2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯的合成

張 彥許響生

（1.浙江工業大學化學工程與材料學院，杭州 310014;2.衢州學院，浙江 衢州 324000）

研究與開發

2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯的合成

張 彥1,2許響生1

（1.浙江工業大學化學工程與材料學院，杭州 310014;2.衢州學院，浙江 衢州 324000）

以甲氧亞甲基丙二酸二甲酯為原始料，與甲基異硫脲反應制得2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯，考察了各反應條件的影響，確立了較佳的工藝參數。結果表明，甲氧亞甲基丙二酸二甲酯、甲基異硫脲硫酸鹽與氫氧化鈉的摩爾投料比為1:1.1:3.3，溶劑乙醇與水體積比為1:1，在室溫下反應3 h，用稀鹽酸調pH至2～3，收率達52.9%。產物經1H NMR和MS表征證明結構正確。

甲基異硫脲；2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯；合成

嘧啶衍生物廣泛存在于生物體及自然界中，其結構特性和生物活性，在生理、藥理上都有重要作用[1-3]。作為反應前體，是藥物合成中有用的藥效團，很多藥物分子都是通過嘧啶化合物衍生而來[4]。

嘧啶類物質根據嘧啶環上連接的基團不同和連接方式不同，可大致分為6類：單取代嘧啶、2取代嘧啶、3取代嘧啶、4取代嘧啶、吡啶并嘧啶和噻唑并嘧啶[5]。2位取代4-羥基-5-嘧啶甲酸乙酯含有多種官能團，可以在多個部位進行衍生；而2、4位取代的2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯同樣含有多種官能團，可衍生出許多化合物，此類化合物可作為農藥、醫藥合成的重要中間體[6]。文獻[7]中用甲基異硫脲代替尿素與乙氧亞甲基丙二酸二乙酯反應，效果較好。

本研究用甲氧亞甲基丙二酸二甲酯與甲基異硫脲硫酸鹽反應合成2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯。

1 實驗部分

1.1 合成路線

1.2 儀器與試劑

儀器：XT-4雙目體視顯微熔點儀，AV-300核磁共振儀，HP5989B質譜儀。

試劑：甲氧亞甲基丙二酸二甲酯（C7H9O5）、甲基異硫脲硫酸鹽（C2H6N2S·1/2H2SO4）、氫氧化鈉等，均為分析純。

1.3 實驗步驟

1.3.1 甲基異硫脲硫酸鹽的制備

甲基異硫脲硫酸鹽可方便地從硫脲甲基化制得，收率可達94%[8]。反應式如下：

1.3.2 2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯的制備

在配有電動攪拌、溫度計和回流冷凝管的250 mL四口燒瓶裝置，加入17.4 g（0.1 mol）的甲氧亞甲基丙二酸二甲酯、30.6 g（0.11 mol）甲基異硫脲硫酸鹽和60 mL乙醇，啟動攪拌。將13.2 g（0.33 mol）氫氧化鈉溶于60 mL水中，緩慢滴加，在室溫下繼續反應3 h。用質量分數20%的稀鹽酸調pH至2～3，真空抽濾，濾餅用冰水淋洗數次，在80℃干燥至恒量。最后得白色固體10.6 g，收率52.9%，熔點208～210℃。

廣州古代皇家園林遺址，具有非常高的文化價值，應重視其遺址的保護工作。一是保護南越國皇家園林遺產，重點保護南越王宮以及東部宮苑，拓展其作為研究嶺南地區秦漢時代園林藝術的寶貴文化價值。二是保護和拓展南漢國皇家園林遺產資源，重點保護現存的藥洲遺址，恢復古時文人酬唱之盛景。通過開發和利用，拓展廣州古代皇家園林遺產文化的內容。通過構建廣州古代皇家園林遺址公園，增加古代園林的文化內容與景觀，從而豐實廣州古代的文化內容。通過建設廣州皇家園林遺址公園，豐富廣州的遺址性公園景觀，增強嶺南園林的景觀資源，使其成為旅游資源的重要組成部分，從而推動社會經濟的發展，為廣州城市的經濟注入源源不斷的來源。

1HNMR （DMSO-d6）δ：2.5(3H，s，—SCH3)，3.7(3H，s，—OCH3)，8.4(1H，s，N=CH)，13.3(1H，br s，—OH)。MS圖中分子離子峰為200，與預期產物2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯的相對分子質量一致。

2 結果與討論

分別考察了加料速度、投料比、反應時間及后處理對反應的影響。

2.1 加料速度對反應的影響

實驗中，先將NaOH溶于水中，待冷卻至室溫后，緩慢滴加入甲氧亞甲基丙二酸二甲酯及甲基異硫脲硫酸鹽的反應液中，因體系是放熱反應，故不能將NaOH溶液直接快速加入到反應體系中，否則將產生大的白色結塊物，影響反應收率。

2.2 投料比對收率的影響

投料比對反應收率有一定的影響，結果如表1所示。

表1 甲氧亞甲基丙二酸二甲酯與甲基異硫脲摩爾比對反應的影響Tab 1 The influence of the ratio on the product yield

從表1可以看出，甲氧亞甲基丙二酸二甲酯與甲基異硫脲的摩爾比為1:1.1時，收率達到52.9%。再增加投料比，收率提高不明顯，投料比較低時，反應不完全。

2.3 反應時間對收率的影響

時間對反應結果有較大的影響，實驗數據見表2。

表2 反應時間對反應收率的影響Tab 2 The influence of reaction time on product yield

從表2可以看出，隨著反應時間的增加，收率有所增加，當反應時間達3 h后，體系反應較完全；再延長反應時間，收率提高不明顯?？紤]收率及效率，反應時間選擇3 h為佳。

2.4 后處理方式對反應的影響

反應后溶液中NaOH過量，2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯與NaOH生成相應的鈉鹽，溶解度大，須用鹽酸酸化，將pH調到2～3，大量2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯從溶液中析出，通過洗滌抽濾就可以得到純度較好的產物。pH調到5～6也有較多固體析出，但收率不及pH為2～3時高。反應后處理pH調至2～3為宜。

3 結論

本研究以甲氧亞甲基丙二酸二甲酯與甲基異硫脲硫酸鹽反應合成2-甲硫基-4-羥基-5-嘧啶甲酸甲酯。優化的工藝參數：甲氧亞甲基丙二酸二甲酯與甲基異硫脲硫酸鹽與氫氧化鈉的摩爾投料比為1:1.1:3.3，溶劑乙醇與水體積比為1:1，在室溫下反應3 h，用質量分數20%的稀鹽酸調pH至2～3，收率為52.9%。

該路線具有操作步驟簡單、反應條件溫和、后處理方便及能耗少等優點，具有較好的應用前景。

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Synthesis of 2-methylthio-4-hydroxyl-5-pyrimidine Methyl Formate

Zhang Yan1,2,Xu Xiangsheng1

(1.College of Chemical Engineering and Materials,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014;2.Quzhou College,Quzhou,Zhejiang 324000)

Using dimthyl methoxymethylenemalonateand 2-methyl-2-thiopseudourea as raw material to get 2-methylthio-4-hydroxyl-5-pyrimidine methyl formate.The influence of reaction conditions was investigated.The result showed that the molar ratio dimthyl methoxymethylenemalonate:2-methyl-2-thiopseudourea:sodium hydroxide was 1:1.1:3.3,the volume of ethanol:water was 1:1,then reacted at room temperature for 3 hours,used hydrochloric acid to adjust pH to 2～3,the yield was 52.9%.The products are confirmed by1H NMR and MS.

2-methyl-2-thiopseudourea;2-methylthio-4-hydroxyl-5-pyrimidine;methyl formate;synthesis

TQ254.1

ADOI10.3969/j.issn.1006-6829.2011.05.006

2011-05-13