Redukcja nitrostyrenów do amin za pomocą Jana Niezbędnego

Tytułem wstępu W dzisiejszym odcinku zajmiemy się redukcją, etapem ostatnim przy produkcji pochodnych fenyloetyloamin czy amfetamin. Metod redukcji jest wiele, w standardowym laboratorium (np. A. Shulgin'a) wykorzystuje się wodorek litowo-glinowy LiAlH4, który jest drogi, kłopotliwy w użyciu bo palny i wymaga zwykle specjalnych warunków - np. bezwodnego rozpuszczalnika. Dla chomika a-motora jest to jeden z trudniejszych barier (energia swobodna aktywacji ma wysoką wartość przy przejściu przez tą ścieżkę :-) - jeśli energię tę wyrazimy w funkcji iloczynu kosztów i trudności, a ilorazu doświadczenia). Wszystko byłoby nadal takie same w tej kwestii (a więc np. wodorek litowo-glinowy, czy jakiś cynk w kwasie solnym - aczkolwiek ta ostatnia nie jest taka zła) gdyby nie The Hive Community. Prawdpodobnie niejaki SunLight z forum dyskusyjnego the-hive modyfikując pewien dawny, zapomniany przepis z niemieckiego żurnala, odkrył prostą tanią i wydajną metodę redukcji. Przełom ten spowodował nagminne wyrzucanie wodorku litowo-glinowego do śmietników, itp. rewolty!

By nie trzymać dłużej w niepewności, chodzi o redukcję amalgamatem glinu. Użytkownicy the-hive sprawdzili to w przypadku nitro-prekursorów fenyloetyloamin i amfetamin, a wydajności były przepiękne! HOW TO Wcześniej musimy otrzymać odpowiednią nitropochodną, którą zredukujemy. Nie będę w tym artykule wyjaśniał jak je otrzymać. W skrócie - jeśli chcemy otrzymać nitrostyren Ar-CH=CH-NO2 mieszamy benzaldehyd, nitrometan i zasadę (NaOH, czy cykloheksyloaminę) i po ogrzaniu, a czasami nawet bez, powstaje produkt zwykle koloru żółtego. Tak otrzymany produkt należy oczyścić przez krystalizację z izopropanolu - podobno jest to koniecznie, jeśli nie chcemy spowodować znacznego spadku wydajności. Kiedy nacieszymy oko nitrostyrenem, możemy go zmienić! Zredukujemy mu wiązanie podwójne do pojedyńczego, a grupę nitrową do aminowej... w wyniku czego otrzymamy fenyloetyloaminę ! Substancję odpowiedzialną (między innymi) za stan zakochania w czasie zakochania :-). A. Shulgin twierdzi, że fenyloetyloamina nie działa podana doustnie, aczkolwiek słyszałem inne opinie - że ponoć działa w dużych ilościach... ale nie wiem... wróćmy do redukcji. Kiedy już mamy nitropochodną, kombinujemy jeszcze na 20g nitrozwiązku: * folii aluminiowej (wbrew tytułowi, niekoniecznie Jana Niezbędnego) w ilości 40g, pociętej w centymetrowe kwadraciki, lub kuleczki. Nie musi być mielone na pył, większe kuleczki nawet łatwiej wrzucać... * 200ml lodowatego kwasu octowego. Można pewnie użyć tzw. esencji octowej (80%?) i nie dodawać wody. * 300ml izopropanolu * 100ml wody * 0,75-1,3g Hg(NO3)2 Kilka słów o substratach Jak widać, potrzebujemy tanich i łatwo dostępnych substancji. Jest to kolejny przykład, że w chemii można jedną drogę zastąpić inną i czasem nawet wychodzimy na tym lepiej, czy też poznajemy nową właściwość natury. Bo czymże jest ta reakcja jeśli nie prawem natury ... ?

Z kwasem octowym może być problem, bowiem trzeba go zakupić w sklepie z odczynnikami chemicznymi. Można próbować otrzymać go z 10% octu spożywczego (oddestylować), ale nigdy tego nie próbowałem. Izopropanol jest powszechnie stosowany jako płyn do spryskiwaczy w samochodach, ma taki charakterystyczny zapach. Znajomy próbował go pić, mówił że działa silnie, ale nieprzyjemnie i nikomu nie poleca :-). W ostatnim podpunkcie mamy azotan(V) rtęci(II)... Tak naprawdę to nie trzeba koniecznie azotanu, potrzebujemy jonu rtęci. Rtęć zdobędziemy z termometru (ale takiego rtęciowego! w zbiorniczku musi być rtęć! Nie tłuczmy alkoholowych termometrów w poszukiwaniu rtęci!). I tutaj uwaga odnośnie rtęci... <strong>RTĘĆ jest substancją silnie toksyczną, kumuluje się w mózgu by w swej najlepszej formie spowodować ostre schorzenia, zwykle takie których odwrócić się już nie da. Co więcej - sole rtęci są jeszcze bardziej trujące! W chemii był przypadek naukowca, który zatruł się śmiertelnie chlorkiem rtęci(II) przez rękawice gumowe, przez skórę! Dlatego uprasza się o jak najstaranniejszą pracę z rtęcią i jej związkami.</strong> Kiedy już się wystraszyliśmy, ale chcemy brnąć dalej, tłuczemy taki termometr nad zlewką, wstawioną w wielką miskę (chodzi o to, żeby podczas tłuczenia krople rtęci nie rozbryzgały się po mieszkaniu, bo wtedy zainicjujemy projekt Powolne Podtruwanie Mieszkańców Oparami Rtęci (PePe-MOR)). Potrzebujemy dosłownie kroplę rtęci. Następnie dodajemy tam kawałeczek druta miedzianego i 2-3 ml kwasu azotowego. Drut miedziany nie jest konieczny, ale wtedy reakcja łatwiej zachodzi Kiedy rtęć się rozpuści mamy gotowy substrat - dodajemy go w ilości dosłownie kilku kropelek (5-8...) na reakcję.

Przechodząc do rzeczy. Kiedy już wszystko mamy, zlewamy to razem (prócz folii, folii nie zlewamy), mieszamy starając się by jak najwięcej nitrozwiązku się rozpuściło. Jeśli nie rozpuściła się całość nie martwimy się tym wcale... Dodajemy folię aluminiową... pomału, kuleczka za kuleczką w ciągu 30 minut... a tu nagle... Nie dzieje się kompletnie nic! Ale cierpliwości! Już po 10-15 minutach słychać syk, wydziela się wodór. Utworzył się amalgamat glinu (i cynku, te folie aluminiowe mają trochę cynku), który jest tu czynnikiem redukującym nasz związek. Reakcja przyspiesza lawinowo - już po chwili kolba tak rozgrzewa się, że trudno jest ją utrzymać w dłoni (a warto jest mieszać mieszaninę!), a izopropanol elegancko uchodzi z kolby. Konieczne jest chłodzenie w wiadrze z zimną wodą by nie dopuścić do wykipienia. Oczywiście odpada przeprowadzanie reakcji w plastikowej butelce po kokakoli, czy słoiku, który mógłby pęknąć (pęc? :-) ). Początkowo żółty roztwór, powoli staje się zielonkawy, a na koniec czarny. Pod koniec reakcji dostaniemy gęste szare bagno i nic więcej :-). Ale to tylko pozory. A więc po dodaniu całości folii aluminiowej, reakcja będzie przebiegać jeszcze około dwóch godzin. Koniec reakcji sprawdzamy obecnością folii - jeśli nie ma to reakcja przebiegła. To tak teoretycznie - w praktyce uznajemy reakcje za zakończoną kiedy pozostało kilka większych kawałków, a 3/4 uległo roztworzeniu.

Pod koniec reakcji dodajemy roztworu 300g wodorotlenku potasu (lub sodu) w 800ml wody. Najpierw to rozpuszczamy w wodzie (ostrożnie, bo może wypryskiwać!) i po lekkim ochłodzeniu powoli dodajemy - mieszając - do kolby reakcyjnej (przed reakcją musimy obliczyć jak dużej kolby potrzebujemy by to wszystko się zmieściło). Po dodaniu całości obserwujemy powstanie dwóch warstw - dolna zawierająca sole glinu, wyglądu ciemnego bagna; górna warstwa natomiast jest warstwą izopropanolową, zawierającą produkt, czyli aminę. Finiszujemy Ostrożnie zlewamy górną warstwę, albo odsysamy np. strzykawką (wcześniej, w czasie reakcji, jeśli dużo izopropanolu ubyło, można go troszkę dodać), a bagnistą pozostałość przemywamy świeżym izopropanolem by wypłukać resztki aminy. Można by już zakończyć dzień, bo wystarczy odparować i mamy co chcemy, ale to jeszcze nie koniec, bo w naszym roztworze jest jeszcze trochę zanieczyszczeń i co gorsza pewnie trochę jonów rtęci, które staramy się omijać jak największym łukiem. Dlatego musimy oczyścić nasz produkt przez ekstrakcję kwas/zasada. Zlewamy roztwory do rozdzielacza i powoli dodajemy kwas solny (20ml stęż HCl + 80ml wody), tak by pH miało wartość odpowiednią dla środowiska kwaśnego, a więc ph&lt;7. W ten sposób przenieśliśmy naszą aminę do fazy wodnej. Dodajemy do rozdzielacza chloroformu lub chlorku metylenu, ok 30ml i wytrząsamy, po czym warstę organiczną, zawierającą zanieczyszczenia, odrzucamy (zwykle jest ona czerwono zabarwiona). Powtarzamy to trzy razy, nie martwiąc się o aminę - ona spokojnie sobie czeka w warstwie wodnej. Następnie dodajemy 50-70ml chloroformu/chlorku metylenu i powoli dodajemy stężony roztwór zasady potasowej/sodowej, tak by pH osiągnęło wartość jak dla środowiska zasadowego, a więc pH&gt;7 (ale tu, jak i wcześniej lepiej nie przedobrzyć i nie starać się osiągnąć pH=14, tylko jakieś mild - np pH=10).

Chloroform może wrzeć, dlatego musimy to robić powoli. Po zmianie zabarwienia papierka wiemy że cała amina przeszła do fazy organicznej, a więc chloroformowej, a więc zlewamy ją, a fazę wodną przemywamy jeszcze ze dwa razy świeżym chloroformem. Fazę wodną (zawierającą jony rtęci) odrzucamy hen hen daleko. Fazy chloroformowe łączymy razem i osuszamy np. nad bezwodnym siarczanem(VI) magnezu (w aptece kupujemy "sól gorzką", która jest hydratem siarczanu magnezu, taką sól "suszymy" w piekarniku do momentu kiedy wcześniej przezroczyste kryształy staną się białym kruchym granulatem. oczywiście prościej jest kupić to w sklepie z odczynnikami). Osuszamy ze śladowych ilości wody, które mogą powodować rozpuszczanie się soli aminy. Po osuszeniu aminę możemy oddestylować pod zmniejszonym ciśnieniem, uprzednio oddestylowując rozpuszczalnik (wersja dla bardziej wyposażonych), lub wytrącać sól. Do chloroformowego roztworu aminy wkraplamy kilka (2-3) kropel stężonego kwasu siarkowego/solnego lub wpuszczamy osuszony chlorowodór (najwydajniej, ale i najtrudniej). Wytrącają się drobne kryształki soli aminy (siarczanu/chlorowodorku/chlorowodorku), które odsączamy, a przesącz ponownie traktujemy kilkoma kroplami kwasu. Przesączamy i całość powtarzamy dopóty dopóki cokolwiek będzie się wytrącać. Kryształki soli aminy dość szybko schną, a my cieszymy się i z radości podskakujemy pod sufit dziękując Naturze, że kieruje się prawami które zdolni jesteśmy pojąć naszymi ograniczonymi głowami). Metoda ta pozwala otrzymywać produkt redukcji z wydajnością nie spadającą poniżej 70% ! Testowano ją na prekursorach TMA-2, TMA, TMA-6, MDMA, MDA, amfetaminy, 2C-H... Źródła: Najwspanialszym źródłem jest mirror stron rhodium.ws, który można znaleźć między innymi na stronach erowid.org. W innych zakątkach internetu można natrafić na archiwa the-hive. Autor chciałby polecić wyskok na łono natury przy sprzyjającej pogodzie, bowiem jest naprawdę fantastycznie!

(ohh-ahh)/ 2006 lato