Введение
При синтезе мефедрона (4-MMC) и других психоактивных веществ на разных этапах (синтез и очистка) используются различные растворители, которые не вступают в химическую реакцию. Они остаются в той же форме, что и до синтеза. Однако они смешиваются с грязью, и их использование без существенной очистки (регенерации) в последующих синтезах невозможно. Доля этих растворителей в отходах составляет около 50 %. Почти все эти растворители могут быть восстановлены и использованы повторно. Это довольно большая доля в стоимости продукта, а регенерация позволяет снизить риски.
- Некоторые растворители контролируются правительствами (например, ацетон), и их лучше лишний раз не покупать. Те, которые не контролируются, также не стоит покупать снова.
- Сокращение отходов. Каждые 5 кг мефедрона производят до ~ 75 кг отходов (на самом деле больше - с водой), сокращение этой цифры вдвое также дает плюс к безопасности.
В общем, если вы всерьез занялись синтезом мефедрона, вам нужно держать эту тему в уме. Здесь мы поговорим о регенерации тех растворителей, которые мы используем, а именно.
1. Изопропиловый спирт (IPA)
2. Дихлорметан (DCM)
3. Ацетон
4. Орто-ксилол (менее безвредная замена бензола и толуола)
6. Бензол
Регенерировать 100 % растворителей не получится. Но сократить закупки в 10 раз (если регенерировать 90%) - тоже очень правильная и практичная задача.
1. ПНД
Большое количество отходов IPA образуется в результате очистки продуктов с использованием IPA. IPA также используется для промывки твердого продукта. Например, после застывания, когда использование ацетона не очень удачно, так как он вступает в реакцию с оставшейся кислотой, окрашивая продукт во все цвета радуги. После очистки мефедрона IPA выходит в основном в виде смеси с водой (которую IPA помогает изгнать из смеси).
Для начала я рекомендую перегнать IPA, температура кипения 82,5 °C. Если вам не нужен очень чистый IPA, или вы уверены, что он не содержит загрязнений, можно обойтись следующими действиями без перегонки.
Регенерируется эта смесь воды и IPA очень просто: всыпается хлористый кальций (безводный), который без проблем продается в любом химическом магазине, из расчета 1 кг CaCl2 на 10 л смеси и хорошо перемешивается (можно взбалтыванием). Сосуд с ПНД плотно закрывают и ставят в морозилку (на ночь), так как на холоде вода из ПНД отходит лучше. Через 6-8 ч смесь вынимают из морозильника, при этом хлорид кальция "застывает" в плотную массу. Сухой МПА отфильтровывают от осадка. Последние 5-10 % МПА мутные (содержат взвесь CaCl2), раствор можно либо осторожно слить, либо профильтровать на воронке через обычный бумажный фильтр. Примеси, которые содержатся в этом IPA (например, остатки DCM или ацетона), не влияют на эффективность IPA при дальнейших очистках. Учитывая, что IPA расходуется больше, чем все остальные растворители (до 33 литров на 5 кг мефедрона), это наиболее эффективное восстановление.
Для начала я рекомендую перегнать IPA, температура кипения 82,5 °C. Если вам не нужен очень чистый IPA, или вы уверены, что он не содержит загрязнений, можно обойтись следующими действиями без перегонки.
Регенерируется эта смесь воды и IPA очень просто: всыпается хлористый кальций (безводный), который без проблем продается в любом химическом магазине, из расчета 1 кг CaCl2 на 10 л смеси и хорошо перемешивается (можно взбалтыванием). Сосуд с ПНД плотно закрывают и ставят в морозилку (на ночь), так как на холоде вода из ПНД отходит лучше. Через 6-8 ч смесь вынимают из морозильника, при этом хлорид кальция "застывает" в плотную массу. Сухой МПА отфильтровывают от осадка. Последние 5-10 % МПА мутные (содержат взвесь CaCl2), раствор можно либо осторожно слить, либо профильтровать на воронке через обычный бумажный фильтр. Примеси, которые содержатся в этом IPA (например, остатки DCM или ацетона), не влияют на эффективность IPA при дальнейших очистках. Учитывая, что IPA расходуется больше, чем все остальные растворители (до 33 литров на 5 кг мефедрона), это наиболее эффективное восстановление.
2. DCM
Восстановление DCM (CH2Cl2) сложнее из-за жестких мер безопасности. Дело в том, что при перегонке DCM с водой DCM частично окисляется атмосферным кислородом, образуя довольно токсичный газ - формальдегид. Если кто не знает, это главный "повреждающий фактор" метилового спирта, который разлагается в организме на это соединение, отвечающее за все отравления. Поэтому работа с перегонкой DCM должна проводиться строго в закрытой системе, выход из конденсатора должен осуществляться прямо в колпак или выдвижной зонд с хорошей скоростью всасывания.
Загрязненный DCM заливают в перегонную колбу и кипятят. DCM кипит при 40 °C, а его азетроп с водой - при 38 °C. Кипит бурно, со "взрывами", поэтому наливайте не более половины или 1/3 объема rb колбы. Советую также использовать для кипячения щепки, например разбитые фарфоровые чашки, битые плитки. По мере испарения температура смеси очень быстро повышается, добавляются новые порции грязного DCM, загрязнения концентрируются, в колбе для выпаривания остается примерно 1/10 часть DCM с этой грязью. Далее ее сливают, а колбу в противогазе (!) промывают остатками ацетона и/или IPA, используют сливы. Таким образом, получается до 80-90 % ДСМ, который является довольно труднодоступным растворителем, да еще и тяжелым (1,3 кг на литр).
Полученный вторичный ДСМ имеет серый, иногда даже желтоватый цвет, что не мешает его повторному использованию. Он содержит воду, что также не мешает, поскольку все процессы с участием ДСМ включают и водные растворы. ДСМ необходимо промыть после дистилляции от остатков IPA (такое бывает) и формальдегида.
Делается это так: В колбу (реактор) наливают DCM, столько же дистиллированной воды, смесь перемешивают, раствор разделяют на слои, слой DCM сливают. Этой же водой можно промыть 3-4 партии DCM, остатки формальдегида и IPA прекрасно растворяются в воде и при разделении остаются в водном слое, который отбрасывается после всех промывок. И DCM, на долю которого приходится до 1/3 веса труднодоступных реактивов, снова готов к работе.
Если получить смесь ДСМ, IPA, воды и загрязнений в результате окисления в ДСМ и IPA, то правильно выйдет только ДСМ. Для этого смесь заполняют водой, примерно на 70-80 % от общего объема смеси. Затем она разделяется, оставляя DСM только со "своей" грязью (ну, почти со следами IPA), а IPA, вода и водорастворимая грязь отделяются. Затем ДСМ перегоняют, как описано выше, и промывают 2-3 раза водой, чтобы удалить остатки IPA, которые будут мешать дальнейшему использованию ДСМ. Из воды с раствором IPA (около 30% IPA) можно извлечь IPA путем нескольких последовательных перегонок (2-3 раза), последовательно обогащая процентное содержание IPA. При этом значительная часть IPA теряется, даже если вы решите заморочиться с такой перегонкой. DСM - гораздо более ценный реагент, и имеет смысл выделить его даже при такой несколько более сложной процедуре. Кроме того, МПА с водой можно сливать в канализацию, а вот ДСМ крайне не рекомендуется, поскольку, отделяясь от воды в канализации, он (как более тяжелая несмешивающаяся жидкость) скапливается в некоторых полостях; ДСМ разъедает пластик и резину, такое действие может привести к авариям в канализации, что может указать на местоположение вашей лаборатории. Проще говоря, либо регенерируйте его, либо перелейте в канистры и утилизируйте.
Загрязненный DCM заливают в перегонную колбу и кипятят. DCM кипит при 40 °C, а его азетроп с водой - при 38 °C. Кипит бурно, со "взрывами", поэтому наливайте не более половины или 1/3 объема rb колбы. Советую также использовать для кипячения щепки, например разбитые фарфоровые чашки, битые плитки. По мере испарения температура смеси очень быстро повышается, добавляются новые порции грязного DCM, загрязнения концентрируются, в колбе для выпаривания остается примерно 1/10 часть DCM с этой грязью. Далее ее сливают, а колбу в противогазе (!) промывают остатками ацетона и/или IPA, используют сливы. Таким образом, получается до 80-90 % ДСМ, который является довольно труднодоступным растворителем, да еще и тяжелым (1,3 кг на литр).
Полученный вторичный ДСМ имеет серый, иногда даже желтоватый цвет, что не мешает его повторному использованию. Он содержит воду, что также не мешает, поскольку все процессы с участием ДСМ включают и водные растворы. ДСМ необходимо промыть после дистилляции от остатков IPA (такое бывает) и формальдегида.
Делается это так: В колбу (реактор) наливают DCM, столько же дистиллированной воды, смесь перемешивают, раствор разделяют на слои, слой DCM сливают. Этой же водой можно промыть 3-4 партии DCM, остатки формальдегида и IPA прекрасно растворяются в воде и при разделении остаются в водном слое, который отбрасывается после всех промывок. И DCM, на долю которого приходится до 1/3 веса труднодоступных реактивов, снова готов к работе.
Если получить смесь ДСМ, IPA, воды и загрязнений в результате окисления в ДСМ и IPA, то правильно выйдет только ДСМ. Для этого смесь заполняют водой, примерно на 70-80 % от общего объема смеси. Затем она разделяется, оставляя DСM только со "своей" грязью (ну, почти со следами IPA), а IPA, вода и водорастворимая грязь отделяются. Затем ДСМ перегоняют, как описано выше, и промывают 2-3 раза водой, чтобы удалить остатки IPA, которые будут мешать дальнейшему использованию ДСМ. Из воды с раствором IPA (около 30% IPA) можно извлечь IPA путем нескольких последовательных перегонок (2-3 раза), последовательно обогащая процентное содержание IPA. При этом значительная часть IPA теряется, даже если вы решите заморочиться с такой перегонкой. DСM - гораздо более ценный реагент, и имеет смысл выделить его даже при такой несколько более сложной процедуре. Кроме того, МПА с водой можно сливать в канализацию, а вот ДСМ крайне не рекомендуется, поскольку, отделяясь от воды в канализации, он (как более тяжелая несмешивающаяся жидкость) скапливается в некоторых полостях; ДСМ разъедает пластик и резину, такое действие может привести к авариям в канализации, что может указать на местоположение вашей лаборатории. Проще говоря, либо регенерируйте его, либо перелейте в канистры и утилизируйте.
3. Ацетон
Ацетон - очень капризный растворитель для регенерации. Вода, которая растворяется в ацетоне, удаляется с большим трудом. С органическими загрязнениями дело обстоит проще, ацетон очищают дистилляцией как DCM. Если в ацетоне растворены какие-то другие растворители, его выпаривают из загрязненного раствора без воды. Кроме того, при добавлении следующих порций грязного ацетона температура смеси повышается, и при температуре более 75-80 °C выпаривание следует прекратить, оставив немного ацетона с грязным остатком. Сушить и промывать дистиллированный ацетон не обязательно.
Проблема в том, что этот способ помогает регенерировать ацетон только 2-3 раза (по опыту). Ацетон используется в качестве промывочного растворителя для мокрого мефедрона с остатками, например, IPA или DCM. Эти растворители выпаривают вместе с ацетоном, их температуры кипения близки, и они испаряются вместе с водой (в отличие от ацетона), которую из этой смеси не удаляет ни хлорид кальция, ни другой сухой агент. После 2-3 перегонок такой ацетон-ИПА утилизируют для мытья стеклянной посуды. Продлить срок службы вторичного ацетона можно, высушив мефедрон перед промывкой ацетоном. Эта процедура не является оптимальной по причине больших временных затрат. Мефедрон довольно долго сохнет после очистки IPA, особенно в случае не очень чистого изделия.
Небольшое количество IPA не мешает ацетону отмывать изделие, особенно в виде льда. Воду можно удалить с помощью перегонки над пентоксидом фосфора P2O5; Сухой ацетон с безводным поташем (около 5% по весу ацетона) нагревают несколько часов с обратным холодильником, переливают в другую колбу и перегоняют над свежим осушителем; Температура кипения ацетона 56,2 °C. Металлический натрий и щелочи непригодны для сушки ацетона
Проблема в том, что этот способ помогает регенерировать ацетон только 2-3 раза (по опыту). Ацетон используется в качестве промывочного растворителя для мокрого мефедрона с остатками, например, IPA или DCM. Эти растворители выпаривают вместе с ацетоном, их температуры кипения близки, и они испаряются вместе с водой (в отличие от ацетона), которую из этой смеси не удаляет ни хлорид кальция, ни другой сухой агент. После 2-3 перегонок такой ацетон-ИПА утилизируют для мытья стеклянной посуды. Продлить срок службы вторичного ацетона можно, высушив мефедрон перед промывкой ацетоном. Эта процедура не является оптимальной по причине больших временных затрат. Мефедрон довольно долго сохнет после очистки IPA, особенно в случае не очень чистого изделия.
Небольшое количество IPA не мешает ацетону отмывать изделие, особенно в виде льда. Воду можно удалить с помощью перегонки над пентоксидом фосфора P2O5; Сухой ацетон с безводным поташем (около 5% по весу ацетона) нагревают несколько часов с обратным холодильником, переливают в другую колбу и перегоняют над свежим осушителем; Температура кипения ацетона 56,2 °C. Металлический натрий и щелочи непригодны для сушки ацетона
4. Орто-ксилол
Орто-ксилол - незаслуженно "забытый" растворитель. Он обладает многими ценными свойствами. Он не так токсичен, не канцерогенен и не так летуч (bp 144 °C), как бензол или толуол. Время и температура синтеза аналогичны бензольному растворителю (уже проверено). О-ксилол, практически несмешивающийся с водой (0,014 %). Азеотропная смесь о-ксилола с водой кипит при 92 °C и содержит 64,25 % о-ксилола и 35,75 % воды. Таким образом, регенерация ксилола выглядит следующим образом.
В круглодонную колбу наливают 2/3 ксилола и 1/3 дистиллированной воды [заполняют колбу наполовину объема]. Смесь кипит, как и положено высококипящему растворителю, медленно и постепенно, вода из нижнего слоя дает струи пара, которые проходят через верхний слой ксилола. При этом образуется шапка пены, которая может засосать грязь в конденсатор рефлюкса. Чтобы предотвратить образование пены, следует налить в колбу половину объема и добавить кипящую стружку. В приемной колбе образуется сразу два слоя, нижний - вода (выливается), ксилол дополнительно промывается водой для очистки, так как в приемную колбу попадает некоторое количество загрязняющих веществ (видимо, из-за высокой температуры кипения азеотропа). Ксилол практически несмешивается с водой, поэтому сушить регенерированный продукт нет необходимости.
5. Диэтиловый эфир
Чрезвычайно огнеопасен; пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Пары примерно в 2,6 раза тяжелее воздуха и могут распространяться по поверхности рабочего стола. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы вблизи (до 1 м) от места работы с эфиром все газовые горелки были погашены, а электроплиты с открытой спиралью отключены от сети. При хранении диэтилового эфира под действием света и атмосферного кислорода в нем образуются взрывоопасные перекисные соединения и ацетальдегид. Пероксидные соединения являются причиной чрезвычайно сильных взрывов, особенно при попытке перегонки эфира до сухого состояния. Для обнаружения пероксида в диэтиловом эфире было предложено множество реакций. Эфир промывают 5%-ным раствором NaOH и водой, сушат в течение 24 ч над безводным CaCl2 (150-200 г CaCl2 на 1 л эфира). Затем CaCl2 отфильтровывают на большой фильтровальной бумаге, а эфир собирают в темную стеклянную колбу. Колбу плотно закрывают пробкой, в которую вставляют согнутую под острым углом пробирку с хлористым кальцием, заполненную CaCl2. Затем, открыв колбу, в эфир кратковременно вводят натриевую проволоку из расчета 5 г на 1 л эфира.
Через 24 часа, когда пузырьки водорода перестанут выделяться, добавляют еще 3 г натриевой проволоки на 1 л эфира, а через 12 часов эфир переливают в перегонную колбу и перегоняют над натриевой проволокой. Приемник должен быть защищен трубкой с хлористым кальцием и CaCl2. Дистиллят (температура кипения 34,6 °C) собирают в бутылку из темного стекла, которую после добавления 1 г натриевой проволоки на 1 л эфира закрывают пробкой с трубкой из хлористого кальция и хранят в холодном и темном месте. Если поверхность проволоки сильно изменилась и при добавлении проволоки снова выделяются пузырьки водорода, то эфир следует отфильтровать в другую колбу и добавить еще одну порцию натриевой проволоки.
Удобным и очень эффективным способом очистки диэтилового эфира от перекисей и одновременно от влаги является пропускание эфира через колонку с активным Al2O3. Колонны высотой 60-80 см и диаметром 2-4 см, заполненные 82 г Al2O3, достаточны для очистки 700 мл эфира, содержащего значительное количество перекисных соединений. Отработанный Al2O3 можно легко регенерировать, если пропустить через него 50%-ный подкисленный водный раствор FeSO4. 7H2O, пропустить через колонку, промыть водой, высушить и термически активировать при 400-450 °C.
Абсолютный эфир является высокогигроскопичной жидкостью. Степень поглощения влаги эфиром при его хранении можно определить по посинению безводного белого порошка CuSO4 при внесении его в эфир (образуется окрашенный гидрат CuSO4.5H2O).
Через 24 часа, когда пузырьки водорода перестанут выделяться, добавляют еще 3 г натриевой проволоки на 1 л эфира, а через 12 часов эфир переливают в перегонную колбу и перегоняют над натриевой проволокой. Приемник должен быть защищен трубкой с хлористым кальцием и CaCl2. Дистиллят (температура кипения 34,6 °C) собирают в бутылку из темного стекла, которую после добавления 1 г натриевой проволоки на 1 л эфира закрывают пробкой с трубкой из хлористого кальция и хранят в холодном и темном месте. Если поверхность проволоки сильно изменилась и при добавлении проволоки снова выделяются пузырьки водорода, то эфир следует отфильтровать в другую колбу и добавить еще одну порцию натриевой проволоки.
Удобным и очень эффективным способом очистки диэтилового эфира от перекисей и одновременно от влаги является пропускание эфира через колонку с активным Al2O3. Колонны высотой 60-80 см и диаметром 2-4 см, заполненные 82 г Al2O3, достаточны для очистки 700 мл эфира, содержащего значительное количество перекисных соединений. Отработанный Al2O3 можно легко регенерировать, если пропустить через него 50%-ный подкисленный водный раствор FeSO4. 7H2O, пропустить через колонку, промыть водой, высушить и термически активировать при 400-450 °C.
Абсолютный эфир является высокогигроскопичной жидкостью. Степень поглощения влаги эфиром при его хранении можно определить по посинению безводного белого порошка CuSO4 при внесении его в эфир (образуется окрашенный гидрат CuSO4.5H2O).
6. Бензол
Бензол и его гомологи, толуол и ксилол, широко используются в качестве растворителей и азеотропных сушильных сред. Работа с бензолом должна проводиться с использованием специальных средств безопасности из-за его воспламеняемости и токсичности, а также образования взрывоопасных смесей с воздухом. Пары бензола при многократном воздействии нарушают нормальную работу кроветворных органов; в жидком состоянии бензол сильно впитывается через кожу и раздражает ее. Бензол образует азеотропную смесь с водой (8,83 мас. %, т. пл. 69,25 °C). Поэтому перед дистилляцией влажный бензол кипятят в аппарате Дина-Старка и почти полностью отгоняют воду. Дополнительную сушку дистиллированного бензола обычно проводят прокаленным CaCl2 (в течение 2-3 дней) и натриевой проволокой. Во время перегонки необходимо следить за тем, чтобы отгоняемый бензол не кристаллизовался в конденсаторе (Tm 5,5 °C).
Технический бензол содержит до 0,05 % масс. тиофена, который не может быть отделен от бензола ни дробной перегонкой, ни кристаллизацией (вымораживанием). Тиофен в бензоле определяют следующим образом: раствор 10 мг изатина в 10 мл конц. H2SO4 встряхивают с 3 мл бензола. В присутствии тиофена слой серной кислоты становится сине-зеленым. Бензол очищают от тиофена многократной экстракцией концентрированной H2SO4. На 1 л бензола берут 80 мл кислоты. Очистку проводят до тех пор, пока кислота не приобретет тускло-желтый цвет. После отделения кислотного слоя бензол промывают водой, затем 10%-ным раствором Na2CO3 и снова водой, после чего бензол отгоняют. Более эффективным и простым методом удаления тиофена из бензола является кипячение 1 л бензола со 100 г никеля Ренея в колбе под рефлюксом в течение 15-30 минут. Другой способ очистки бензола от тиофена - дробная кристаллизация из этилового спирта. Насыщенный раствор бензола в спирте охлаждают примерно до -15 °C, твердый бензол быстро отфильтровывают и перегоняют.
Технический бензол содержит до 0,05 % масс. тиофена, который не может быть отделен от бензола ни дробной перегонкой, ни кристаллизацией (вымораживанием). Тиофен в бензоле определяют следующим образом: раствор 10 мг изатина в 10 мл конц. H2SO4 встряхивают с 3 мл бензола. В присутствии тиофена слой серной кислоты становится сине-зеленым. Бензол очищают от тиофена многократной экстракцией концентрированной H2SO4. На 1 л бензола берут 80 мл кислоты. Очистку проводят до тех пор, пока кислота не приобретет тускло-желтый цвет. После отделения кислотного слоя бензол промывают водой, затем 10%-ным раствором Na2CO3 и снова водой, после чего бензол отгоняют. Более эффективным и простым методом удаления тиофена из бензола является кипячение 1 л бензола со 100 г никеля Ренея в колбе под рефлюксом в течение 15-30 минут. Другой способ очистки бензола от тиофена - дробная кристаллизация из этилового спирта. Насыщенный раствор бензола в спирте охлаждают примерно до -15 °C, твердый бензол быстро отфильтровывают и перегоняют.
Бензол из бензоата натрия
Заключение
Восстановление каждого отдельного растворителя экономически выгодно. Разделение смесей различных растворителей по фракциям гораздо сложнее. Для успешной регенерации лучше выбирать такие способы синтеза растворителей, при которых они не смешиваются друг с другом. В настоящее время наиболее целесообразным выглядит процесс, заканчивающийся подкислением соляной кислотой с отбором и промывкой водной фракции. Для очистки первого раствора продукта используется DCM, затем необходимо применить кипячение с IPA, а затем промыть конечный продукт ацетоном. В заключение следует отметить, что очистка тремя разными растворителями, которые не смешиваются друг с другом во время использования (особенно если продукт высушивается после очистки в IPA), обеспечивает хорошую чистоту продукта и возможность регенерации значительной части растворителей.
Last edited by a moderator:
