Wprowadzenie
Synteza ta jest dobrym rozwiązaniem w przypadku niedostępności fenyloacetonu do dalszej syntezy amfetaminy lub metamfetaminy. Glicynian BMK można łatwo przekształcić w P2P poprzez hydrolizę. Reakcja ta ma pewne wady i zalety. Główną wadą jest to, że reakcja jest bardzo wrażliwa na wodę. Należy używać całkowicie suchego szkła i odczynników. Upewnij się, że odczynniki zostały wysuszone i oczyszczone przed syntezą. Ślady wody zmniejszają wydajność. Warto również przeprowadzić tę reakcję w atmosferze obojętnej (N2), aby zwiększyć jej wydajność. Istnieją zalety, takie jak dość wysoka wydajność, krótki czas reakcji. Co więcej, reakcja nie wymaga rozpuszczalników.
Sprzęt i szkło.
- Reaktor wsadowy o pojemności 2 l (lub kolba) z chłodnicą zwrotną, górnym mieszadłem i płaszczem wodnym (łaźnia wodna) w zestawie;
- Stojak retortowy i zacisk do mocowania aparatury;
- Lejek ociekowy 1 L;
- Lejek konwencjonalny;
- Termometr laboratoryjny (do -10 - 100°C);
- Pręt szklany;
- Węże silikonowe;
- Cylinder miarowy o pojemności 1 L;
- Źródło próżni;
- Waga laboratoryjna (odpowiednia 1-200 g);
- Łaźnia z zimną wodą do chłodnicy zwrotnej i pompa wodna (w przypadku braku chłodziarki);
- Kolba Buchnera i lejek;
- Zlewki o pojemności 2 l; 1 l x2; 500 ml x2;
- Plastikowa łyżka lub szpatułka;
- Zamrażarka;
- Chłodziarka z pompą cyrkulacyjną (opcjonalnie);
- Naczynia Pyrex na produkt (lub inne pojemniki);
Odczynniki.
- Benzaldehyd 200 g (CAS 100-52-7).
- 2-chloropropionian metylu 350 g (CAS 17639-93-9).
- Bezwodny siarczan sodu (Na2SO4).
- Wodorotlenek sodu (NaOH) 200 g lub wodorotlenek potasu (KOH) 265 g.
- Woda destylowana ~2 l.
- Etylan sodu 200 g (EtONa).
Synteza
....
Nukleofilowa reakcja substytucji między benzaldehydem i 2-chloropropionianem metylu.
Szklany reaktor jest wyposażony w płaszcz podłączony do chłodziarki z pompą cyrkulacyjną z ustawioną temperaturą chłodziwa 0°С. W przypadku korzystania z kolby lub reaktora jednowarstwowego należy użyć łaźni chłodzącej z wodą z lodem. Kolbareakcyjna (reaktor) musi być idealnie sucha wewnątrz, bez kropel wody i kondensatu.
1. Wlać 200 g benzaldehydu do zlewki.
2. Dodać 2-chloropropionian metylu 350 g. Mieszać mieszaninę benzaldehydu i 2-chloropropionianu metylu.
Uwaga: Jeśli odczynniki są świeże i przechowywane w odpowiednich warunkach, należy użyć ich bezpośrednio poprzez załadowanie do reaktora. W przeciwnym razie lub w celach zapobiegawczych (dla pewności) można dodatkowo osuszyć mieszaninę benzaldehydu i 2-chloropropionianu metylu środkiem osuszającym. W tym przypadku stosuje się bezwodny siarczan sodu (Na2SO4).
3. Do mieszaniny dodaje się bezwodny Na2SO4 tak, aby całkowicie pokrył szklane dno (przybliżona ilość). Mieszanina jest mieszana.
Uwaga: Na2SO4zbiera pozostałą wodę, tworząc krystaliczne hydraty i osadzając się na dnie naczynia bez mieszania. Adsorpcja wody następuje dość szybko. Wizualnie wygląda to jak tworzenie się przezroczystej mieszaniny odczynników.
4. Osadzona, odwodniona siarczanem sodu mieszanina jest dekantowana do naczynia reakcyjnego. Należy upewnić się, że osad (krystaliczne hydraty) nie dostanie się do reaktora.
Uwaga: Wszystkie utworzone krystaliczne hydraty siarczanu sodu i nieprzereagowane osady siarczanu sodu osadzają się na dnie naczynia.Można je dość łatwo zdekantować. Dla pewności można zastosować dodatkową filtrację lub zainstalować filtr wstępny w lejku reaktora.
5. Osad krystalicznych hydratów siarczanu sodu można łatwo oddzielić. Następnie jest on usuwany. Przygotować etoksyd sodu do dodania. Włączyć mieszadło.
Uwaga: Ustawić prędkość mieszania tak, aby mieszanina była dobrze wymieszana, ale jednocześnie nie rozpryskiwała się zbytnio na ściankach reaktora (kolby).
6. Mieszanina reakcyjna (RM) jest schładzana do 0-10°С przez chłodzony płaszcz reaktora. Temperatura jest utrzymywana na tym samym poziomie i sprawdzana za pomocą sondy temperatury podczas reakcji. Temperatura jest mierzona przez zanurzenie sondy temperatury. Można użyć termometru zanurzeniowego lub termometru na podczerwień do kolby.
7. Wodny roztwór zasady (wodorotlenek sodu lub potasu) jest przygotowywany z wyprzedzeniem. Wodorotlenek sodu 200 g (lub wodorotlenek potasu 265 g) wlewa się do zlewki. Dodaje się 0,8-1 l zimnej wody destylowanej. Mieszaninę miesza się do całkowitego rozpuszczenia NaOH. Roztwór staje się bardzo gorący. Następnie roztwór alkaliczny pozostawia się w zimnym miejscu, aby mieszanina ostygła do temperatury pokojowej. Następnie roztwór alkaliów można umieścić w lodówce.
8. Po schłodzeniu RM do 0°С wewnątrz reaktora rozpoczyna się dodawanie suchego etylanu sodu 200 g (EtONa). Dodawanie należy przeprowadzać małymi porcjami z przerwami w celu utrzymania temperatury reakcji poniżej 10°С. Zbyt szybkie dodawanie i duże porcje EtONa mogą spowodować gwałtowne podgrzanie mieszaniny, a nawet wrzenie RM, w takim przypadku wydajność reakcji będzie zmniejszona. EtONa należy dozować za pomocą plastikowej lub silikonowej łyżki; nie można używać łyżki metalowej.
Uwaga: Można stosowaćinne alkoholany metali, takie jak metanolan sodu, tert-butanolan potasu, izopropanolan sodu itp. Ponadto można stosować wodorek sodu, amidek sodu. RM jest podgrzewany i nieco zagęszczany podczas dodawania EtONa, stosuje się zewnętrzne chłodzenie.
Mieszanina jest zagęszczana, kolor zmienia się na żółty, następnie ceglasty, a następnie brązowy. Temperatura musi być zawsze utrzymywana w zakresie 0-10°С. Im więcej dodaje się etylanu sodu, tym gęstsza staje się mieszanina. Mieszanie jest utrzymywane poprzez regulację prędkości mieszania.
Uwaga: Jeśli reakcja jest przeprowadzana w kolbie reakcyjnej na mieszadle magnetycznym, jedna kotwica może nie wystarczyć. Należy użyć mieszadła ręcznego lub podwieszanego.
9. RM jest mieszany i utrzymywany w zakresie 0-10°С przez 1 godzinę po całkowitym dodaniu EtONa.
10. Następnie usuwa się zewnętrzne chłodzenie i miesza RM w temperaturze pokojowej przez 12 godzin.
Opcjonalnie: Opcjonalnie, zewnętrzne stopniowe ogrzewanie ustawia się na 60°С. W przypadku tej metody wydajność reakcji będzie mniejsza. Chłodnica zwrotna jest zainstalowana na reaktorze. RM miesza się w temperaturze 60°С przez dodatkowy 1 h. Ogrzewanie przeprowadza się za pomocą płaszcza reaktora i termostatu.
11. Po 1 godzinie zewnętrzne ogrzewanie zostaje wyłączone. Mieszanina jest powoli schładzana do temperatury pokojowej przy ciągłym mieszaniu.
12. Na reaktorze umieszczono lejek ociekowy z 1 l zimnej wody destylowanej. Woda jest dodawana kroplami przy energicznym mieszaniu. Gęsty RM przechodzi w stan ciekły.
13. Mieszadło zostaje wyłączone. RM jest rozdzielany na dwie warstwy. Górna warstwa to ester metyloglicydowy (glicydan metylu BMK), dolna warstwa to woda z rozpuszczonymi w niej niepotrzebnymi solami reakcyjnymi. Dolna warstwa jest odrzucana, górna warstwa estru glicydowego jest używana w dalszych reakcjach.
14. Ester metylowy glicynianu BMK pozostaje w reaktorze. Można go poddać destylacji próżniowej w celu uzyskania czystszego estru, jeśli ma być sprzedawany jako produkt. Przybliżona ilość estru wynosi około 400 g. Opcjonalnie, ester jest używany w następnej reakcji w celu uzyskania soli sodowej lub potasowej kwasu glicydowego.
2. Dodać 2-chloropropionian metylu 350 g. Mieszać mieszaninę benzaldehydu i 2-chloropropionianu metylu.
Uwaga: Jeśli odczynniki są świeże i przechowywane w odpowiednich warunkach, należy użyć ich bezpośrednio poprzez załadowanie do reaktora. W przeciwnym razie lub w celach zapobiegawczych (dla pewności) można dodatkowo osuszyć mieszaninę benzaldehydu i 2-chloropropionianu metylu środkiem osuszającym. W tym przypadku stosuje się bezwodny siarczan sodu (Na2SO4).
3. Do mieszaniny dodaje się bezwodny Na2SO4 tak, aby całkowicie pokrył szklane dno (przybliżona ilość). Mieszanina jest mieszana.
Uwaga: Na2SO4zbiera pozostałą wodę, tworząc krystaliczne hydraty i osadzając się na dnie naczynia bez mieszania. Adsorpcja wody następuje dość szybko. Wizualnie wygląda to jak tworzenie się przezroczystej mieszaniny odczynników.
4. Osadzona, odwodniona siarczanem sodu mieszanina jest dekantowana do naczynia reakcyjnego. Należy upewnić się, że osad (krystaliczne hydraty) nie dostanie się do reaktora.
Uwaga: Wszystkie utworzone krystaliczne hydraty siarczanu sodu i nieprzereagowane osady siarczanu sodu osadzają się na dnie naczynia.Można je dość łatwo zdekantować. Dla pewności można zastosować dodatkową filtrację lub zainstalować filtr wstępny w lejku reaktora.
5. Osad krystalicznych hydratów siarczanu sodu można łatwo oddzielić. Następnie jest on usuwany. Przygotować etoksyd sodu do dodania. Włączyć mieszadło.
Uwaga: Ustawić prędkość mieszania tak, aby mieszanina była dobrze wymieszana, ale jednocześnie nie rozpryskiwała się zbytnio na ściankach reaktora (kolby).
6. Mieszanina reakcyjna (RM) jest schładzana do 0-10°С przez chłodzony płaszcz reaktora. Temperatura jest utrzymywana na tym samym poziomie i sprawdzana za pomocą sondy temperatury podczas reakcji. Temperatura jest mierzona przez zanurzenie sondy temperatury. Można użyć termometru zanurzeniowego lub termometru na podczerwień do kolby.
7. Wodny roztwór zasady (wodorotlenek sodu lub potasu) jest przygotowywany z wyprzedzeniem. Wodorotlenek sodu 200 g (lub wodorotlenek potasu 265 g) wlewa się do zlewki. Dodaje się 0,8-1 l zimnej wody destylowanej. Mieszaninę miesza się do całkowitego rozpuszczenia NaOH. Roztwór staje się bardzo gorący. Następnie roztwór alkaliczny pozostawia się w zimnym miejscu, aby mieszanina ostygła do temperatury pokojowej. Następnie roztwór alkaliów można umieścić w lodówce.
8. Po schłodzeniu RM do 0°С wewnątrz reaktora rozpoczyna się dodawanie suchego etylanu sodu 200 g (EtONa). Dodawanie należy przeprowadzać małymi porcjami z przerwami w celu utrzymania temperatury reakcji poniżej 10°С. Zbyt szybkie dodawanie i duże porcje EtONa mogą spowodować gwałtowne podgrzanie mieszaniny, a nawet wrzenie RM, w takim przypadku wydajność reakcji będzie zmniejszona. EtONa należy dozować za pomocą plastikowej lub silikonowej łyżki; nie można używać łyżki metalowej.
Uwaga: Można stosowaćinne alkoholany metali, takie jak metanolan sodu, tert-butanolan potasu, izopropanolan sodu itp. Ponadto można stosować wodorek sodu, amidek sodu. RM jest podgrzewany i nieco zagęszczany podczas dodawania EtONa, stosuje się zewnętrzne chłodzenie.
Mieszanina jest zagęszczana, kolor zmienia się na żółty, następnie ceglasty, a następnie brązowy. Temperatura musi być zawsze utrzymywana w zakresie 0-10°С. Im więcej dodaje się etylanu sodu, tym gęstsza staje się mieszanina. Mieszanie jest utrzymywane poprzez regulację prędkości mieszania.
Uwaga: Jeśli reakcja jest przeprowadzana w kolbie reakcyjnej na mieszadle magnetycznym, jedna kotwica może nie wystarczyć. Należy użyć mieszadła ręcznego lub podwieszanego.
9. RM jest mieszany i utrzymywany w zakresie 0-10°С przez 1 godzinę po całkowitym dodaniu EtONa.
10. Następnie usuwa się zewnętrzne chłodzenie i miesza RM w temperaturze pokojowej przez 12 godzin.
Opcjonalnie: Opcjonalnie, zewnętrzne stopniowe ogrzewanie ustawia się na 60°С. W przypadku tej metody wydajność reakcji będzie mniejsza. Chłodnica zwrotna jest zainstalowana na reaktorze. RM miesza się w temperaturze 60°С przez dodatkowy 1 h. Ogrzewanie przeprowadza się za pomocą płaszcza reaktora i termostatu.
11. Po 1 godzinie zewnętrzne ogrzewanie zostaje wyłączone. Mieszanina jest powoli schładzana do temperatury pokojowej przy ciągłym mieszaniu.
12. Na reaktorze umieszczono lejek ociekowy z 1 l zimnej wody destylowanej. Woda jest dodawana kroplami przy energicznym mieszaniu. Gęsty RM przechodzi w stan ciekły.
13. Mieszadło zostaje wyłączone. RM jest rozdzielany na dwie warstwy. Górna warstwa to ester metyloglicydowy (glicydan metylu BMK), dolna warstwa to woda z rozpuszczonymi w niej niepotrzebnymi solami reakcyjnymi. Dolna warstwa jest odrzucana, górna warstwa estru glicydowego jest używana w dalszych reakcjach.
14. Ester metylowy glicynianu BMK pozostaje w reaktorze. Można go poddać destylacji próżniowej w celu uzyskania czystszego estru, jeśli ma być sprzedawany jako produkt. Przybliżona ilość estru wynosi około 400 g. Opcjonalnie, ester jest używany w następnej reakcji w celu uzyskania soli sodowej lub potasowej kwasu glicydowego.
Hydroliza alkaliczna do glicynianu sodu BMK
14. Przygotowany wcześniej roztwór alkaliczny wlewa się do lejka ociekowego. Mieszadło jest włączone. Rozpoczyna się kroplowe dodawanie schłodzonego wodnego roztworu NaOH (lub KOH) o temperaturze pokojowej.
W naszym przypadku dozwolone jest samonagrzewanie się mieszaniny. Po dodaniu zasady termostat ustawia się na 60°С w celu przyspieszenia procesu otrzymywania soli. Mieszaninę miesza się przez 2 godziny.
Uwaga: Jeśli chcesz uzyskać wyższą wydajność produktu, dodaj roztwór alkaliczny z zewnętrznym chłodzeniem. Następnie RM miesza się przez kolejne 12 godzin w temperaturze pokojowej. Mieszanina gęstnieje dość szybko (wytrąca się sól sodowa kwasu glicydowego) podczas dodawania zasady bez chłodzenia. W przypadku nadmiernego zgęstnienia mieszaniny należy zwiększyć szybkość mieszania.
Uwaga! Alkohol metylowy jest otrzymywany w tej reakcji z glicynianu metylu BMK.
14. Mieszanina staje się przezroczysta podczas ogrzewania. Powstała sól sodowa kwasu glicydowego jest rozpuszczalna w wodzie. Wkrótce potem reaktor jest przygotowywany do chłodzenia w celu krystalizacji soli kwasu glicydowego. Opcjonalnie można wyłączyć termostat i stopniowo schładzać mieszaninę do temperatury pokojowej.
Mieszanina zaczyna krystalizować podczas stopniowego chłodzenia. Staje się bardziej mętna, wytrąca się sól glicydowa, mieszanina gęstnieje. Otrzymuje się mieszaninę soli sodowej kwasu glicydowego BMK.
14. Mieszaninę filtruje się próżniowo na kolbie Buchnera i lejku. Otrzymuje się suchy produkt o masie 300 g i wydajności 79% (CAS 5449-12-7).
W naszym przypadku dozwolone jest samonagrzewanie się mieszaniny. Po dodaniu zasady termostat ustawia się na 60°С w celu przyspieszenia procesu otrzymywania soli. Mieszaninę miesza się przez 2 godziny.
Uwaga: Jeśli chcesz uzyskać wyższą wydajność produktu, dodaj roztwór alkaliczny z zewnętrznym chłodzeniem. Następnie RM miesza się przez kolejne 12 godzin w temperaturze pokojowej. Mieszanina gęstnieje dość szybko (wytrąca się sól sodowa kwasu glicydowego) podczas dodawania zasady bez chłodzenia. W przypadku nadmiernego zgęstnienia mieszaniny należy zwiększyć szybkość mieszania.
Uwaga! Alkohol metylowy jest otrzymywany w tej reakcji z glicynianu metylu BMK.
14. Mieszanina staje się przezroczysta podczas ogrzewania. Powstała sól sodowa kwasu glicydowego jest rozpuszczalna w wodzie. Wkrótce potem reaktor jest przygotowywany do chłodzenia w celu krystalizacji soli kwasu glicydowego. Opcjonalnie można wyłączyć termostat i stopniowo schładzać mieszaninę do temperatury pokojowej.
Mieszanina zaczyna krystalizować podczas stopniowego chłodzenia. Staje się bardziej mętna, wytrąca się sól glicydowa, mieszanina gęstnieje. Otrzymuje się mieszaninę soli sodowej kwasu glicydowego BMK.
14. Mieszaninę filtruje się próżniowo na kolbie Buchnera i lejku. Otrzymuje się suchy produkt o masie 300 g i wydajności 79% (CAS 5449-12-7).
