Introdução
Esta síntese é uma boa opção no caso de não ter fenilacetona disponível para a síntese de anfetaminas ou metanfetaminas. O glicidato de BMK pode ser facilmente transformado em P2P por hidrólise. Esta reação tem alguns prós e contras. A principal desvantagem é que a reação é muito sensível à água. É necessário utilizar material de vidro e reagentes absolutamente secos. Certifique-se de que os seus reagentes foram secos e purificados antes da síntese. Os vestígios de água diminuem o rendimento. Além disso, vale a pena realizar esta reação numa atmosfera inerte (N2) para aumentar o seu rendimento. Existem vantagens como um rendimento bastante elevado e um tempo de reação curto. Além disso, a reação não necessita de solventes.
Equipamento e material de vidro.
- Reator descontínuo (ou balão) de 2 L com um condensador de refluxo, agitador de topo e camisa de água (banho-maria) num conjunto;
- Suporte para retortas e pinça para fixar o aparelho;
- Funil de recolha de 1 L;
- Funil convencional;
- Termómetro de laboratório (até -10 - 100 °С);
- Vareta de vidro;
- Mangueiras de silicone;
- Cilindro de medição para 1 L;
- Fonte de vácuo;
- Balança de laboratório (1-200 g é adequado);
- Banho de água fria para o condensador de refluxo e bomba de água (em caso de ausência do refrigerador);
- Balão de Buchner e funil;
- Copos de 2 L; 1 L x2; 500 ml x2;
- Colher ou espátula de plástico;
- Congelador;
- Refrigerador com bomba de circulação (opcional);
- Pratos de pirex para o produto (ou outros recipientes);
Reagentes.
- Benzaldeído 200 g (cas 100-52-7).
- 2-Cloropropionato de metilo 350 g (cas 17639-93-9).
- Sulfato de sódio anidro (Na2SO4).
- Hidróxido de sódio (NaOH) 200 g ou hidróxido de potássio (KOH) 265 g.
- Água destilada ~2 L.
- Etilato de sódio 200 g (EtONa).
Síntese
..
Reação nucleofílica de substituição entre o benzaldeído e o 2-cloropropionato de metilo.
O reator de vidro está equipado com uma camisa ligada a um refrigerador de bomba de circulação com a temperatura de refrigeração de 0°С definida. Se se utilizar um balão ou um reator de camada única, é necessário utilizar um banho de arrefecimento de água gelada. O balão de reação (reator) deve estar perfeitamente seco no interior, sem gotas de água e condensação.
1. Deitar 200 g de benzaldeído num copo.
2. Adicionar 2-cloropropionato de metilo 350 g. Agitar a mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metilo.
Nota: Se os reagentes estiverem frescos e armazenados em condições adequadas, utilizá-los diretamente no reator. Caso contrário, ou para efeitos de prevenção (para ter a certeza), pode secar adicionalmente a mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metilo com um dessecante. Neste caso, utiliza-se sulfato de sódio anidro (Na2SO4).
3. Adiciona-se Na2SO4 anidro à mistura de modo a cobrir completamente o fundo de vidro (quantidade aproximada). A mistura é agitada.
Nota: O Na2SO4 recolhe a água restante, forma hidratos cristalinos e deposita-se no fundo do recipiente sem agitação. A adsorção da água ocorre muito rapidamente. Visualmente parece a formação de uma mistura transparente de reagentes.
4. A mistura sedimentada, desidratada com sulfato de sódio, é decantada para o recipiente de reação. Certifique-se de que o sedimento (hidratos cristalinos) não entra no reator.
Nota: Todos os hidratos cristalinos de sulfato de sódio formados e os precipitados de sulfato de sódio que não reagiram são depositados no fundo do recipiente. A decantação é muito fácil. Pode utilizar uma filtração adicional ou instalar um pré-filtro no funil do reator para ter a certeza.
5. O precipitado de hidratos cristalinos de sulfato de sódio é facilmente separado. Em seguida, é eliminado. Preparar o etóxido de sódio para a adição e ligar o agitador.
Nota: Ajustar a velocidade de agitação de modo a que a mistura seja bem agitada, mas ao mesmo tempo não salpique demasiado as paredes do reator (frasco).
6. A mistura de reação (RM) é arrefecida a 0-10°С pela camisa arrefecida do reator. A temperatura é mantida ao mesmo nível e verificada com uma sonda de temperatura durante a reação. A temperatura é medida por uma sonda de temperatura de imersão. Pode ser utilizado um termómetro de imersão ou um termómetro de infravermelhos para o balão.
7. Preparar previamente uma solução aquosa de álcali (hidróxido de sódio ou de potássio). Deita-se 200 g de hidróxido de sódio (ou 265 g de hidróxido de potássio) num copo. Adiciona-se água fria destilada 0,8-1 l. A mistura é agitada até que o NaOH esteja completamente dissolvido. A solução fica muito quente. Em seguida, a solução alcalina é deixada num local frio para que a mistura arrefeça até à temperatura ambiente. Depois disso, a solução alcalina pode ser colocada no frigorífico.
8. Quando o RM tiver arrefecido até 0°С no interior do reator, inicia-se a adição de 200 g de etilato de sódio seco (EtONa). A adição tem de ser efectuada em pequenas porções com intervalos, de modo a manter a temperatura da reação abaixo dos 10°С. Uma adição demasiado rápida e grandes porções de EtONa podem causar um forte aquecimento da mistura e até mesmo a ebulição do RM, o rendimento da reação será reduzido neste caso. O EtONa tem de ser doseado com uma colher de plástico ou silicone; não pode ser utilizada uma colher de metal.
Nota: Podem ser utilizados outros alcoolatos metálicos, tais como metóxido de sódio, terc-butóxido de potássio, isopropóxido de sódio, etc. Além disso, podem também ser utilizados hidreto de sódio e amida de sódio. O RM é aquecido e engrossado um pouco durante a adição de EtONa, sendo aplicado um arrefecimento externo.
A mistura é engrossada, a cor torna-se amarela, depois vermelha e castanha. A temperatura tem de ser sempre mantida no intervalo de 0-10°С. Quanto mais etilato de sódio for adicionado, mais espessa se torna a mistura. A agitação é mantida através de um ajuste da velocidade de agitação.
Nota: Se a reação for realizada num balão de reação com um agitador magnético, então uma âncora pode não ser suficiente. Deve ser utilizado um agitador manual ou um agitador suspenso.
9. O RM é agitado e mantido no intervalo de 0-10°С durante 1 h após a adição completa de EtONa.
10. Em seguida, o arrefecimento externo é removido e o MR é agitado à temperatura ambiente durante 12 h.
Opcional: Como opção, um aquecimento gradual externo é configurado para 60°С. Com este método, o rendimento da reação será reduzido. É instalado um condensador de refluxo no reator. O RM é agitado a 60°С durante mais 1 h. O aquecimento é efectuado com a ajuda de uma camisa do reator e de um termóstato.
11. Após 1 h, o aquecimento externo é desligado. A mistura é arrefecida lentamente até à temperatura ambiente com agitação constante.
12. Instala-se no reator um funil com 1 l de água destilada fria. A água é adicionada gota a gota com uma agitação vigorosa. O RM espesso torna-se líquido.
13. O agitador é desligado. O MR é separado em duas camadas. A camada superior é constituída por éster metilglicídico (glicidato de metilo BMK) e a camada inferior por água com sais de reação desnecessários, que se encontram dissolvidos na mesma. A camada inferior é eliminada e a camada superior de éster glicídico é utilizada nas reacções posteriores.
14. O éster metílico do glicidato BMK é deixado no reator. Pode ser destilado a vácuo para produzir o éster mais puro, caso se pretenda vendê-lo como produto. A quantidade aproximada de éster é de cerca de 400 g. Como opção, o éster é utilizado na reação seguinte para obter o sal de sódio ou de potássio do ácido glicídico.
2. Adicionar 2-cloropropionato de metilo 350 g. Agitar a mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metilo.
Nota: Se os reagentes estiverem frescos e armazenados em condições adequadas, utilizá-los diretamente no reator. Caso contrário, ou para efeitos de prevenção (para ter a certeza), pode secar adicionalmente a mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metilo com um dessecante. Neste caso, utiliza-se sulfato de sódio anidro (Na2SO4).
3. Adiciona-se Na2SO4 anidro à mistura de modo a cobrir completamente o fundo de vidro (quantidade aproximada). A mistura é agitada.
Nota: O Na2SO4 recolhe a água restante, forma hidratos cristalinos e deposita-se no fundo do recipiente sem agitação. A adsorção da água ocorre muito rapidamente. Visualmente parece a formação de uma mistura transparente de reagentes.
4. A mistura sedimentada, desidratada com sulfato de sódio, é decantada para o recipiente de reação. Certifique-se de que o sedimento (hidratos cristalinos) não entra no reator.
Nota: Todos os hidratos cristalinos de sulfato de sódio formados e os precipitados de sulfato de sódio que não reagiram são depositados no fundo do recipiente. A decantação é muito fácil. Pode utilizar uma filtração adicional ou instalar um pré-filtro no funil do reator para ter a certeza.
5. O precipitado de hidratos cristalinos de sulfato de sódio é facilmente separado. Em seguida, é eliminado. Preparar o etóxido de sódio para a adição e ligar o agitador.
Nota: Ajustar a velocidade de agitação de modo a que a mistura seja bem agitada, mas ao mesmo tempo não salpique demasiado as paredes do reator (frasco).
6. A mistura de reação (RM) é arrefecida a 0-10°С pela camisa arrefecida do reator. A temperatura é mantida ao mesmo nível e verificada com uma sonda de temperatura durante a reação. A temperatura é medida por uma sonda de temperatura de imersão. Pode ser utilizado um termómetro de imersão ou um termómetro de infravermelhos para o balão.
7. Preparar previamente uma solução aquosa de álcali (hidróxido de sódio ou de potássio). Deita-se 200 g de hidróxido de sódio (ou 265 g de hidróxido de potássio) num copo. Adiciona-se água fria destilada 0,8-1 l. A mistura é agitada até que o NaOH esteja completamente dissolvido. A solução fica muito quente. Em seguida, a solução alcalina é deixada num local frio para que a mistura arrefeça até à temperatura ambiente. Depois disso, a solução alcalina pode ser colocada no frigorífico.
8. Quando o RM tiver arrefecido até 0°С no interior do reator, inicia-se a adição de 200 g de etilato de sódio seco (EtONa). A adição tem de ser efectuada em pequenas porções com intervalos, de modo a manter a temperatura da reação abaixo dos 10°С. Uma adição demasiado rápida e grandes porções de EtONa podem causar um forte aquecimento da mistura e até mesmo a ebulição do RM, o rendimento da reação será reduzido neste caso. O EtONa tem de ser doseado com uma colher de plástico ou silicone; não pode ser utilizada uma colher de metal.
Nota: Podem ser utilizados outros alcoolatos metálicos, tais como metóxido de sódio, terc-butóxido de potássio, isopropóxido de sódio, etc. Além disso, podem também ser utilizados hidreto de sódio e amida de sódio. O RM é aquecido e engrossado um pouco durante a adição de EtONa, sendo aplicado um arrefecimento externo.
A mistura é engrossada, a cor torna-se amarela, depois vermelha e castanha. A temperatura tem de ser sempre mantida no intervalo de 0-10°С. Quanto mais etilato de sódio for adicionado, mais espessa se torna a mistura. A agitação é mantida através de um ajuste da velocidade de agitação.
Nota: Se a reação for realizada num balão de reação com um agitador magnético, então uma âncora pode não ser suficiente. Deve ser utilizado um agitador manual ou um agitador suspenso.
9. O RM é agitado e mantido no intervalo de 0-10°С durante 1 h após a adição completa de EtONa.
10. Em seguida, o arrefecimento externo é removido e o MR é agitado à temperatura ambiente durante 12 h.
Opcional: Como opção, um aquecimento gradual externo é configurado para 60°С. Com este método, o rendimento da reação será reduzido. É instalado um condensador de refluxo no reator. O RM é agitado a 60°С durante mais 1 h. O aquecimento é efectuado com a ajuda de uma camisa do reator e de um termóstato.
11. Após 1 h, o aquecimento externo é desligado. A mistura é arrefecida lentamente até à temperatura ambiente com agitação constante.
12. Instala-se no reator um funil com 1 l de água destilada fria. A água é adicionada gota a gota com uma agitação vigorosa. O RM espesso torna-se líquido.
13. O agitador é desligado. O MR é separado em duas camadas. A camada superior é constituída por éster metilglicídico (glicidato de metilo BMK) e a camada inferior por água com sais de reação desnecessários, que se encontram dissolvidos na mesma. A camada inferior é eliminada e a camada superior de éster glicídico é utilizada nas reacções posteriores.
14. O éster metílico do glicidato BMK é deixado no reator. Pode ser destilado a vácuo para produzir o éster mais puro, caso se pretenda vendê-lo como produto. A quantidade aproximada de éster é de cerca de 400 g. Como opção, o éster é utilizado na reação seguinte para obter o sal de sódio ou de potássio do ácido glicídico.
Hidrólise alcalina para obtenção de glicidato de sódio BMK
14. Deita-se uma solução alcalina, previamente preparada, num funil de decantação. O agitador é ligado. Começa-se a adicionar gota a gota uma solução aquosa de NaOH (ou KOH) arrefecida à temperatura ambiente.
No nosso caso, permite-se o auto-aquecimento da mistura. Após a adição alcalina, o termostato é ajustado para 60°С, a fim de acelerar o processo de obtenção do sal. A mistura é agitada durante mais 2 h.
Nota: Se pretender obter um maior rendimento do produto, adicione a solução alcalina com arrefecimento externo. Além disso, a RM é agitada durante mais 12 h à temperatura ambiente. A mistura engrossa muito rapidamente (o sal de sódio do ácido glicídico precipita) durante a adição alcalina sem arrefecimento. No caso de a mistura ficar demasiado espessa, a velocidade de agitação é aumentada.
Atenção! Nesta reação obtém-se álcool metílico a partir do glicidato de metilo BMK.
14. A mistura torna-se transparente durante o aquecimento. O sal de sódio do ácido glicídico resultante é solúvel em água. Pouco tempo depois, o reator é preparado para arrefecimento para cristalizar o sal glicídico. Opcionalmente, o termóstato pode ser desligado e a mistura é arrefecida gradualmente até à temperatura ambiente.
A mistura começa a cristalizar durante o arrefecimento gradual. Torna-se mais turva, o sal glicídico precipita-se e a mistura torna-se espessa. Obtém-se uma mistura de sal de sódio do ácido glicídico BMK.
14. A mistura é filtrada sob vácuo num balão de Buchner e num funil. Obtém-se o produto seco com 300 g e 79% de rendimento (cas 5449-12-7).
No nosso caso, permite-se o auto-aquecimento da mistura. Após a adição alcalina, o termostato é ajustado para 60°С, a fim de acelerar o processo de obtenção do sal. A mistura é agitada durante mais 2 h.
Nota: Se pretender obter um maior rendimento do produto, adicione a solução alcalina com arrefecimento externo. Além disso, a RM é agitada durante mais 12 h à temperatura ambiente. A mistura engrossa muito rapidamente (o sal de sódio do ácido glicídico precipita) durante a adição alcalina sem arrefecimento. No caso de a mistura ficar demasiado espessa, a velocidade de agitação é aumentada.
Atenção! Nesta reação obtém-se álcool metílico a partir do glicidato de metilo BMK.
14. A mistura torna-se transparente durante o aquecimento. O sal de sódio do ácido glicídico resultante é solúvel em água. Pouco tempo depois, o reator é preparado para arrefecimento para cristalizar o sal glicídico. Opcionalmente, o termóstato pode ser desligado e a mistura é arrefecida gradualmente até à temperatura ambiente.
A mistura começa a cristalizar durante o arrefecimento gradual. Torna-se mais turva, o sal glicídico precipita-se e a mistura torna-se espessa. Obtém-se uma mistura de sal de sódio do ácido glicídico BMK.
14. A mistura é filtrada sob vácuo num balão de Buchner e num funil. Obtém-se o produto seco com 300 g e 79% de rendimento (cas 5449-12-7).
