Uvod
Poročali so o O-demetilaciji kodeina za pridobivanje morfina z uporabo različnih reagentov, vključno z natrijevim propilmerkaptidom v dimetilformamidu in borovim tribromidom v kloroformu. Te metode zahtevajo precejšnje kemijsko znanje in ustrezno laboratorijsko opremo. Laboratoriji za domače pecivo so uporabili osnovno metodo, ki temelji na uporabi piridin hidroklorida. Ta reagent sta v kemijo opiatov uvedla Rapoport in Bonner, za pretvorbo kodeina v morfin pa ga je uporabil Rapoport in drugi. Rapoport in Bonner sta reakcijo izvedla pod dušikom pri temperaturi 220 °C. Morfin je pri povišanih temperaturah nagnjen k razgradnji ali oksidacijskim reakcijam, dušikova atmosfera pa jih preprečuje ali zmanjšuje. Omejuje tudi dostop vlage, kar zmanjšuje izkoristek. V tej temi je v celoti opisan postopek, ki se uporablja v domačih podzemnih laboratorijih. Dodatne pripombe o metodi, ki temeljijo na študijah, opravljenih v tem laboratoriju, o vključenih reakcijah, so vključene v razdelek za razpravo.
Oprema in steklovina.
- Buchnerjev lij in erlenmajerica, 500 ml;
- ločilni lij 500 mL in 1 L;
- čaše 1000 ml x2; 500 ml x2; 100 ml x2;
- steklena palica;
- Pirexova posoda 1 L;
- grelna plošča;
- gorilnik za žgane pijače;
- epruveta za kuhanje 10-20 ml x2;
- objemka za epruveto za kuhanje;
- gumijast nastavek;
- Filtrirni papir;
- pH indikatorski papir;
- Aspirator z vodnim curkom.
Reagenti.
- 2 g kodeina;
- ~2 L destilirane vode;
- ~100 g natrijevega hidroksida (NaOH);
- ~70 ml kloroforma (CHCl3);
- 20 mL piridina;
- ~100 ml koncentrirane klorovodikove kisline (HClaq);
vrelišče: 462 °C pri 760 mm Hg;
tališče: 280,0 °C;
molekulska masa: 335,83 g/mol;
številka CAS: 1422-07-7.
Postopki
Korak 1. Ekstrakcija kodeina
Več zavojčkov tablet, ki zadoščajo za približno 2 g kodeina, se zdrobi in zmeša z vodo. Mešanico filtriramo s filtrirno črpalko, Buchnerjevim lijakom in bučko, da odstranimo veziva za tablete, razredčila in druge pomožne snovi. Vodni filtrat prelijemo v ločilni lijak in dodamo raztopino natrijevega hidroksida, da postane raztopina močno alkalna. Nato se ekstrahira s kloroformom (približno 50 ml). Plast kloroforma odcedimo in izparimo do suhega z blagim segrevanjem (pogosto na domačem štedilniku) !brez plamena! Vodno plast, ki vsebuje aspirin in paracetamol, zavržemo. Kodeinska baza se pridobi kot bela kristalinična trdna snov za uporabo v koraku 3.
Alternativna metoda ekstrakcije je opisana v temi "Ekstrakcija kodeina iz analgetikov brez recepta s hladno vodo".
Korak 2. Priprava piridin hidroklorida
V čaši s prostornino 100 ml močno segrejemo piridin (20 ml) in koncentrirano klorovodikovo kislino (25 ml) (na približno 190 °C), da izločimo vodo. Produkt se hitro ohladi, da nastane voskasto bela trdna snov, ki se hrani v zaprti posodi v zamrzovalniku, da se čim bolj zmanjša izpostavljenost vlagi in prepreči razgradnja.Več zavojčkov tablet, ki zadoščajo za približno 2 g kodeina, se zdrobi in zmeša z vodo. Mešanico filtriramo s filtrirno črpalko, Buchnerjevim lijakom in bučko, da odstranimo veziva za tablete, razredčila in druge pomožne snovi. Vodni filtrat prelijemo v ločilni lijak in dodamo raztopino natrijevega hidroksida, da postane raztopina močno alkalna. Nato se ekstrahira s kloroformom (približno 50 ml). Plast kloroforma odcedimo in izparimo do suhega z blagim segrevanjem (pogosto na domačem štedilniku) !brez plamena! Vodno plast, ki vsebuje aspirin in paracetamol, zavržemo. Kodeinska baza se pridobi kot bela kristalinična trdna snov za uporabo v koraku 3.
Alternativna metoda ekstrakcije je opisana v temi "Ekstrakcija kodeina iz analgetikov brez recepta s hladno vodo".
Korak 2. Priprava piridin hidroklorida
Pretvorba kodeina v morfin
Korak 3. Reakcija kodeina in piridin hidroklorida
Reakcijo izvedemo z uporabo vrele epruvete, ki jo pred uporabo posušimo v plamenu. Piridin hidroklorid (3,5 g), pripravljen v koraku 2, se nato segreva v epruveti, dokler se ne stopi in se ne izloči vsa preostala vlaga. Nastalo kondenzacijo na notranjih stenah epruvete obrišemo. Kodeinska baza (1,5 g) se doda v epruveto, ki se nato zamaši z gumijastim nastavkom, prekritim s filtrirnim papirjem, in segreva, dokler se iz zmesi ne začne kaditi. Segrevanje se nadaljuje, dokler se reakcijska talina ne obarva rdeče-oranžno in postane opazno bolj viskozna (6-12 min). Vsebino vrele epruvete nato prelijemo v 500 mL ločilni lij, prostornino pa dopolnimo z vodo do 100 mL. Dodamo raztopino natrijevega hidroksida (10 %), dokler vsebina lijaka ni močno bazična (pH 12). Z dodajanjem natrijevega hidroksida se vsebina obarva mlečno rjavo, nato pa spet postane bistro rjava. Dodamo kloroform (20 ml). Po ekstrakciji sivorjavo plast kloroforma zavržemo ali pa jo damo na stran za kasnejše pridobivanje kodeina, ki ga vsebuje. Vodno plast prelijemo v 500 mL čašo in pH previdno uravnamo na pH 9 z uporabo klorovodikove kisline in indikatorskega papirja z ozkim razponom. Raztopino hitro filtriramo pod odsesavanjem z uporabo Buchnerjevega lijaka in dveh filtrirnih papirjev, da odstranimo droben, temno rjav ostanek, ki vsebuje neželene stranske proizvode. Prefiltrirano raztopino nato prelijemo v čisto čašo in z močnim drgnjenjem stene čaše s "setveno palico" (stekleno palčko) povzročimo obarjanje, medtem ko pH z dodatno klorovodikovo kislino previdno znižamo na 8,5. V domačih pekarskih laboratorijih se kot "sejalna paličica" pogosto uporablja razcepljen lesen žebljiček za oblačila. Izdelek se usede za najmanj 5 minut, nato pa se filtrira v vakuumu. Morfinski proizvod se pridobi kot prah, barve od bež do temno rjave.
Reakcijo izvedemo z uporabo vrele epruvete, ki jo pred uporabo posušimo v plamenu. Piridin hidroklorid (3,5 g), pripravljen v koraku 2, se nato segreva v epruveti, dokler se ne stopi in se ne izloči vsa preostala vlaga. Nastalo kondenzacijo na notranjih stenah epruvete obrišemo. Kodeinska baza (1,5 g) se doda v epruveto, ki se nato zamaši z gumijastim nastavkom, prekritim s filtrirnim papirjem, in segreva, dokler se iz zmesi ne začne kaditi. Segrevanje se nadaljuje, dokler se reakcijska talina ne obarva rdeče-oranžno in postane opazno bolj viskozna (6-12 min). Vsebino vrele epruvete nato prelijemo v 500 mL ločilni lij, prostornino pa dopolnimo z vodo do 100 mL. Dodamo raztopino natrijevega hidroksida (10 %), dokler vsebina lijaka ni močno bazična (pH 12). Z dodajanjem natrijevega hidroksida se vsebina obarva mlečno rjavo, nato pa spet postane bistro rjava. Dodamo kloroform (20 ml). Po ekstrakciji sivorjavo plast kloroforma zavržemo ali pa jo damo na stran za kasnejše pridobivanje kodeina, ki ga vsebuje. Vodno plast prelijemo v 500 mL čašo in pH previdno uravnamo na pH 9 z uporabo klorovodikove kisline in indikatorskega papirja z ozkim razponom. Raztopino hitro filtriramo pod odsesavanjem z uporabo Buchnerjevega lijaka in dveh filtrirnih papirjev, da odstranimo droben, temno rjav ostanek, ki vsebuje neželene stranske proizvode. Prefiltrirano raztopino nato prelijemo v čisto čašo in z močnim drgnjenjem stene čaše s "setveno palico" (stekleno palčko) povzročimo obarjanje, medtem ko pH z dodatno klorovodikovo kislino previdno znižamo na 8,5. V domačih pekarskih laboratorijih se kot "sejalna paličica" pogosto uporablja razcepljen lesen žebljiček za oblačila. Izdelek se usede za najmanj 5 minut, nato pa se filtrira v vakuumu. Morfinski proizvod se pridobi kot prah, barve od bež do temno rjave.
Rezultati in razprava
Podrobnosti postopkaPostopek, opisan v eksperimentalnem delu, je bil v laboratorijih že večkrat uporabljen. Steklena posoda in druga oprema, potrebna za reakcijo, je izredno preprosta in je zlahka na voljo pri podjetjih za znanstveno oskrbo. Kloroform in piridin sta na voljo v kemičnih podjetjih. Podjetja za dobavo kemikalij so se v zadnjem času začela bolj zavedati pomembnosti zahteve po majhnih količinah teh kemikalij, zaradi česar so naročila strožje nadzorovala. V številnih laboratorijih so piridin nadomestili s surovo mešanico pikolinov (izomerov metilpiridina) in drugih substituiranih piridinov.
Najpogostejši vir toplote v laboratorijih so bili majhni gorilniki za metilirano žganje. Ti dajejo hladnejši plamen kot laboratorijski Bunsenovi gorilniki in omogočajo boljši nadzor reakcije med kodeinom in piridinijevim hidrokloridom. V nekaj laboratorijih je bilo ogrevanje izvedeno s kuhinjskim oljem na elementu domačega štedilnika. V laboratorijskih pogojih je bila reakcija izvedena z ogrevano peščeno kopeljo. Uporaba gumijaste obešanke v vrelišču za izdelavo zaprte reakcijske posode je preprosta rešitev težav z oksidacijo in razgradnjo morfina pri segrevanju ter potrebe po čim manjšem dostopu vlage do reakcijske zmesi.
Donos proizvoda
Domači laboratorijski izvajalci so navedli donose morfina, enakovredne <50-odstotni pretvorbi iz kodeina, vendar pri reakciji nastane tudi kompleksna mešanica stranskih proizvodov. Pripravljen je bil morfin s čistostjo 92 %, izračunano kot brezvodna prosta baza in določeno s HPLC, čeprav so bolj značilne čistosti v območju 80 %. Kodein je z morfinom prisoten v zanemarljivem obsegu, kar kaže na to, da ga kloroformska ekstrakcija učinkovito odstrani. Ta visoka čistost z malo ali nič onesnaženja s kodeinom je značilna za "domači" morfin.
Najpogostejši vir toplote v laboratorijih so bili majhni gorilniki za metilirano žganje. Ti dajejo hladnejši plamen kot laboratorijski Bunsenovi gorilniki in omogočajo boljši nadzor reakcije med kodeinom in piridinijevim hidrokloridom. V nekaj laboratorijih je bilo ogrevanje izvedeno s kuhinjskim oljem na elementu domačega štedilnika. V laboratorijskih pogojih je bila reakcija izvedena z ogrevano peščeno kopeljo. Uporaba gumijaste obešanke v vrelišču za izdelavo zaprte reakcijske posode je preprosta rešitev težav z oksidacijo in razgradnjo morfina pri segrevanju ter potrebe po čim manjšem dostopu vlage do reakcijske zmesi.
Donos proizvoda
Domači laboratorijski izvajalci so navedli donose morfina, enakovredne <50-odstotni pretvorbi iz kodeina, vendar pri reakciji nastane tudi kompleksna mešanica stranskih proizvodov. Pripravljen je bil morfin s čistostjo 92 %, izračunano kot brezvodna prosta baza in določeno s HPLC, čeprav so bolj značilne čistosti v območju 80 %. Kodein je z morfinom prisoten v zanemarljivem obsegu, kar kaže na to, da ga kloroformska ekstrakcija učinkovito odstrani. Ta visoka čistost z malo ali nič onesnaženja s kodeinom je značilna za "domači" morfin.
Sklepi
Preprečevanje teh laboratorijev za domačo izdelavo se je izkazalo za frustrirajočo nalogo za policijo in forenzike, ki so bili pozvani, da zagotovijo znanstveno podporo. Celoten postopek od ekstrakcije tablet kodeina do priprave uporabne raztopine morfija lahko izkušen izvajalec opravi v nekaj urah. Enostavnost laboratorijske opreme omogoča enostavno prenašanje. Znano je, da so izvajalci prišli na naslov eno popoldne in odšli naslednje jutro, potem ko so opravili eno ali več sintez. Da bi na sodišču podprli obtožbo o proizvodnji morfija in/ali heroina, tožilstvo od forenzičnega znanstvenika zahteva, da dokaže, da so zahtevana oprema in kemikalije prisotni in da so bili vsaj za ključne korake v postopku uporabljeni. Pri tem je pogosto treba na zaseženi opremi določiti le sledove izdelkov in stranskih proizvodov. Laboratorijski izvajalci se tega zavedajo in med postopkom skrbno čistijo in uničujejo pomembne dokaze. V nekaterih primerih je bila oprema za laboratorij razdeljena in shranjena na dveh mestih, da se prepreči, da bi operaterja ujeli pri posedovanju celovitega kompleta.
Po drugi strani pa je problem do neke mere samoumeven. Laboratoriji so majhnega obsega in proizvedejo le toliko izdelka, da zadovolji "navado" posameznega odvisnika in morda nekaj prijateljev ali strank. Obstajajo znaki, da metoda ni primerna za obsežno delovanje, odstotek donosa pa se znatno zmanjša, če se poskušajo povečati količine. Čeprav so prvotni upravljavci laboratorijev imeli kemijsko znanje. Naslednje izvajalce je bilo treba metode naučiti. Odstotni izkoristek v fazi pretvorbe kodeina v morfin je nepredvidljiv, majhne spremembe v eksperimentalnih pogojih na več ključnih stopnjah pa lahko pomenijo razliko med delnim uspehom in popolnim neuspehom. Izkušnje so pomemben dejavnik pri ocenjevanju točke največjega izkoristka pri reakciji kodeina in piridinijevega hidroklorida, pa tudi pri uravnavanju pH, da se doseže največji izkoristek produkta morfija.
Po drugi strani pa je problem do neke mere samoumeven. Laboratoriji so majhnega obsega in proizvedejo le toliko izdelka, da zadovolji "navado" posameznega odvisnika in morda nekaj prijateljev ali strank. Obstajajo znaki, da metoda ni primerna za obsežno delovanje, odstotek donosa pa se znatno zmanjša, če se poskušajo povečati količine. Čeprav so prvotni upravljavci laboratorijev imeli kemijsko znanje. Naslednje izvajalce je bilo treba metode naučiti. Odstotni izkoristek v fazi pretvorbe kodeina v morfin je nepredvidljiv, majhne spremembe v eksperimentalnih pogojih na več ključnih stopnjah pa lahko pomenijo razliko med delnim uspehom in popolnim neuspehom. Izkušnje so pomemben dejavnik pri ocenjevanju točke največjega izkoristka pri reakciji kodeina in piridinijevega hidroklorida, pa tudi pri uravnavanju pH, da se doseže največji izkoristek produkta morfija.
Last edited by a moderator:
