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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