2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的合成

潘海龍（上虞盛暉化工股份有限公司，浙江　上虞　312369）

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2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的合成

潘海龍
（上虞盛暉化工股份有限公司，浙江上虞312369）

摘要：以丙二腈、甲醇為起始原料，首先合成了1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽，然后經堿中和得到1，3-二甲氧基丙二亞胺單鹽酸鹽，再與單氰胺反應得到3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后在甲醇中回流閉環得到目標產物2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶。產品含量大于99.0%，總收率80.9%。該工藝原料易得、條件溫和、操作簡單、適合工業化生產。

關鍵詞：丙二腈；單氰胺；2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶；合成

磺酰脲類除草劑主要是在上世紀80年代發展起來的，是一類廣譜高效的水稻、玉米、大豆田地除草劑，具有活性高、用量少以及毒性低等特點，在世界上被公認為高效、環保的綠色型農藥［1-3］。在磺酰脲類除草劑的生產中，2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶是其合成的重要中間體，以其為原料制備的磺酰脲類除草劑品種有很多，如煙嘧磺隆、芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、嘧啶磺隆、砜嘧磺隆、乙氧嘧磺隆、酰嘧磺隆、啶嘧磺隆、環丙嘧磺隆、玉嘧磺隆、四唑嘧磺隆、氯吡嘧磺隆、氟啶嘧磺隆、甲磺胺磺隆等。因此，2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的合成長期以來一直受到農藥企業及科研人員的廣泛關注，對于它的合成工藝進行研究與完善，具有非常重要的意義。

1　合成方法簡介

目前，2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶合成方法的文獻報道主要有五種：（1）以2，4，6-三氯嘧啶為主要原料［4］，控制溫度在-78℃下進行，雖然只有兩步反應，但反應條件苛刻，原料價格昂貴，收率低；（2）以4，6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶為主要原料［5］，與氨水在常溫下反應72 h得到目標產物，此法雖然條件溫和、操作簡單、收率較高（85.4%），但反應時間太長，原料昂貴，不易得到；（3）以硝酸胍、鹽酸胍等胍鹽復合物與丙二酸二乙酯為原料制備目標產物［6］。此法原料雖然相對廉價易得，但要運用大大過量的三氯氧磷作氯化試劑和溶劑，過量的三氯氧磷不僅會加劇副產物4，6-二氯-2-嘧啶氨基磷酰二氯的生成，且遇水容易爆炸，給生產帶來安全隱患。另外更加不利的是中和、水解產生大量的強酸性、含鹽、含磷廢水，極難處理，對環境造成很大的破壞；（4）以2-氨基-4，6-二羥基嘧啶和重氮甲烷為原料［7］，此反應路線短，收率高（83%），但重氮甲烷在常溫下為強烈刺激性的有毒氣體，它在撞擊、加熱或在化學反應時，能發生強烈的爆炸，遇水分解，不易儲存，操作難度較大；（5）以丙二腈為主要原料［8-9］，經1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽、單鹽酸鹽、3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后加熱閉環得到目標產物。此法原料易得，操作簡單，收率較高，國外多以此法為研究對象。

本文在總結參考文獻的基礎上，結合原料成本、反應收率、產品質量等因素，選用以丙二腈為原料的工藝，在現有的文獻基礎上進行改進、優化，得到比較理想的結果：工藝條件溫和，操作簡單，適合工業化生產，且產品含量大于99.0%，總收率80.9%。

圖1　合成路線

2　實驗部分

2.1實驗儀器

S312-90恒速攪拌器，SHB-Ш循環水式真空泵；上海精密科學儀器有限公司WRS-2A/2型微機熔點儀；旋轉蒸發儀R-1001N；安捷倫1200液相色譜。

2.21，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽的制備

在裝有攪拌、溫度計及尾氣吸收裝置的1000mL反應瓶中，加入丙二腈4（58.0 g，0.88mol）、甲醇66 g，甲苯600 mL，開攪拌，降溫至10℃左右，開始通入干燥的HCL氣體，控制溫度在20℃～25℃，大約8 h后，體系不再吸氣，停止通氣，將反應液減壓過濾，得到白色粉末1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽3，干品172.5 g，收率96.6%。

2.33-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒的制備

在裝有攪拌、溫度計的1000 mL反應瓶中，加入水500 g、碳酸氫鈉（80.0 g，0.95 mol）、30%單氰胺（130.0 g，0.93 mol），攪拌，降溫至-5℃左右，將1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽3（172.5 g，0.85 mol）加入到反應瓶中，加料過程中溫度控制在5℃以下，PH值維持在6.2～7.5之間，加料完畢，保溫3 h，減壓過濾，得到白色粉末3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒2，干品122.3 g，收率92.8%，熔點127.6℃～128.5℃（文獻［10］131℃～132℃）。

2.42-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的制備

在裝有攪拌、冷凝管及溫度計的500 mL反應瓶中，加入烘干好的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒2（122.3 g，0.79 mol）及300 mL甲醇，開啟攪拌，緩慢升溫至回流（60℃～65℃），保溫5 h，減壓徹底濃干甲醇，降溫至常溫加入150 g水，攪拌30 min，減壓過濾，得到白色晶體2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶1，干品110.3 g，收率90.2%，純度99.5%，熔點95.4℃～96.8℃（文獻［10］94℃～96℃）。

3　結果與討論

以丙二腈為主要原料，經1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽、單鹽酸鹽、3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后加熱閉環來制備2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶，是本文的研究重點，研究發現溫度和時間是影響反應收率的重要因素，重點考察了溫度和時間對反應收率的影響。

3.1溫度對反應收率的影響

表1　溫度對1,3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽收率的影響Table 1 Effect of temperature on 1,3- dimethoxy propyleneimine dihydrochloride yield

從表1我們可以看出，在10℃～15℃，由于溫度過低，反應不夠完全，所以收率偏低；而在30℃～35℃，在較高的溫度下，HCl氣體在溶劑當中的溶解度減小，導致HCl氣體量不足，所以收率也偏低。選擇最佳的反應溫度為20℃～25℃。

表2　溫度對3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒收率的影響Table 2 Effect of temperature on 3-amino-3-methoxy-N-cyano-2-propionamidine yield

從表2可以看出，在低溫下反應不夠完全，收率偏低；而在5℃～10℃的情況下，隨著反應的進行，就會提前有3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒的析出，包裹著未反應的原料，影響反應的進行，收率下降，所以選擇最佳的反應溫度為0℃～5℃。

表3　溫度對2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶收率的影響Table 3 Effect of temperature on 2-Amino-4,6-dimethoxypyrimidine yield

從表3看出，過低的閉環反應溫度使反應不夠完全，從而收率偏低，而當溫度在60℃～65℃時，產生回流，閉環反應能順利進行，收率提高，所以選擇最佳的反應溫度為60℃～65℃。

3.2時間對反應收率的影響

表4　時間對1,3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽收率的影響Table 4 Effect of time on 1,3-dimethoxy propyleneimine dihydrochloride yield

從表4可以看出，在4～5 h內，由于反應時間過短，HCl氣體量不足，反應不完全，收率低；而反應10～11 h，在長時間通HCl氣體下反應，副反應增加，雜質增多，降低了收率，所以選擇最佳反應時間為7～8 h。

表5　時間對3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒收率的影響Table 5 Effect of time on 3-amino-3-methoxy-N-cyano-2-propionamidine yield

從表5可以看出，保溫時間在1～2 h下，原料未反應完全，故收率偏低；當保溫時間在5～6 h下，隨著反應的進行，副反應增加，收率下降，所以反應時間控制在3～4 h。

表6　時間對2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶收率的影響Table 6 Effect of time on 2-Amino-4,6-dimethoxypyrimidine yield

從表6可以看出，在2～3 h內，由于反應時間過短，反應不完全，收率低；隨著反應時間的增長，產物的收率增加，當回流的時間為4～5 h時，產品收率達到最大。但隨著反應時間的不斷增加，產物的收率又有所下降，液相檢測純度下降，表明雜質增多。從而可得，反應時間短，收率低，時間長，雜質增多，產品質量下降，同時能耗又增大，所以選擇最佳的反應時間為4～5 h。

4　結論

以丙二腈為主要原料，經1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽、單鹽酸鹽、3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后加熱閉環來制備2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶，得出了此反應較優的合成條件。在1，3-二甲氧基丙二亞胺二鹽酸鹽的合成中，選定反應溫度在20℃～25℃，反應時間在7～8 h為最佳，收率達到96.6%，在3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒合成中，選定最佳的反應溫度為0℃～5℃，時間為3～4 h，收率達92.8%，在2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶合成中，選定最佳的反應溫度為60℃～65℃，時間為4～5 h，收率達90.2%，總收率達80.9%，產品含量大于99.0%。該合成方法原料價廉易得、路線簡單、每步反應條件都比較溫和，操作安全、簡單，對設備要求低，得到的產物純度高，適合工業化生產。

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Synthesis of 2-Amino-4,6-dimethoxypyrimidine

PAN Hai-long
（Shangyu Sunfit Chemical Co.，Ltd.，Zhejiang Shangyu，312369）

Abstract：2-Amino-4，6-dimethoxypyrimidine was synthesized from malononitrile and methanol as starting material，first，we synthesized 1，3- dimethoxy propyleneimine dihydrochloride，and then neutralized by alkali to obtain 1，3-dimethoxy propyleneimine hydrochloride，then reaction with cyanamide to give 3-amino-3-methoxy-N-cyano-2-propionamidine，finally cyclized in methanol to give 2-Amino-4，6-dimethoxypyrimidine.with a purity of 99.0%，and an overall yield of 80.9%.The process is easy to get，mild condition，simple operation，suitable for industrial production.

Keywords：malononitrile；cyanamide；2-amino-4，6-dimethoxypyrimidine；synthesis

文章編號：1006-4184（2016）5-0013-04

收稿日期：2016-03-14

作者簡介：潘海龍（1977-），男，本科，工程師，浙江上虞人，主要從事化工中間體的合成研究。E-mail：dickphl@163.com。