Úvod
Tato syntéza je dobrou volbou v případě, že máte nedostupný fenylaceton pro další syntézu amfetaminu nebo metamfetaminu. Glycidát BMK lze snadno přeměnit na P2P hydrolýzou. Tato reakce má některé výhody a nevýhody. Hlavní nevýhodou je, že reakce je velmi citlivá na vodu. Musíte používat naprosto suché sklo a činidla. Ujistěte se, že vaše činidla byla před syntézou vysušena a přečištěna. Stopy vody snižují výtěžek. Také se vyplatí provádět tuto reakci v inertní atmosféře (N2), aby se zvýšil její výtěžek. Výhodou je poměrně vysoký výtěžek a krátká reakční doba. Reakce navíc nevyžaduje žádná rozpouštědla.
Vybavení a sklo.
- 2l vsádkový reaktor (nebo baňka) se zpětným chladičem, horním míchadlem a vodním pláštěm (vodní lázeň) v sestavě;
- Retortový stojan a svorka pro upevnění aparatury;
- 1 L odkapávací nálevka;
- Běžná nálevka;
- laboratorní teploměr (do -10 - 100 °C);
- Skleněná tyčinka;
- Silikonové hadice;
- Odměrný válec na 1 l;
- Zdroj vakua;
- Laboratorní váha (vhodná pro 1-200 g);
- Studená vodní lázeň pro zpětný chladič a vodní čerpadlo (v případě nepřítomnosti chladiče);
- Buchnerova baňka a nálevka;
- 2 L; 1 L x2; 500 ml x2 Kádinky;
- Plastová lžíce nebo špachtle;
- Mraznička;
- Chladicí zařízení s cirkulační pumpou (volitelné);
- Pyrexové nádoby na produkt (nebo jiné nádoby);
Reagencie.
- Benzaldehyd 200 g (cas 100-52-7).
- Methyl 2-chlorpropionát 350 g (cas 17639-93-9).
- bezvodý síran sodný (Na2SO4).
- hydroxid sodný (NaOH) 200 g nebo hydroxid draselný (KOH) 265 g.
- Destilovaná voda ~2 l.
- ethylát sodný 200 g (EtONa).
Syntéza
...
Substituční nukleofilní reakce mezi benzaldehydem a methyl 2-chlorpropionátem.
Skleněný reaktor je vybaven pláštěm připojeným k chladicímu zařízení s oběhovým čerpadlem s nastavenou teplotou chladicí kapaliny 0°С. Pokud použijete baňku nebo jednovrstvý reaktor, musíte použít chladicí lázeň s ledovou vodou. Reakční baňka (reaktor) musí být uvnitř dokonale suchá, bez kapek vody a kondenzátu.
1. Nalijte 200 g benzaldehydu do kádinky.
2. V kádince (v kádince)nechte odkapat 200 g benzaldehydu. Přidejte methyl 2-chlorpropionát 350 g. Směs benzaldehydu a methyl 2-chlorpropionátu se míchá.
Poznámka: Pokud jsou činidla čerstvá a skladovaná za vhodných podmínek, použijte je přímo vložením do reaktoru. Pokud tomu tak není nebo z preventivních důvodů (pro jistotu) můžete směs benzaldehydu a methyl 2-chlorpropionátu dodatečně vysušit pomocí vysoušedla. V tomto případě se použije bezvodý síran sodný (Na2SO4).
3. Bezvodý Na2SO4 se přidá do směsi tak, aby zcela pokryl skleněné dno (přibližné množství). Směs se míchá.
Poznámka: Na2SO4 shromažďuje zbývající vodu, vytváří krystalické hydráty a usazuje se na dně nádoby bez míchání. K adsorpci vody dochází poměrně rychle. Vizuálně to vypadá jako tvorba průhledné směsi činidel.
4. Zbytek směsi se rozdělí na dvě části. Usazená, síranem sodným dehydratovaná směs se dekantuje do reakční nádoby. Dbejte na to, aby se sediment (krystalické hydráty) nedostal do reaktoru.
Poznámka: Všechny vytvořené krystalické hydráty síranu sodného a nezreagované sraženiny síranu sodného se usazují na dně nádoby. Dekantuje se poměrně snadno. Pro jistotu můžete použít dodatečnou filtraci nebo do nálevky reaktoru nainstalovat předfiltr.
5. V případě, že se reaktor nachází v ochranné zóně, je nutné jej odfiltrovat. Krystalická sraženina hydrátů síranu sodného se snadno oddělí. Poté se zlikviduje. Připraví se ethoxid sodný pro přídavek. zapne se míchadlo.
Poznámka: Nastavte rychlost míchání tak, aby se směs dobře promíchala, ale zároveň se příliš nerozstřikovala na stěny reaktoru (baňky).
6. V případě, že se směs míchá, je nutné ji oddělit od reaktoru. Reakční směs (RM) se ochladí na 0-10 °C pomocí chlazeného pláště reaktoru. Teplota se udržuje na stejné úrovni a během reakce se kontroluje teplotní sondou. Teplota se měří ponořením teplotní sondy. Lze použít ponorný teploměr nebo infračervený teploměr pro baňku.
7. Předem se připraví vodný roztok zásady (hydroxid sodný nebo draselný). Do kádinky se nalije 200 g hydroxidu sodného (nebo 265 g hydroxidu draselného). Přidá se 0,8-1 l destilované studené vody. Směs se míchá, dokud se NaOH zcela nerozpustí. Roztok se velmi zahřeje. Poté se alkalický roztok ponechá na chladném místě, aby se směs ochladila na pokojovou teplotu. Poté se alkalický roztok může dát do chladničky.
8. Když se RM uvnitř reaktoru ochladí na 0 °C, začne se přidávat suchý ethylát sodný 200 g (EtONa). Přídavek se musí provádět v malých dávkách s přestávkami, aby se udržovala reakční teplota pod 10°С. Příliš rychlé přidávání a velké dávky EtONa mohou způsobit prudké zahřátí směsi a dokonce i vření RM, výtěžek reakce se v tomto případě sníží. EtONa se musí dávkovat plastovou nebo silikonovou lžičkou; kovovou lžičku nelze použít.
Poznámka: Lze použít i jiné alkoholáty kovů, např. methoxid sodný, terc-butoxid draselný, isopropoxid sodný atd. Kromě toho lze použít i hydrid sodný, amid sodný. RM se zahřeje a trochu zahustí během přídavku EtONa, použije se vnější chlazení.
Směs se zahustí, barva se změní na žlutou, pak cihlově červenou a následně hnědou. Teplota se musí vždy udržovat v rozmezí 0-10 °C. Čím více se přidává ethylanu sodného, tím je směs hustší. Míchání se udržuje nastavením rychlosti míchání.
Poznámka: Pokud se reakce provádí v reakční baňce na magnetickém míchadle, pak jedna kotva nemusí stačit. Mělo by se použít ruční míchadlo nebo horní míchadlo.
9. V případě, že je reakce přerušena, je třeba použít ru ční míchadlo. RM se míchá a udržuje v rozmezí 0-10°С po dobu 1 h po úplném přidání EtONa.
10. Reakční reakce se provádí v rozmezí 0-10°С. Poté se odstraní vnější chlazení a RM se míchá při pokojové teplotě po dobu 12 h.
Volitelně: Volitelně se nastaví vnější postupné zahřívání na 60°С. Při této metodě se sníží výtěžek reakce. Na reaktor se nainstaluje zpětný chladič. RM se míchá při teplotě 60 °C po dobu další 1 h. Ohřev se provádí pomocí pláště reaktoru a termostatu.
11. Reaktor se zahřeje na teplotu 60 °C. Po 1 h se vnější ohřev vypne. Směs se za stálého míchání pomalu ochladí na pokojovou teplotu.
12. Směs se zchladí na pokojovouteplotu. Na reaktor se nasadí odkapávací nálevka s 1 l studené destilované vody. Voda se přidává po kapkách za intenzivního míchání. Hustý RM se změní v kapalinu.
13. Míchadlo se vypne. RM se rozdělí na dvě vrstvy. Horní vrstvu tvoří methylglycidový ester (BMK methylglycidát), spodní vrstvu voda s nepotřebnými reakčními solemi, které jsou v ní rozpuštěny. Spodní vrstva se zlikviduje, horní vrstva glycidového esteru se použije v dalších reakcích.
14. V reaktoru zůstává methylester BMK-glycidátu. Může se vakuově destilovat, aby se získal čistší ester v případě, že jej chcete prodat jako produkt. Přibližné množství esteru je asi 400 g. Volitelně se ester použije v další reakci k získání sodné nebo draselné soli kyseliny glycidové.
2. V kádince (v kádince)nechte odkapat 200 g benzaldehydu. Přidejte methyl 2-chlorpropionát 350 g. Směs benzaldehydu a methyl 2-chlorpropionátu se míchá.
Poznámka: Pokud jsou činidla čerstvá a skladovaná za vhodných podmínek, použijte je přímo vložením do reaktoru. Pokud tomu tak není nebo z preventivních důvodů (pro jistotu) můžete směs benzaldehydu a methyl 2-chlorpropionátu dodatečně vysušit pomocí vysoušedla. V tomto případě se použije bezvodý síran sodný (Na2SO4).
3. Bezvodý Na2SO4 se přidá do směsi tak, aby zcela pokryl skleněné dno (přibližné množství). Směs se míchá.
Poznámka: Na2SO4 shromažďuje zbývající vodu, vytváří krystalické hydráty a usazuje se na dně nádoby bez míchání. K adsorpci vody dochází poměrně rychle. Vizuálně to vypadá jako tvorba průhledné směsi činidel.
4. Zbytek směsi se rozdělí na dvě části. Usazená, síranem sodným dehydratovaná směs se dekantuje do reakční nádoby. Dbejte na to, aby se sediment (krystalické hydráty) nedostal do reaktoru.
Poznámka: Všechny vytvořené krystalické hydráty síranu sodného a nezreagované sraženiny síranu sodného se usazují na dně nádoby. Dekantuje se poměrně snadno. Pro jistotu můžete použít dodatečnou filtraci nebo do nálevky reaktoru nainstalovat předfiltr.
5. V případě, že se reaktor nachází v ochranné zóně, je nutné jej odfiltrovat. Krystalická sraženina hydrátů síranu sodného se snadno oddělí. Poté se zlikviduje. Připraví se ethoxid sodný pro přídavek. zapne se míchadlo.
Poznámka: Nastavte rychlost míchání tak, aby se směs dobře promíchala, ale zároveň se příliš nerozstřikovala na stěny reaktoru (baňky).
6. V případě, že se směs míchá, je nutné ji oddělit od reaktoru. Reakční směs (RM) se ochladí na 0-10 °C pomocí chlazeného pláště reaktoru. Teplota se udržuje na stejné úrovni a během reakce se kontroluje teplotní sondou. Teplota se měří ponořením teplotní sondy. Lze použít ponorný teploměr nebo infračervený teploměr pro baňku.
7. Předem se připraví vodný roztok zásady (hydroxid sodný nebo draselný). Do kádinky se nalije 200 g hydroxidu sodného (nebo 265 g hydroxidu draselného). Přidá se 0,8-1 l destilované studené vody. Směs se míchá, dokud se NaOH zcela nerozpustí. Roztok se velmi zahřeje. Poté se alkalický roztok ponechá na chladném místě, aby se směs ochladila na pokojovou teplotu. Poté se alkalický roztok může dát do chladničky.
8. Když se RM uvnitř reaktoru ochladí na 0 °C, začne se přidávat suchý ethylát sodný 200 g (EtONa). Přídavek se musí provádět v malých dávkách s přestávkami, aby se udržovala reakční teplota pod 10°С. Příliš rychlé přidávání a velké dávky EtONa mohou způsobit prudké zahřátí směsi a dokonce i vření RM, výtěžek reakce se v tomto případě sníží. EtONa se musí dávkovat plastovou nebo silikonovou lžičkou; kovovou lžičku nelze použít.
Poznámka: Lze použít i jiné alkoholáty kovů, např. methoxid sodný, terc-butoxid draselný, isopropoxid sodný atd. Kromě toho lze použít i hydrid sodný, amid sodný. RM se zahřeje a trochu zahustí během přídavku EtONa, použije se vnější chlazení.
Směs se zahustí, barva se změní na žlutou, pak cihlově červenou a následně hnědou. Teplota se musí vždy udržovat v rozmezí 0-10 °C. Čím více se přidává ethylanu sodného, tím je směs hustší. Míchání se udržuje nastavením rychlosti míchání.
Poznámka: Pokud se reakce provádí v reakční baňce na magnetickém míchadle, pak jedna kotva nemusí stačit. Mělo by se použít ruční míchadlo nebo horní míchadlo.
9. V případě, že je reakce přerušena, je třeba použít ru ční míchadlo. RM se míchá a udržuje v rozmezí 0-10°С po dobu 1 h po úplném přidání EtONa.
10. Reakční reakce se provádí v rozmezí 0-10°С. Poté se odstraní vnější chlazení a RM se míchá při pokojové teplotě po dobu 12 h.
Volitelně: Volitelně se nastaví vnější postupné zahřívání na 60°С. Při této metodě se sníží výtěžek reakce. Na reaktor se nainstaluje zpětný chladič. RM se míchá při teplotě 60 °C po dobu další 1 h. Ohřev se provádí pomocí pláště reaktoru a termostatu.
11. Reaktor se zahřeje na teplotu 60 °C. Po 1 h se vnější ohřev vypne. Směs se za stálého míchání pomalu ochladí na pokojovou teplotu.
12. Směs se zchladí na pokojovouteplotu. Na reaktor se nasadí odkapávací nálevka s 1 l studené destilované vody. Voda se přidává po kapkách za intenzivního míchání. Hustý RM se změní v kapalinu.
13. Míchadlo se vypne. RM se rozdělí na dvě vrstvy. Horní vrstvu tvoří methylglycidový ester (BMK methylglycidát), spodní vrstvu voda s nepotřebnými reakčními solemi, které jsou v ní rozpuštěny. Spodní vrstva se zlikviduje, horní vrstva glycidového esteru se použije v dalších reakcích.
14. V reaktoru zůstává methylester BMK-glycidátu. Může se vakuově destilovat, aby se získal čistší ester v případě, že jej chcete prodat jako produkt. Přibližné množství esteru je asi 400 g. Volitelně se ester použije v další reakci k získání sodné nebo draselné soli kyseliny glycidové.
Alkalická hydrolýza na glycidát sodný BMK
14. Alkalický roztok, který byl předem připraven, se nalije do odkapávací nálevky. Zapne se míchadlo. Začne se po kapkách přidávat ochlazený vodný roztok NaOH (nebo KOH) při pokojové teplotě.
V našem případě je povoleno samovolné zahřívání směsi. Po přídavku zásady se termostat nastaví na 60 °C, aby se urychlil proces získávání soli. Směs se míchá po dobu přídavku 2 h.
Poznámka: Pokud chcete získat vyšší výtěžek produktu, přidejte alkalický roztok s vnějším chlazením. Dále se RM míchá dalších 12 h při pokojové teplotě. Směs se při alkalickém přídavku bez chlazení poměrně rychle zahušťuje (sráží se sodná sůl kyseliny glycidové). V případě, že směs příliš zhoustne, zvýší se rychlost míchání.
Pozor! Při této reakci se z methylglycidátu BMK získává methylalkohol.
14. Při reakci se používá methylalkohol. Při zahřívání směs zprůhlední. Vzniklá sodná sůl kyseliny glycidové je rozpustná ve vodě. Krátce poté se reaktor připraví k ochlazení, aby glycidová sůl vykrystalizovala. Volitelně lze termostat vypnout a směs se postupně ochlazuje na pokojovou teplotu.
Směs začne během postupného ochlazování krystalizovat. Stává se více zakalenou, sráží se glycidová sůl, směs se zahušťuje. Získá se směs sodné soli glycidové kyseliny BMK.
14 . Směsse rozdělí na dvě části. Směs se vakuově filtruje na Buchnerově baňce a nálevce. Získá se suchý produkt 300 g 79% výtěžku (cas 5449-12-7).
V našem případě je povoleno samovolné zahřívání směsi. Po přídavku zásady se termostat nastaví na 60 °C, aby se urychlil proces získávání soli. Směs se míchá po dobu přídavku 2 h.
Poznámka: Pokud chcete získat vyšší výtěžek produktu, přidejte alkalický roztok s vnějším chlazením. Dále se RM míchá dalších 12 h při pokojové teplotě. Směs se při alkalickém přídavku bez chlazení poměrně rychle zahušťuje (sráží se sodná sůl kyseliny glycidové). V případě, že směs příliš zhoustne, zvýší se rychlost míchání.
Pozor! Při této reakci se z methylglycidátu BMK získává methylalkohol.
14. Při reakci se používá methylalkohol. Při zahřívání směs zprůhlední. Vzniklá sodná sůl kyseliny glycidové je rozpustná ve vodě. Krátce poté se reaktor připraví k ochlazení, aby glycidová sůl vykrystalizovala. Volitelně lze termostat vypnout a směs se postupně ochlazuje na pokojovou teplotu.
Směs začne během postupného ochlazování krystalizovat. Stává se více zakalenou, sráží se glycidová sůl, směs se zahušťuje. Získá se směs sodné soli glycidové kyseliny BMK.
14 . Směsse rozdělí na dvě části. Směs se vakuově filtruje na Buchnerově baňce a nálevce. Získá se suchý produkt 300 g 79% výtěžku (cas 5449-12-7).
