Introdução
Essa síntese é uma boa opção caso você não tenha fenilacetona disponível para a síntese posterior de anfetamina ou metanfetamina. O glicidato BMK pode ser facilmente transformado em P2P por hidrólise. Essa reação tem alguns prós e contras. A principal desvantagem é que a reação é muito sensível à água. Você precisa usar vidraria e reagentes totalmente secos. Certifique-se de que seus reagentes foram secos e purificados antes da síntese. Os traços de água diminuem o rendimento. Além disso, vale a pena realizar essa reação em uma atmosfera inerte (N2) para aumentar o rendimento. Há vantagens, como rendimento bastante alto e tempo de reação curto. Além disso, a reação não requer nenhum solvente.
Equipamento e material de vidro.
- Reator em batelada (ou frasco) de 2 L com condensador de refluxo, agitador de topo e camisa de água (banho-maria) em uma configuração;
- Suporte de retorta e braçadeira para fixar o aparelho;
- Funil de gotejamento de 1 L;
- Funil convencional;
- Termômetro de laboratório (até -10 - 100 ° C);
- Bastão de vidro;
- Mangueiras de silicone;
- Cilindro de medição para 1 L;
- Fonte de vácuo;
- Balança de laboratório (1-200 g é adequada);
- Banho de água fria para o condensador de refluxo e bomba de água (em caso de ausência do resfriador);
- Balão de Buchner e funil;
- Béqueres de 2 L; 1 L x2; 500 ml x2;
- Colher ou espátula de plástico;
- Freezer;
- Resfriador com bomba de circulação (opcional);
- Pratos de pirex para o produto (ou outros recipientes);
Reagentes.
- Benzaldeído 200 g (cas 100-52-7).
- 2-Cloropropionato de metila 350 g (cas 17639-93-9).
- Sulfato de sódio anidro (Na2SO4).
- Hidróxido de sódio (NaOH) 200 g ou hidróxido de potássio (KOH) 265 g.
- Água destilada ~2 L.
- Etilato de sódio 200 g (EtONa).
Síntese
..
Reação nucleofílica de substituição entre o benzaldeído e o 2-cloropropionato de metila.
O reator de vidro é equipado com uma camisa conectada a um resfriador de bomba de circulação com a temperatura de resfriamento de 0°С ajustada. Se você usar um frasco ou um reator de camada única, terá de usar um banho de resfriamento de água gelada. O frasco de reação (reator) deve estar perfeitamente seco por dentro, sem gotas de água e condensado.
1. Despeje 200 g de benzaldeído em um béquer.
2. Adicione 2-cloropropionato de metila 350 g. A mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metila é agitada.
Observação: se os reagentes estiverem frescos e armazenados em condições adequadas, use-os diretamente carregando-os no reator. Caso contrário, ou para fins de prevenção (para ter certeza), você pode secar adicionalmente a mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metila com um dessecante. Nesse caso, é usado sulfato de sódio anidro (Na2SO4).
3. O Na2SO4 anidro é adicionado à mistura de modo que cubra completamente o fundo de vidro (quantidade aproximada). A mistura é agitada.
Observação: o Na2SO4 coleta a água restante, formando hidratos cristalinos e se depositando no fundo do recipiente sem agitação. A adsorção de água ocorre muito rapidamente. Visualmente, parece a formação de uma mistura transparente de reagentes.
4. A mistura sedimentada, desidratada por sulfato de sódio, é decantada no vaso de reação. Certifique-se de que o sedimento (hidratos cristalinos) não entre no reator.
Observação: todos os hidratos cristalinos de sulfato de sódio formados e os precipitados de sulfato de sódio que não reagiram são depositados no fundo do vaso. A decantação é muito fácil. Você pode usar filtragem adicional ou instalar um pré-filtro no funil do reator para ter certeza.
5. O precipitado de hidratos cristalinos de sulfato de sódio é facilmente separado. Em seguida, ele é descartado. Prepare o etóxido de sódio para uma adição e ligue o agitador.
Observação: ajuste a velocidade de agitação de modo que a mistura seja bem agitada, mas, ao mesmo tempo, não respingue muito nas paredes do reator (frasco).
6. A mistura de reação (RM) é resfriada a 0-10°С pela camisa de resfriamento do reator. A temperatura é mantida no mesmo nível e verificada com uma sonda de temperatura durante a reação. A temperatura é medida por uma sonda de temperatura de imersão. Pode ser usado um termômetro de imersão ou um termômetro de infravermelho para o frasco.
7. Uma solução aquosa de álcali (hidróxido de sódio ou de potássio) é preparada com antecedência. Despeje 200 g de hidróxido de sódio (ou 265 g de hidróxido de potássio) em um béquer. Adiciona-se 0,8-1 l de água fria destilada. A mistura é agitada até que o NaOH seja completamente dissolvido. A solução fica muito quente. Em seguida, a solução alcalina é deixada em um local frio para que a mistura seja resfriada à temperatura ambiente. Depois disso, a solução alcalina pode ser colocada em um refrigerador.
8. Quando o RM é resfriado a 0°С dentro do reator, inicia-se a adição de 200 g de etilato de sódio seco (EtONa). A adição deve ser realizada em pequenas porções com intervalos para manter a temperatura da reação abaixo de 10°С. Uma adição muito rápida e grandes porções de EtONa podem causar um aquecimento acentuado da mistura e até mesmo a ebulição do RM; nesse caso, o rendimento da reação será reduzido. O EtONa deve ser dosado com uma colher de plástico ou silicone; não é possível usar uma colher de metal.
Observação: outros alcoolatos metálicos, como metóxido de sódio, terc-butóxido de potássio, isopropóxido de sódio etc., podem ser usados. Além disso, também podem ser usados hidreto de sódio e amida de sódio. O RM é aquecido e engrossado um pouco durante a adição de EtONa, e um resfriamento externo é aplicado.
A mistura é engrossada, a cor fica amarela, depois vermelho tijolo e marrom. A temperatura deve ser sempre mantida na faixa de 0-10°С. Quanto mais etilato de sódio for adicionado, mais espessa se tornará a mistura. A agitação é mantida por meio de um ajuste da velocidade de agitação.
Observação: Se a reação for realizada em um frasco de reação em um agitador magnético, uma âncora pode não ser suficiente. Deve-se usar um agitador manual ou um agitador suspenso.
9. O RM é agitado e mantido na faixa de 0-10°С por 1 h após a adição completa de EtONa.
10. Em seguida, o resfriamento externo é removido e o RM é agitado em temperatura ambiente por 12 h.
Opcional: Como opção, um aquecimento externo gradual é configurado para 60°С. Com esse método, o rendimento da reação será reduzido. Um condensador de refluxo é instalado no reator. O RM é agitado a 60°С por mais 1 h. O aquecimento é realizado com a ajuda de uma camisa do reator e um termostato.
11. Após 1 h, o aquecimento externo é desligado. A mistura é resfriada lentamente até a temperatura ambiente com agitação constante.
12. Um funil de gotejamento com 1 l de água destilada fria é instalado no reator. A água é adicionada gota a gota com agitação vigorosa. O RM espesso se torna líquido.
13. O agitador é desligado. O RM é separado em duas camadas. A camada superior é o éster metilglicídico (BMK metilglicidato), a camada inferior é água com sais de reação desnecessários, que são dissolvidos nela. A camada inferior é descartada e a camada superior de éster glicídico é usada em outras reações.
14. O éster metílico de glicidato BMK é deixado no reator. Ele pode ser destilado a vácuo para produzir o éster mais puro, caso você queira vendê-lo como um produto. A quantidade aproximada de éster é de cerca de 400 g. Como opção, o éster é usado na próxima reação para obter o sal de sódio ou potássio do ácido glicídico.
2. Adicione 2-cloropropionato de metila 350 g. A mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metila é agitada.
Observação: se os reagentes estiverem frescos e armazenados em condições adequadas, use-os diretamente carregando-os no reator. Caso contrário, ou para fins de prevenção (para ter certeza), você pode secar adicionalmente a mistura de benzaldeído e 2-cloropropionato de metila com um dessecante. Nesse caso, é usado sulfato de sódio anidro (Na2SO4).
3. O Na2SO4 anidro é adicionado à mistura de modo que cubra completamente o fundo de vidro (quantidade aproximada). A mistura é agitada.
Observação: o Na2SO4 coleta a água restante, formando hidratos cristalinos e se depositando no fundo do recipiente sem agitação. A adsorção de água ocorre muito rapidamente. Visualmente, parece a formação de uma mistura transparente de reagentes.
4. A mistura sedimentada, desidratada por sulfato de sódio, é decantada no vaso de reação. Certifique-se de que o sedimento (hidratos cristalinos) não entre no reator.
Observação: todos os hidratos cristalinos de sulfato de sódio formados e os precipitados de sulfato de sódio que não reagiram são depositados no fundo do vaso. A decantação é muito fácil. Você pode usar filtragem adicional ou instalar um pré-filtro no funil do reator para ter certeza.
5. O precipitado de hidratos cristalinos de sulfato de sódio é facilmente separado. Em seguida, ele é descartado. Prepare o etóxido de sódio para uma adição e ligue o agitador.
Observação: ajuste a velocidade de agitação de modo que a mistura seja bem agitada, mas, ao mesmo tempo, não respingue muito nas paredes do reator (frasco).
6. A mistura de reação (RM) é resfriada a 0-10°С pela camisa de resfriamento do reator. A temperatura é mantida no mesmo nível e verificada com uma sonda de temperatura durante a reação. A temperatura é medida por uma sonda de temperatura de imersão. Pode ser usado um termômetro de imersão ou um termômetro de infravermelho para o frasco.
7. Uma solução aquosa de álcali (hidróxido de sódio ou de potássio) é preparada com antecedência. Despeje 200 g de hidróxido de sódio (ou 265 g de hidróxido de potássio) em um béquer. Adiciona-se 0,8-1 l de água fria destilada. A mistura é agitada até que o NaOH seja completamente dissolvido. A solução fica muito quente. Em seguida, a solução alcalina é deixada em um local frio para que a mistura seja resfriada à temperatura ambiente. Depois disso, a solução alcalina pode ser colocada em um refrigerador.
8. Quando o RM é resfriado a 0°С dentro do reator, inicia-se a adição de 200 g de etilato de sódio seco (EtONa). A adição deve ser realizada em pequenas porções com intervalos para manter a temperatura da reação abaixo de 10°С. Uma adição muito rápida e grandes porções de EtONa podem causar um aquecimento acentuado da mistura e até mesmo a ebulição do RM; nesse caso, o rendimento da reação será reduzido. O EtONa deve ser dosado com uma colher de plástico ou silicone; não é possível usar uma colher de metal.
Observação: outros alcoolatos metálicos, como metóxido de sódio, terc-butóxido de potássio, isopropóxido de sódio etc., podem ser usados. Além disso, também podem ser usados hidreto de sódio e amida de sódio. O RM é aquecido e engrossado um pouco durante a adição de EtONa, e um resfriamento externo é aplicado.
A mistura é engrossada, a cor fica amarela, depois vermelho tijolo e marrom. A temperatura deve ser sempre mantida na faixa de 0-10°С. Quanto mais etilato de sódio for adicionado, mais espessa se tornará a mistura. A agitação é mantida por meio de um ajuste da velocidade de agitação.
Observação: Se a reação for realizada em um frasco de reação em um agitador magnético, uma âncora pode não ser suficiente. Deve-se usar um agitador manual ou um agitador suspenso.
9. O RM é agitado e mantido na faixa de 0-10°С por 1 h após a adição completa de EtONa.
10. Em seguida, o resfriamento externo é removido e o RM é agitado em temperatura ambiente por 12 h.
Opcional: Como opção, um aquecimento externo gradual é configurado para 60°С. Com esse método, o rendimento da reação será reduzido. Um condensador de refluxo é instalado no reator. O RM é agitado a 60°С por mais 1 h. O aquecimento é realizado com a ajuda de uma camisa do reator e um termostato.
11. Após 1 h, o aquecimento externo é desligado. A mistura é resfriada lentamente até a temperatura ambiente com agitação constante.
12. Um funil de gotejamento com 1 l de água destilada fria é instalado no reator. A água é adicionada gota a gota com agitação vigorosa. O RM espesso se torna líquido.
13. O agitador é desligado. O RM é separado em duas camadas. A camada superior é o éster metilglicídico (BMK metilglicidato), a camada inferior é água com sais de reação desnecessários, que são dissolvidos nela. A camada inferior é descartada e a camada superior de éster glicídico é usada em outras reações.
14. O éster metílico de glicidato BMK é deixado no reator. Ele pode ser destilado a vácuo para produzir o éster mais puro, caso você queira vendê-lo como um produto. A quantidade aproximada de éster é de cerca de 400 g. Como opção, o éster é usado na próxima reação para obter o sal de sódio ou potássio do ácido glicídico.
Hidrólise alcalina para glicidato de sódio BMK
14. Uma solução alcalina, que foi preparada com antecedência, é despejada em um funil de gotejamento. O agitador é ligado. Inicia-se uma adição gota a gota de solução aquosa de NaOH (ou KOH) resfriada em temperatura ambiente.
No nosso caso, o autoaquecimento da mistura é permitido. Após a adição alcalina, o termostato é ajustado para 60°С a fim de acelerar o processo de obtenção do sal. A mistura é agitada por mais 2 h.
Observação: se quiser obter um rendimento maior do produto, adicione a solução alcalina com resfriamento externo. Além disso, o RM é agitado por mais 12 horas em temperatura ambiente. A mistura engrossa rapidamente (o sal de sódio do ácido glicídico precipita) durante a adição alcalina sem resfriamento. Caso a mistura fique muito espessa, a velocidade de agitação é aumentada.
Cuidado! O álcool metílico é obtido nessa reação a partir do glicidato de metila BMK.
14. A mistura fica transparente durante o aquecimento. O sal de sódio do ácido glicídico resultante é solúvel em água. Logo em seguida, o reator é preparado para resfriamento a fim de cristalizar o sal glicídico. Como opção, o termostato pode ser desligado e a mistura é resfriada gradualmente até a temperatura ambiente.
A mistura começa a cristalizar durante o resfriamento gradual. Ela se torna mais turva, o sal glicídico é precipitado e a mistura fica mais espessa. É obtida uma mistura de sal sódico de ácido glicídico BMK.
14. A mistura é filtrada a vácuo em um balão e funil de Buchner. O produto seco é obtido com 300 g e 79% de rendimento (cas 5449-12-7).
No nosso caso, o autoaquecimento da mistura é permitido. Após a adição alcalina, o termostato é ajustado para 60°С a fim de acelerar o processo de obtenção do sal. A mistura é agitada por mais 2 h.
Observação: se quiser obter um rendimento maior do produto, adicione a solução alcalina com resfriamento externo. Além disso, o RM é agitado por mais 12 horas em temperatura ambiente. A mistura engrossa rapidamente (o sal de sódio do ácido glicídico precipita) durante a adição alcalina sem resfriamento. Caso a mistura fique muito espessa, a velocidade de agitação é aumentada.
Cuidado! O álcool metílico é obtido nessa reação a partir do glicidato de metila BMK.
14. A mistura fica transparente durante o aquecimento. O sal de sódio do ácido glicídico resultante é solúvel em água. Logo em seguida, o reator é preparado para resfriamento a fim de cristalizar o sal glicídico. Como opção, o termostato pode ser desligado e a mistura é resfriada gradualmente até a temperatura ambiente.
A mistura começa a cristalizar durante o resfriamento gradual. Ela se torna mais turva, o sal glicídico é precipitado e a mistura fica mais espessa. É obtida uma mistura de sal sódico de ácido glicídico BMK.
14. A mistura é filtrada a vácuo em um balão e funil de Buchner. O produto seco é obtido com 300 g e 79% de rendimento (cas 5449-12-7).
