Synthèse du glycidate BMK (sel de sodium) à partir du benzaldéhyde

G.Patton

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Introduction

This synthesis is a good option in case you have unavailable phenylacetone for further amphetamine or methamphetamine synthesis. BMK glycidate can be easily turn into P2P by hydrolysis. This reaction have some pros and cons. The main disadvantage that reaction is very sensitive to water. You have to use absolutely dry glassware and reagents. Make sure that your reagents was dried and purified before synthesis. Water traces decline the yield. Also, it is worth to carry out this reaction in an inert atmosphere (N2) to increase its yield. There are advantages such as quite high yield, short reaction time. Moreover, the reaction doesn't take any solvents.

Equipment and glassware:

  • 2 L batch reactor (or flask) with a reflux condenser, top stirrer and water jacket (water bath) in a set-up;
  • Retort stand and clamp for securing apparatus;
  • 1 L Drip funnel;
  • Conventional funnel;
  • Laboratory grade thermometer (up to -10 - 100 °С);
  • Glass rod;
  • Silicone hoses;
  • Measuring cylinder for 1 L;
  • Vacuum source;
  • Laboratory scale (1-200 g is suitable);
  • Cold water bath sours for reflux condenser and water pump (in case of chiller absense);
  • Buchner flask and funnel;
  • 2 L; 1 L x2; 500 ml x2 Beakers;
  • Plastic spoon or spatula;
  • Freezer;
  • Circulating pump chiller (optional);
  • Pyrex dishes for product (or other containers);

Reagents:

  • Benzaldehyde 200 g (cas 100-52-7);
  • Methyl 2-chloropropionate 350 g (cas 17639-93-9);
  • Anhydrous sodium sulfate (Na2SO4);
  • Sodium hydroxide (NaOH) 200 g or potassium hydroxide (KOH) 265 g;
  • Distilled water ~2 L;
  • Sodium ethylate 200 g (EtONa);

Synthesis

Substitution nucleophilic reaction between benzaldehyde and methyl 2-chloropropionate.

The glass reactor is equipped with a jacket connected to a circulating pump chiller with the 0°С coolant temperature set. If you use a flask or a single layer reactor, you have to use an ice-water cooling bath. The reaction flask (reactor) must be perfectly dry inside, without water drops and condensate.
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1. Pour benzaldehyde 200 g into a beaker.

2. Add methyl 2-chloropropionate 350 g. The benzaldehyde and methyl methyl 2-chloropropionate mixture is stirred.


Note: If the reagents are fresh and stored in suitable conditions, use them directly by loading into the reactor. If not or for the prevention purpose (to be sure), you may additionally dry the benzaldehyde and methyl 2-chloropropionate mixture with a desiccant. In this case, anhydrous sodium sulfate (Na2SO4) is used.

3. Anhydrous Na2SO4 is added to the mixture so that it completely covers the glass bottom (approximate amount). The mixture is stirred.


Note: Na2SO4 collecting the remaining water, forming crystalline hydrates and settling onto the vessel bottom without stirring. Water adsorption occurs quite quickly. Visually it looks as a transparent reagents mixture formation.

4. The settled, dehydrated by sodium sulfate, mixture is decanted into the reaction vessel. Make sure that the sediment (crystalline hydrates) does not get into the reactor.


Note: The all formed sodium sulfate crystalline hydrates and unreacted sodium sulfate precipitates are settled onto the vessel bottom. It is decanted quite easy. You can use additional filtration or install a pre-filter in the reactor funnel in order to be sure.

5. The sodium sulfate crystalline hydrates precipitate is easily separated. Then, it is disposed off. Prepare sodium ethoxide for an addition.The stirrer is turned on.

Note: Set the stirring speed so that the mixture is well stirred, but at the same time, it isn’t splashed too much on the reactor (flask) walls.

6. The reaction mixture (RM) is cooled to 0-10°С by the cooled reactor jacket. The temperature is maintained at the same level and checked with a temperature probe during the reaction. The temperature is measured by a temperature probe immersion. An immersion thermometer or IR thermometer for the flask can be used.

7. An aqueous solution of alkali (sodium or potassium hydroxide) is prepared in advance. Sodium hydroxide 200 g (or potassium hydroxide 265 g) is poured into a beaker. Distilled cold water 0.8-1 l is added. The mixture is stirred until a NaOH is dissolved completely. The solution gets very hot. Then, alkali solution is left in a cold place so that the mixture is cooled to room temperature. After that, alkali solution can be put into a refrigerator.

8. When RM is cooled down to 0°С inside the reactor, dry sodium ethylate 200 g (EtONa) addition is started. The addition have to be carried out in small portions with breaks in order to maintain the reaction temperature below 10°С. A too fast addition and large portions of EtONa may cause a sharp mixture heat up and even RM boiling, the reaction yield will be reduced in this case. EtONa have to be dosed with a plastic or silicone spoon; metal spoon cannot be used.


Note: Other metal alcoholates such as sodium methoxide, potassium tert-butoxide, sodium isopropoxide, etc. can be used. In addition, sodium hydride, sodium amide can be used as well. RM is heated up and thickened a little during the EtONa addition, an external cooling is applied.

The mixture is thickened, color is turned yellow, then brick red and brown subsequently. The temperature have to be always maintained in the range of 0-10°С. The more sodium ethylate is added, the thicker the mixture is become. The stirring is maintained by an adjustment of the stering speed.


Note: If the reaction is carried out in a reaction flask on a magnetic stirrer, then one anchor may not be enough. A hand stirrer or an overhead stirrer should be used.

9. RM is stirred and maintained in the range of 0-10°С for 1 h after complete EtONa addition.

10. Then, external cooling is removed and RM is stirred at room temperature for 12 h.

Optional: As an option, an external gradual heating is set up to 60°С. With this method, the reaction yield will be reduced. A reflux condenser is installed on the reactor. RM is stirred at 60°С for additional 1 h. A heating is carried out with help of a reactor jacket and a thermostat.

11. After 1 h, the external heating is turned off. The mixture is slowly cooled to room temperature with constant stirring.

12. A drip funnel with 1 l cold distilled water is installed onto the reactor. Water is added dropwise with a vigorous stirring. The thick RM is turned liquid.

13. The stirrer is turned off. RM is separated into two layers. The top layer is methyl glycidic ester (BMK methyl glycidate), the lower layer is water with unnecessary reaction salts, which are dissolved in it. The lower layer is discarded, the top glycidic ester layer is used in the further reactions.

14. BMK-glycidate methyl ester is left in the reactor. It can be vacuum distilled to produce the purer ester in case you want to sale it as a product. Approximate ester amount is around 400 g. As an option, the ester is used in the next reaction to obtain the sodium or potassium salt of glycidic acid.

Alkaline hydrolysis to BMK sodium glycidate

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15. An alkali solution, which was prepared in advance, is poured into a drip funnel. The stirrer is turned on. A dropwise addition of cooled NaOH (or KOH) aqueous solution at room temperature is started.

In our case, self-heating of the mixture is allowed. After the alkaline addition, the thermostat is set to 60°С in order to speed up the salt obtaining process. The mixture is stirred for addition 2 h.


Note: If you want to get a higher yield of the product, then add the alkaline solution with external cooling. Further, RM is stirred for additional 12 h at room temperature. The mixture is thickened rather quickly (glycidic acid sodium salt precipitates) during alkaline addition without cooling. In case the mixture is thickened too much, stirring speed is increased.

Caution! Methyl alcohol is obtained in this reaction from the BMK methyl glycidate.

16. The mixture is turned transparent during a heating. The resulting glycidic acid sodium salt is soluble in water. Shortly thereafter, the reactor is prepared for cooling to crystallize the glycidic salt. As an option, the thermostat can be turned off and the mixture is gradually cooled to room temperature.

The mixture is started to crystallize during gradual cooling. It becomes more cloudy, glycidic salt is precipitated, the mixture is thickened. A mixture of BMK glycidic acid sodium salt is obtained.

17. The mixture is vacuum filtered on a Buchner flask and funnel. The dry product 300 g 79% yield (cas 5449-12-7) is obtained.
 
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Sciencenutz

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Donc si vous essayez juste d'arriver à bmk vous pouvez le laisser comme bmk methyl glycidate et juste faire 1Kg bmk methyl glycidate 1L d'eau 1L HCl pendant 1 heure à 80c pour le transformer en p2p pur ?
 

w2x3f5

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L'hydrolyse dans l'acide chlorhydrique n'est pas la meilleure option.
 

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Qu'est-ce qui serait mieux ? J'ai utilisé le HCl sur le sel de sodium avec succès.
 

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hydrolyse dans l'acide phosphorique pur, le glycidate peut ne pas être converti en sel de sodium
 

G.Patton

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Bonjour, voici le lien vers cette méthode.
 
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Je vous remercie. Je ne manquerai pas de mettre cela en pratique en temps voulu et de mettre à jour les résultats.
 

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Merci M. Patton, une si bonne plateforme pour nous.
 

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Quelqu'un a déjà fait cela en p2p ? Vous avez déjà commencé ?
 

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Puis-je vous demander si le sel de sodium produit (5449-12-7) se détériore facilement lorsqu'il est placé à l'air libre ? Le sel de sodium humide (5449-12-7) peut-il être placé à l'air libre pendant plusieurs jours pour sécher naturellement sans se détériorer ? Cette substance peut-elle être stockée pendant une longue période dans des conditions normales ?
 

G.Patton

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Je suppose qu'il est assez hygroscopique. Il vaut mieux le conserver dans un emballage scellé. Pour le sécher, je vous recommande d'utiliser un dessiccateur simple ou un dessiccateur à vide.
 

Re186

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Pour ce type de composé à structure époxy, le chauffage et le séchage sont susceptibles de causer des dommages structurels. L'utilisation d'un séchoir en verre est une solution, mais il n'est pas facile à utiliser lorsqu'il est produit en masse, et il consommera beaucoup de déshydratant, donc je pense qu'il est adapté à ce type de produit. Le seul inconvénient est que le prix d'un lyophilisateur sous vide est relativement élevé. Qu'en pensez-vous ?
 

G.Patton

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Je vous ai dit plus haut que les déshydrateurs à vide sont le meilleur choix. Son prix est raisonnable et il est suffisamment efficace.
 

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J'ai rencontré un problème. J'ai suivi l'article. Après avoir ajouté l'éthoxyde de sodium, j'ai agité pendant une heure dans un environnement anhydre strict, à une température inférieure à 10°C. Ensuite, j'ai commencé à augmenter la température à 60°C pour me préparer à l'option d'agitation pendant une heure. Mais après un peu de chauffage, la température dans l'appareil a spontanément augmenté de façon incontrôlée et rapide, et après seulement quelques minutes, mon thermomètre a montré une percée de 130°C. Je voudrais donc demander si c'est normal. La première photo représente le processus d'agitation pendant 1 heure en dessous de 10°C après l'ajout d'éthoxyde de sodium. J'ai inséré un tube de séchage rempli de sulfate de magnésium anhydre sur l'appareil pour maintenir les conditions anhydres. Comme mon dispositif de circulation ne peut que refroidir, j'ai transféré la deuxième étape du chauffage dans le ballon. La méthode de chauffage est celle du bain d'huile, mais je n'ai utilisé que la température de 65°C pendant quelques minutes, et la température dans le ballon était incontrôlable. Au fur et à mesure qu'elle augmente, le thermomètre indique qu'elle dépasse 130 ℃ très rapidement, si rapidement que je n'ai même pas le temps de démarrer le cycle de l'eau de condensation dans le tuyau du condenseur, et qu'elle devient alors l'état de la deuxième photo.

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G.Patton

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Bonjour, l'auto-échauffement s'est-il produit violemment ou lentement ? C'est très intéressant.
 
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Afin d'économiser le temps nécessaire pour que la température atteigne la température de réaction, j'ai préchauffé le bain d'huile à une température constante de 70°C à l'avance. Mon idée est d'installer le dispositif et d'attendre que la température du ballon monte à environ 50°C avant de changer le bain d'huile à 60°C pour une réaction d'entrée efficace et sans heurts. J'ai donc rapidement transféré le mélange réactionnel à une température d'environ 9°C à 10°C dans le ballon et j'ai installé le dispositif sur le bain d'huile. À ce moment-là, le ballon était immergé dans le bain d'huile. Je venais de fixer l'appareil et je n'avais pas encore commencé l'agitation et la circulation de l'eau dans le tube du condenseur. J'ai observé qu'un brouillard blanc et des bulles ont soudainement commencé à se produire rapidement dans la fiole, comme dans un humidificateur d'air. À ce moment-là, j'ai remarqué que le thermomètre de la fiole indiquait que la température avait dépassé 130°C. Comme le tube condenseur ne fonctionnait pas, la vapeur s'est échappée rapidement, de sorte qu'elle est devenue l'état fissuré de la figure 2. Cette réaction semble soudainement échapper à tout contrôle lorsque la température dépasse un certain point critique. La température augmente très rapidement et entraîne des conséquences irréparables et catastrophiques en l'espace de 3 à 4 minutes.
 

Re186

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Je l'ai refait hier, cette fois la réaction est normale, mais je pense que le rendement sera faible en ce qui concerne le processus. Finalement, après avoir ajouté de l'eau glacée et laissé reposer pendant une heure, il n'y a pas de stratification évidente, j'utilise donc du dichlorométhane. Le mélange a été extrait et je vais analyser cet extrait aujourd'hui et poster les résultats plus tard. Par ailleurs, je viens d'acheter un brevet pour ce procédé. Les conditions et les opérations semblent plus simples et plus optimisées que dans votre article. Il montre que le benzaldéhyde (CAS 100-52-7) et le 2-chloropropionate de méthyle (CAS 17639-9) contribuent au rendement total du P2P purifié à hauteur de 82,9 %. J'ai déjà acheté les réactifs correspondants et j'essaierai dans quelques jours.
 

Davidrobinson

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Postez simplement le brevet, vous demandez de l'aide pour un brevet que personne ne peut voir.
 

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J'ai publié le processus et la pratique en matière de brevets.
 
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