Introdução
Na síntese da mefedrona (4-MMC) e de outras substâncias psicoativas em diferentes estágios (síntese e purificação), são usados diferentes solventes, que não entram em uma reação química. Eles permanecem na mesma forma que antes da síntese. No entanto, eles são misturados com sujeira, e seu uso sem limpeza significativa (regeneração) nas próximas sínteses é impossível. A participação desses solventes nos resíduos é de cerca de 50%. Quase todos esses solventes podem ser restaurados e reutilizados. Essa é uma parcela bastante grande do custo do produto, e a regeneração pode reduzir os riscos.
- Alguns solventes são controlados pelos governos (acetona, por exemplo) e é melhor não comprá-los novamente. Aqueles que não são controlados também não merecem ser comprados novamente.
- Redução de resíduos. Cada 5 kg de mefedrona geram até ~ 75 kg de resíduos (na verdade, mais com a água). Reduzir esse número pela metade também oferece uma vantagem de segurança.
Em geral, se você está seriamente interessado na síntese de mefedrona, precisa ter esse tópico em mente. Falaremos aqui sobre a regeneração dos solventes que usamos, a saber.
1. Álcool isopropílico (IPA)
2. Diclorometano (DCM)
3. Acetona
4. Orto-xileno (substituto menos inofensivo do benzeno e do tolueno)
6. Benzeno
Não será possível regenerar 100% dos solventes. Mas reduzir as compras em 10 vezes (se 90% forem regenerados) também é uma tarefa muito correta e prática.
1. IPA
Uma grande quantidade de resíduos de IPA é gerada como resultado da purificação de produtos usando IPA. O IPA também é usado para lavar um produto sólido. Por exemplo, após a solidificação, quando o uso da acetona não é muito bom, pois ela reage com o ácido restante, colorindo o produto em todas as cores do arco-íris. Após a purificação da mefedrona, o IPA se apresenta principalmente na forma de uma mistura com água (que o IPA ajuda a expulsar da mistura).
Em primeiro lugar, recomendo destilar o IPA, com ponto de ebulição de 82,5 °C. Se não precisar de IPA muito pura ou se tiver certeza de que ela não contém poluição, você pode fazer apenas as seguintes ações sem destilação.
Essa mistura de água e IPA é regenerada de forma muito simples: despeja-se cloreto de cálcio (anidro), que é vendido em qualquer loja de produtos químicos sem problemas, na proporção de 1 kg de CaCl2 para cada 10 litros da mistura e mistura-se bem (pode ser agitado). Feche bem o recipiente com IPA e coloque-o no freezer (durante a noite), pois a retirada da água do IPA é melhor no frio. Após 6-8 horas, a mistura é removida do freezer, enquanto o cloreto de cálcio "congela" em uma massa densa. O IPA seco é filtrado do sedimento. Os últimos 5 a 10% de IPA estão turvos (contendo suspensão de CaCl2), a solução pode ser cuidadosamente drenada ou filtrada em um funil por meio de um filtro de papel comum. As impurezas encontradas nesse IPA (como resíduo de DCM ou acetona) não afetam o desempenho do IPA em limpezas posteriores. Considerando que o IPA é mais consumido do que todos os outros solventes (até 33 litros por 5 kg de mefedrona), essa é a recuperação mais eficaz.
Em primeiro lugar, recomendo destilar o IPA, com ponto de ebulição de 82,5 °C. Se não precisar de IPA muito pura ou se tiver certeza de que ela não contém poluição, você pode fazer apenas as seguintes ações sem destilação.
Essa mistura de água e IPA é regenerada de forma muito simples: despeja-se cloreto de cálcio (anidro), que é vendido em qualquer loja de produtos químicos sem problemas, na proporção de 1 kg de CaCl2 para cada 10 litros da mistura e mistura-se bem (pode ser agitado). Feche bem o recipiente com IPA e coloque-o no freezer (durante a noite), pois a retirada da água do IPA é melhor no frio. Após 6-8 horas, a mistura é removida do freezer, enquanto o cloreto de cálcio "congela" em uma massa densa. O IPA seco é filtrado do sedimento. Os últimos 5 a 10% de IPA estão turvos (contendo suspensão de CaCl2), a solução pode ser cuidadosamente drenada ou filtrada em um funil por meio de um filtro de papel comum. As impurezas encontradas nesse IPA (como resíduo de DCM ou acetona) não afetam o desempenho do IPA em limpezas posteriores. Considerando que o IPA é mais consumido do que todos os outros solventes (até 33 litros por 5 kg de mefedrona), essa é a recuperação mais eficaz.
2. DCM
A recuperação do DCM (CH2Cl2) é mais difícil devido às rígidas medidas de segurança. O fato é que, durante a destilação do DCM com água, o DCM é parcialmente oxidado pelo oxigênio atmosférico, formando um gás bastante tóxico - o formaldeído. Caso alguém não saiba, esse é o principal "fator prejudicial" do álcool metílico, que se decompõe no corpo e se transforma nesse composto, responsável por todas as intoxicações. Portanto, o trabalho com a destilação de DCM deve ser realizado estritamente em um sistema fechado, a saída do condensador deve ser feita diretamente na coifa ou na sonda de extração com boa velocidade de sucção.
O DCM contaminado é despejado em um balão de destilação e fervido. O DCM ferve a 40 °C e seu azetrope com água a 38 °C. Ele ferve violentamente, com "explosões", portanto, não despeje mais do que metade ou 1/3 do volume do frasco de rb. Também aconselho o uso de lascas de ebulição, como xícaras de porcelana quebradas, azulejos quebrados. À medida que a mistura evapora, a temperatura da mistura aumenta muito rapidamente, novas porções de DCM sujo são adicionadas, as poluições são concentradas, cerca de 1/10 do DCM permanece com essa sujeira no frasco de evaporação. Em seguida, ele é drenado, e o frasco, em uma máscara de gás (!), é lavado com alguns restos de acetona e/ou IPA, utilizando-se ameixas. Assim, obtém-se até 80-90% de DCM, que é um solvente bastante difícil de obter e até pesado (1,3 kg por litro).
O DСM secundário resultante é cinza, às vezes até amarelado, o que não interfere em seu uso novamente. Ele contém água, o que também não interfere, pois todos os processos que envolvem o DСM também incluem soluções aquosas. O DCM deve ser lavado após a destilação para remover os restos de IPA (isso acontece) e formaldeído.
Isso é feito da seguinte forma: O DCM é despejado no frasco (reator), a mesma quantidade de água destilada, a mistura é agitada, a solução é dividida em camadas, a camada de DCM é drenada. A mesma água pode ser usada para lavar de 3 a 4 lotes de DCM, os restos de formaldeído e IPA são perfeitamente solúveis em água e, durante a separação, permanecem na camada de água, que é descartada após todas as lavagens. E o DCM, que representa até 1/3 do peso de reagentes difíceis de encontrar, está pronto para ser usado novamente.
Se você obtiver uma mistura de DСM, IPA, água e poluições como resultado da acidificação em DСM e IPA, somente o DСM sairá corretamente. Para conseguir isso, a mistura é preenchida com água, aproximadamente 70-80% do volume total da mistura. Em seguida, ela se separa, deixando o DСM com a "própria" sujeira sozinho (bem, quase com traços de IPA), e o IPA, a água e a sujeira solúvel em água são separados. O DСM é então destilado como descrito acima e lavado duas ou três vezes com água para remover restos de IPA que interferirão no uso posterior do DCM. É possível extrair o IPA da solução de água com IPA (cerca de 30% de IPA) por meio de várias destilações sucessivas (2 a 3 vezes), enriquecendo consistentemente o conteúdo percentual de IPA. Ao mesmo tempo, uma parte significativa do IPA é perdida, mesmo que você decida se confundir com essa destilação. O DСM é um reagente muito mais valioso, e faz sentido isolá-lo mesmo com um procedimento um pouco mais complicado. Além disso, o IPA com água pode ser drenado para o esgoto, enquanto o DСM é altamente desaconselhável porque, ao se separar da água no esgoto, ele (como um líquido imiscível mais pesado) se acumula em algumas cavidades; o DCM corrói o plástico e a borracha, e essa ação pode levar a acidentes nos esgotos, o que pode indicar a localização do seu laboratório. Simplificando, regenere-o ou coloque-o em recipientes e utilize-o.
O DCM contaminado é despejado em um balão de destilação e fervido. O DCM ferve a 40 °C e seu azetrope com água a 38 °C. Ele ferve violentamente, com "explosões", portanto, não despeje mais do que metade ou 1/3 do volume do frasco de rb. Também aconselho o uso de lascas de ebulição, como xícaras de porcelana quebradas, azulejos quebrados. À medida que a mistura evapora, a temperatura da mistura aumenta muito rapidamente, novas porções de DCM sujo são adicionadas, as poluições são concentradas, cerca de 1/10 do DCM permanece com essa sujeira no frasco de evaporação. Em seguida, ele é drenado, e o frasco, em uma máscara de gás (!), é lavado com alguns restos de acetona e/ou IPA, utilizando-se ameixas. Assim, obtém-se até 80-90% de DCM, que é um solvente bastante difícil de obter e até pesado (1,3 kg por litro).
O DСM secundário resultante é cinza, às vezes até amarelado, o que não interfere em seu uso novamente. Ele contém água, o que também não interfere, pois todos os processos que envolvem o DСM também incluem soluções aquosas. O DCM deve ser lavado após a destilação para remover os restos de IPA (isso acontece) e formaldeído.
Isso é feito da seguinte forma: O DCM é despejado no frasco (reator), a mesma quantidade de água destilada, a mistura é agitada, a solução é dividida em camadas, a camada de DCM é drenada. A mesma água pode ser usada para lavar de 3 a 4 lotes de DCM, os restos de formaldeído e IPA são perfeitamente solúveis em água e, durante a separação, permanecem na camada de água, que é descartada após todas as lavagens. E o DCM, que representa até 1/3 do peso de reagentes difíceis de encontrar, está pronto para ser usado novamente.
Se você obtiver uma mistura de DСM, IPA, água e poluições como resultado da acidificação em DСM e IPA, somente o DСM sairá corretamente. Para conseguir isso, a mistura é preenchida com água, aproximadamente 70-80% do volume total da mistura. Em seguida, ela se separa, deixando o DСM com a "própria" sujeira sozinho (bem, quase com traços de IPA), e o IPA, a água e a sujeira solúvel em água são separados. O DСM é então destilado como descrito acima e lavado duas ou três vezes com água para remover restos de IPA que interferirão no uso posterior do DCM. É possível extrair o IPA da solução de água com IPA (cerca de 30% de IPA) por meio de várias destilações sucessivas (2 a 3 vezes), enriquecendo consistentemente o conteúdo percentual de IPA. Ao mesmo tempo, uma parte significativa do IPA é perdida, mesmo que você decida se confundir com essa destilação. O DСM é um reagente muito mais valioso, e faz sentido isolá-lo mesmo com um procedimento um pouco mais complicado. Além disso, o IPA com água pode ser drenado para o esgoto, enquanto o DСM é altamente desaconselhável porque, ao se separar da água no esgoto, ele (como um líquido imiscível mais pesado) se acumula em algumas cavidades; o DCM corrói o plástico e a borracha, e essa ação pode levar a acidentes nos esgotos, o que pode indicar a localização do seu laboratório. Simplificando, regenere-o ou coloque-o em recipientes e utilize-o.
3. Acetona
A acetona é um solvente muito caprichoso para regeneração. A água, que é dissolvida com a acetona, é removida com grande dificuldade. É mais fácil com poluições orgânicas, a acetona é purificada por destilação como DCM. Se houver outros solventes dissolvidos na acetona, ela é evaporada da solução poluída sem água. Além disso, à medida que as próximas porções de acetona suja são adicionadas, a temperatura da mistura aumenta e, a uma temperatura superior a 75-80 °C, a evaporação deve ser interrompida, deixando um pouco de acetona com o resíduo sujo. Não é necessário secar e enxaguar a acetona destilada.
O problema é que essa maneira ajuda a regenerar a acetona apenas 2 a 3 vezes (de acordo com a experiência). A acetona é usada como solvente de lavagem para mefedrona úmida com restos de IPA ou DCM, por exemplo. Esses solventes são evaporados junto com a acetona; seus pontos de ebulição são próximos e eles evaporam com água (ao contrário da acetona), que não pode ser removida dessa mistura por nenhum cloreto de cálcio ou outro agente seco. Após 2 a 3 destilações, essa acetona-IPA é descartada para fins de lavagem de vidraria. É possível estender a vida útil da acetona secundária secando a mefedrona antes de lavá-la com acetona. Esse procedimento não é ideal porque consome muito tempo. A mefedrona seca por muito tempo após a limpeza com IPA, especialmente no caso de produtos não muito limpos.
Pequenas quantidades de IPA não impedem que a acetona lave um produto, especialmente na forma de gelo. A água pode ser removida por meio de destilação sobre pentóxido de fósforo P2O5; seque a acetona com potassa anidra (cerca de 5% do peso da acetona) e aqueça por várias horas com refluxo, despeje em outro frasco e destile sobre um agente secante fresco; o ponto de ebulição da acetona é 56,2 °C. O ponto de ebulição da acetona é de 56,2 °C. Osódio metálico e os álcalis não são adequados para a secagem da acetona
O problema é que essa maneira ajuda a regenerar a acetona apenas 2 a 3 vezes (de acordo com a experiência). A acetona é usada como solvente de lavagem para mefedrona úmida com restos de IPA ou DCM, por exemplo. Esses solventes são evaporados junto com a acetona; seus pontos de ebulição são próximos e eles evaporam com água (ao contrário da acetona), que não pode ser removida dessa mistura por nenhum cloreto de cálcio ou outro agente seco. Após 2 a 3 destilações, essa acetona-IPA é descartada para fins de lavagem de vidraria. É possível estender a vida útil da acetona secundária secando a mefedrona antes de lavá-la com acetona. Esse procedimento não é ideal porque consome muito tempo. A mefedrona seca por muito tempo após a limpeza com IPA, especialmente no caso de produtos não muito limpos.
Pequenas quantidades de IPA não impedem que a acetona lave um produto, especialmente na forma de gelo. A água pode ser removida por meio de destilação sobre pentóxido de fósforo P2O5; seque a acetona com potassa anidra (cerca de 5% do peso da acetona) e aqueça por várias horas com refluxo, despeje em outro frasco e destile sobre um agente secante fresco; o ponto de ebulição da acetona é 56,2 °C. O ponto de ebulição da acetona é de 56,2 °C. Osódio metálico e os álcalis não são adequados para a secagem da acetona
4. Ortoxileno
O ortoxileno é um solvente imerecidamente "esquecido". Ele tem muitas propriedades valiosas. Não é tóxico, não é carcinogênico e não é tão volátil (bp 144 °C) quanto o benzeno ou o tolueno. Os valores de tempo e temperatura de síntese são semelhantes aos do solvente benzeno (já verificados). O-xileno, quase imiscível com água (0,014%). A mistura azeotrópica de o-xileno com água ferve a 92 °C e contém 64,25% de o-xileno e 35,75% de água. Portanto, a regeneração do xileno tem a seguinte aparência.
2/3 de xileno e 1/3 de água destilada são despejados no frasco de fundo redondo [preencher metade do volume do frasco]. A mistura entra em ebulição, como deveria ser para um solvente de alto ponto de ebulição, de forma lenta e gradual, a água da camada inferior emite jatos de vapor que passam pela camada superior de xileno. Isso forma uma capa de espuma, que pode sugar a sujeira para dentro do condensador de refluxo. Você deve despejar metade do volume no frasco e adicionar lascas de ebulição para evitar a formação de espuma. Duas camadas são formadas ao mesmo tempo no frasco receptor, a camada inferior é de água (despejada), o xileno é lavado adicionalmente com água para purificação porque alguns poluentes entram no frasco receptor (aparentemente devido ao alto ponto de ebulição do azeótropo). O xileno é quase imiscível com a água, portanto não é necessário secar o produto regenerado.
5. Éter dietílico
Extremamente inflamável; os vapores formam misturas explosivas com o ar. Os vapores são aproximadamente 2,6 vezes mais pesados que o ar e podem se espalhar pela superfície da mesa de trabalho. Portanto, é necessário garantir que, nas proximidades (até 1 m) do local de trabalho com éter, todos os queimadores de gás sejam apagados e que os fogões elétricos com espiral aberta sejam desconectados da rede elétrica. Durante o armazenamento do éter dietílico sob a ação da luz e do oxigênio atmosférico, formam-se compostos explosivos de peróxido e acetaldeído. Os compostos de peróxido são a causa de explosões extremamente violentas, especialmente quando se tenta destilar o éter até a secura. Muitas reações foram propostas para a detecção de peróxido no éter dietílico. O éter é lavado com solução de NaOH a 5% e água, seco por 24 horas sobre CaCl2 anidro (150-200 g de CaCl2 por 1 litro de éter). O CaCl2 é então filtrado em um papel de filtro grande e o éter é coletado em um frasco de vidro escuro. O frasco é bem fechado com uma rolha de cortiça e um tubo de cloreto de cálcio cheio de CaCl2, dobrado em um ângulo agudo, é inserido nele. Em seguida, após abrir o frasco, o fio de sódio é brevemente introduzido no éter, na proporção de 5 g por 1 litro de éter.
Após 24 horas, quando não houver mais emissão de bolhas de hidrogênio, são adicionados mais 3 g de fio de sódio por 1 litro de éter e, após 12 horas, o éter é despejado em um frasco de destilação e destilado sobre o fio de sódio. O receptor deve ser protegido por um tubo de cloreto de cálcio com CaCl2. O destilado (ponto de ebulição 34,6 °C) é coletado em um frasco de vidro escuro que, após a adição de 1 g de fio de sódio por 1 litro de éter, é fechado com uma rolha de cortiça com um tubo de cloreto de cálcio e armazenado em um local frio e escuro. Se a superfície do fio tiver mudado muito e as bolhas de hidrogênio forem liberadas novamente quando o fio for adicionado, então o éter deve ser filtrado em outro frasco e outra porção de fio de sódio deve ser adicionada.
Uma maneira conveniente e muito eficaz de purificar o éter dietílico dos peróxidos e, ao mesmo tempo, da umidade é passar o éter por uma coluna com Al2O3 ativo. Colunas com altura de 60-80 cm e diâmetro de 2-4 cm, preenchidas com 82 g de Al2O3, são suficientes para purificar 700 ml de éter contendo uma quantidade significativa de compostos de peróxido. Os resíduos de Al2O3 podem ser facilmente regenerados se uma solução aquosa acidificada de 50% de FeSO4. 7H2O for passada pela coluna, lavada com água, seca e ativada termicamente a 400-450 °C.
O éter absoluto é um líquido altamente higroscópico. O grau de absorção de umidade pelo éter durante seu armazenamento pode ser determinado pela cor azulada do pó branco anidro de CuSO4 quando ele é introduzido no éter (forma-se um hidrato colorido de CuSO4.5H2O).
Após 24 horas, quando não houver mais emissão de bolhas de hidrogênio, são adicionados mais 3 g de fio de sódio por 1 litro de éter e, após 12 horas, o éter é despejado em um frasco de destilação e destilado sobre o fio de sódio. O receptor deve ser protegido por um tubo de cloreto de cálcio com CaCl2. O destilado (ponto de ebulição 34,6 °C) é coletado em um frasco de vidro escuro que, após a adição de 1 g de fio de sódio por 1 litro de éter, é fechado com uma rolha de cortiça com um tubo de cloreto de cálcio e armazenado em um local frio e escuro. Se a superfície do fio tiver mudado muito e as bolhas de hidrogênio forem liberadas novamente quando o fio for adicionado, então o éter deve ser filtrado em outro frasco e outra porção de fio de sódio deve ser adicionada.
Uma maneira conveniente e muito eficaz de purificar o éter dietílico dos peróxidos e, ao mesmo tempo, da umidade é passar o éter por uma coluna com Al2O3 ativo. Colunas com altura de 60-80 cm e diâmetro de 2-4 cm, preenchidas com 82 g de Al2O3, são suficientes para purificar 700 ml de éter contendo uma quantidade significativa de compostos de peróxido. Os resíduos de Al2O3 podem ser facilmente regenerados se uma solução aquosa acidificada de 50% de FeSO4. 7H2O for passada pela coluna, lavada com água, seca e ativada termicamente a 400-450 °C.
O éter absoluto é um líquido altamente higroscópico. O grau de absorção de umidade pelo éter durante seu armazenamento pode ser determinado pela cor azulada do pó branco anidro de CuSO4 quando ele é introduzido no éter (forma-se um hidrato colorido de CuSO4.5H2O).
6. Benzeno
O benzeno e seus homólogos, tolueno e xilenos, são amplamente utilizados como solventes e meios de secagem azeotrópicos. O benzeno deve ser manuseado com equipamentos de segurança especiais devido à sua inflamabilidade e toxicidade, bem como à formação de misturas explosivas com o ar. O vapor de benzeno com exposição repetida perturba a função normal dos órgãos hematopoiéticos; no estado líquido, o benzeno é fortemente absorvido pela pele e a irrita. O benzeno forma uma mistura azeotrópica com água (8,83% em peso, bp 69,25 °C). Portanto, antes da destilação, o benzeno úmido é fervido com um aparelho Dean-Stark e a água é quase completamente destilada. A secagem adicional do benzeno destilado geralmente é realizada com CaCl2 calcinado (por 2 a 3 dias) e fio de sódio. Durante a destilação, deve-se tomar cuidado para garantir que o benzeno destilado não cristalize em um condensador (Tm 5,5 °C).
O benzeno técnico contém até 0,05% em peso de tiofeno, que não pode ser separado do benzeno nem por destilação fracionada nem por cristalização (congelamento). O tiofeno no benzeno é detectado da seguinte forma: uma solução de 10 mg de isatina em 10 ml de H2SO4 conc. é agitada com 3 ml de benzeno. Na presença de tiofeno, a camada de ácido sulfúrico fica azul-esverdeada. O benzeno é purificado do tiofeno por extração repetida com H2SO4 concentrado. Para 1 litro de benzeno, use 80 ml de ácido. A purificação é realizada até que se obtenha uma cor amarela fraca do ácido. Após a separação da camada de ácido, o benzeno é lavado com água, depois com uma solução de Na2CO3 a 10% e novamente com água, após o que o benzeno é destilado. Um método mais eficiente e simples para remover o tiofeno do benzeno é ferver 1 litro de benzeno com 100 g de níquel Raney em um frasco sob refluxo por 15 a 30 minutos. Outra maneira de purificar o benzeno do tiofeno é cristalizá-lo fracionariamente a partir do álcool etílico. Uma solução saturada de benzeno em álcool é resfriada a cerca de -15 °C, o benzeno sólido é rapidamente filtrado e destilado.
O benzeno técnico contém até 0,05% em peso de tiofeno, que não pode ser separado do benzeno nem por destilação fracionada nem por cristalização (congelamento). O tiofeno no benzeno é detectado da seguinte forma: uma solução de 10 mg de isatina em 10 ml de H2SO4 conc. é agitada com 3 ml de benzeno. Na presença de tiofeno, a camada de ácido sulfúrico fica azul-esverdeada. O benzeno é purificado do tiofeno por extração repetida com H2SO4 concentrado. Para 1 litro de benzeno, use 80 ml de ácido. A purificação é realizada até que se obtenha uma cor amarela fraca do ácido. Após a separação da camada de ácido, o benzeno é lavado com água, depois com uma solução de Na2CO3 a 10% e novamente com água, após o que o benzeno é destilado. Um método mais eficiente e simples para remover o tiofeno do benzeno é ferver 1 litro de benzeno com 100 g de níquel Raney em um frasco sob refluxo por 15 a 30 minutos. Outra maneira de purificar o benzeno do tiofeno é cristalizá-lo fracionariamente a partir do álcool etílico. Uma solução saturada de benzeno em álcool é resfriada a cerca de -15 °C, o benzeno sólido é rapidamente filtrado e destilado.
Benzeno do benzoato de sódio
Conclusão
A recuperação de cada solvente individual é economicamente vantajosa. A separação de misturas de diferentes solventes por frações é muito mais complicada. Para uma regeneração bem-sucedida, é melhor escolher formas de síntese para usar solventes que não os misturem uns com os outros. Atualmente, o processo que termina com a acidificação com ácido clorídrico, com a seleção e a lavagem da fração aquosa, parece ser o mais sensato. A primeira limpeza da solução do produto usa DCM, depois é necessário usar fervura com IPA e, em seguida, lavar o produto final com acetona. Concluindo, a limpeza com três solventes diferentes que não se misturam entre si durante o uso (especialmente se o produto for seco após a limpeza com IPA) garante uma boa pureza do produto e a possibilidade de recuperar uma parte significativa dos solventes.
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