O objetivo desta publicação é resumir vários meses de investigação e testes. Seria ótimo se todos pudessem partilhar os seus resultados e as suas reflexões, a fim de aperfeiçoar esta via de síntese.
Todos os reagentes que vou utilizar podem provavelmente ser encontrados em qualquer loja de ferragens, exceto o helional, que pode ser comprado facilmente em muitos sites diferentes, uma vez que não é um precursor monitorizado. Creio que até pode ser comprado na amazon como flagrante.
A ideia desta síntese é converter o helional (cas:1205-17-0) em ácido heliónico (cas:77269-66-0, ácido 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-il)-2-metilpropanóico), depois converter este último em helionamida (cas:858215-05-1, alfa-Metil-1,3-benzodioxole-5-propanamida) e, finalmente, realizar um rearranjo de Hofmann para obter MDA freebase.
As vantagens desta síntese são o facto de ser OTC, não necessitar de hidroxilamina e utilizar produtos de baixa toxicidade e baixo custo. Além disso, o problema frequentemente encontrado na outra forma de fazer as coisas é aumentar a escala do rearranjo de Beckmann, que muitas vezes resulta num óleo que é complicado de purificar em maior escala. (com base nas minhas experiências e no que li)
Este vai ser um post muito longo porque vou tentar abordar tudo ao pormenor, de modo a que, se tiver uma pergunta ou um problema, provavelmente encontrará uma solução neste post.
Prefiro avisar que, pessoalmente, estou preso no último passo por alguma razão, mas que é totalmente possível conseguir obter o produto final com bom rendimento em teoria, e de acordo com os muitos posts de pessoas bem sucedidas.
Primeiro passo, oxidação do helional em ácido heliónico:
61,5g de helional são misturados com 216mL de acetona e 80g de NaHCO3 com agitação num copo de 1L. (Dica: adicionar NaHCO3 em último lugar e pouco a pouco, para não bloquear o agitador magnético). Em seguida, adicionar gradualmente uma solução de oxona (110,8g de oxona em cerca de 450mL de água) com agitação. Pode fazê-lo gota a gota, utilizando um funil de decantação ou copo a copo. Como a reação é exotérmica, pode provocar a ebulição da acetona. Se ficar demasiado quente, pare de adicionar a oxona e deixe a reação voltar à temperatura ambiente. Podes usar um banho de gelo durante a adição, mas fazê-lo à temperatura ambiente funciona igualmente bem se tiveres cuidado.
Normalmente, termino de adicionar a solução de oxona após 1 hora. Depois deixo reagir durante cerca de 2h-3h. Através de TLC, consegui determinar que tudo tinha reagido após 3h.
Após 3 horas, acidificar a solução com HCl para precipitar o ácido (os sais brancos no fundo do copo não são o nosso produto, mas sais de potássio da oxona). Adicionar até que nada precipite (cerca de pH 1-2). Tenha cuidado, uma vez que uma parte do NaHCO3 não reagido permanecerá, libertando CO2. Na maioria dos casos, nada precipita, exceto um "óleo" laranja que sobe à superfície do resto da solução. É o nosso produto que acaba por solidificar. Para o forçar a solidificar, pode colocá-lo no frigorífico durante algumas horas, mas isso não funciona sempre. O melhor método que encontrei é colocar o copo no congelador até que tudo se solidifique e depois deixá-lo atingir a temperatura ambiente. O que fica sólido é o nosso produto com sais de sulfato de potássio.
Filtre para recuperar o sólido amarelo contaminado com sais de potássio, depois coloque o sólido em pó num copo com 400mL a 500mL de água agitada. Isto irá solubilizar toda a contaminação por sais de potássio. Depois, basta filtrar para obter o sólido amarelo
Pode manter o ácido heliónico desta forma, mas aconselho-o vivamente a efetuar, pelo menos, uma purificação ácido-base, caso contrário a etapa de purificação da amida será (ainda) mais complicada. Para o fazer, prepare uma solução de NaOH (aproximadamente 13g em 150mL de água). Espere que a solução arrefeça antes de adicionar o ácido, um pouco de cada vez. Se a solução aquecer demasiado, obterá um ácido castanho-escuro em vez de um branco/castanho-claro. Em seguida, lave a fase aquosa (que contém a base conjugada do ácido heliónico) com éter ou DCM (dá os melhores resultados). Se estes solventes não estiverem disponíveis, pode utilizar-se nafta ou qualquer outro solvente apolar. Em seguida, recuperar a fase aquosa e acidificá-la com HCl. O ácido precipitará. Se a solução se tornar branca, mas não se observar qualquer precipitado, utilize a mesma técnica que a anterior (o congelador). Em geral, no entanto, basta colocar o copo no frigorífico. Depois, filtre e tem o seu ácido.
Pode recristalizar em água ou etanol para obter um ácido verdadeiramente puro, formando belos cristais brancos, mas isto é um pouco aborrecido porque o ácido não é muito solúvel em água quente (cerca de 10g/L a 90°C, diria eu), e esta purificação básica do ácido é suficiente para obter resultados decentes mais tarde.
O ponto de fusão do ácido heliónico puro é de cerca de 77°C. Rendimento : 80 %-90 %
Notas sobre a síntese :
-Quando se acidifica a solução, em vez de formar um "óleo", o ácido pode tornar a solução branca sem precipitar, pelo que basta congelar a solução como habitualmente.
- A mistura reacional fica amarela quando se adiciona a oxona e depois laranja/castanha. Isto é normal e deve-se ao facto de o ácido formado/impurezas mudarem de cor de acordo com o pH.
-Experimentei água desmineralizada, água da torneira e água destilada, e não pareceu fazer qualquer diferença na reação (pensei que os iões da água da torneira destruiriam a oxona, mas não foi esse o caso).
- Adicionar sempre NaHCO3 em excesso, como recomendado na minha síntese. Se o pH se tornar ácido quando a oxona ainda não reagiu toda, corre o risco de formar TATP instável e explosivo. Mas não tenhas medo disso: se seguires tudo à risca, não terás problemas.
- A oxona é de facto um sal triplo: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. A espécie de interesse aqui é o KHSO5. Por isso, temos de ter isto em conta quando calculamos os moles de oxona de que precisamos (o que foi feito aqui).
O -NaHCO3 evitará que o pH se torne ácido. Reagirá com a acidez da oxona e com o ácido heliónico formado, convertendo-o na sua base conjugada. O NaHCO3 é também uma base muito fraca, o que garante que o pH não é demasiado básico. Em pH básico, a oxona não é estável (pH=9, o pH em que a oxona é menos estável).
-A oxona pode ser comprada na secção de piscinas das lojas de ferragens. Ver a lista de composição do produto.
-A síntese é facilmente escalável, mas eu recomendaria um balde de água fria para arrefecer corretamente o Rm em grande escala.
-Experimentei o etanol como solvente três vezes, e parece formar o éster etílico do ácido heliónico e outros produtos, dependendo do pH. Não investiguei mais a fundo, por isso não posso dizer mais. Mas talvez possamos formar a amida a partir deste éster, de forma mais simples do que o meu método atual (ureia + ácido bórico + ácido heliónico).
Ácido amarelo impuro:
Ácido recristalizado
Segunda etapa, síntese de helionamida
Tentei de duas maneiras: Primeiro converti o ácido heliónico no seu correspondente sal de amónio e depois aqueci-o. Foi um fracasso.
A segunda forma funcionou, embora a preparação desta reação seja um pesadelo, e penso que pode ser facilmente melhorada se tiverem alguma ideia.
Segui o procedimento da publicação "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
Basicamente, trituram durante 5min-10min uma mistura de ureia, ácido carboxílico, ácido bórico e, em seguida, aquecem o conjunto durante 15min-30min num copo a 160°C-180°C. Sabe-se que a reação está terminada quando se torna sólida (a ureia, o ácido heliónico e o ácido bórico fundem a 180°C).
O que é estranho, porque a helionamida funde a 123°C. Suponho que isto se deve às ligações de hidrogénio que as amidas podem formar. Verá que forma mais um gel do que um sólido. Penso que a trituração não é realmente necessária, uma vez que tudo se funde a 180°C. No entanto, se aquecer até cerca de 160°C-170°C, suponho que seja aconselhável, uma vez que o ácido bórico funde a 171°C. A trituração da mistura provoca uma diminuição do ponto de fusão. O ácido bórico não é necessário, mas é recomendado porque melhora muito o rendimento.
Experimentei aquecer durante 4 horas e durante 11 horas a 180°C com agitação, sem ácido bórico, e obtive rendimentos que variaram entre 22% e 50%. Mas o trabalho foi um horror, porque quanto mais tempo se espera, mais a ureia forma todo o tipo de produtos de condensação.
No meu caso, a mistura só solidificou parcialmente após cerca de 1h30 a 180°C com agitação. No entanto, descobri (talvez por acaso) que o aquecimento a 170°C solidifica tudo ao fim de 2 horas. Em geral, nada, ou mesmo parte, solidifica após 30 minutos, razão pela qual continuo a reação mesmo após 30 minutos. No entanto, ainda não domino completamente esta síntese, e é por isso que a vossa ajuda para a otimizar é muito bem-vinda.
Eis como a faço normalmente:
g de ácido heliónico * 1,5 = Quantidade de ureia, g de ácido * 0,4 = Quantidade de ácido bórico.
Isto faz com que haja um grande excesso molar de ureia, e estou a pensar em reduzi-lo eventualmente quando estiver a obter bons rendimentos seguindo o procedimento da publicação.
De seguida, coloquei os 3 num copo com um agitador magnético e aqueci a 170°C. Quando tudo tiver solidificado, ou 3/4 (cerca de 2 horas), deixo voltar à temperatura ambiente, depois adiciono cerca de 10mL-20mL de uma solução de amoníaco a 15% e 100mL-200mL de água. Depois, aqueço a mistura até se dissolver e deixo-a voltar à temperatura ambiente para precipitar a amida, que não é muito solúvel quando está fria. E é aqui que tenho um grande problema no Work-up. A amida não quer precipitar e tenho de evaporar a maior parte da água adicionada, mas solidifica tudo de uma vez. A utilização de etanol não é melhor. E sempre que tenho de fazer a amida precipitar, recristalizo-a várias vezes em água e etanol, e só por vezes é que ela aceita precipitar como um sólido e não como óleo. Penso que isto se deve ao facto de as impurezas baixarem enormemente o ponto de fusão da amida. De facto, o sólido castanho fundiu-se a cerca de 70°C. Uma vez purificado, o sólido branco com aproximadamente a mesma massa fundiu-se a 123°C. Penso que esta é uma parte da razão para o óleo ao recristalizar em etanol/água quente.
Em "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture", está escrito:
" Descobrimos que as condições óptimas para a pirólise da mistura amida-ácido carboxílico são 160-180°C durante 10-30 minutos. O aquecimento prolongado pode causar a formação de quantidades substanciais de alcatrão, enquanto que o aquecimento por um curto período de tempo dá origem a uma reação incopleta. "
Mas tive quase os mesmos problemas com o Work Up, fazendo a reação durante apenas 30 minutos, e nem tudo solidificou.
Outro procedimento envolve o aquecimento de 1 mole de ácido carboxílico com 0,5 moles de ureia a 160°C durante 4 horas. Não o experimentei, mas dá um produto bastante puro de acordo com a patente, embora os rendimentos sejam apenas de 50%. " UNITED STATES 2,109,941 PATENT OFFICE 2,109,94. PREPARAÇÃO DE AMIDAS "
Já vi pessoas a extrair amidas utilizando uma mistura de nafta em ebulição e acetato de etilo. Isto pode ser interessante, mas o meu objetivo é utilizar o mínimo de solvente orgânico possível. Não experimentei, porque não tenho acetato de etilo à mão neste momento.
Se aquecer durante tempo suficiente (180°C), a amida começará a sublimar, formando belos cristais brancos e longos. Infelizmente, isto demora muito tempo, e só obtive 400 mg de cristais após 11 horas.
Dei uma vista de olhos à forma como as pessoas fizeram benzamida a partir do ácido benzoico, e não difere muito da minha, mas funciona muito bem para a benzamida. Há vários vídeos no youtube se quiserem dar uma vista de olhos.
Portanto, penso que a reação funciona bem, mas há espaço para melhorias em termos do número de moles de ureia utilizados. No entanto, o trabalho precisa mesmo de ser melhorado. A que é dada na publicação não funciona, mesmo quando se utiliza ácido puro.
Mistura de reação depois de solidificada:
Pó de amida branco:
Amida recristalizada:
Amida sublimada:
Terceira etapa, base livre de MDA
É aqui que tenho um problema: os meus rendimentos são inexistentes.
Segui o procedimento TCCA da publicação "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
synthesised from helional" e não resultou. Tenho a certeza da minha amida. Também tentei fazer a reação a 18ºC porque aparentemente a cloroamida forma-se muito lentamente a 0ºC. Também não funcionou. Então titulei lixívia sem aditivos e usei-a para o meu Hofmann e não obtive nada depois de todo o trabalho.
Quando sintetizei usando TCCA a 0°C, a solução tornou-se laranja depois de aquecida a 75°C. Havia um cheiro caraterístico, independentemente da via de síntese que eu tomava, mas acabava sempre sem nada.
Mais estranho ainda, há uma libertação de CO2, mas nada depois. Tenho a certeza de que não há contaminação com ureia, por isso não se está a formar hidrazina. Deixei a reação decorrer durante uma semana à temperatura ambiente e veremos se obtenho alguma coisa.
Talvez seja absolutamente necessário um co-solvente como o etanol. No entanto, muitas pessoas tiveram sucesso sem ele, mas dizem que precisam de etanol como co-solvente quando usam TCCA. (Forma-se um derivado de carbamato, mas este hidrolisa-se posteriormente em MDA)
Da publicação :
Síntese com ácido tricloroisocianúrico. α-Metil-1,3-benzo
dioxole-5-propanamida (0,4 g, 1,92 mmol) foi dissolvido em água
(14 mL), adicionou-se NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) gota a gota e agitou-se
durante 15 min no gelo a 0 ◦ C. Ácido Tricloroisocianúrico (149,9 mg,
0,65 μmol) foi adicionado, e a mistura de reação foi deixada no gelo a 0 ◦ C
por mais 1 h. A mistura de reação foi então levada à sala
temperatura ambiente, depois a 75 ◦C e mantida durante 30 min. A mistura de reação foi
vertida para uma ampola de decantação e extraída com diclorometano
(3 × 30 mL). A camada orgânica foi lavada com água desionizada
(25 mL) e salmoura (25 mL), seca sobre sulfato de sódio anidro e
filtrada sob vácuo. As camadas orgânicas foram combinadas e o solvente
foi removido utilizando o evaporador rotativo. Quando sintetizado a partir de
α-metil-1,3-benzodioxole-5-propanamida em bruto, o produto final foi um
solo castanho-escuro (270,3 - 382,2 mg). Quando sintetizado a partir de
α-metil-1,3-benzodioxole-5-propanamida purificada, o produto final foi um
óleo castanho transparente (286,4 - 351,5 mg)
Síntese com hipoclorito de sódio. A α-metil-1,3-
benzodioxole-5-propanamida purificada (0,4 g, 1,92 mmol) dissolvida em água
(14 mL), adicionou-se NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) gota a gota e agitou-se
durante 15 min no gelo a 0 ◦ C. Solução de hipoclorito de sódio (6,4 mL,
94,3 mmol) foi adicionada, e a mistura de reação foi deixada no gelo a 0 ◦ C
durante mais 1 h. A mistura de reação foi então levada à temperatura ambiente
temperatura ambiente e depois a 75 ◦ C e mantida durante 30 min. A mistura de reação foi
vertida para uma ampola de decantação e extraída com diclorometano
(3 × 30 mL). A camada orgânica foi então lavada com água desionizada
(25 mL) e salmoura (25 mL), seca sobre sulfato de sódio anidro e
filtrada sob vácuo. As camadas orgânicas foram combinadas e o solvente
foi removido usando o evaporador rotativo. O produto final foi um solo preto-
castanha (248,1 - 293,3 mg).
Para o trabalho, tentei extrair com nafta ou DCM, e gaseificar com HCl, ou triturar com HCl aquoso e evaporar a fase aquosa. Em ambos os casos não obtive nada. Se alguém já fez esta reação, gostaria de saber a vossa opinião.
Portanto, os dois grandes problemas que estou a ter neste momento são o trabalho do segundo passo e a terceira reação. No entanto, penso que esta síntese é muito optimizável.
É por isso que espero que a possamos melhorar juntos.
Não hesitem em apontar os meus erros e em partilhar as vossas experiências se já fizeram esta síntese.
Se quiser ver por si próprio, aqui estão todas as fontes que utilizei durante a minha investigação:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* e Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Análise dos produtos de pirólise da ureia a 132,5-190 °C"
" Formação direta de amidas entre ácidos carboxílicos e aminas: Mecanismo e desenvolvimento de novas soluções catalíticas" (CHARVILLE, HAYLEY)
"SÍNTESE DE AMIDAS SEM SOLVENTES - UMA NOVA TÉCNICA" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"ESCRITÓRIO DE PATENTES DOS ESTADOS UNIDOS 2,109,9412,109,94.PREPARAÇÃO DE AMIDAS"
"Oxidação fácil de aldeídos em ácidos e ésteres com oxona" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist e Babak Borhan)
"Oxidação de Aldeídos com Oxone ® em Acetona Aquosa" (Kevin S. Webb e Stephen J. Ruszkay)
"Rendimentos do rearranjo de Hofmann" The Vespiary
"Resultados da conversão simples e simples de aldeídos em ácidos" The Vespiary
"Uma síntese laboratorial clandestina invulgar de 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Análise de impurezas do MDA sintetizado a partir de compostos sem restrições" (Katherine Cooper)
"Fracionamento de isótopos durante a síntese de MDMA.HCl a partir de helional" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Perfil de impurezas orgânicas da 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA) sintetizada a partir de helional" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Existem muitas outras fontes, mas não são relevantes para o caso. Se não conseguir encontrar as publicações, posso fornecer-lhe os DOIs.
Todos os reagentes que vou utilizar podem provavelmente ser encontrados em qualquer loja de ferragens, exceto o helional, que pode ser comprado facilmente em muitos sites diferentes, uma vez que não é um precursor monitorizado. Creio que até pode ser comprado na amazon como flagrante.
A ideia desta síntese é converter o helional (cas:1205-17-0) em ácido heliónico (cas:77269-66-0, ácido 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-il)-2-metilpropanóico), depois converter este último em helionamida (cas:858215-05-1, alfa-Metil-1,3-benzodioxole-5-propanamida) e, finalmente, realizar um rearranjo de Hofmann para obter MDA freebase.
As vantagens desta síntese são o facto de ser OTC, não necessitar de hidroxilamina e utilizar produtos de baixa toxicidade e baixo custo. Além disso, o problema frequentemente encontrado na outra forma de fazer as coisas é aumentar a escala do rearranjo de Beckmann, que muitas vezes resulta num óleo que é complicado de purificar em maior escala. (com base nas minhas experiências e no que li)
Este vai ser um post muito longo porque vou tentar abordar tudo ao pormenor, de modo a que, se tiver uma pergunta ou um problema, provavelmente encontrará uma solução neste post.
Prefiro avisar que, pessoalmente, estou preso no último passo por alguma razão, mas que é totalmente possível conseguir obter o produto final com bom rendimento em teoria, e de acordo com os muitos posts de pessoas bem sucedidas.
Primeiro passo, oxidação do helional em ácido heliónico:
61,5g de helional são misturados com 216mL de acetona e 80g de NaHCO3 com agitação num copo de 1L. (Dica: adicionar NaHCO3 em último lugar e pouco a pouco, para não bloquear o agitador magnético). Em seguida, adicionar gradualmente uma solução de oxona (110,8g de oxona em cerca de 450mL de água) com agitação. Pode fazê-lo gota a gota, utilizando um funil de decantação ou copo a copo. Como a reação é exotérmica, pode provocar a ebulição da acetona. Se ficar demasiado quente, pare de adicionar a oxona e deixe a reação voltar à temperatura ambiente. Podes usar um banho de gelo durante a adição, mas fazê-lo à temperatura ambiente funciona igualmente bem se tiveres cuidado.
Normalmente, termino de adicionar a solução de oxona após 1 hora. Depois deixo reagir durante cerca de 2h-3h. Através de TLC, consegui determinar que tudo tinha reagido após 3h.
Após 3 horas, acidificar a solução com HCl para precipitar o ácido (os sais brancos no fundo do copo não são o nosso produto, mas sais de potássio da oxona). Adicionar até que nada precipite (cerca de pH 1-2). Tenha cuidado, uma vez que uma parte do NaHCO3 não reagido permanecerá, libertando CO2. Na maioria dos casos, nada precipita, exceto um "óleo" laranja que sobe à superfície do resto da solução. É o nosso produto que acaba por solidificar. Para o forçar a solidificar, pode colocá-lo no frigorífico durante algumas horas, mas isso não funciona sempre. O melhor método que encontrei é colocar o copo no congelador até que tudo se solidifique e depois deixá-lo atingir a temperatura ambiente. O que fica sólido é o nosso produto com sais de sulfato de potássio.
Filtre para recuperar o sólido amarelo contaminado com sais de potássio, depois coloque o sólido em pó num copo com 400mL a 500mL de água agitada. Isto irá solubilizar toda a contaminação por sais de potássio. Depois, basta filtrar para obter o sólido amarelo
Pode manter o ácido heliónico desta forma, mas aconselho-o vivamente a efetuar, pelo menos, uma purificação ácido-base, caso contrário a etapa de purificação da amida será (ainda) mais complicada. Para o fazer, prepare uma solução de NaOH (aproximadamente 13g em 150mL de água). Espere que a solução arrefeça antes de adicionar o ácido, um pouco de cada vez. Se a solução aquecer demasiado, obterá um ácido castanho-escuro em vez de um branco/castanho-claro. Em seguida, lave a fase aquosa (que contém a base conjugada do ácido heliónico) com éter ou DCM (dá os melhores resultados). Se estes solventes não estiverem disponíveis, pode utilizar-se nafta ou qualquer outro solvente apolar. Em seguida, recuperar a fase aquosa e acidificá-la com HCl. O ácido precipitará. Se a solução se tornar branca, mas não se observar qualquer precipitado, utilize a mesma técnica que a anterior (o congelador). Em geral, no entanto, basta colocar o copo no frigorífico. Depois, filtre e tem o seu ácido.
Pode recristalizar em água ou etanol para obter um ácido verdadeiramente puro, formando belos cristais brancos, mas isto é um pouco aborrecido porque o ácido não é muito solúvel em água quente (cerca de 10g/L a 90°C, diria eu), e esta purificação básica do ácido é suficiente para obter resultados decentes mais tarde.
O ponto de fusão do ácido heliónico puro é de cerca de 77°C. Rendimento : 80 %-90 %
Notas sobre a síntese :
-Quando se acidifica a solução, em vez de formar um "óleo", o ácido pode tornar a solução branca sem precipitar, pelo que basta congelar a solução como habitualmente.
- A mistura reacional fica amarela quando se adiciona a oxona e depois laranja/castanha. Isto é normal e deve-se ao facto de o ácido formado/impurezas mudarem de cor de acordo com o pH.
-Experimentei água desmineralizada, água da torneira e água destilada, e não pareceu fazer qualquer diferença na reação (pensei que os iões da água da torneira destruiriam a oxona, mas não foi esse o caso).
- Adicionar sempre NaHCO3 em excesso, como recomendado na minha síntese. Se o pH se tornar ácido quando a oxona ainda não reagiu toda, corre o risco de formar TATP instável e explosivo. Mas não tenhas medo disso: se seguires tudo à risca, não terás problemas.
- A oxona é de facto um sal triplo: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. A espécie de interesse aqui é o KHSO5. Por isso, temos de ter isto em conta quando calculamos os moles de oxona de que precisamos (o que foi feito aqui).
O -NaHCO3 evitará que o pH se torne ácido. Reagirá com a acidez da oxona e com o ácido heliónico formado, convertendo-o na sua base conjugada. O NaHCO3 é também uma base muito fraca, o que garante que o pH não é demasiado básico. Em pH básico, a oxona não é estável (pH=9, o pH em que a oxona é menos estável).
-A oxona pode ser comprada na secção de piscinas das lojas de ferragens. Ver a lista de composição do produto.
-A síntese é facilmente escalável, mas eu recomendaria um balde de água fria para arrefecer corretamente o Rm em grande escala.
-Experimentei o etanol como solvente três vezes, e parece formar o éster etílico do ácido heliónico e outros produtos, dependendo do pH. Não investiguei mais a fundo, por isso não posso dizer mais. Mas talvez possamos formar a amida a partir deste éster, de forma mais simples do que o meu método atual (ureia + ácido bórico + ácido heliónico).
Ácido amarelo impuro:
Ácido recristalizado
Segunda etapa, síntese de helionamida
Tentei de duas maneiras: Primeiro converti o ácido heliónico no seu correspondente sal de amónio e depois aqueci-o. Foi um fracasso.
A segunda forma funcionou, embora a preparação desta reação seja um pesadelo, e penso que pode ser facilmente melhorada se tiverem alguma ideia.
Segui o procedimento da publicação "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
Basicamente, trituram durante 5min-10min uma mistura de ureia, ácido carboxílico, ácido bórico e, em seguida, aquecem o conjunto durante 15min-30min num copo a 160°C-180°C. Sabe-se que a reação está terminada quando se torna sólida (a ureia, o ácido heliónico e o ácido bórico fundem a 180°C).
O que é estranho, porque a helionamida funde a 123°C. Suponho que isto se deve às ligações de hidrogénio que as amidas podem formar. Verá que forma mais um gel do que um sólido. Penso que a trituração não é realmente necessária, uma vez que tudo se funde a 180°C. No entanto, se aquecer até cerca de 160°C-170°C, suponho que seja aconselhável, uma vez que o ácido bórico funde a 171°C. A trituração da mistura provoca uma diminuição do ponto de fusão. O ácido bórico não é necessário, mas é recomendado porque melhora muito o rendimento.
Experimentei aquecer durante 4 horas e durante 11 horas a 180°C com agitação, sem ácido bórico, e obtive rendimentos que variaram entre 22% e 50%. Mas o trabalho foi um horror, porque quanto mais tempo se espera, mais a ureia forma todo o tipo de produtos de condensação.
No meu caso, a mistura só solidificou parcialmente após cerca de 1h30 a 180°C com agitação. No entanto, descobri (talvez por acaso) que o aquecimento a 170°C solidifica tudo ao fim de 2 horas. Em geral, nada, ou mesmo parte, solidifica após 30 minutos, razão pela qual continuo a reação mesmo após 30 minutos. No entanto, ainda não domino completamente esta síntese, e é por isso que a vossa ajuda para a otimizar é muito bem-vinda.
Eis como a faço normalmente:
g de ácido heliónico * 1,5 = Quantidade de ureia, g de ácido * 0,4 = Quantidade de ácido bórico.
Isto faz com que haja um grande excesso molar de ureia, e estou a pensar em reduzi-lo eventualmente quando estiver a obter bons rendimentos seguindo o procedimento da publicação.
De seguida, coloquei os 3 num copo com um agitador magnético e aqueci a 170°C. Quando tudo tiver solidificado, ou 3/4 (cerca de 2 horas), deixo voltar à temperatura ambiente, depois adiciono cerca de 10mL-20mL de uma solução de amoníaco a 15% e 100mL-200mL de água. Depois, aqueço a mistura até se dissolver e deixo-a voltar à temperatura ambiente para precipitar a amida, que não é muito solúvel quando está fria. E é aqui que tenho um grande problema no Work-up. A amida não quer precipitar e tenho de evaporar a maior parte da água adicionada, mas solidifica tudo de uma vez. A utilização de etanol não é melhor. E sempre que tenho de fazer a amida precipitar, recristalizo-a várias vezes em água e etanol, e só por vezes é que ela aceita precipitar como um sólido e não como óleo. Penso que isto se deve ao facto de as impurezas baixarem enormemente o ponto de fusão da amida. De facto, o sólido castanho fundiu-se a cerca de 70°C. Uma vez purificado, o sólido branco com aproximadamente a mesma massa fundiu-se a 123°C. Penso que esta é uma parte da razão para o óleo ao recristalizar em etanol/água quente.
Em "A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture", está escrito:
" Descobrimos que as condições óptimas para a pirólise da mistura amida-ácido carboxílico são 160-180°C durante 10-30 minutos. O aquecimento prolongado pode causar a formação de quantidades substanciais de alcatrão, enquanto que o aquecimento por um curto período de tempo dá origem a uma reação incopleta. "
Mas tive quase os mesmos problemas com o Work Up, fazendo a reação durante apenas 30 minutos, e nem tudo solidificou.
Outro procedimento envolve o aquecimento de 1 mole de ácido carboxílico com 0,5 moles de ureia a 160°C durante 4 horas. Não o experimentei, mas dá um produto bastante puro de acordo com a patente, embora os rendimentos sejam apenas de 50%. " UNITED STATES 2,109,941 PATENT OFFICE 2,109,94. PREPARAÇÃO DE AMIDAS "
Já vi pessoas a extrair amidas utilizando uma mistura de nafta em ebulição e acetato de etilo. Isto pode ser interessante, mas o meu objetivo é utilizar o mínimo de solvente orgânico possível. Não experimentei, porque não tenho acetato de etilo à mão neste momento.
Se aquecer durante tempo suficiente (180°C), a amida começará a sublimar, formando belos cristais brancos e longos. Infelizmente, isto demora muito tempo, e só obtive 400 mg de cristais após 11 horas.
Dei uma vista de olhos à forma como as pessoas fizeram benzamida a partir do ácido benzoico, e não difere muito da minha, mas funciona muito bem para a benzamida. Há vários vídeos no youtube se quiserem dar uma vista de olhos.
Portanto, penso que a reação funciona bem, mas há espaço para melhorias em termos do número de moles de ureia utilizados. No entanto, o trabalho precisa mesmo de ser melhorado. A que é dada na publicação não funciona, mesmo quando se utiliza ácido puro.
Mistura de reação depois de solidificada:
Pó de amida branco:
Amida recristalizada:
Amida sublimada:
Terceira etapa, base livre de MDA
É aqui que tenho um problema: os meus rendimentos são inexistentes.
Segui o procedimento TCCA da publicação "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
synthesised from helional" e não resultou. Tenho a certeza da minha amida. Também tentei fazer a reação a 18ºC porque aparentemente a cloroamida forma-se muito lentamente a 0ºC. Também não funcionou. Então titulei lixívia sem aditivos e usei-a para o meu Hofmann e não obtive nada depois de todo o trabalho.
Quando sintetizei usando TCCA a 0°C, a solução tornou-se laranja depois de aquecida a 75°C. Havia um cheiro caraterístico, independentemente da via de síntese que eu tomava, mas acabava sempre sem nada.
Mais estranho ainda, há uma libertação de CO2, mas nada depois. Tenho a certeza de que não há contaminação com ureia, por isso não se está a formar hidrazina. Deixei a reação decorrer durante uma semana à temperatura ambiente e veremos se obtenho alguma coisa.
Talvez seja absolutamente necessário um co-solvente como o etanol. No entanto, muitas pessoas tiveram sucesso sem ele, mas dizem que precisam de etanol como co-solvente quando usam TCCA. (Forma-se um derivado de carbamato, mas este hidrolisa-se posteriormente em MDA)
Da publicação :
Síntese com ácido tricloroisocianúrico. α-Metil-1,3-benzo
dioxole-5-propanamida (0,4 g, 1,92 mmol) foi dissolvido em água
(14 mL), adicionou-se NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) gota a gota e agitou-se
durante 15 min no gelo a 0 ◦ C. Ácido Tricloroisocianúrico (149,9 mg,
0,65 μmol) foi adicionado, e a mistura de reação foi deixada no gelo a 0 ◦ C
por mais 1 h. A mistura de reação foi então levada à sala
temperatura ambiente, depois a 75 ◦C e mantida durante 30 min. A mistura de reação foi
vertida para uma ampola de decantação e extraída com diclorometano
(3 × 30 mL). A camada orgânica foi lavada com água desionizada
(25 mL) e salmoura (25 mL), seca sobre sulfato de sódio anidro e
filtrada sob vácuo. As camadas orgânicas foram combinadas e o solvente
foi removido utilizando o evaporador rotativo. Quando sintetizado a partir de
α-metil-1,3-benzodioxole-5-propanamida em bruto, o produto final foi um
solo castanho-escuro (270,3 - 382,2 mg). Quando sintetizado a partir de
α-metil-1,3-benzodioxole-5-propanamida purificada, o produto final foi um
óleo castanho transparente (286,4 - 351,5 mg)
Síntese com hipoclorito de sódio. A α-metil-1,3-
benzodioxole-5-propanamida purificada (0,4 g, 1,92 mmol) dissolvida em água
(14 mL), adicionou-se NaOH (1,45 mL, 10,61 mmol) gota a gota e agitou-se
durante 15 min no gelo a 0 ◦ C. Solução de hipoclorito de sódio (6,4 mL,
94,3 mmol) foi adicionada, e a mistura de reação foi deixada no gelo a 0 ◦ C
durante mais 1 h. A mistura de reação foi então levada à temperatura ambiente
temperatura ambiente e depois a 75 ◦ C e mantida durante 30 min. A mistura de reação foi
vertida para uma ampola de decantação e extraída com diclorometano
(3 × 30 mL). A camada orgânica foi então lavada com água desionizada
(25 mL) e salmoura (25 mL), seca sobre sulfato de sódio anidro e
filtrada sob vácuo. As camadas orgânicas foram combinadas e o solvente
foi removido usando o evaporador rotativo. O produto final foi um solo preto-
castanha (248,1 - 293,3 mg).
Para o trabalho, tentei extrair com nafta ou DCM, e gaseificar com HCl, ou triturar com HCl aquoso e evaporar a fase aquosa. Em ambos os casos não obtive nada. Se alguém já fez esta reação, gostaria de saber a vossa opinião.
Portanto, os dois grandes problemas que estou a ter neste momento são o trabalho do segundo passo e a terceira reação. No entanto, penso que esta síntese é muito optimizável.
É por isso que espero que a possamos melhorar juntos.
Não hesitem em apontar os meus erros e em partilhar as vossas experiências se já fizeram esta síntese.
Se quiser ver por si próprio, aqui estão todas as fontes que utilizei durante a minha investigação:
"A Simple Preparation of Amides from Acids and Amines by Heating of their Mixture" (Branko S. Jursic* e Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Análise dos produtos de pirólise da ureia a 132,5-190 °C"
" Formação direta de amidas entre ácidos carboxílicos e aminas: Mecanismo e desenvolvimento de novas soluções catalíticas" (CHARVILLE, HAYLEY)
"SÍNTESE DE AMIDAS SEM SOLVENTES - UMA NOVA TÉCNICA" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"ESCRITÓRIO DE PATENTES DOS ESTADOS UNIDOS 2,109,9412,109,94.PREPARAÇÃO DE AMIDAS"
"Oxidação fácil de aldeídos em ácidos e ésteres com oxona" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist e Babak Borhan)
"Oxidação de Aldeídos com Oxone ® em Acetona Aquosa" (Kevin S. Webb e Stephen J. Ruszkay)
"Rendimentos do rearranjo de Hofmann" The Vespiary
"Resultados da conversão simples e simples de aldeídos em ácidos" The Vespiary
"Uma síntese laboratorial clandestina invulgar de 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Análise de impurezas do MDA sintetizado a partir de compostos sem restrições" (Katherine Cooper)
"Fracionamento de isótopos durante a síntese de MDMA.HCl a partir de helional" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Perfil de impurezas orgânicas da 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA) sintetizada a partir de helional" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Existem muitas outras fontes, mas não são relevantes para o caso. Se não conseguir encontrar as publicações, posso fornecer-lhe os DOIs.