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30 2013年第08期
科研开发
徐伟* 王震宇 张勤 王华 詹长娟
摘要：磺酰脲类除草剂是一类高效的除草剂，被广泛应用在园林、旱地、防虫水田、森林防火隔离带和非耕地杂草等各个方面。2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶是磺酰脲类除草剂合成的重要中间体，本选题主要采用以硝酸胍和丙二酸二乙酯为起始原料，经过环合生成2-氨基-4,6-二羟基嘧啶，再通过与三氯氧磷反应，三乙胺做催化剂的条件下氯化得到2-氨基-4,6-二氯嘧啶，最后与甲醇钠反应，甲氧基化得到目标化合物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。试验通过探讨实验条件对产率的影响，优选最佳反应条件，总收率达到53.3%。 关键词：磺酰脲类除草剂 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶 合成
中图分类号：TQ254 文献标识码：A 文章编号: T1672-8114(2013)08-030-04
（南京理工大学泰州科技学院化工院，江苏 泰州 225300）
磺酰脲类除草剂是一类用量少、具有超高活性的除草剂，在防虫水田、旱地、园林、森林防火隔离带与非耕地杂草等方面得到了广泛的应用[1]。在该类除草剂的生产过程中，2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶是合成的重要中间体。
该中间体的合成方法有很多。Spencer [2]以2,4,6-三氯嘧啶为原料，温度控制在-78℃下进行，反应温度低，反应条件苛刻，收率方面也比较低。友田[3]以4,6-二甲氧基-2-甲磺酸嘧啶作为原料，与氨水在常温下反应72h得到目标产物，虽然合成方法中反应条件很容易达到，但反应时间太长，原料不易得，代价太大，不利于工业化的生产。Fulius [4]以丙二腈作为起始原料，经过1,3-二甲基丙二脒的二盐复合物、单盐复合物、3-氨基-3-甲氧基-N-腈基-2-丙脒，最后受热环化，共四步反应生成目标产物。该方法原料易得，但合成步骤
2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的合成研究
较多，较烦琐，收率自然不会很高。廖戎[5]采用重氮甲烷作为甲基化试剂的两步法合成路线虽短，但是重氮甲烷是一种具有强烈刺激性且有一种发霉气味的有毒气体，操作失误会发生剧烈的爆炸，一旦遇到水则会迅速分解，因此操作难度比较大，不容易储存。
本文在总结参考文献的基础上，选用丙二酸二乙酯和硝酸胍为原料，甲醇钠做催化剂环合生成2-氨基-4,6-二羟基嘧啶；然后经三氯氧磷氯代得到2-氨基-4,6-二氯嘧啶；最后经威廉姆逊醚合得目标化合
物——2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。反应路线如图1。1 实验部分1.1 仪器
熔点测定仪：YRT-3熔点测定器（温度计未校正）；
核磁共振仪：Bruker AV-500型核磁共振仪，TMS 为内标；
质谱仪：Agilent 1100型ESI/MS质谱仪。1.2 试剂
硝酸胍，丙二酸二乙酯，甲醇钠，甲醇，三乙胺，三氯氧磷，甲苯，氨水，氢氧化钠，盐酸，无水
乙醇（所用试剂均为市售AR）
作者简介：徐伟（1984-），男，硕士研究生，讲师，从事药物合成研究
+非常任理事国
CH 2(COOC 2H 5)2
CH ONa
内蒙古乾坤金银精炼股份有限公司
N
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OH NH 2
成本利润率
3三乙
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气垫船
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OCH 3
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NH 2
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HNO 3
后，将反应液倒入剩有300mL水的烧杯中，在50℃下搅拌3h。冷却至室温后，用氨水调pH至6-7，过滤，将滤饼溶解于热的乙醇中，过滤除去不溶物，澄清液旋蒸乙醇得到淡黄颗粒状固体10.32g，产率80%(文献[6]收率为79%)，m.p.220℃（文献[7]:223℃-225℃）。MS-ESI(m/z): 164[M+H]+；1H NMR(500MHz, DMSO-d6)δ: 7.68(b, 2H, NH2-H), 6.88(s, 1H, pyrimidine-H)。1.3.3 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的合成
将100mL的甲醇倒入250mL的三颈瓶中，在搅拌下加入6.5g的甲醇钠（0.12mol），制得甲醇钠溶液。分批加入10g的上一步制得的2-氨基-4,6-二氯嘧啶（0.061mol），在回流温度下搅拌回流3.5 h。TLC监控至反应结束后，冷却反应液，将反应液抽滤，用无水甲醇洗涤滤饼2次，取滤液。将滤液倒入剩有300mL 水的烧杯中，用玻璃棒搅拌，析出固体。过滤、水洗并干燥得2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶粗品。用乙醇重结晶后得白结晶粉末样的纯品7.69g，产率81.3%(文
1.3 合成步骤
1.3.1 2-氨基-4,6-二羟基嘧啶的合成
取250mL的三颈瓶，加入150mL的甲醇、13.94g 的甲醇钠（0.26mol），在搅拌下加入15g的硝酸胍（0.12mol）。待上升到回流温度后，向反应液中滴加18.65mL的丙二酸二乙酯（0.12mol），TLC监控至反应结束后，将反应液倒入剩有200mL水中，用稀盐酸调pH至5。过滤，水洗，烘干后得粗品。用碱、酸处理后得白固体粉末样的纯品，称得产物12.8g，收率82%(文献[6]收率为83.4%)，m.p. 331℃（文献[7]:>330℃）。
1.3.2 2-氨基-4,6-二氯嘧啶的合成
在250mL的三颈瓶中加入80mL的甲苯、21.6mL的三氯氧磷（0.24mol），搅拌下分批加入10g上一步新制的2-氨基-4,6-二羟基嘧啶（0.08mol）。当温度上升到110℃时，开始缓缓滴加13.73mL三乙胺，在1.5小时内滴加完毕，继续回流反应3.5 h。TLC监控至反应结束
图1 反应路线
表1 甲醇钠与丙二酸二乙酯的投料比对产率的影响
序号甲醇钠与丙二酸二乙酯的投料比
产率（%）
1 1.1:138
2 1.5:151.2
3 1.9:173
4 2.3:180.7
5 2.4:1826
2.5:1
82
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献[6]收率为82.5%)，m.p.93℃（文献[7]:94℃95℃）。MS-ESI(m/z): 156[M+H]+；1H NMR(500MHz, CDCl3)δ: 5.48(s, 1H, pyrimidine-H), 5.13(b, 2H, NH2-H), 3.81(m, 6H, OCH3-H)。
2 结果与讨论
2.1 2-氨基-4,6-二羟基嘧啶的制备讨论
该步反应我们主要研究了甲醇钠与丙二酸二乙酯的投料比对反应产率的影响。
由表1可以看出，当甲醇钠与丙二酸二乙酯的投料比为2.4 : 1时，产率最高。2.2 2-氨基-4,6-二氯嘧啶的制备讨论
过量的三氯氧磷会引起副反应的发生，容易生成副产物4,6-二氯-2-嘧啶氨基磷酰二氯。因此，该步反应我们主要探讨三氯氧磷的投料量对反应产物的影响。
反应条件：2-氨基-4,6-二羟基嘧啶10g、三乙胺10g、甲苯80mL、反应时间3.5 h、回流温度110℃。表2为三氯氧磷与2-氨基-4,6-二羟基嘧啶的投料比对反应产率的影响。
由表2可知，三氯氧磷与2-氨基-4,6-二羟基嘧啶
表2 三氯氧磷与2-氨基-4,6-二羟基嘧啶的投料比对产率的影响
序号三氯氧磷与2-氨基-4,6-二羟基嘧啶的投料比产率（%）11:136
2 1.5:149
赤兔军品32:162.9
4 2.5:174.8
53:180
6 3.1:180
表3 甲醇钠与2-氨基-4,6-二氯嘧啶的投料比
序号甲醇钠与2-氨基-4,6-二氯嘧啶的投料比产率（%）
1 1.5:139
22:158
3 2.5:176.5
43:179
5 3.5:181.3
6 3.6:181.3
的投料比为3 : 1是最合适的，收率为80%。2.3 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备讨论
该步反应我们主要讨论了甲醇钠与2-氨基-4,6-二氯嘧啶的投料比对反应产率的影响。反应条件：2-氨基-4,6-二氯嘧啶10g、无水甲醇50mL、回流温度81℃、反应时间3.5 h。
由表3可知，甲醇钠与2-氨基-4,6-二氯嘧啶的投料比为3.5:1时收率最高为81.3%。3 结论
磺酰脲类除草剂是一类很有发展前景的农药。其中间体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的合成研究则显得尤为重要。根据原料是否容易得到、反应产率的高低、操作的简便程度以及反应对环境的影响等综合因素，确定了以硝酸胍和丙二酸二乙酯为原料，在环化反应中甲醇钠与丙二酸二乙酯的物质的量之比为2.4:1，氯化中用甲苯作为反应溶剂、三氯氧磷与2-氨基-4,6-二羟基嘧啶的物质的量比为3:l，威廉姆逊醚合中甲醇钠与2-氨基-4,6-二氯嘧啶的投料比为3.5:1的路线最为较优的合成路线。此合成路线短，收率较高，具有一定的工业化发展前景。
参考文献
[1] 张敏恒. 磺酰脲类除草剂的发展现状、市场与未来趋势[J]. 农药, 2010, 49(4):235-240．
[2] T. K. Spencer.; G.I. Georg and J. Aube．A Convenient Preparation 0f 2-[15n]-Amino-4,6-Dimethoxy Pyrimidine[J]. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 1989, 4(5): 433-436.
[3] 友田，佳伸. 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制造方法[P]: JP, 6135941. 1994-05-17.
[4] 李元祥, 连琰. 磺酰脲类除草剂中间体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的合成研究进展[J]. 化工中间体, 2009, 5(5) : 18-21.
[5] 廖戎. 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶新合成方法[J]. 西南民族大学学报（自然科学版）, 2008, 34(1): 134-136.
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[8] 孙晓红, 宋纪蓉, 谭志诚，等. 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的低温热容和热力学性质研究[J]. 化学学报, 2003, 61(12): 1897-1903.
Xu Wei * Wang Zhenyu Zhang Qin Wang Hua Zhan Changjuan
Abstract: Sulfonylurea herbicides are a class of highly effective herbicides,widely used in gardens, dry land, paddy pest control, forest fire buffer zone and non-arable weeds and oth er aspects.2-amino-4,6-dimeth oxypyrimidine is an important intermediate for the synthesis of sulfonylurea herbicides,the topics mainly guanidine nitrate and diethyl malonate as starting material, th rough cyclization of 2-amino-4,6-dihy- droxypyrimidine, and th en th e reaction with ph osph orus oxych loride, triethylamine as catalyst chlorination conditions to give 2-amino- 4,6-dichloropyrimidine, and the final sodium methanolate, methoxylation to obtain the target compound 2-amino-4,6-dimethoxypyrimidine. Test experimental conditions by exploring the impact on the yield, preferably optimal reaction conditions, the total yield of 53.3%.
Key Words: sulfonylurea herbicide; 4,6-dimethoxypyrimidin-2-amine; synthesis.
(Department of Chemical Engineering,TaiZhou Institute of Science and Technology,NJUST,TaiZhou 225300)
Study on Synthetic Method of 4,6-dimethoxypyrimidin-2-amine
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