzęt i chemikalia są obecne, a przynajmniej na kluczowych etapach procedury, że zostały użyte. Często wymaga to określenia jedynie śladowych ilości produktów i produktów ubocznych w skonfiskowanym sprzęcie. Operatorzy laboratoriów zdają sobie z tego sprawę i starannie czyszczą i niszczą istotne dowody w trakcie pracy. W niektórych przypadkach sprzęt laboratoryjny został podzielony i przechowywany w dwóch miejscach, aby zapobiec przyłapaniu operatora na posiadaniu pełnego zestawu.
Z drugiej strony, problem jest do pewnego stopnia samoograniczający. Laboratoria działają na małą skalę, produkując tylko tyle produktu, by zaspokoić "nawyk" pojedynczego uzależnionego i być może kilku przyjaciół lub klientów. Istnieją przesłanki wskazujące na to, że metoda ta nie nadaje się do działania na dużą skalę, a procentowa wydajność znacznie spada, jeśli podejmowane są próby zwiększenia ilości. Chociaż pierwotni operatorzy laboratoriów posiadali wiedzę chemiczną. Kolejni operatorzy musieli zostać nauczeni metody. Wydajność procentowa na etapie konwersji kodeiny do morfiny jest nieprzewidywalna, a niewielkie różnice w warunkach eksperymentalnych na kilku kluczowych etapach mogą stanowić różnicę między częściowym sukcesem a całkowitą porażką. Doświadczenie jest ważnym czynnikiem w ocenie punktu maksymalnej wydajności w reakcji kodeiny i chlorowodorku pirydyny, a także w manipulowaniu pH w celu uzyskania maksymalnego odzysku produktu morfiny.
Z drugiej strony, problem jest do pewnego stopnia samoograniczający. Laboratoria działają na małą skalę, produkując tylko tyle produktu, by zaspokoić "nawyk" pojedynczego uzależnionego i być może kilku przyjaciół lub klientów. Istnieją przesłanki wskazujące na to, że metoda ta nie nadaje się do działania na dużą skalę, a procentowa wydajność znacznie spada, jeśli podejmowane są próby zwiększenia ilości. Chociaż pierwotni operatorzy laboratoriów posiadali wiedzę chemiczną. Kolejni operatorzy musieli zostać nauczeni metody. Wydajność procentowa na etapie konwersji kodeiny do morfiny jest nieprzewidywalna, a niewielkie różnice w warunkach eksperymentalnych na kilku kluczowych etapach mogą stanowić różnicę między częściowym sukcesem a całkowitą porażką. Doświadczenie jest ważnym czynnikiem w ocenie punktu maksymalnej wydajności w reakcji kodeiny i chlorowodorku pirydyny, a także w manipulowaniu pH w celu uzyskania maksymalnego odzysku produktu morfiny.
Last edited by a moderator:
