Det korta svaret är: under reaktionsförhållandena är det nästan omöjligt att få fram någon betydande mängd
metamfetaminmed utgångspunkt från amfetamin. Den enda produkten är
N,N-dimetylamfetamin, tillsammans med den oreagerade
amfetamin.
Reaktionen i fråga är Eschweiler-Clarke-proceduren, dvs. fullständig metylering av primära (och sekundära) aminer med formaldehyd och myrsyra. Detta är en gammal, men mycket effektiv metod för framställning av tertiära
N,N-dimetylalkylaminer.
Det är osannolikt att någon betydande mängd av en sekundär amin (t.ex. metamfetamin) kommer att erhållas under reaktionsförhållandena, oavsett stökiometri. Sekundära aminer är i allmänhet mer reaktiva än primära, så de reagerar snabbt vidare och ger tertiära aminer. Dessutom kräver reaktionen förhöjda temperaturer (~100oC), vilket ytterligare minskar selektiviteten och möjligheten till bildning av sekundära aminer.
Om begränsade mängder myrsyra och formaldehyd används (alla mängder som är lägre än stökiometriska), bör den typiska sammansättningen av reaktionsblandningen vara som visas nedan:
Således är den önskade produkten
3 (dextrometamfetamin eller racemisk metamfetamin) kommer med största sannolikhet att saknas (för varje experimentell analys av reaktionsblandningen krävs åtminstone gaskromatografi, helst kopplad gaskromatografi-masspektrometri).
Även om en del metamfetamin produceras kommer dessutom blandningen (
1 +
2 +
3) skulle vara nästan omöjliga att separera i preparativ skala (t.ex. >1 g) på grund av liknande kokpunkter och andra egenskaper (alla tre aminerna är ganska flyktiga, vilket praktiskt taget utesluter kolonnkromatografi). Det enda valet skulle vara preparativ gaskromatografi eller preparativ HPLC, som båda är extremt dyra för de aktuella föreningarna. Därmed skulle hela experimentet vara praktiskt taget värdelöst.
Mekanistiskt involverar reaktionen hydridöverföringen från myrsyra, som visas nedan:
Frågan om racemiseringen är mer komplex, men den är endast relevant för den tertiära aminen
2. Den möjliga racemiseringen kan ske via den syrakatalyserade jämvikten mellan iminerna
1a och
1bsom visas nedan. Transaminering är också möjlig, vilket leder till keton
4 och metylamin
5. Alla dessa reaktioner är endast en möjlighet och kommer sannolikt inte att ske i någon större utsträckning.
Därför är det rimligt att förvänta sig att
N,N-dimetylamin2 i goda utbyten som den enda produkten, sannolikt med liten eller ingen racemisering.
I allmänhet kräver den selektiva omvandlingen av primära aminer till de sekundära (t.ex. amfetamin till metamfetamin) olika syntetiska tillvägagångssätt. Till exempel reduktion av sekundära formamider med LiAlH4 eller DIBAL-H, eller alternativt
N-alkylering av amidatanjoner, som härrör från sekundära karboxamider, såsom formamider, eller BOC-karbonater, följt av syrahydrolys. Vissa andra metoder finns också.
Slutligen framställs metamfetamin (dextro eller racemiskt) normalt inte från amfetamin i någon större skala, på grund av förfarandenas relativa komplexitet och låga kostnadseffektivitet. Det är dock inte omöjligt, om än inte med Eschweiler-Clarke-metoden.