Синтез гидрохлорида эфедрина осуществляется в соответствии со схемой 1.
Схема 1.
Схема 1.
Мы провели 3 синтеза эфедрина с 1, 1,5 и 2 эквивалентами NaBH4 до меткатинона
Исходные реагенты и материалы для одного синтеза:
- 10 г очищенного гидрохлорида меткатинона
- 40-50 мл 88% этанола
- 2 г (1 эквивалент (экв.)), 2,95 г (1,5 экв.) и 3,7 г (2 экв.) борогидрида натрия
- 300 мл дистиллированной воды
- 250-300 + 20 мл дихлорметана (DCM)
- 15 мл 14% соляной кислоты
- 10-15 мл этилацетата
- 10 мл холодного ацетона (температура не выше -5°C)
- Магнитная мешалка с подогревом
- Трехгорлая колба объемом 1 л
- Мензурка
- Сепарационная воронка
- Рефлюксный конденсатор
- Термометр
- Стеклянные пробки
- Индикаторная бумага pH.
Исходные компоненты представлены на рисунке 1.
Рис. 1
Гидрохлорид меткатинона помещают в колбу и добавляют этанол до растворения. Рис. 2
Рис 2
После полного растворения меткатинона очень маленькими порциями добавляют борогидрид натрия. Температура реакционной смеси должна быть в пределах 20-30°C. Рисунок 3
Рис. 3
После добавления всего количества борогидрида натрия реакционную смесь перемешивают в течение 24 часов. Рисунок 4
Рис 4
Через 24 часа к реакционной смеси добавляют 200 мл воды до растворения большей части осадка. Рисунок 5
Рис 5
После добавления воды смесь перемешивают в течение примерно 20-30 минут. Рисунок 6
Рис 6
К полученному раствору добавляют 50 мл DCM. Рисунок 7
Рис 7
Смесь с добавленным DCM перемешивали в течение 5-10 минут. Рисунок 8
Рис 8
Полученную смесь порциями по 50-100 мл переносят в делительную воронку и экстрагируют дополнительными порциями DCM. Общий объем DCM для экстракции составляет 250-300 мл. Рис. 9
Рис. 9
Полученный экстракт эфедрина в DCM переносят в колбу и добавляют 50 мл воды. Экстракт в DCM должен иметь щелочной pH. Рисунок 10
Рис. 10
К реакционной смеси по каплям добавляют 14%-ную соляную кислоту (12-17 мл в эксперименте 1,5 экв. и для Met-восстановления) до получения стабильно слабокислого pH. Рисунок 11
Рис. 11
После добавления раствора соляной кислоты и достижения стабильного слабокислого pH реакционную смесь перемешивали в течение 30-40 минут. Рисунок 12
Рис 12
После перемешивания смеси в течение 30-40 минут, смеси дают отделиться. Рисунок 13
Рис. 13
Слой DCM отделяют и снова добавляют 50 мл воды для извлечения гидрохлорида эфедрина. Если раствор имеет щелочной или нейтральный рН, добавляют небольшую порцию соляной кислоты. pH должен быть слегка кислым. Рис. 14
Рис. 14
Водные слои с кислым рН объединяют и добавляют к ним 20 мл DCM для очистки от органических примесей. Рисунок 15
Рис. 15
Смесь встряхивают и оставляют для разделения слоев в делительной воронке. Рисунок 16
Рис. 16
Слой DCM был отброшен. Водный слой отфильтровали через бумажный фильтр. Рисунок 17
Рис. 17
Отфильтрованный раствор выпаривали при температуре 100-130°C. Рисунок 18
Рис 18
Выпаривание продолжается до тех пор, пока не произойдет кристаллизация. Рисунок 19
Рис. 19
Для подтверждения идентичности эфедрина был проведен качественный тест. К водному раствору кристалла добавляют несколько мл раствора CuSO4, несколько капель раствора NaOH и 2-3 мл этилацетата. Эфедрин дает розовое окрашивание в эфирном слое (пробирка 2). Для сравнения, меткатинон такой реакции не демонстрирует (пробирка 1). Кроме того, при нагревании полученного продукта с раствором K3[Fe(CN)6] и щелочью появляется запах бензальдегида, что свидетельствует о наличии эфедрина. Кристаллы гидрохлорида эфедрина имеют горький вкус. Рисунок 20
Рис. 20
Кристаллы переносят на фильтр и обрабатывают смесью 15 мл этилацетата и 10 мл холодного ацетона (не выше -5°C). Смесь быстро и тщательно перемешивают. Кристаллам дают осесть в течение 20-30 секунд и затем отфильтровывают под вакуумом. Промытые кристаллы сушат на воздухе. Рисунок 21
Рис. 21
Выход эфедрина гидрохлорида составляет 6,1-7,6 г или 60-75%.
Анализ
Реактивы и материалы
- Синтез эфедрина гидрохлорида с помощью 1,5 экв; 2 экв и 1 экв NaBH4
- Реактив Симона (2% водный раствор Na2CO3; 1% водный раствор нитропруссида натрия Na2[Fe(CN)5NO]*2H2O; раствор ацетальдегида в этаноле)
- Реагент для реакции Чен-Као (1% водный раствор уксусной кислоты; 1% водный раствор CuSO4*5H2O; 2N водный раствор NaOH)
- Реактив Нингидрин (10% раствор Нингидрина в этаноле)
- NaOH
- Этилацетат
- Этанол 88%
- TLC Силикагель
- УФ-лампа
- Стеклянные пипетки Пастера
- Рефрактометр
- Часовые стекла
- Мерная колба 100 мл 20 ℃ (B)
- Дистиллированная вода
Было получено 3 образца синтеза гидрохлорида эфедрина с использованием 1,5 экв; 2 экв и 1 экв NaBH4. Рис 22
Рис 22
Все полученные образцы гидрохлорида эфедрина были проверены с помощью качественной реакции Симона. Все образцы эфедрина показали отрицательную реакцию на присутствие метамфетамина. В качестве сравнения было проведено контрольное определение. Меткат также не показал качественной реакции Симона; возможно, он не является специфичным для катинонов. Рис 23
Рис 23
Далее была проведена реакция Чена. Все образцы эфедрина гидрохлорида и меткатинона показали положительную реакцию. Рис 24
Рис 24
Полученные образцы гидрохлорида эфедрина были исследованы методом тонкослойной хроматографии с визуализацией под УФ-лампой. Подготовленные водные растворы эфедрина гидрохлорида наносили на пластину и высушивали. Рис 25
Рис 25
Затем пластину помещали в смесь растворителей (50 мл 88%-ного этанола, 25 мл воды, 5 мл этилацетата и 20 мл 0,5%-ного раствора NaOH). Рис 26
Рис 26
При УФ-облучении видны только следы основного вещества. Рис 27
Рис 27
Вторая хроматограмма была получена в смеси растворителей, состоящей из 70 мл 88% этанола и 10 мл этилацетата. Рис 28
Рис 28
Визуализация под УФ-лампой показала наличие единственного компонента и очень небольшого количества примесей. Рис 29
Рис 29
Затем на пластину нанесли раствор нингидрина. Рис 30
Рис 30
Пластина была высушена, и визуализация была проведена путем нагревания пластины до 120°C. Рис 31
Рис 31
Учитывая очень тесную химическую связь между меткатиноном и эфедрином, добиться четкого разделения на хроматограмме довольно сложно. Наиболее надежным методом является измерение показателя преломления водных растворов эфедрина, приготовленных с точно заданной концентрацией. Для этого были приготовлены растворы с концентрациями: 1-й образец - 1,5 экв. 1% (1 г в 100 мл), 2-й - 2 экв. 5% (5 г в 100 мл), 3-й - 1 экв. 8% (8 г в 100 мл). Рис 32
Рис 32
Значения показателя преломления для растворов эфедрина гидрохлорида с точно определенными концентрациями приведены в таблице 1.
Таблица 1. Концентрации растворов эфедрина гидрохлорида и показатель преломления
Показатель преломления nD20 | Концентрация эфедрина гидрохлорида, % |
1.334 | 0.5 |
1.335 | 1 |
1.336 | 1.5 |
1.337 | 2 |
1.338 | 2.5 |
1.339 | 3 |
1.340 | 3.5 |
1.341 | 4 |
1.342 | 4.5 |
1.343 | 5 |
1.344 | 5.5 |
1.345 | 6 |
1.346 | 6.5 |
1.347 | 7.5 |
1.348 | 8 |
1.349 | 8.5 |
1.350 | 9 |
1.351 | 9.5 |
1.352 | 10 |
1.353 | 10.5 |
Для раствора 1,5 экв. с концентрацией 1% показатель преломления составил 1,3349. Рис 33
Рис 33
Для раствора 2 экв. с концентрацией 5% показатель преломления составил 1,3429. Рис 34
Рис 34
Для раствора 1 Eq с концентрацией 8% показатель преломления составил 1,3493. Рис 35
Рис 35
Исходя из полученных данных, использование 1 эквивалента борогидрида натрия приводит к наличию примесей в образце после синтеза. В дальнейшем для полного восстановления меткатинона до эфедрина необходимо использовать не менее 1,5 эквивалентов борогидрида. Спектр рамановской спектроскопии рацемического образца гидрохлорида эфедрина представлен на рис. 36.
Рис 36
Last edited by a moderator:
