Inleiding
De O-demethylatie van codeïne om morfine te verkrijgen is gerapporteerd met behulp van een verscheidenheid aan reagentia, waaronder natriumpropylmercaptide in dimethylformamide en boortribromide in chloroform. Deze methoden vereisen een aanzienlijke mate van chemische expertise en geschikte laboratoriumapparatuur. De thuisbaklaboratoria hebben een elementaire methode gebruikt die gebaseerd is op het gebruik van pyridinehydrochloride. Dit reagens werd in de opiaatchemie geïntroduceerd door Rapoport en Bonner en toegepast op de omzetting van codeïne in morfine door Rapoport et al. Rapoport en Bonner voerden de reactie uit onder stikstof bij een temperatuur van 220 °C. Morfine is gevoelig voor ontledings- of oxidatiereacties bij hoge temperaturen en de stikstofatmosfeer voorkomt of vermindert deze. Het beperkt ook de toegang van vocht, wat de opbrengst verlaagt. In dit onderwerp wordt de procedure die wordt gevolgd in ondergrondse thuisbakkerlaboratoria volledig beschreven. Aanvullende opmerkingen over de methode, gebaseerd op studies die in dit laboratorium zijn uitgevoerd naar de betrokken reacties, zijn opgenomen in het discussiegedeelte.
Apparatuur en glaswerk.
- Buchnertrechter en kolf, 500 mL;
- Scheitrechter 500 ml en 1 L;
- Bekers 1000 ml x2; 500 ml x2; 100 ml x2;
- Glazen staaf;
- Pyrex schaal 1 L;
- Verwarmingsplaat;
- Spiritusbrander;
- Kookbuis 10-20 ml x2;
- Kookbuisklem;
- Rubber stop;
- Filtreerpapier;
- pH-indicatorpapier;
- Waterstraal aspirator.
Reagentia.
- 2 g Codeïne;
- ~2 L gedestilleerd water;
- ~100 g natriumhydroxide (NaOH);
- ~70 mL chloroform (CHCl3);
- 20 ml Pyridine;
- ~100 ml Geconcentreerd zoutzuur (HClaq);
Kookpunt: 462 °C bij 760 mm Hg;
Smeltpunt: 280,0 °C;
Molecuulgewicht: 335,83 g/mole;
CAS-nummer: 1422-07-7.
Procedures
Stap 1. Extractie van codeïne
Verschillende pakjes tabletten, voldoende voor ongeveer 2 g codeïne, worden fijngemaakt en gemengd met water. Het mengsel wordt gefiltreerd met behulp van een filterpomp, een Buchnertrechter en een kolf om bindmiddelen voor tabletten, verdunningsmiddelen en andere hulpstoffen te verwijderen. Het waterige filtraat wordt in een scheitrechter gegoten en er wordt een natriumhydroxideoplossing toegevoegd om de oplossing sterk alkalisch te maken. Dit wordt vervolgens geëxtraheerd met chloroform (ongeveer 50 ml). De chloroformlaag wordt afgetapt en drooggedampt bij zacht verwarmen (vaak op een huishoudelijk fornuis) !zonder Vlam! De waterige laag met aspirine en paracetamol wordt weggegooid. De codeïnebasis wordt teruggewonnen als een witte kristallijne vaste stof voor gebruik in stap 3.
Een alternatieve extractiemethode wordt beschreven in het onderwerp "Koudwaterextractie van codeïne uit receptvrije pijnstillers".
Stap 2. Bereiding van pyridinehydrochloride
In een bekerglas van 100 ml worden pyridine (20 ml) en geconcentreerd zoutzuur (25 ml) sterk verhit (tot ongeveer 190 °C) om water af te drijven. Het product wordt snel afgekoeld tot een wasachtige witte vaste stof, die in een afgesloten container in een vriezer wordt bewaard om blootstelling aan vocht tot een minimum te beperken en ontleding te voorkomen.Verschillende pakjes tabletten, voldoende voor ongeveer 2 g codeïne, worden fijngemaakt en gemengd met water. Het mengsel wordt gefiltreerd met behulp van een filterpomp, een Buchnertrechter en een kolf om bindmiddelen voor tabletten, verdunningsmiddelen en andere hulpstoffen te verwijderen. Het waterige filtraat wordt in een scheitrechter gegoten en er wordt een natriumhydroxideoplossing toegevoegd om de oplossing sterk alkalisch te maken. Dit wordt vervolgens geëxtraheerd met chloroform (ongeveer 50 ml). De chloroformlaag wordt afgetapt en drooggedampt bij zacht verwarmen (vaak op een huishoudelijk fornuis) !zonder Vlam! De waterige laag met aspirine en paracetamol wordt weggegooid. De codeïnebasis wordt teruggewonnen als een witte kristallijne vaste stof voor gebruik in stap 3.
Een alternatieve extractiemethode wordt beschreven in het onderwerp "Koudwaterextractie van codeïne uit receptvrije pijnstillers".
Stap 2. Bereiding van pyridinehydrochloride
Omzetting van codeïne in morfine
Stap 3. Reactie van codeïne en pyridinehydrochloride
De reactie wordt uitgevoerd in een kokend buisje dat voor gebruik wordt gevlamd. Pyridinehydrochloride (3,5 g), zoals bereid in stap 2, wordt vervolgens in de buis verhit totdat het smelt en eventueel resterend vocht wordt afgevoerd. Eventuele condensatie aan de binnenkant van de buis wordt afgeveegd. Codeïnebasis (1,5 g) wordt toegevoegd aan de buis, die vervolgens wordt afgesloten met een rubberen stop bedekt met filtreerpapier en verwarmd totdat het mengsel begint te dampen. Het verwarmen wordt voortgezet totdat er een rood-oranje kleur ontstaat in de reactiesmelt, die merkbaar stroperiger wordt (6-12 min). De inhoud van de kokende buis wordt dan in een scheitrechter van 500 ml gegoten en het volume wordt met water aangevuld tot 100 ml. Natriumhydroxideoplossing (10%) wordt toegevoegd totdat de inhoud van de scheitrechter sterk basisch is (pH 12). Terwijl de natriumhydroxide wordt toegevoegd, wordt de inhoud melkachtig bruin voordat het weer helder bruin wordt. Chloroform (20 ml) wordt toegevoegd. Na extractie wordt de grijsbruine chloroformlaag weggegooid of opzij gelegd voor latere terugwinning van de codeïne die erin zit. De waterige laag wordt in een bekerglas van 500 ml gegoten en de pH wordt zorgvuldig op pH 9 gebracht met zoutzuur en smal indicatorpapier. De oplossing wordt snel onder afzuiging gefiltreerd met behulp van een Buchnertrechter en 2 filtreerpapiertjes om een fijn, donkerbruin residu met ongewenste bijproducten te verwijderen. De gefilterde oplossing wordt dan in een schoon bekerglas gegoten en neerslag wordt opgewekt door krachtig met een 'seeding stick' (glazen staafje) over de zijkant van het bekerglas te wrijven terwijl de pH voorzichtig wordt verlaagd tot 8,5 met aanvullend zoutzuur. In thuisbakkerijen wordt vaak een gespleten houten wasknijper gebruikt als 'voedingsstaafje'. Het product moet minstens 5 minuten bezinken voordat het onder vacuüm wordt afgefiltreerd. Het morfine product wordt teruggevonden als een poeder, variërend in kleur van beige tot donkerbruin.
De reactie wordt uitgevoerd in een kokend buisje dat voor gebruik wordt gevlamd. Pyridinehydrochloride (3,5 g), zoals bereid in stap 2, wordt vervolgens in de buis verhit totdat het smelt en eventueel resterend vocht wordt afgevoerd. Eventuele condensatie aan de binnenkant van de buis wordt afgeveegd. Codeïnebasis (1,5 g) wordt toegevoegd aan de buis, die vervolgens wordt afgesloten met een rubberen stop bedekt met filtreerpapier en verwarmd totdat het mengsel begint te dampen. Het verwarmen wordt voortgezet totdat er een rood-oranje kleur ontstaat in de reactiesmelt, die merkbaar stroperiger wordt (6-12 min). De inhoud van de kokende buis wordt dan in een scheitrechter van 500 ml gegoten en het volume wordt met water aangevuld tot 100 ml. Natriumhydroxideoplossing (10%) wordt toegevoegd totdat de inhoud van de scheitrechter sterk basisch is (pH 12). Terwijl de natriumhydroxide wordt toegevoegd, wordt de inhoud melkachtig bruin voordat het weer helder bruin wordt. Chloroform (20 ml) wordt toegevoegd. Na extractie wordt de grijsbruine chloroformlaag weggegooid of opzij gelegd voor latere terugwinning van de codeïne die erin zit. De waterige laag wordt in een bekerglas van 500 ml gegoten en de pH wordt zorgvuldig op pH 9 gebracht met zoutzuur en smal indicatorpapier. De oplossing wordt snel onder afzuiging gefiltreerd met behulp van een Buchnertrechter en 2 filtreerpapiertjes om een fijn, donkerbruin residu met ongewenste bijproducten te verwijderen. De gefilterde oplossing wordt dan in een schoon bekerglas gegoten en neerslag wordt opgewekt door krachtig met een 'seeding stick' (glazen staafje) over de zijkant van het bekerglas te wrijven terwijl de pH voorzichtig wordt verlaagd tot 8,5 met aanvullend zoutzuur. In thuisbakkerijen wordt vaak een gespleten houten wasknijper gebruikt als 'voedingsstaafje'. Het product moet minstens 5 minuten bezinken voordat het onder vacuüm wordt afgefiltreerd. Het morfine product wordt teruggevonden als een poeder, variërend in kleur van beige tot donkerbruin.
Resultaten en discussie
Procedurele detailsDe procedure die in het experimentele gedeelte wordt beschreven, is al vele malen in laboratoria gevolgd. Het glaswerk en andere apparatuur die nodig zijn voor de reactie zijn opmerkelijk eenvoudig en gemakkelijk verkrijgbaar bij wetenschappelijke leveranciers. Chloroform en pyridine zijn verkrijgbaar bij chemische toeleveringsbedrijven. Recentelijk zijn toeleveringsbedrijven zich bewust geworden van het belang van een verzoek om kleine hoeveelheden van deze chemicaliën, waardoor bestellingen strenger worden gecontroleerd. In een aantal laboratoria is pyridine vervangen door een ruw mengsel van picolines (isomeren van methylpyridine) en andere gesubstitueerde pyridines.
De meest voorkomende warmtebron in laboratoria zijn kleine spiritusbranders. Deze geven een koelere vlam dan Bunsenbranders en maken een betere controle van de reactie tussen codeïne en pyridinehydrochloride mogelijk. In een paar laboratoria werd verhit met bakolie op een huishoudelijk fornuis. Onder laboratoriumomstandigheden is de reactie uitgevoerd met behulp van een verwarmd zandbad. Het gebruik van een rubber dat in de kokende buis wordt gehangen om een afgesloten reactievat te maken, is een eenvoudige oplossing voor de problemen van morfineoxidatie en -ontleding bij verhitting en de noodzaak om de toegang van vocht tot het reactiemengsel te minimaliseren.
Productopbrengst
Thuislaboratoriumexploitanten hebben opbrengsten van morfine geclaimd die overeenkomen met <50% conversie van codeïne, maar de reactie vormt ook een complex mengsel van bijproducten. Er is morfine bereid met een zuiverheid van 92%, berekend als de watervrije vrije base en bepaald met HPLC, hoewel zuiverheden in het 80%-gebied gebruikelijker zijn. Er is verwaarloosbare codeïne aanwezig bij de morfine, wat aangeeft dat de chloroformextractiestap efficiënt is in het verwijderen hiervan. Deze hoge zuiverheid, met weinig of geen verontreiniging met codeïne, is kenmerkend voor zelfgemaakte morfine.
De meest voorkomende warmtebron in laboratoria zijn kleine spiritusbranders. Deze geven een koelere vlam dan Bunsenbranders en maken een betere controle van de reactie tussen codeïne en pyridinehydrochloride mogelijk. In een paar laboratoria werd verhit met bakolie op een huishoudelijk fornuis. Onder laboratoriumomstandigheden is de reactie uitgevoerd met behulp van een verwarmd zandbad. Het gebruik van een rubber dat in de kokende buis wordt gehangen om een afgesloten reactievat te maken, is een eenvoudige oplossing voor de problemen van morfineoxidatie en -ontleding bij verhitting en de noodzaak om de toegang van vocht tot het reactiemengsel te minimaliseren.
Productopbrengst
Thuislaboratoriumexploitanten hebben opbrengsten van morfine geclaimd die overeenkomen met <50% conversie van codeïne, maar de reactie vormt ook een complex mengsel van bijproducten. Er is morfine bereid met een zuiverheid van 92%, berekend als de watervrije vrije base en bepaald met HPLC, hoewel zuiverheden in het 80%-gebied gebruikelijker zijn. Er is verwaarloosbare codeïne aanwezig bij de morfine, wat aangeeft dat de chloroformextractiestap efficiënt is in het verwijderen hiervan. Deze hoge zuiverheid, met weinig of geen verontreiniging met codeïne, is kenmerkend voor zelfgemaakte morfine.
Conclusies
Het tegengaan van deze zelfgebakken laboratoria is een frustrerende oefening gebleken voor de politie en voor forensische wetenschappers die werden opgeroepen om wetenschappelijke ondersteuning te bieden. De hele procedure, van het extraheren van de codeïnetabletten tot het bereiden van een bruikbare morfineoplossing, kan door een geoefende operator in een paar uur worden voltooid. Door de eenvoud van de laboratoriumapparatuur is het gemakkelijk mee te nemen. Het is bekend dat operators op een middag op een adres aankomen en de volgende ochtend weer vertrekken nadat ze een of meer syntheses hebben voltooid. Om een beschuldiging van het maken van morfine en/of heroïne in de rechtszaal te ondersteunen, wordt de forensische wetenschapper door de aanklager gevraagd om aan te tonen dat de benodigde apparatuur en chemicaliën aanwezig zijn en, tenminste voor belangrijke stappen in de procedure, dat ze gebruikt zijn. Dit vereist vaak de bepaling van slechts sporen van producten en bijproducten op de in beslag genomen apparatuur. Laboratoriummedewerkers zijn zich hiervan bewust geworden en reinigen en vernietigen zorgvuldig vitaal bewijsmateriaal terwijl ze doorgaan. In sommige gevallen is de apparatuur voor het laboratorium opgesplitst en op twee plaatsen bewaard om te voorkomen dat een operator betrapt wordt terwijl hij de uitgebreide set in zijn bezit heeft.
Aan de andere kant is het probleem tot op zekere hoogte zelfbeperkend. De laboratoria zijn kleinschalig en produceren alleen genoeg om de 'gewoonte' van een individuele verslaafde en misschien een paar vrienden of klanten te bevredigen. Er zijn aanwijzingen dat de methode zich niet leent voor een grootschalige operatie en het opbrengstpercentage daalt aanzienlijk als er geprobeerd wordt om de hoeveelheden te vergroten. Hoewel de oorspronkelijke laboratoriumoperators chemische kennis hadden. Latere operators moesten de methode leren. Het opbrengstpercentage bij de omzetting van codeïne naar morfine is onvoorspelbaar en kleine variaties in de experimentele omstandigheden in verschillende cruciale stadia kunnen het verschil maken tussen gedeeltelijk succes en totale mislukking. Ervaring is een grote factor bij het beoordelen van het punt van maximale opbrengst in de reactie van codeïne en pyridinehydrochloride, en ook bij het manipuleren van de pH om maximale terugwinning van het morfine product te verkrijgen.
Aan de andere kant is het probleem tot op zekere hoogte zelfbeperkend. De laboratoria zijn kleinschalig en produceren alleen genoeg om de 'gewoonte' van een individuele verslaafde en misschien een paar vrienden of klanten te bevredigen. Er zijn aanwijzingen dat de methode zich niet leent voor een grootschalige operatie en het opbrengstpercentage daalt aanzienlijk als er geprobeerd wordt om de hoeveelheden te vergroten. Hoewel de oorspronkelijke laboratoriumoperators chemische kennis hadden. Latere operators moesten de methode leren. Het opbrengstpercentage bij de omzetting van codeïne naar morfine is onvoorspelbaar en kleine variaties in de experimentele omstandigheden in verschillende cruciale stadia kunnen het verschil maken tussen gedeeltelijk succes en totale mislukking. Ervaring is een grote factor bij het beoordelen van het punt van maximale opbrengst in de reactie van codeïne en pyridinehydrochloride, en ook bij het manipuleren van de pH om maximale terugwinning van het morfine product te verkrijgen.
Last edited by a moderator:
