2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的合成

潘海龙（上虞盛晖化工股份有限公司，浙江　上虞　312369）



2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的合成

潘海龙
（上虞盛晖化工股份有限公司，浙江上虞312369）

摘要：以丙二腈、甲醇为起始原料，首先合成了1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐，然后经碱中和得到1，3-二甲氧基丙二亚胺单盐酸盐，再与单氰胺反应得到3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后在甲醇中回流闭环得到目标产物2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶。产品含量大于99.0%，总收率80.9%。该工艺原料易得、条件温和、操作简单、适合工业化生产。

关键词：丙二腈；单氰胺；2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶；合成

磺酰脲类除草剂主要是在上世纪80年代发展起来的，是一类广谱高效的水稻、玉米、大豆田地除草剂，具有活性高、用量少以及毒性低等特点，在世界上被公认为高效、环保的绿色型农药［1-3］。在磺酰脲类除草剂的生产中，2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶是其合成的重要中间体，以其为原料制备的磺酰脲类除草剂品种有很多，如烟嘧磺隆、苄嘧磺隆、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、环丙嘧磺隆、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长期以来一直受到农药企业及科研人员的广泛关注，对于它的合成工艺进行研究与完善，具有非常重要的意义。

1　合成方法简介

目前，2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶合成方法的文献报道主要有五种：（1）以2，4，6-三氯嘧啶为主要原料［4］，控制温度在-78℃下进行，虽然只有两步反应，但反应条件苛刻，原料价格昂贵，收率低；（2）以4，6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶为主要原料［5］，与氨水在常温下反应72 h得到目标产物，此法虽然条件温和、操作简单、收率较高（85.4%），但反应时间太长，原料昂贵，不易得到；（3）以硝酸胍、盐酸胍等胍盐复合物与丙二酸二乙酯为原料制备目标产物［6］。此法原料虽然相对廉价易得，但要运用大大过量的三氯氧磷作氯化试剂和溶剂，过量的三氯氧磷不仅会加剧副产物4，6-二氯-2-嘧啶氨基磷酰二氯的生成，且遇水容易爆炸，给生产带来安全隐患。另外更加不利的是中和、水解产生大量的强酸性、含盐、含磷废水，极难处理，对环境造成很大的破坏；（4）以2-氨基-4，6-二羟基嘧啶和重氮甲烷为原料［7］，此反应路线短，收率高（83%），但重氮甲烷在常温下为强烈刺激性的有毒气体，它在撞击、加热或在化学反应时，能发生强烈的爆炸，遇水分解，不易储存，操作难度较大；（5）以丙二腈为主要原料［8-9］，经1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐、单盐酸盐、3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后加热闭环得到目标产物。此法原料易得，操作简单，收率较高，国外多以此法为研究对象。

本文在总结参考文献的基础上，结合原料成本、反应收率、产品质量等因素，选用以丙二腈为原料的工艺，在现有的文献基础上进行改进、优化，得到比较理想的结果：工艺条件温和，操作简单，适合工业化生产，且产品含量大于99.0%，总收率80.9%。

图1　合成路线

2　实验部分

2.1实验仪器

S312-90恒速搅拌器，SHB-Ш循环水式真空泵；上海精密科学仪器有限公司WRS-2A/2型微机熔点仪；旋转蒸发仪R-1001N；安捷伦1200液相色谱。

2.21，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐的制备

在装有搅拌、温度计及尾气吸收装置的1000mL反应瓶中，加入丙二腈4（58.0 g，0.88mol）、甲醇66 g，甲苯600 mL，开搅拌，降温至10℃左右，开始通入干燥的HCL气体，控制温度在20℃～25℃，大约8 h后，体系不再吸气，停止通气，将反应液减压过滤，得到白色粉末1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐3，干品172.5 g，收率96.6%。

2.33-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒的制备

在装有搅拌、温度计的1000 mL反应瓶中，加入水500 g、碳酸氢钠（80.0 g，0.95 mol）、30%单氰胺（130.0 g，0.93 mol），搅拌，降温至-5℃左右，将1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐3（172.5 g，0.85 mol）加入到反应瓶中，加料过程中温度控制在5℃以下，PH值维持在6.2～7.5之间，加料完毕，保温3 h，减压过滤，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%，熔点127.6℃～128.5℃（文献［10］131℃～132℃）。

2.42-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶的制备

在装有搅拌、冷凝管及温度计的500 mL反应瓶中，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，开启搅拌，缓慢升温至回流（60℃～65℃），保温5 h，减压彻底浓干甲醇，降温至常温加入150 g水，搅拌30 min，减压过滤，得到白色晶体2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶1，干品110.3 g，收率90.2%，纯度99.5%，熔点95.4℃～96.8℃（文献［10］94℃～96℃）。

3　结果与讨论

以丙二腈为主要原料，经1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐、单盐酸盐、3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后加热闭环来制备2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶，是本文的研究重点，研究发现温度和时间是影响反应收率的重要因素，重点考察了温度和时间对反应收率的影响。

3.1温度对反应收率的影响

表1　温度对1,3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐收率的影响Table 1 Effect of temperature on 1,3- dimethoxy propyleneimine dihydrochloride yield

从表1我们可以看出，在10℃～15℃，由于温度过低，反应不够完全，所以收率偏低；而在30℃～35℃，在较高的温度下，HCl气体在溶剂当中的溶解度减小，导致HCl气体量不足，所以收率也偏低。选择最佳的反应温度为20℃～25℃。

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

从表2可以看出，在低温下反应不够完全，收率偏低；而在5℃～10℃的情况下，随着反应的进行，就会提前有3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒的析出，包裹着未反应的原料，影响反应的进行，收率下降，所以选择最佳的反应温度为0℃～5℃。

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

从表3看出，过低的闭环反应温度使反应不够完全，从而收率偏低，而当温度在60℃～65℃时，产生回流，闭环反应能顺利进行，收率提高，所以选择最佳的反应温度为60℃～65℃。

3.2时间对反应收率的影响

表4　时间对1,3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐收率的影响Table 4 Effect of time on 1,3-dimethoxy propyleneimine dihydrochloride yield

从表4可以看出，在4～5 h内，由于反应时间过短，HCl气体量不足，反应不完全，收率低；而反应10～11 h，在长时间通HCl气体下反应，副反应增加，杂质增多，降低了收率，所以选择最佳反应时间为7～8 h。

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

从表5可以看出，保温时间在1～2 h下，原料未反应完全，故收率偏低；当保温时间在5～6 h下，随着反应的进行，副反应增加，收率下降，所以反应时间控制在3～4 h。

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

从表6可以看出，在2～3 h内，由于反应时间过短，反应不完全，收率低；随着反应时间的增长，产物的收率增加，当回流的时间为4～5 h时，产品收率达到最大。但随着反应时间的不断增加，产物的收率又有所下降，液相检测纯度下降，表明杂质增多。从而可得，反应时间短，收率低，时间长，杂质增多，产品质量下降，同时能耗又增大，所以选择最佳的反应时间为4～5 h。

4　结论

以丙二腈为主要原料，经1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐、单盐酸盐、3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒，最后加热闭环来制备2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶，得出了此反应较优的合成条件。在1，3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐的合成中，选定反应温度在20℃～25℃，反应时间在7～8 h为最佳，收率达到96.6%，在3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒合成中，选定最佳的反应温度为0℃～5℃，时间为3～4 h，收率达92.8%，在2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶合成中，选定最佳的反应温度为60℃～65℃，时间为4～5 h，收率达90.2%，总收率达80.9%，产品含量大于99.0%。该合成方法原料价廉易得、路线简单、每步反应条件都比较温和，操作安全、简单，对设备要求低，得到的产物纯度高，适合工业化生产。

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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

文章编号：1006-4184（2016）5-0013-04

收稿日期：2016-03-14

作者简介：潘海龙（1977-），男，本科，工程师，浙江上虞人，主要从事化工中间体的合成研究。E-mail：dickphl@163.com。