５十一烷基２，３二甲吡嗪合成新方法

5烴基2，3二甲吡嗪是重要的有機合成中間體，可用于醫藥、香料等的合成；這類物質本身也是一類重要香料，廣泛存在于某些食物中，是構成這些食物香味的微量有效成分，這類香料具有香氣特征突出、香勢強、用量少、安全可靠而受到重視[1]，可用于食飲品等的加香[2]，現已有好幾種產品實現了商業化生產。已報導的合成5烷基2，3二甲吡嗪的方法可歸納如下：

1.乙二酮與烴基乙二胺縮合，然后在堿液中脫氫而得[3]

2.丁二胺和丁二酮的縮合產物，再在堿液中與醛酮縮合制得[4]

3.烷基化法[5]

在這三種方法中，前二種方法原料難得，路線較長；后一種方法要用無水操作，條件苛刻，所以合成難度較大。而在芳環上引入烷基的最好方法是Friedel-Crafts烷基化反應，但吡嗪是缺電子芳雜環，不能發生該反應，所以也不能用于烷基吡嗪的合成。

Jocobsen和Wan先后用醌環自由基烷基化反應合成醌類衍生物[6]；古練權教授用該法在吡啶環系和醌類環系上引入長側鏈烷基[7]。表明缺電子環狀共軛體系自由基烷基化反應是在這類缺電子環狀共軛體系引入烷基的較好方法。我們對此做了進一步研究，分別用吡啶環系和喹啉環系進行自由基烷基化反應，合成了一系列衍生物[8]。該法具有反應時間短、條件溫和、選擇性高、分離提純簡單等優點，是在缺電子環狀共軛體系引入烴基的較好方法。吡嗪環是缺電子芳雜環，我們首次采用商業化可得到的2，3二甲吡嗪為原料，用硝酸銀和過硫酸銨作自由基引發劑，氧化十二碳酸脫羧得碳十一自由基，和缺電子吡嗪環反應得5十一烷基2，3二甲吡嗪。反應為單取代，合成路線如下：

實驗部分

1.儀器與試劑

E-2400元素分析儀，NicoletFT-IR 200型紅外光譜儀，Bruker AVANCE300超導核磁共振儀；2，3二甲吡嗪由悟通香料有限公司提供，其它所有試劑為分析純。

2.產品的合成

在裝有攪拌，回流冷凝管，滴液漏斗的100ml三頸瓶中加2.2g(20.5mmol)2，3二甲吡嗪， 20.5mmol正十二碳酸，30ml乙腈及20ml蒸餾水，1.7g(10mmol)硝酸銀， 2M硫酸10ml，水浴至80℃，自滴液漏斗加入4.6g(20mmol)過硫酸銨的10ml水溶液，5min內滴完，此溫下保溫攪拌30min，此時上層有棕色油狀物生成，分出上層油狀物，下層水溶液冷卻至室溫后用適當乙醚萃取二次，合并油狀物和乙醚萃取液，用蒸餾水、5%氫氧化鈉、蒸餾水各50ml洗滌，用無水硫酸鈉干燥，脫去乙醚后，用硅膠柱層析，石油醚：乙酸乙酯=2：1洗脫，脫去溶劑后得淡棕色固體5十一烷基2，3二甲吡嗪3.3g，產率61% 。C17H30N2，C，77.83(77.86)；H，11.36(11.45)；N，10.76(10.69)。IR：2980，1543，1465，1391，1360，1168cm。IHNMR(ppm):8.07(s，1H)，2.60(t，2H)， 2.46(s，6H)，0.95(t，3H)， 1.25～2.38(m，18H)

結果與討論

1.反應溫度和時間對產率的影響

在酸性條件下，銀離子和過硫酸根離子都是強氧化劑，能氧化反應物或產物使之分解，因此必須控制好反應時間和溫度，溫度過高、時間過長對反應都不利，表1給出了反應溫度和時間對產率的影響

2.反應物配比對產率的影響

在反應中我們發現，2，3二甲吡嗪的用量大于正十二碳酸時，褐色雜質增多，對反應不利。正十二碳酸的用量大于2，3二甲吡嗪時，造成產物分離的困難，對反應也不利，較理想的情況是2，3二甲吡嗪：正丁酸=1：1。H2SO4的加入對反應是必要的，無硫酸時反應難以進行，但硫酸的用量不能過量，否則雜質大大增加，這是因為酸性越大，氧化劑的氧化性越大。

3.引發劑的比例對反應的影響

我們用硝酸銀和過硫酸銨作為自由基引發劑，反應中銀離子可以再生，所以采用硝酸銀的用量比過硫酸銨小，但太小時，對反應不利，我們采用硝酸銀：過硫酸銨=1：2為宜。反應后銀離子可回收反復使用。經過實驗確定反應的有利條件為：2，3-二甲吡嗪：正十二碳酸：硫酸：硝酸銀：過硫酸銨=1：1：1：0.5：1（摩爾比），T=80℃，t=25min。

參考文獻：

[1]黃小鳳，李曉東，李中林.化學通報，1995，8：1～16

[2]何堅，孫寶國編著.香料化學與工藝學，化學工業出版社，1995：515～525

[3]Masuda H；Yoshida M，J.Agric. Food chem.，1981，29(5):944

[4]孫德華，蔡松傳等.化學試劑，1993，15(1):37～39

[5]晁建平.精細石油化工，1994，4：44

[6]Jocobsen N; Torssel K， Liebigs Ann. Chem.，1972，763:135

作者單位：陜西安康學院化學與生命科學系