Úvod
O-demetylácia kodeínu za vzniku morfínu bola zaznamenaná s použitím rôznych činidiel vrátane propylmerkaptidu sodného v dimetylformamide a tribromidu bóru v chloroforme. Tieto metódy si vyžadujú značnú mieru chemických znalostí a vhodné laboratórne vybavenie. V domácich laboratóriách sa použila elementárna metóda založená na použití pyridínhydrochloridu. Toto činidlo zaviedli do opiátovej chémie Rapoport a Bonner a použili ho na premenu kodeínu na morfín Rapoport a i. Rapoport a Bonner uskutočnili reakciu pod dusíkom pri teplote 220 °C. Morfín je náchylný na rozklad alebo oxidačné reakcie pri zvýšených teplotách a dusíková atmosféra im zabraňuje alebo ich znižuje. Obmedzuje tiež prístup vlhkosti, čo znižuje výťažok. V tejto téme je plne opísaný postup, ktorý sa používa v domácich podzemných laboratóriách. Ďalšie pripomienky k metóde založené na štúdiách uskutočnených v tomto laboratóriu o príslušných reakciách sú zahrnuté v časti diskusia.
Vybavenie a sklenené nádoby.
- Buchnerov lievik a banka s objemom 500 ml;
- Oddeľovací lievik 500 ml a 1 l;
- kadičky 1000 ml x2; 500 ml x2; 100 ml x2;
- Sklenená tyčinka;
- Pyrexová miska 1 l;
- Vykurovacia doska;
- liehový horák;
- Varná skúmavka 10-20 ml x2;
- Svorka na varnú skúmavku;
- Gumový uzáver;
- Filtračný papier;
- Indikátorový papier pH;
- Aspirátor s vodným prúdom.
Reagencie.
- 2 g kodeínu;
- ~2 l destilovanej vody;
- ~100 g hydroxidu sodného (NaOH);
- ~70 ml chloroformu (CHCl3);
- 20 ml pyridínu;
- ~100 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej (HClaq);
Bod varu: 462 °C pri 760 mm Hg;
Bod topenia: 280,0 °C;
Molekulová hmotnosť: 335,83 g/mol;
Číslo CAS: 1422-07-7.
Postupy
Krok 1. Extrakcia kodeínu
Niekoľko balení tabliet, ktoré postačujú na získanie približne 2 g kodeínu, sa rozdrví a zmieša s vodou. Zmes sa prefiltruje pomocou filtračnej pumpy, Buchnerovho lievika a banky, aby sa odstránili látky viažuce tablety, riedidlá a iné pomocné látky. Vodný filtrát sa naleje do oddeľovacieho lievika a pridá sa roztok hydroxidu sodného, aby bol roztok silne alkalický. Potom sa extrahuje chloroformom (asi 50 ml). Chloroformová vrstva sa odsaje a odparí do sucha miernym zahrievaním (často na domácom sporáku) !bez PLAMEŇA! Vodná vrstva obsahujúca aspirín a paracetamol sa zlikviduje. Kodeínová báza sa získa ako biela kryštalická pevná látka na použitie v kroku 3.
. Alternatívna metóda extrakcie je opísaná v téme "Extrakcia kodeínu z voľnopredajných analgetík studenou vodou".
Krok 2. Príprava pyridínhydrochloridu
V 100 ml kadičke sa pyridín (20 ml) a koncentrovaná kyselina chlorovodíková (25 ml) silno zahrejú (na približne 190 °C), aby sa z nich vytlačila voda. Produkt sa rýchlo ochladí, aby sa vytvorila voskovitá biela pevná látka, ktorá sa skladuje v uzavretej nádobe v mrazničke, aby sa minimalizovalo pôsobenie vlhkosti a zabránilo rozkladu.Niekoľko balení tabliet, ktoré postačujú na získanie približne 2 g kodeínu, sa rozdrví a zmieša s vodou. Zmes sa prefiltruje pomocou filtračnej pumpy, Buchnerovho lievika a banky, aby sa odstránili látky viažuce tablety, riedidlá a iné pomocné látky. Vodný filtrát sa naleje do oddeľovacieho lievika a pridá sa roztok hydroxidu sodného, aby bol roztok silne alkalický. Potom sa extrahuje chloroformom (asi 50 ml). Chloroformová vrstva sa odsaje a odparí do sucha miernym zahrievaním (často na domácom sporáku) !bez PLAMEŇA! Vodná vrstva obsahujúca aspirín a paracetamol sa zlikviduje. Kodeínová báza sa získa ako biela kryštalická pevná látka na použitie v kroku 3.
. Alternatívna metóda extrakcie je opísaná v téme "Extrakcia kodeínu z voľnopredajných analgetík studenou vodou".
Krok 2. Príprava pyridínhydrochloridu
Transformácia kodeínu na morfín
Krok 3. Reakcia kodeínu a pyridínhydrochloridu
Reakcia sa uskutočňuje pomocou varnej skúmavky, ktorá sa pred použitím vysuší plameňom. Pyridínhydrochlorid (3,5 g) pripravený v kroku 2 sa potom zahrieva v skúmavke, kým sa neroztopí a nevyženie sa z neho zvyšná vlhkosť. Vzniknutá kondenzácia na vnútorných stenách skúmavky sa zotrie. Kodeínová báza (1,5 g) sa pridá do skúmavky, ktorá sa potom uzavrie gumovým uzáverom pokrytým filtračným papierom a zahrieva sa, kým sa zmes nezačne dymiť. V zahrievaní sa pokračuje, až kým sa v reakčnej tavenine neobjaví červenooranžové sfarbenie, ktoré sa stáva výrazne viskóznejším (6 - 12 min). Obsah varnej skúmavky sa potom preleje do 500 ml oddeľovacieho lievika a objem sa doplní vodou na 100 ml. Roztok hydroxidu sodného (10 %) sa pridáva, kým obsah oddeľovacieho lievika nie je silne zásaditý (pH 12). Pri pridávaní hydroxidu sodného sa obsah zmení na mliečno-hnedý a potom sa opäť stane číro-hnedým. Pridá sa chloroform (20 ml). Po extrakcii sa sivohnedá vrstva chloroformu buď zlikviduje, alebo sa odloží na neskoršie získanie kodeínu, ktorý obsahuje. Vodná vrstva sa preleje do 500 ml kadičky a pH sa opatrne upraví na pH 9 pomocou kyseliny chlorovodíkovej a úzkorozsahového indikátorového papierika. Roztok sa rýchlo prefiltruje pod odsávaním pomocou Buchnerovho lievika a 2 filtračných papierov, aby sa odstránil jemný tmavohnedý zvyšok obsahujúci nežiaduce vedľajšie produkty. Prefiltrovaný roztok sa potom naleje do čistej kadičky a zrážanie sa vyvolá intenzívnym trením steny kadičky "výsevnou tyčinkou" (sklenenou tyčinkou), pričom sa pH opatrne zníži na 8,5 pomocou ďalšej kyseliny chlorovodíkovej. V domácich laboratóriách sa často používa rozpoltený drevený kolíček na šaty. Produkt sa nechá usadiť najmenej 5 minút a potom sa odfiltruje vo vákuu. Produkt morfínu sa získava ako prášok, ktorého farba sa pohybuje od béžovej po tmavohnedú.
Reakcia sa uskutočňuje pomocou varnej skúmavky, ktorá sa pred použitím vysuší plameňom. Pyridínhydrochlorid (3,5 g) pripravený v kroku 2 sa potom zahrieva v skúmavke, kým sa neroztopí a nevyženie sa z neho zvyšná vlhkosť. Vzniknutá kondenzácia na vnútorných stenách skúmavky sa zotrie. Kodeínová báza (1,5 g) sa pridá do skúmavky, ktorá sa potom uzavrie gumovým uzáverom pokrytým filtračným papierom a zahrieva sa, kým sa zmes nezačne dymiť. V zahrievaní sa pokračuje, až kým sa v reakčnej tavenine neobjaví červenooranžové sfarbenie, ktoré sa stáva výrazne viskóznejším (6 - 12 min). Obsah varnej skúmavky sa potom preleje do 500 ml oddeľovacieho lievika a objem sa doplní vodou na 100 ml. Roztok hydroxidu sodného (10 %) sa pridáva, kým obsah oddeľovacieho lievika nie je silne zásaditý (pH 12). Pri pridávaní hydroxidu sodného sa obsah zmení na mliečno-hnedý a potom sa opäť stane číro-hnedým. Pridá sa chloroform (20 ml). Po extrakcii sa sivohnedá vrstva chloroformu buď zlikviduje, alebo sa odloží na neskoršie získanie kodeínu, ktorý obsahuje. Vodná vrstva sa preleje do 500 ml kadičky a pH sa opatrne upraví na pH 9 pomocou kyseliny chlorovodíkovej a úzkorozsahového indikátorového papierika. Roztok sa rýchlo prefiltruje pod odsávaním pomocou Buchnerovho lievika a 2 filtračných papierov, aby sa odstránil jemný tmavohnedý zvyšok obsahujúci nežiaduce vedľajšie produkty. Prefiltrovaný roztok sa potom naleje do čistej kadičky a zrážanie sa vyvolá intenzívnym trením steny kadičky "výsevnou tyčinkou" (sklenenou tyčinkou), pričom sa pH opatrne zníži na 8,5 pomocou ďalšej kyseliny chlorovodíkovej. V domácich laboratóriách sa často používa rozpoltený drevený kolíček na šaty. Produkt sa nechá usadiť najmenej 5 minút a potom sa odfiltruje vo vákuu. Produkt morfínu sa získava ako prášok, ktorého farba sa pohybuje od béžovej po tmavohnedú.
Výsledky a diskusia
Podrobnosti o postupePostup uvedený v experimentálnej časti bol v laboratóriách použitý mnohokrát. Sklenené nádoby a ostatné vybavenie potrebné na reakciu sú mimoriadne jednoduché a ľahko dostupné vo vedeckých dodávateľských firmách. Chloroform a pyridín sú dostupné v chemických dodávateľských firmách. Nedávne povedomie dodávateľských spoločností o význame požiadavky na malé množstvá týchto chemikálií viedlo k prísnejšiemu monitorovaniu objednávok. V mnohých laboratóriách bol pyridín nahradený surovou zmesou pikolínov (izoméry metylpyridínu) a iných substituovaných pyridínov.
Najbežnejším zdrojom tepla, ktorý sa nachádza v laboratóriách, boli malé horáky na metylovaný lieh. Tie poskytujú chladnejší plameň ako laboratórne Bunsenove horáky a umožňujú lepšiu kontrolu reakcie medzi kodeínom a pyridínhydrochloridom. V niekoľkých laboratóriách sa ohrev vykonával pomocou kuchynského oleja na domácom varnom prvku. V laboratórnych podmienkach sa reakcia uskutočňovala pomocou vyhrievaného pieskového kúpeľa. Použitie gumového závesu vo varnej trubici na vytvorenie uzavretej reakčnej nádoby je jednoduchým riešením problémov oxidácie a rozkladu morfínu pri zahrievaní a potreby minimalizovať prístup vlhkosti k reakčnej zmesi.
Výťažok produktu
Prevádzkovatelia domácich laboratórií uvádzali výťažky morfínu zodpovedajúce < 50 % konverzii z kodeínu, ale reakcia tiež vytvára komplexnú zmes vedľajších produktov. Pripravil sa morfín s čistotou 92 % vypočítanou ako bezvodá voľná báza a stanovenou pomocou HPLC, hoci typickejšie sú čistoty v oblasti 80 %. Spolu s morfínom je prítomný zanedbateľný podiel kodeínu, čo naznačuje, že extrakcia chloroformom je účinná pri jeho odstraňovaní. Táto vysoká čistota s malou alebo žiadnou kontamináciou kodeínom je charakteristická pre "domáci" morfín.
Najbežnejším zdrojom tepla, ktorý sa nachádza v laboratóriách, boli malé horáky na metylovaný lieh. Tie poskytujú chladnejší plameň ako laboratórne Bunsenove horáky a umožňujú lepšiu kontrolu reakcie medzi kodeínom a pyridínhydrochloridom. V niekoľkých laboratóriách sa ohrev vykonával pomocou kuchynského oleja na domácom varnom prvku. V laboratórnych podmienkach sa reakcia uskutočňovala pomocou vyhrievaného pieskového kúpeľa. Použitie gumového závesu vo varnej trubici na vytvorenie uzavretej reakčnej nádoby je jednoduchým riešením problémov oxidácie a rozkladu morfínu pri zahrievaní a potreby minimalizovať prístup vlhkosti k reakčnej zmesi.
Výťažok produktu
Prevádzkovatelia domácich laboratórií uvádzali výťažky morfínu zodpovedajúce < 50 % konverzii z kodeínu, ale reakcia tiež vytvára komplexnú zmes vedľajších produktov. Pripravil sa morfín s čistotou 92 % vypočítanou ako bezvodá voľná báza a stanovenou pomocou HPLC, hoci typickejšie sú čistoty v oblasti 80 %. Spolu s morfínom je prítomný zanedbateľný podiel kodeínu, čo naznačuje, že extrakcia chloroformom je účinná pri jeho odstraňovaní. Táto vysoká čistota s malou alebo žiadnou kontamináciou kodeínom je charakteristická pre "domáci" morfín.
Závery
Boj proti týmto domácim laboratóriám sa ukázal byť frustrujúcim cvičením pre políciu a pre forenzných vedcov, ktorí boli vyzvaní, aby poskytli vedeckú podporu. Celý postup od extrakcie tabliet kodeínu až po prípravu použiteľného roztoku morfínu môže skúsený operátor zvládnuť za niekoľko hodín. Jednoduchosť laboratórneho vybavenia umožňuje ľahkú prenosnosť. Je známe, že operátori prídu na adresu v jedno popoludnie a odídu na druhý deň ráno po dokončení jednej alebo viacerých syntéz. Na podporu obvinenia z výroby morfínu a/alebo heroínu na súde. žiada obžaloba od forenzného vedca, aby preukázal, že požadované vybavenie a chemikálie sú k dispozícii a že aspoň v prípade kľúčových krokov postupu boli použité. To si často vyžaduje stanovenie len stopových množstiev produktov a vedľajších produktov na zaistenom zariadení. Prevádzkovatelia laboratórií si to uvedomujú a pri postupe starostlivo čistia a ničia dôležité dôkazy. V niektorých prípadoch sa vybavenie laboratória rozdelilo a uchovávalo na dvoch miestach, aby sa predišlo tomu, že operátor bude prichytený pri držbe komplexného súboru.
Na druhej strane je tento problém do určitej miery samoúčelný. Laboratóriá sú v malom rozsahu a vyrábajú len toľko produktu, aby uspokojili "návyk" jednotlivého narkomana a možno niekoľkých priateľov alebo klientov. Existujú náznaky, že táto metóda nie je vhodná na prevádzku vo veľkom meradle a percentuálny výťažok výrazne klesá, ak sa pokúšame zvýšiť príslušné množstvá. Hoci pôvodní prevádzkovatelia laboratórií mali chemické znalosti. Následní prevádzkovatelia sa museli metódu naučiť. Percentuálny výťažok v kroku konverzie kodeínu na morfín je nepredvídateľný a malé odchýlky v experimentálnych podmienkach v niekoľkých rozhodujúcich fázach môžu predstavovať rozdiel medzi čiastočným úspechom a úplným neúspechom. Skúsenosti sú dôležitým faktorom pri posudzovaní bodu maximálneho výťažku v reakcii kodeínu a pyridínhydrochloridu a tiež pri manipulácii s pH na dosiahnutie maximálneho výťažku produktu morfínu.
Na druhej strane je tento problém do určitej miery samoúčelný. Laboratóriá sú v malom rozsahu a vyrábajú len toľko produktu, aby uspokojili "návyk" jednotlivého narkomana a možno niekoľkých priateľov alebo klientov. Existujú náznaky, že táto metóda nie je vhodná na prevádzku vo veľkom meradle a percentuálny výťažok výrazne klesá, ak sa pokúšame zvýšiť príslušné množstvá. Hoci pôvodní prevádzkovatelia laboratórií mali chemické znalosti. Následní prevádzkovatelia sa museli metódu naučiť. Percentuálny výťažok v kroku konverzie kodeínu na morfín je nepredvídateľný a malé odchýlky v experimentálnych podmienkach v niekoľkých rozhodujúcich fázach môžu predstavovať rozdiel medzi čiastočným úspechom a úplným neúspechom. Skúsenosti sú dôležitým faktorom pri posudzovaní bodu maximálneho výťažku v reakcii kodeínu a pyridínhydrochloridu a tiež pri manipulácii s pH na dosiahnutie maximálneho výťažku produktu morfínu.
Last edited by a moderator:
