Úvod
Táto syntéza je dobrou možnosťou v prípade, že máte nedostupný fenylacetón na ďalšiu syntézu amfetamínu alebo metamfetamínu. BMK glycidát sa dá ľahko premeniť na P2P hydrolýzou. Táto reakcia má určité výhody a nevýhody. Hlavnou nevýhodou je, že reakcia je veľmi citlivá na vodu. Musíte používať absolútne suché sklo a činidlá. Uistite sa, že vaše činidlá boli pred syntézou vysušené a prečistené. Stopy vody znižujú výťažok. Taktiež sa oplatí uskutočniť túto reakciu v inertnej atmosfére (N2), aby sa zvýšil jej výťažok. Výhodou je pomerne vysoký výťažok a krátky reakčný čas. Okrem toho reakcia nevyžaduje žiadne rozpúšťadlá.
Zariadenie a sklo.
- 2 l dávkový reaktor (alebo banka) so spätným chladičom, horným miešadlom a vodným plášťom (vodný kúpeľ) v zostave;
- Stojan na retortu a svorka na upevnenie prístroja;
- 1 L odkvapkávací lievik;
- Bežný lievik;
- laboratórny teplomer (do -10 - 100 °C);
- Sklenená tyčinka;
- Silikónové hadice;
- Odmerný valec na 1 l;
- Zdroj vákua;
- Laboratórne váhy (vhodné 1 - 200 g);
- Studený vodný kúpeľ pre spätný chladič a vodné čerpadlo (v prípade neprítomnosti chladiča);
- Buchnerova banka a lievik;
- 2 L; 1 L x2; 500 ml x2 kadičky;
- Plastová lyžica alebo špachtľa;
- Mraznička;
- Chladiace zariadenie s cirkulačným čerpadlom (voliteľné);
- Pyrexové nádoby na produkt (alebo iné nádoby);
Reagencie.
- Benzaldehyd 200 g (cas 100-52-7).
- Metyl 2-chlórpropionát 350 g (cas 17639-93-9).
- Bezvodý síran sodný (Na2SO4).
- Hydroxid sodný (NaOH) 200 g alebo hydroxid draselný (KOH) 265 g.
- Destilovaná voda ~2 l.
- etylén sodný 200 g (EtONa).
Syntéza
...
Substitučná nukleofilná reakcia medzi benzaldehydom a metyl 2-chlórpropionátom.
Sklenený reaktor je vybavený plášťom pripojeným k chladiacemu zariadeniu s cirkulačným čerpadlom s nastavenou teplotou chladiaceho média 0 °C. Ak použijete banku alebo jednovrstvový reaktor, musíte použiť chladiaci kúpeľ s ľadovou vodou. Reakčná banka (reaktor) musí byť vo vnútri dokonale suchá, bez kvapiek vody a kondenzátu.
1. Do kadičky nalejte 200 g benzaldehydu.
2. Pridajte metyl 2-chlórpionát 350 g. Zmes benzaldehydu a metyl 2-chlórpionátu sa mieša.
Poznámka: Ak sú činidlá čerstvé a skladované za vhodných podmienok, použite ich priamo vložením do reaktora. Ak nie alebo z preventívnych dôvodov (pre istotu) môžete zmes benzaldehydu a metyl 2-chlórpionátu dodatočne vysušiť pomocou vysúšadla. V tomto prípade sa používa bezvodý síran sodný (Na2SO4).
3. Bezvodý Na2SO4 sa pridá do zmesi tak, aby úplne pokryl sklenené dno (približné množstvo). Zmes sa premieša.
Poznámka: Na2SO4 zbiera zvyšnú vodu, vytvára kryštalické hydráty a usadzuje sa na dne nádoby bez miešania. K adsorpcii vody dochádza pomerne rýchlo. Vizuálne to vyzerá ako tvorba priehľadnej zmesi činidiel.
4. Usadená, síranom sodným dehydratovaná zmes sa dekantuje do reakčnej nádoby. Dbajte na to, aby sa sediment (kryštalické hydráty) nedostal do reaktora.
Poznámka: Všetky vytvorené kryštalické hydráty síranu sodného a nezreagované zrazeniny síranu sodného sa usadia na dne nádoby. Dekantuje sa pomerne ľahko. Pre istotu môžete použiť dodatočnú filtráciu alebo nainštalovať do lievika reaktora predfilter.
5. Zrazenina kryštalických hydrátov síranu sodného sa ľahko oddelí. Potom sa zlikviduje. Pripraví sa etoxid sodný na prídavok. zapne sa miešadlo.
Poznámka: Rýchlosť miešania nastavte tak, aby sa zmes dobre premiešala, ale zároveň sa príliš nerozstrekovala na steny reaktora (banky).
6. Zmes sa premieša tak, aby sa dobre rozmiešala. Reakčná zmes (RM) sa ochladí na 0-10 °C pomocou chladiaceho plášťa reaktora. Počas reakcie sa teplota udržiava na rovnakej úrovni a kontroluje sa teplotnou sondou. Teplota sa meria ponorením teplotnej sondy. Môže sa použiť ponorný teplomer alebo infračervený teplomer pre banku.
7. Vopred sa pripraví vodný roztok zásady (hydroxid sodný alebo draselný). Hydroxid sodný 200 g (alebo hydroxid draselný 265 g) sa naleje do kadičky. Pridá sa 0,8 - 1 l destilovanej studenej vody. Zmes sa mieša, kým sa NaOH úplne nerozpustí. Roztok sa veľmi zahreje. Potom sa alkalický roztok ponechá na chladnom mieste, aby sa zmes ochladila na izbovú teplotu. Potom sa alkalický roztok môže dať do chladničky.
8. Keď sa RM v reaktore ochladí na 0 °C, začne sa pridávať suchý etylén sodný 200 g (EtONa). Pridávanie sa musí vykonávať po malých dávkach s prestávkami, aby sa udržala reakčná teplota pod 10 °C. Príliš rýchle pridávanie a veľké dávky EtONa môžu spôsobiť prudké zahriatie zmesi a dokonca aj varu RM, výťažok reakcie sa v tomto prípade zníži. EtONa sa musí dávkovať plastovou alebo silikónovou lyžičkou; kovovú lyžičku nemožno použiť.
Poznámka: Môžu sa použiť aj iné alkoholáty kovov, napríklad metoxid sodný, terc-butoxid draselný, izopropoxid sodný atď. Okrem toho sa môže použiť aj hydrid sodný, amid sodný. RM sa počas pridávania EtONa zahrieva a trochu zahusťuje, používa sa vonkajšie chladenie.
Zmes sa zahusťuje, farba sa mení na žltú, potom na tehlovo červenú a následne na hnedú. Teplota sa musí vždy udržiavať v rozmedzí 0 - 10 °C. Čím viac etylénu sodného sa pridáva, tým je zmes hustejšia. Miešanie sa udržiava nastavením rýchlosti miešania.
Poznámka: Ak sa reakcia vykonáva v reakčnej banke na magnetickom miešadle, potom jedna kotva nemusí stačiť. Malo by sa použiť ručné miešadlo alebo horné miešadlo.
9. RM sa mieša a udržiava v rozsahu 0 - 10 °C počas 1 h po úplnom pridaní EtONa.
10. Potom sa odstráni vonkajšie chladenie a RM sa mieša pri izbovej teplote 12 h.
Voliteľné: Voliteľne sa nastaví externé postupné zahrievanie na 60°С. Pri tejto metóde sa zníži výťažok reakcie. Na reaktor sa nainštaluje spätný chladič. RM sa mieša pri teplote 60 °C počas ďalších 1 h. Ohrev sa vykonáva pomocou plášťa reaktora a termostatu.
11. Po 1 h sa vonkajší ohrev vypne. Zmes sa pomaly ochladzuje na izbovú teplotu za stáleho miešania.
12. Na reaktor sa nainštaluje odkvapkávací lievik s 1 l studenej destilovanej vody. Voda sa pridáva po kvapkách za intenzívneho miešania. Hustý RM sa zmení na kvapalinu.
13. Miešadlo sa vypne. RM sa rozdelí na dve vrstvy. Horná vrstva je metylglycidový ester (BMK metylglycidát), spodná vrstva je voda s nepotrebnými reakčnými soľami, ktoré sú v nej rozpustené. Spodná vrstva sa zlikviduje, vrchná vrstva glycidového esteru sa použije v ďalších reakciách.
14. V reaktore zostáva metylester BMK-glycidátu. Môže sa vákuovo destilovať, aby sa získal čistejší ester v prípade, že ho chcete predať ako produkt. Približné množstvo esteru je približne 400 g. Ako možnosť sa ester použije v ďalšej reakcii na získanie sodnej alebo draselnej soli kyseliny glycidovej.
2. Pridajte metyl 2-chlórpionát 350 g. Zmes benzaldehydu a metyl 2-chlórpionátu sa mieša.
Poznámka: Ak sú činidlá čerstvé a skladované za vhodných podmienok, použite ich priamo vložením do reaktora. Ak nie alebo z preventívnych dôvodov (pre istotu) môžete zmes benzaldehydu a metyl 2-chlórpionátu dodatočne vysušiť pomocou vysúšadla. V tomto prípade sa používa bezvodý síran sodný (Na2SO4).
3. Bezvodý Na2SO4 sa pridá do zmesi tak, aby úplne pokryl sklenené dno (približné množstvo). Zmes sa premieša.
Poznámka: Na2SO4 zbiera zvyšnú vodu, vytvára kryštalické hydráty a usadzuje sa na dne nádoby bez miešania. K adsorpcii vody dochádza pomerne rýchlo. Vizuálne to vyzerá ako tvorba priehľadnej zmesi činidiel.
4. Usadená, síranom sodným dehydratovaná zmes sa dekantuje do reakčnej nádoby. Dbajte na to, aby sa sediment (kryštalické hydráty) nedostal do reaktora.
Poznámka: Všetky vytvorené kryštalické hydráty síranu sodného a nezreagované zrazeniny síranu sodného sa usadia na dne nádoby. Dekantuje sa pomerne ľahko. Pre istotu môžete použiť dodatočnú filtráciu alebo nainštalovať do lievika reaktora predfilter.
5. Zrazenina kryštalických hydrátov síranu sodného sa ľahko oddelí. Potom sa zlikviduje. Pripraví sa etoxid sodný na prídavok. zapne sa miešadlo.
Poznámka: Rýchlosť miešania nastavte tak, aby sa zmes dobre premiešala, ale zároveň sa príliš nerozstrekovala na steny reaktora (banky).
6. Zmes sa premieša tak, aby sa dobre rozmiešala. Reakčná zmes (RM) sa ochladí na 0-10 °C pomocou chladiaceho plášťa reaktora. Počas reakcie sa teplota udržiava na rovnakej úrovni a kontroluje sa teplotnou sondou. Teplota sa meria ponorením teplotnej sondy. Môže sa použiť ponorný teplomer alebo infračervený teplomer pre banku.
7. Vopred sa pripraví vodný roztok zásady (hydroxid sodný alebo draselný). Hydroxid sodný 200 g (alebo hydroxid draselný 265 g) sa naleje do kadičky. Pridá sa 0,8 - 1 l destilovanej studenej vody. Zmes sa mieša, kým sa NaOH úplne nerozpustí. Roztok sa veľmi zahreje. Potom sa alkalický roztok ponechá na chladnom mieste, aby sa zmes ochladila na izbovú teplotu. Potom sa alkalický roztok môže dať do chladničky.
8. Keď sa RM v reaktore ochladí na 0 °C, začne sa pridávať suchý etylén sodný 200 g (EtONa). Pridávanie sa musí vykonávať po malých dávkach s prestávkami, aby sa udržala reakčná teplota pod 10 °C. Príliš rýchle pridávanie a veľké dávky EtONa môžu spôsobiť prudké zahriatie zmesi a dokonca aj varu RM, výťažok reakcie sa v tomto prípade zníži. EtONa sa musí dávkovať plastovou alebo silikónovou lyžičkou; kovovú lyžičku nemožno použiť.
Poznámka: Môžu sa použiť aj iné alkoholáty kovov, napríklad metoxid sodný, terc-butoxid draselný, izopropoxid sodný atď. Okrem toho sa môže použiť aj hydrid sodný, amid sodný. RM sa počas pridávania EtONa zahrieva a trochu zahusťuje, používa sa vonkajšie chladenie.
Zmes sa zahusťuje, farba sa mení na žltú, potom na tehlovo červenú a následne na hnedú. Teplota sa musí vždy udržiavať v rozmedzí 0 - 10 °C. Čím viac etylénu sodného sa pridáva, tým je zmes hustejšia. Miešanie sa udržiava nastavením rýchlosti miešania.
Poznámka: Ak sa reakcia vykonáva v reakčnej banke na magnetickom miešadle, potom jedna kotva nemusí stačiť. Malo by sa použiť ručné miešadlo alebo horné miešadlo.
9. RM sa mieša a udržiava v rozsahu 0 - 10 °C počas 1 h po úplnom pridaní EtONa.
10. Potom sa odstráni vonkajšie chladenie a RM sa mieša pri izbovej teplote 12 h.
Voliteľné: Voliteľne sa nastaví externé postupné zahrievanie na 60°С. Pri tejto metóde sa zníži výťažok reakcie. Na reaktor sa nainštaluje spätný chladič. RM sa mieša pri teplote 60 °C počas ďalších 1 h. Ohrev sa vykonáva pomocou plášťa reaktora a termostatu.
11. Po 1 h sa vonkajší ohrev vypne. Zmes sa pomaly ochladzuje na izbovú teplotu za stáleho miešania.
12. Na reaktor sa nainštaluje odkvapkávací lievik s 1 l studenej destilovanej vody. Voda sa pridáva po kvapkách za intenzívneho miešania. Hustý RM sa zmení na kvapalinu.
13. Miešadlo sa vypne. RM sa rozdelí na dve vrstvy. Horná vrstva je metylglycidový ester (BMK metylglycidát), spodná vrstva je voda s nepotrebnými reakčnými soľami, ktoré sú v nej rozpustené. Spodná vrstva sa zlikviduje, vrchná vrstva glycidového esteru sa použije v ďalších reakciách.
14. V reaktore zostáva metylester BMK-glycidátu. Môže sa vákuovo destilovať, aby sa získal čistejší ester v prípade, že ho chcete predať ako produkt. Približné množstvo esteru je približne 400 g. Ako možnosť sa ester použije v ďalšej reakcii na získanie sodnej alebo draselnej soli kyseliny glycidovej.
Alkalická hydrolýza na glycidát sodný BMK
14. Alkalický roztok, ktorý bol vopred pripravený, sa naleje do odkvapkávacieho lievika. Zapne sa miešadlo. Začne sa po kvapkách pridávať ochladený vodný roztok NaOH (alebo KOH) pri izbovej teplote.
V našom prípade je povolené samovoľné zahrievanie zmesi. Po prídavku zásady sa termostat nastaví na 60 °C, aby sa urýchlil proces získavania soli. Zmes sa mieša počas 2 hodín pridávania.
Poznámka: Ak chcete získať vyšší výťažok produktu, potom pridajte alkalický roztok s vonkajším chladením. Ďalej sa RM mieša ďalších 12 h pri izbovej teplote. Zmes sa počas alkalického prídavku bez chladenia pomerne rýchlo zahusťuje (zráža sa sodná soľ kyseliny glycidovej). V prípade, že zmes príliš zhustne, zvýši sa rýchlosť miešania.
Pozor! Pri tejto reakcii sa z metylglycidátu BMK získava metylalkohol.
14 . Zmes sa počas zahrievania zmení na priehľadnú. Vzniknutá sodná soľ kyseliny glycidovej je rozpustná vo vode. Krátko nato sa reaktor pripraví na chladenie, aby sa vykryštalizovala glycidová soľ. Voliteľne sa môže vypnúť termostat a zmes sa postupne ochladzuje na izbovú teplotu.
Zmes sa začne kryštalizovať počas postupného ochladzovania. Stáva sa viac zakalenou, glycidová soľ sa vyzráža, zmes sa zahustí. Získa sa zmes sodnej soli kyseliny glycidovej BMK.
14 . Zmes sa vákuovo prefiltruje na Buchnerovej banke a lieviku. Získa sa suchý produkt 300 g s výťažkom 79 % (cas 5449-12-7).
V našom prípade je povolené samovoľné zahrievanie zmesi. Po prídavku zásady sa termostat nastaví na 60 °C, aby sa urýchlil proces získavania soli. Zmes sa mieša počas 2 hodín pridávania.
Poznámka: Ak chcete získať vyšší výťažok produktu, potom pridajte alkalický roztok s vonkajším chladením. Ďalej sa RM mieša ďalších 12 h pri izbovej teplote. Zmes sa počas alkalického prídavku bez chladenia pomerne rýchlo zahusťuje (zráža sa sodná soľ kyseliny glycidovej). V prípade, že zmes príliš zhustne, zvýši sa rýchlosť miešania.
Pozor! Pri tejto reakcii sa z metylglycidátu BMK získava metylalkohol.
14 . Zmes sa počas zahrievania zmení na priehľadnú. Vzniknutá sodná soľ kyseliny glycidovej je rozpustná vo vode. Krátko nato sa reaktor pripraví na chladenie, aby sa vykryštalizovala glycidová soľ. Voliteľne sa môže vypnúť termostat a zmes sa postupne ochladzuje na izbovú teplotu.
Zmes sa začne kryštalizovať počas postupného ochladzovania. Stáva sa viac zakalenou, glycidová soľ sa vyzráža, zmes sa zahustí. Získa sa zmes sodnej soli kyseliny glycidovej BMK.
14 . Zmes sa vákuovo prefiltruje na Buchnerovej banke a lieviku. Získa sa suchý produkt 300 g s výťažkom 79 % (cas 5449-12-7).
