Введение
Этот синтез является хорошим вариантом в том случае, если у вас нет фенилацетона для дальнейшего синтеза амфетамина или метамфетамина. Глицидат БМК может быть легко превращен в P2P путем гидролиза. Эта реакция имеет ряд плюсов и минусов. Главный минус в том, что реакция очень чувствительна к воде. Вы должны использовать абсолютно сухую стеклянную посуду и реактивы. Убедитесь, что ваши реактивы были высушены и очищены перед синтезом. Следы воды снижают выход продукта. Также стоит проводить эту реакцию в инертной атмосфере (N2), чтобы увеличить выход. Есть и преимущества: достаточно высокий выход, короткое время реакции. Кроме того, реакция не требует растворителей.
Оборудование и стеклянная посуда.
- Реактор периодического действия (или колба) объемом 2 л с рефлюкс-конденсатором, верхней мешалкой и водяной рубашкой (водяной баней) в комплекте;
- Подставка для реторты и зажим для крепления аппарата;
- Капельная воронка объемом 1 л;
- Обычная воронка;
- Термометр лабораторный (до -10 - 100 °С);
- Стеклянная палочка;
- Силиконовые шланги;
- Мерный цилиндр на 1 л;
- Источник вакуума;
- Лабораторные весы (подходят 1-200 г);
- Баня с холодной водой для рефлюкс-конденсатора и водяной насос (в случае отсутствия холодильника);
- Колба Бюхнера и воронка;
- 2 л; 1 л x2; 500 мл x2 мензурки;
- Пластиковая ложка или шпатель;
- Морозильная камера;
- Охладитель с циркуляционным насосом (опционально);
- Посуда Pyrex для продуктов (или другие контейнеры);
Реактивы.
- Бензальдегид 200 г (cas 100-52-7).
- Метил 2-хлорпропионат 350 г (кас 17639-93-9).
- Сульфат натрия безводный (Na2SO4).
- Гидроксид натрия (NaOH) 200 г или гидроксид калия (KOH) 265 г.
- Дистиллированная вода ~2 л.
- Этилат натрия 200 г (EtONa).
Синтез
Нуклеофильная реакция замещения между бензальдегидом и метил 2-хлорпропионатом.
Стеклянный реактор оснащен рубашкой, подключенной к циркуляционному насосу-холодильнику с установленной температурой охлаждающей жидкости 0°С. Если вы используете колбу или однослойный реактор, необходимо использовать водяную баню со льдом. Реакционная колба (реактор) должна быть абсолютно сухой внутри, без капель воды и конденсата.
1. Налейте 200 г бензальдегида в мензурку.
2. Добавьте метил 2-хлорпропионат 350 г. Смесь бензальдегида и метил 2-хлорпропионата перемешивают.
Примечание: Если реагенты свежие и хранятся в подходящих условиях, используйте их непосредственно, загрузив в реактор. Если нет, или в целях профилактики (чтобы убедиться), можно дополнительно высушить смесь бензальдегида и метил-2-хлорпропионата с помощью влагопоглотителя. В этом случае используется безводный сульфат натрия (Na2SO4).
3. Безводный Na2SO4 добавляют к смеси так, чтобы он полностью покрывал дно стакана (примерное количество). Смесь перемешивают.
Примечание: Na2SO4 собирает оставшуюся воду, образуя кристаллогидраты и оседая на дно сосуда без перемешивания. Адсорбция воды происходит довольно быстро. Визуально это выглядит как образование прозрачной смеси реагентов.
4. Отстоявшуюся, обезвоженную сульфатом натрия смесь декантируют в реакционный сосуд. Следите за тем, чтобы осадок (кристаллогидраты) не попал в реактор.
Примечание: Все образовавшиеся кристаллогидраты сульфата натрия и непрореагировавшие осадки сульфата натрия оседают на дно сосуда. Он декантируется довольно легко. Для уверенности можно использовать дополнительную фильтрацию или установить предварительный фильтр в воронке реактора.
5. Осадок кристаллогидратов сульфата натрия легко отделяется. Затем его утилизируют. Приготовьте этоксид натрия для добавления. Включите мешалку.
Примечание: Установите скорость перемешивания так, чтобы смесь хорошо перемешивалась, но в то же время не слишком сильно разбрызгивалась на стенки реактора (колбы).
6. Реакционную смесь (РМ) охлаждают до 0-10°С с помощью охлаждаемой рубашки реактора. Температура поддерживается на одном уровне и проверяется температурным щупом во время реакции. Температура измеряется погружным термометром. Можно использовать погружной термометр или ИК-термометр для колбы.
7. Водный раствор щелочи (гидроксида натрия или калия) готовят заранее. В мензурку насыпают 200 г гидроксида натрия (или 265 г гидроксида калия). Добавляют дистиллированную холодную воду 0,8-1 л. Смесь перемешивают до полного растворения NaOH. Раствор сильно нагревается. Затем раствор щелочи оставляют в холодном месте, чтобы смесь охладилась до комнатной температуры. После этого раствор щелочи можно поместить в холодильник.
8. Когда RM охладится до 0°С внутри реактора, начинается добавление сухого этилата натрия 200 г (EtONa). Добавление необходимо проводить небольшими порциями с перерывами, чтобы поддерживать температуру реакции ниже 10°С. Слишком быстрое добавление и большие порции EtONa могут привести к резкому нагреву смеси и даже кипению RM, выход реакции в этом случае будет снижен. EtONa необходимо дозировать пластиковой или силиконовой ложкой; металлическую ложку использовать нельзя.
Примечание: Можно использовать другие алкоголяты металлов, такие как метоксид натрия, трет-бутоксид калия, изопропоксид натрия и т.д. Кроме того, можно использовать гидрид натрия, амид натрия. RM нагревается и немного загустевает во время добавления EtONa, применяется внешнее охлаждение.
Смесь загустевает, цвет становится желтым, затем кирпично-красным и впоследствии коричневым. Температура должна постоянно поддерживаться в диапазоне 0-10°С. Чем больше добавляется этилата натрия, тем гуще становится смесь. Перемешивание поддерживается регулировкой скорости.
Примечание: Если реакция проводится в реакционной колбе на магнитной мешалке, то одного якоря может быть недостаточно. Следует использовать ручную или верхнюю мешалку.
9. RM перемешивают и поддерживают в диапазоне 0-10°С в течение 1 ч после полного добавления EtONa.
10. Затем внешнее охлаждение удаляют и перемешивают РМ при комнатной температуре в течение 12 ч.
Дополнительно: Как вариант, внешний постепенный нагрев устанавливают до 60°С. При использовании этого метода выход реакции будет снижен. На реактор устанавливается рефлюкс-конденсатор. RM перемешивают при 60°С еще 1 ч. Нагрев осуществляют с помощью рубашки реактора и термостата.
11. Через 1 ч внешний нагрев отключают. Смесь медленно охлаждают до комнатной температуры при постоянном перемешивании.
12. На реактор устанавливают капельную воронку с 1 л холодной дистиллированной воды. Воду добавляют по каплям при энергичном перемешивании. Густой РМ превращается в жидкость.
13. Мешалку выключают. РМ разделяется на два слоя. Верхний слой - метилглицидный эфир (метилглицидат БМК), нижний слой - вода с растворенными в ней ненужными реакционными солями. Нижний слой отбрасывается, верхний слой глицидного эфира используется в дальнейших реакциях.
14. БМК-глицидат метилового эфира остается в реакторе. Его можно подвергнуть вакуумной дистилляции для получения более чистого эфира, если вы хотите продать его в качестве продукта. Примерное количество эфира составляет около 400 г. Как вариант, эфир используется в следующей реакции для получения натриевой или калиевой соли глицидовой кислоты.
2. Добавьте метил 2-хлорпропионат 350 г. Смесь бензальдегида и метил 2-хлорпропионата перемешивают.
Примечание: Если реагенты свежие и хранятся в подходящих условиях, используйте их непосредственно, загрузив в реактор. Если нет, или в целях профилактики (чтобы убедиться), можно дополнительно высушить смесь бензальдегида и метил-2-хлорпропионата с помощью влагопоглотителя. В этом случае используется безводный сульфат натрия (Na2SO4).
3. Безводный Na2SO4 добавляют к смеси так, чтобы он полностью покрывал дно стакана (примерное количество). Смесь перемешивают.
Примечание: Na2SO4 собирает оставшуюся воду, образуя кристаллогидраты и оседая на дно сосуда без перемешивания. Адсорбция воды происходит довольно быстро. Визуально это выглядит как образование прозрачной смеси реагентов.
4. Отстоявшуюся, обезвоженную сульфатом натрия смесь декантируют в реакционный сосуд. Следите за тем, чтобы осадок (кристаллогидраты) не попал в реактор.
Примечание: Все образовавшиеся кристаллогидраты сульфата натрия и непрореагировавшие осадки сульфата натрия оседают на дно сосуда. Он декантируется довольно легко. Для уверенности можно использовать дополнительную фильтрацию или установить предварительный фильтр в воронке реактора.
5. Осадок кристаллогидратов сульфата натрия легко отделяется. Затем его утилизируют. Приготовьте этоксид натрия для добавления. Включите мешалку.
Примечание: Установите скорость перемешивания так, чтобы смесь хорошо перемешивалась, но в то же время не слишком сильно разбрызгивалась на стенки реактора (колбы).
6. Реакционную смесь (РМ) охлаждают до 0-10°С с помощью охлаждаемой рубашки реактора. Температура поддерживается на одном уровне и проверяется температурным щупом во время реакции. Температура измеряется погружным термометром. Можно использовать погружной термометр или ИК-термометр для колбы.
7. Водный раствор щелочи (гидроксида натрия или калия) готовят заранее. В мензурку насыпают 200 г гидроксида натрия (или 265 г гидроксида калия). Добавляют дистиллированную холодную воду 0,8-1 л. Смесь перемешивают до полного растворения NaOH. Раствор сильно нагревается. Затем раствор щелочи оставляют в холодном месте, чтобы смесь охладилась до комнатной температуры. После этого раствор щелочи можно поместить в холодильник.
8. Когда RM охладится до 0°С внутри реактора, начинается добавление сухого этилата натрия 200 г (EtONa). Добавление необходимо проводить небольшими порциями с перерывами, чтобы поддерживать температуру реакции ниже 10°С. Слишком быстрое добавление и большие порции EtONa могут привести к резкому нагреву смеси и даже кипению RM, выход реакции в этом случае будет снижен. EtONa необходимо дозировать пластиковой или силиконовой ложкой; металлическую ложку использовать нельзя.
Примечание: Можно использовать другие алкоголяты металлов, такие как метоксид натрия, трет-бутоксид калия, изопропоксид натрия и т.д. Кроме того, можно использовать гидрид натрия, амид натрия. RM нагревается и немного загустевает во время добавления EtONa, применяется внешнее охлаждение.
Смесь загустевает, цвет становится желтым, затем кирпично-красным и впоследствии коричневым. Температура должна постоянно поддерживаться в диапазоне 0-10°С. Чем больше добавляется этилата натрия, тем гуще становится смесь. Перемешивание поддерживается регулировкой скорости.
Примечание: Если реакция проводится в реакционной колбе на магнитной мешалке, то одного якоря может быть недостаточно. Следует использовать ручную или верхнюю мешалку.
9. RM перемешивают и поддерживают в диапазоне 0-10°С в течение 1 ч после полного добавления EtONa.
10. Затем внешнее охлаждение удаляют и перемешивают РМ при комнатной температуре в течение 12 ч.
Дополнительно: Как вариант, внешний постепенный нагрев устанавливают до 60°С. При использовании этого метода выход реакции будет снижен. На реактор устанавливается рефлюкс-конденсатор. RM перемешивают при 60°С еще 1 ч. Нагрев осуществляют с помощью рубашки реактора и термостата.
11. Через 1 ч внешний нагрев отключают. Смесь медленно охлаждают до комнатной температуры при постоянном перемешивании.
12. На реактор устанавливают капельную воронку с 1 л холодной дистиллированной воды. Воду добавляют по каплям при энергичном перемешивании. Густой РМ превращается в жидкость.
13. Мешалку выключают. РМ разделяется на два слоя. Верхний слой - метилглицидный эфир (метилглицидат БМК), нижний слой - вода с растворенными в ней ненужными реакционными солями. Нижний слой отбрасывается, верхний слой глицидного эфира используется в дальнейших реакциях.
14. БМК-глицидат метилового эфира остается в реакторе. Его можно подвергнуть вакуумной дистилляции для получения более чистого эфира, если вы хотите продать его в качестве продукта. Примерное количество эфира составляет около 400 г. Как вариант, эфир используется в следующей реакции для получения натриевой или калиевой соли глицидовой кислоты.
Щелочной гидролиз до глицидата натрия БМК
14. В капельную воронку наливают заранее приготовленный раствор щелочи. Включают мешалку. Начинается капельное добавление охлажденного водного раствора NaOH (или KOH) при комнатной температуре.
В нашем случае допускается саморазогрев смеси. После добавления щелочи термостат устанавливают на 60°С, чтобы ускорить процесс получения соли. Смесь перемешивают в течение 2 ч.
Примечание: Если вы хотите получить более высокий выход продукта, то добавляйте щелочной раствор при внешнем охлаждении. Далее РМ перемешивают еще 12 ч при комнатной температуре. При добавлении щелочи без охлаждения смесь довольно быстро загустевает (выпадает в осадок натриевая соль глицидной кислоты). Если смесь загустела слишком сильно, скорость перемешивания увеличивают.
Внимание! Метиловый спирт в этой реакции получается из метилглицидата БМК.
14. При нагревании смесь становится прозрачной. Полученная натриевая соль глицидной кислоты растворима в воде. Вскоре после этого реактор готовят к охлаждению для кристаллизации соли глицидной кислоты. В качестве варианта можно отключить термостат и постепенно охладить смесь до комнатной температуры.
При постепенном охлаждении смесь начинает кристаллизоваться. Она становится более мутной, глицидная соль выпадает в осадок, смесь загустевает. Получают смесь натриевой соли глицидной кислоты БМК.
14. Смесь фильтруют под вакуумом на колбе Бюхнера и воронке. Получен сухой продукт 300 г 79% выход (кас 5449-12-7).
В нашем случае допускается саморазогрев смеси. После добавления щелочи термостат устанавливают на 60°С, чтобы ускорить процесс получения соли. Смесь перемешивают в течение 2 ч.
Примечание: Если вы хотите получить более высокий выход продукта, то добавляйте щелочной раствор при внешнем охлаждении. Далее РМ перемешивают еще 12 ч при комнатной температуре. При добавлении щелочи без охлаждения смесь довольно быстро загустевает (выпадает в осадок натриевая соль глицидной кислоты). Если смесь загустела слишком сильно, скорость перемешивания увеличивают.
Внимание! Метиловый спирт в этой реакции получается из метилглицидата БМК.
14. При нагревании смесь становится прозрачной. Полученная натриевая соль глицидной кислоты растворима в воде. Вскоре после этого реактор готовят к охлаждению для кристаллизации соли глицидной кислоты. В качестве варианта можно отключить термостат и постепенно охладить смесь до комнатной температуры.
При постепенном охлаждении смесь начинает кристаллизоваться. Она становится более мутной, глицидная соль выпадает в осадок, смесь загустевает. Получают смесь натриевой соли глицидной кислоты БМК.
14. Смесь фильтруют под вакуумом на колбе Бюхнера и воронке. Получен сухой продукт 300 г 79% выход (кас 5449-12-7).
