CN110218192A - 一种2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法 - Google Patents
一种2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及涉及一种2‑氨基‑4,6‑二甲氧基嘧啶的制备方法。以3‑氨基‑3‑甲氧基‑N‑氰基‑2‑丙脒为原料,在催化剂作用下进行环合,生成2‑氨基‑4,6‑二甲氧基嘧啶。本发明不仅缩短了生产周期,降低反应温度,而且提高了产品纯度,为工业化生产4‑氨基‑2,6‑二甲氧基嘧啶提供了一条更经济节能的路径,具有良好的经济利益。2‑氨基‑4,6‑二甲氧基嘧啶结构式如下:
Description
技术领域
本发明涉及一种农药中间体合成方法,尤其涉及一种2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法。
背景技术
2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶是一种重要的农药中间体,可用于合成磺酰脲类除草剂。磺酰脲类除草剂是一类广谱高效的玉米、水稻、大豆等田地除草剂,具有应用范围广、活性高、药物残留少、用量少、无挥发性及毒性低等特点,因此在世界上被公认是一种高效、环保的绿色型农药。我国是磺酰脲类除草剂的生产及使用大国,具有着广阔的市场前景。
目前我国工业上生产2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的工艺主要有两种。第一种是以硝酸胍和丙二酸二乙酯为起始原料,三氯氧磷为氯化剂,甲醇钠为甲基化试剂,经环合,氯化,甲氧基化得2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。但是此方法中氯化剂遇水剧烈分解放热,生产过程中存在安全隐患。且生产过程中会产生大量的有色含磷废水,对水体造成严重污染,废水处理成本高。第二种为以丙二腈为主要原料,先与甲醇和干燥氯化氢发生加成反应生成1,3-二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐,然后与碳酸氢钠和单氰胺反应生成3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,最后加热环合制得2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。此方法最后的加热环合在甲苯中进行,加热温度为110℃,反应完毕后减压蒸馏除去甲苯,重结晶才能得到2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶晶体,生产过程中能耗高,且产品纯度不高。
发明内容
本发明的目的在于为了改进现有技术的不足而提供一种2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法。
本发明的技术方案为:一种2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法,其具体步骤为:
(1)在反应容器中加入溶剂和3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒(结构如式I),搅拌,加入催化剂,回流保温反应;
(2)保温反应毕,室温通入干燥氯化氢气体,反应一定时间;
(3)加入去离子水至沉淀全部溶解,分液,取水层用碱调节至一定pH使沉淀析出,过滤,干燥,得2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。
其合成路线如下:
2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶催化合成路线
优选步骤(1)中所述的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷和甲苯;所述的催化剂为三氟化硼、三氟化硼络合物(如:三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼二甲醚络合物和三氟化硼甲醇络合物)、无水氯化锌、无水氯化铝或无水氯化铁。
优选所述的三氟化硼络合物为三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼二甲醚络合物或三氟化硼甲醇络合物。
优选步骤(1)中的回流保温保温反应的温度为25~95℃,回流保温反应时间为0.5~5h。
优选步骤(1)中3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒和催化剂的摩尔比为1:(0.01~1)。
优选步骤(2)中的反应时间为0.5~2h。
优选步骤(2)中3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒与干燥氯化氢的摩尔比为1:(1~3)。
优选步骤(3)中碱为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾或氨水;所述的pH值为4.5~8。
本发明制得的2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的产率为70.3~91%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度≥99.0%。
有益效果:
本工艺路径缩短了生产周期,优化了反应条件,降低了能耗,提高了产品纯度,具有重大的社会利益、经济利益和环保利益。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,并不对本发明的保护范围有任何限制。
实施例1
以三氟化硼为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂二氯甲烷溶解,搅拌,加入干燥三氟化硼10mmol,控温25℃保温反应0.5h。保温毕,通入10mmol干燥氯化氢气体,室温反应0.5h。加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用碳酸氢钠调节pH至4.5使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.28g。产率为82.6%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.9%。
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实施例2
以三氟化硼乙醚络合物为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂氯仿溶解,搅拌,加入三氟化硼乙醚络合物1.42g(10mmol),控温35℃回流保温反应2h。保温毕,通入10mmol干燥氯化氢气体,室温反应1h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用氨水调节pH至8使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.03g。产率为70.3%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.6%。
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实施例3
以三氟化硼乙腈络合物为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂氯仿溶解,搅拌,加入三氟化硼乙腈络合物1.12g(10mmol),控温45℃回流保温反应2h。冷却至室温,通入15mmol干燥氯化氢气体,室温反应1h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用氨水调节pH至7使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.17g。产率为75.5%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.7%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ6.58(s,2H,NH2),5.35(s,1H,CH),3.76(d,6H,OCH3)ppm。
实施例4
以三氟化硼二甲醚络合物为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂氯仿溶解,搅拌,加入三氟化硼二甲醚络合物0.57g(5mmol),控温55℃回流保温反应2h。冷却至室温,通入15mmol干燥氯化氢气体,室温反应1h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用碳酸氢钾调节pH至7使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.29g。产率为83.2%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.8%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ6.58(s,2H,NH2),5.35(s,1H,CH),3.76(d,6H,OCH3)ppm。
实施例5
以三氟化硼甲醇络合物为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂甲苯溶解,搅拌,加入三氟化硼甲醇络合物0.20g(2mmol),控温80℃回流保温反应2h。冷却至室温,通入15mmol干燥氯化氢气体,室温反应1h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用碳酸钠调节pH至7使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.32g。产率为85.2%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.1%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ6.58(s,2H,NH2),5.35(s,1H,CH),3.76(d,6H,OCH3)ppm。
实施例6
以无水氯化锌为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂甲苯,搅拌,加入无水氯化锌0.014g(0.1mmol),控温65℃回流保温反应3h。保温毕,冷却至室温,通入30mmol干燥氯化氢气体,室温反应2h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用氨水调节pH至7使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.39g。产率为90%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.0%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ6.58(s,2H,NH2),5.35(s,1H,CH),3.76(d,6H,OCH3)ppm。
实施例7
以无水氯化铝为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂甲苯,搅拌,加入无水氯化铝0.13g(1mmol),控温80℃回流保温反应5h。保温毕,冷却至室温,通入15mmol干燥氯化氢气体,室温反应2h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用碳酸钾调节pH至7使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.32g。产率为85.2%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.5%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ6.58(s,2H,NH2),5.35(s,1H,CH),3.76(d,6H,OCH3)ppm。
实施例8
以无水氯化铁为环合催化剂
在100ml四颈烧瓶中加入1.55g(10mmol)的3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,加入30ml溶剂甲苯溶解,搅拌,加入无水氯化铁0.081g(0.5mmol),控温95℃回流保温反应3h。保温毕,冷却至室温,通入15mmol干燥氯化氢气体,室温反应2h。保温毕,加入溶剂去离子水至沉淀全部溶解,静置分液,取水层用氨水调节pH至7使沉淀析出,过滤,干燥,得白色晶体2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶1.28g。产率为82.6%(以3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒计),纯度为99.5%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ6.58(s,2H,NH2),5.35(s,1H,CH),3.76(d,6H,OCH3)ppm。
Claims (8)
1.一种2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法,其具体步骤为:
(1)在反应容器中加入溶剂和3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒,搅拌,加入催化剂,回流保温反应;
(2)保温反应毕,室温通入干燥氯化氢气体,反应一定时间;
(3)加入去离子水至沉淀全部溶解,分液,取水层用碱调节至一定pH使沉淀析出,过滤,干燥,得2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷和甲苯;所述的催化剂为三氟化硼、三氟化硼络合物(如:三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼二甲醚络合物和三氟化硼甲醇络合物)、无水氯化锌、无水氯化铝或无水氯化铁。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述的三氟化硼络合物为三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼二甲醚络合物或三氟化硼甲醇络合物。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤(1)中的回流保温反应的温度为25~95℃,回流保温反应时间为0.5~5h。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤(1)中3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒和催化剂的摩尔比为1:(0.01~1)。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中的反应时间为0.5~2h。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中3-氨基-3-甲氧基-N-氰基-2-丙脒与干燥氯化氢的摩尔比为1:(1~3)。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中碱为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾或氨水;所述的pH值为4.5~8。
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