Synteza metamfetaminy z P2P przez redukcję NaBH4

[rzecznik]

Wstęp​

Przedstawiam forum BB metodę syntezy metamfetaminy polegającą na redukcyjnym aminowaniu 1-fenylo-2-propanonu (P2P) za pomocą NaBH4. Prezentowana metoda pozwala na uzyskanie dużych partii produktu. Najtrudniejszym problemem w tej metodzie jest ciepło generowane podczas egzotermicznej reakcji redukcji iminy. Niezmiernie ważne jest utrzymywanie temperatury w opisanym zakresie oraz zapewnienie suchości wszystkich reagentów i atmosfery reakcji (należy używać rurek suszących z CaCl2). Ponadto, praca z NaBH4 jest dość niebezpieczna i wymaga dużej uwagi, ponieważ odczynnik ten ma działanie toksyczne, reaguje z wodą i alkoholami z wydzieleniem ogromnej ilości wodoru i tworzeniem odpowiedniego boranu, co może spowodować wybuch, oparzenia i obrażenia. Należy używać szkła laboratoryjnego, rękawic, fartucha laboratoryjnego i respiratora.

Sprzęt i szkło laboratoryjne:​

• Moździerz ceramiczny;
• Zlewki 2 L (x2), 0.5 L (x2) i 200 ml (x2);
• Kolby Erlenmeyera 2 L (x2) i 10 L;
• Cylinder miarowy na 100 ml;
• Kolba trójszyjna okrągłodenna 2 L z korkami;
• Kolba okrągłodenna 2 L z szybkozłączką próżniową lub kolba Schlenka;
• Prosty lejek wkraplający 0.5 L z kolbą Claisena i rurką suszącą lub lejek wkraplający wyrównujący ciśnienie 0.5 L;
• Rozdzielacz 1 L;
• Kolba do odparowywania 2 L;
• Naczynie Pyrex 0.5 L;
• Mieszadło magnetyczne z płytą grzejną;
• Statyw laboratoryjny i łapy do mocowania sprzętu;
• Łaźnia olejowa silikonowa;
• Łaźnia lodowo-metanolowa (-10 °C) lub lód kruszony z solą (-10 °C);
• Waga laboratoryjna (zakres 1 g - 1 kg jest odpowiedni);
• Piekarnik;
• Termometr laboratoryjny (-20 °C do 200 °C) z adapterem do kolby trójszyjnej;
• Aspirator (pompa wodna);
• Generator laboratoryjny HCl;
• Rurka susząca x2;
• Wyparka rotacyjna z łaźnią wodną;
• Papier filtracyjny.

Odczynniki:​

• 138 gram P2P (1 mol) (1-fenylo-2-propanon);
• 10% roztwór metyloaminy w metanolu (w/w) - 1000 ml zawierające 100 g MeNH2 (~3 mole);
• Siarczan magnezu - 36 g (MgSO4·7H2O, suszony w piekarniku w temperaturze 300 °C przez 2h -> MgSO4·1H2O) [Do suszenia roztworu MeOH/MeNH2];
• Żel krzemionkowy (kulki 3-5 mm) - 200 ml (suszyć w temperaturze 300 °C/2h, sciemnieją!) [Do absorpcji 2 mol H2O podczas reakcji];
• 15 gram NaBH4 jako czynnik redukujący powstałą (bezwodną!) iminę;
• 5-7 L wody destylowanej + ~5 L wody destylowanej do napełnienia łaźni wyparki rotacyjnej;
• 1 L dichlorometanu (DCM);
• 0.5 L acetonu

Ważne: Reakcja jest bardzo wrażliwa na obecność wody (w postaci płynnej lub pary wodnej w powietrzu!).

Uwaga: Wszystkie manipulacje należy wykonywać w dygestorium lub pod wyciągiem; metyloamina jest substancją toksyczną, nie dopuszczać do wdychania jej oparów. Konieczne jest stosowanie maski oddechowej. Wdychanie metyloaminy powoduje silne podrażnienie skóry, oczu i górnych dróg oddechowych. Początkowo prowadzi do pobudzenia, a następnie do depresji ośrodkowego układu nerwowego. Śmierć może nastąpić w wyniku zatrzymania oddechu.

Procedura​

Suszenie prekursorów
Najpierw szybko rozgnieć w moździerzu wcześniej wysuszony (piekarnik, 300 °C, 3 godziny) suchy MgSO4 do formy “popcornu”. Przesiej proszek, a pozostałe grudki natychmiast umieść w mieszaninie metanolu i metyloaminy (1000 ml), intensywnie mieszając. Zamknij naczynie, aby zapobiec dostawaniu się wilgoci z powietrza. Kontynuuj mieszanie przez 10 minut – w tym czasie woda zostanie zaabsorbowana przez MgSO4. Odstaw i poczekaj, aż cały MgSO4 opadnie na dno. Następnie szybko zlej znad osadu suchą mieszaninę MeOH/metyloaminy (MA) do kolby okrągłodennej trójszyjnej o pojemności 2 L i szczelnie zamknij. Niezwłocznie umyj puste naczynie dużą ilością wody, aby usunąć zapach metyloaminy i móc je bezpiecznie przechowywać.

Synteza
Dodaj teraz 200 ml (odmierz w zlewce, pomijając przestrzenie między kulkami) suchych kulek żelu krzemionkowego (2-5 mm) oraz mieszadełko magnetyczne do kolby 2 L i ponownie zamknij. Umieść kolbę 2 L w łaźni olejowej silikonowej o temperaturze 20 °C. Olej silikonowy nagrzewa się powoli! Na tym etapie nie podgrzewaj – łaźnia ma pełnić jedynie funkcję chłodzącą. Powoli, za pomocą lejka wkraplającego, dodaj 138 g P2P do kolby 2 L, cały czas intensywnie mieszając. Temperatura wzrośnie do 23 °C podczas tworzenia się (bezwodnej) iminy. Woda powstała w tej reakcji jest absorbowana przez wysuszony żel krzemionkowy! Zajmie to 30 minut. Następnie kontynuuj mieszanie przez kolejną godzinę. Kolor mieszaniny reakcyjnej zmieni się z jasnożółtego na kolor kawy z mlekiem. Temperatura: 23 °C.

​

Po godzinie zakończ mieszanie i zlej płyn znad osadu do kolby Erlenmeyera o pojemności 2 L i płaskim dnie. Dodaj mieszadełko magnetyczne. Pozostały żel krzemionkowy przemyj 3 razy po 50 ml wysuszonego (za pomocą żelu krzemionkowego) metanolu, aby odzyskać pozostałą iminę. Te 3 porcje po 50 ml również przelej do kolby Erlenmeyera o pojemności 2 L. Następnie umieść kolbę Erlenmeyera o pojemności 2 L na mieszadle magnetycznym w łaźni lodowo-metanolowej (-10 °C) (lub łaźni z lodu kruszonego z solą) i rozpocznij intensywne mieszanie. Zamocuj lejek wkraplający na kolbie Erlenmeyera o pojemności 2 L, używając gumowego pierścienia uszczelniającego. Teraz zacznij dodawać co 5 minut płaską łyżeczkę NaBH4 (rozpuszczonego w minimalnej ilości metanolu). Spłucz lejek minimalną ilością metanolu. Po każdej łyżeczce luźno zatkaj lejek korkiem gumowym. Cały proces potrwa 2,5 godziny. Nie przekraczaj temperatury 20 °C! Następną łyżeczkę możesz dodać przy temperaturze około 8 °C. Kolor roztworu powinien być jasno-przezroczysty pomarańczowo-brązowy. Kontynuuj mieszanie łącznie przez 8,5 godziny (możliwe, że czas ten można znacznie skrócić).

​

Całkowita objętość wynosi około 1900 ml. Następnie, pod intensywnym mieszaniem magnetycznym, wlej mieszaninę do kolby o pojemności 10 L zawierającej 5 L wody destylowanej. pH roztworu powinno wynosić 12. Dodaj 500 ml dichlorometanu (DCM) i mieszaj intensywnie przez 30 minut. Pozwól, aby substancje oleiste wytrąciły się, a ciemna, miodowo-kolorowa warstwa DCM z olejem osiadła na dnie. Usuń warstwę wodną za pomocą aspiratora i rurki silikonowej. Pozostałość (woda + DCM + olej) przelej do rozdzielacza i oddziel wyłącznie warstwę DCM z olejem – objętość około 550 ml. (Temperatura wrzenia DCM wynosi 40 °C). Pozostały MgSO4 i sole boru pozostały w warstwie wodnej. Następnie osusz warstwę DCM z olejem za pomocą niewielkiej ilości suchego MgSO4 i zlej do kolby Erlenmeyera o pojemności 2 L. Przepłucz MgSO4 niewielką ilością świeżego, SUCHEGO DCM i dodaj popłuczyny DCM do osuszonego DCM z olejem. Całkowita objętość DCM z olejem wynosi około 1000 ml, a kolor jest miodowo-czerwony.

Otrzymywanie chlorowodorku metamfetaminy
Rozpocznij przepuszczanie gazowego HCl przez 1000 ml roztworu w kolbie Schlenka o pojemności 2 L (lub kolbie okrągłodennej z szybkozłączką próżniową), umieszczonej w łaźni lodowej na mieszadle magnetycznym i intensywnie mieszając. Regularnie sprawdzaj pH. Kontynuuj proces do uzyskania pH 6. Wlej zakwaszony roztwór (1000 ml) do kolby do odparowywania o pojemności 2 L i umieść na wyparki rotacyjnej. Ustaw prędkość na około 100 obr./min, temperaturę na 80 °C, a próżnię na 0.8 bara (wystarczy aspirator wodny, aby utrzymać kolbę). Po oddestylowaniu prawie całego DCM, zawartość kolby nagle zmienia kolor z ciemnomiodowego na kremowobiały, a następnie wysycha tworząc okrągły placek na dnie. Usuń około 0.5 L DCM, które zebrało się w kolbie odbiorczej, i ponownie zamocuj pustą kolbę. Następnie zastosuj pełną próżnię, aby usunąć ostatnie ślady wody.

Oczyszczanie poprzez trzykrotną rekrystalizację: Wlej minimalną ilość gorącego (40 °C) suchego DCM (lub suchego etanolu 98%+) do kolby, aż do rozpuszczenia się pozostałości suchej substancji. Następnie dodaj 4-krotnie większą objętość suchego acetonu. Zamknij kolbę korkiem i umieść na 1 godzinę w zamrażarce. Utworzy się masa brudnobiałych kryształów, a na wierzchu pojawi się warstwa ciemnoczerwonej cieczy. Zdekantuj ciecz i powtórz ten krok jeszcze 2 razy, wydłużając czas do 2 godzin. Po ostatnim etapie uzyskasz śnieżnobiałe kryształy racemicznego chlorowodorku metamfetaminy. Sucha masa wynosi 141.5 g, co odpowiada niemal ilościowej wydajności.

Oczyszczanie metamfetaminy.
Rozpuść masę kryształów w aluminiowym naczyniu z płaskim dnem na płycie grzejnej w temperaturze 170-175 °C. Następnie bardzo powoli rozpuść kryształy, nie przekraczając minimalnej temperatury potrzebnej do stopienia, aby uniknąć dymienia (to będzie twój pierwszy szybki test: powodzenia!). Schładzaj ponownie do temperatury 150 °C, bardzo powoli, z prędkością 1 °C/30 min (reguluj za pomocą regulatora temperatury!). Po ponownym, bardzo powolnym schłodzeniu do temperatury pokojowej (z zamkniętą pokrywką, ponieważ produkt jest higroskopijny!) uzyskasz produkt “ICE”. Zaletą tej metody jest usunięcie całej wody!

Można również efektywniej otrzymać sól siarczanową, postępując zgodnie z logiczną metodą: Zakwaś mieszaniną 10% H2SO4/etanolu roztwór wolnej zasady metamfetaminy w etanolu (mieszanina 1:4). Ta sól nie jest tak higroskopijna. Przesącz i wysusz kryształy.