Синтез амфетамина из поладия на угле

master1908

Местный
Регистрация
13 Июн 2019
Сообщения
1,120
Реакции
318
риветствую! В данной методике мы решили рассмотреть способ восстановления фенилнитропропана (бензилнитроэтана) с помощью водорода и катализатора палладия, нанесенного на активированный уголь (Pd/C). Данный реактив сложно достать на территории РФ, но в Китае заказать вполне реально. Вот собственно так он выглядит:


Достоинство данной методики заключается в том, что реакция не идет со значительным перегревом, количества загрузки реактивов можно с легкостью масштабировать (увеличивать согласно линейной зависимости) без существенного снижения выхода продукта, а также более высокие выходы конечного продукта и неплохая чистота. Одним из условий хорошего выхода продукта является проведение реакции при избыточном давлении. В нашем случае мы хотели понять принципиальную возможность получения титульного вещества хотя бы с небольшим выходом при атмосферном давлении. Дело в том, что увеличение давления в 4 раза (до 4 атм) увеличивает скорость реакции в 64 раза, а количество побочных продуктов реакции снижается. Принципиально в установке должны присутствовать прекурсор бензилнитроэтан, катализатор (Pd/C) и источник водорода:


В идеале, в качестве источника водорода было бы использовать баллон с водородом, но из-за его отсутствия мы использовали один из лабораторных методов: действие раствора щелочи NaOH на гранулированный алюминий. В трехгорлую колбу (слева) на 1000 мл помещаем 200 мл раствора бензилнитроэтана, 0.8 г Pd/C с содержанием палладия 10%. В одно горло помещаем термосопротивление(для измерения температуры), во второе - обратный холодильник, в третье – пипетку, в которую поступает водород. В трехгорлую колбу (справа) помещаем 10 г алюминия. В одно горло вставляем капельную воронку с 150 мл 20%-ного щелочи NaOH, во второе горло вставляем резиновую пробку, в которой сделано отверстие(я его просверлил дрелью) куда помещаем пипетку. Третье горло закрываем пробкой. Соединяем силиконовым шлангом колбу с алюминием и колбу с РМ. Должна получиться следующая установка:


Включаем ток воды к ОХ, РМ(колба слева) термостатируем до 60 градусов и начинаем прикапывать щелочь к алюминию. Прикапывать щелочь нужно с такой скоростью, чтобы ток водорода был постоянный. Будьте аккуратны, т.к. реакция идет с ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ экзотермой и продукты реакции из колбы справа могут перелиться в колбу слева. Через 3ч после начала реакции проанализировали продукты методом ГХ-МС:


Согласно анализу, практически половина исходного бензилнитроэтана не прореагировало (45,8%), а титульного вещества не образовалось вовсе. По этой причине добавляем к РМ еще 1 г Pd/C, 8 мл ЛУК (т.к. реакции восстановления идут, как правило, в кислой среде), а температуру увеличиваем до 70 градусов. За 4 ч реакции получаем 45.4% титульного вещества, при этом исходное вещество (бензилнитроэтан) прореагировало полностью:


Оставляем реакцию еще на 2ч и анализируем РМ методом ГХ-МС:


Как видно из сравнения хроматограмм, качественный и количественный состав РМ практически никак не изменился. В связи с чем принимаем решение добавить еще 8 мл ЛУКа и увеличить температуру до 80 градусов. Через 2 ч выход титульного вещества вырос до 55,9%:

На этом реакцию решили завершить. РМ дали отстояться и декантировали в стакан:


Сделали раствор 15 г NaOH в 30 мл воды. Добавили раствор щелочи к РМ и тщательно перемешали. Органический слой посветлел, а остатки катализатора осели в нижний (водный слой):


Переливаем смесь в делительную воронку, нижний слой выливаем, а верхний - собираем в стакан:


Смесь сушим над безводным сульфатом магния:


Через 3 ч декантируем раствор, охлаждаем в бане из снега и начинаем кислить раствором 3 мл концентрированной серной кислоты в 20 мл безводного ацетона.


Для отслеживания перегрева и равномерного кисления перемешиваем РМ стеклянным термометром:


Перестали кислить при достижении pH=5-6:


Осадок фильтруем, промываем двумя порциями по 5 мл холодного изопропилового спирта и сушим на воздухе. Получили 8.6 г сульфата амфетамина:


Полученный продукт проанализировали методом ГХ-МС и его чистота составила 97.4%:


В завершении хочу отметить, что для увеличения выхода стаффа, особенно если ставить синтез «на поток» рекомендую раз вложиться в оборудование и затем уже экономить на сырье засчет неплохих выходов конечного продукта. При положительном решении администрации площадки, будет опубликован данный синтез при повышенном давлении(в автоклаве, как это должно быть по прописи) и соответственно баллоном водорода.
Удачных экспериментов!
 
Почему именно палладий? Никель Ренея не подойдёт? Никеля у меня залежи, а паладий надо закупать... Методака, как я понял, под водородный баллон подходит?
 
Назад
Сверху