CN111253320A - 一种甲酰嘧啶的合成方法 - Google Patents
一种甲酰嘧啶的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111253320A CN111253320A CN202010164669.XA CN202010164669A CN111253320A CN 111253320 A CN111253320 A CN 111253320A CN 202010164669 A CN202010164669 A CN 202010164669A CN 111253320 A CN111253320 A CN 111253320A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- formamide
- cyanovinyl
- carrying
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D239/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
- C07D239/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings
- C07D239/24—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D239/28—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
- C07D239/32—One oxygen, sulfur or nitrogen atom
- C07D239/42—One nitrogen atom
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种甲酰嘧啶的合成方法，包括：1)以甲酰胺和丙烯腈为原料，在催化剂A作用下，经Michael加成反应及后处理得到3‑甲酰胺基丙腈；2)以3‑甲酰胺基丙腈与多聚甲醛为原料，在催化剂B和苯类溶剂存在下进行缩合反应，再经后处理得到N‑(2‑氰乙烯基)‑甲酰胺；3)以N‑(2‑氰乙烯基)‑甲酰胺与游离的乙脒为原料，于低级脂肪醇类溶剂中进行缩合反应；然后升温，在催化剂C作用下进行氧化芳构化，最后经后处理制备得到甲酰嘧啶。本发明公开的合成方法，该路线绿色且安全环保；不采用活化基团和离去基团，反应的原子经济性高。
Description
技术领域
本发明涉及维生素B1的制备领域，尤其涉及一种甲酰嘧啶的合成方法。
背景技术
维生素B1(Vitamin B1，VB1)又称硫胺素，是最早被人们提纯的水溶性维生素，化学名为氯化3-[(4-氨基-2-甲基-5-嘧啶基)-甲基]-5-2-羟乙基)-4-甲基噻唑鎓盐酸盐，具有维持正常糖代谢的作用，在临床上常用于防治缺乏VB1所致的脚气病，也用于神经炎、消化不良等症的辅助治疗。
2-甲基-4-氨基-5-甲酰胺甲基嘧啶(简称甲酰嘧啶；MD)是合成维生素B1的一个重要中间体，该化合物的合成方法较多，根据起始原料的不同，一般概括为丙二腈路线和丙烯腈路线。
相比于丙二腈，由于丙烯腈来源更加方便、廉价，因此国内工业化路线多是以丙烯腈为原料，首先液氨和丙烯腈发生Michael加成，获得的加成产物在甲酸甲酯作溶剂、甲醇钠做催化剂的条件下于一氧化碳氛围中发生钠代反应，钠代产物进而和邻氯苯胺在盐酸的作用下获得烯胺；最后烯胺中间体和游离乙脒作用生成甲酰嘧啶。
但是，上述通用的合成甲酰嘧啶的工艺路线存在以下几点不足：
1)Michael加成反应收率不高，由于液氨的活性较高，极易在原有加成基础上继续发生Michael加成，生成二级胺副产物；
2)钠代反应需要在2.0～4.0MPa的一氧化碳氛围下进行，对安全和环保都有较大压力；
3)反应过程中大量使用了盐酸和甲醇钠等，会产生大量的含盐废水；
4)采用邻氯苯胺作为活化基团和离去基团，在反应中需要回收以控制成本，并且邻氯苯胺具有强烈毒性和致畸性，存在回收上的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种甲酰嘧啶的合成方法，该路线绿色且安全环保；不采用活化基团和离去基团，反应的原子经济性高。
具体技术方案如下：
一种甲酰嘧啶的合成方法，包括如下步骤：
1)以甲酰胺和丙烯腈为原料，在催化剂A作用下，经Michael加成反应及后处理得到3-甲酰胺基丙腈；
2)以步骤1)制备的3-甲酰胺基丙腈与多聚甲醛为原料，在催化剂B和苯类溶剂存在下进行缩合反应，再经后处理得到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺；
3)以步骤2)制备的N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺与游离的乙脒为原料，于低级脂肪醇类溶剂中进行缩合反应；然后升温，在催化剂C作用下进行氧化芳构化，最后经后处理制备得到甲酰嘧啶。
本合成方法按照如下式所示的化学方程式进行：
本发明，首先以甲酰胺代替液氨，与丙烯腈进行Michael加成反应，由于酰胺键的引入，钝化了氨的亲核性，使得Michael加成反应选择性和收率提高，加成产物为3-甲酰胺基丙腈。然后，该加成产物与多聚甲醛发生了knoevenagel缩合反应，所得缩合产物为N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺。该缩合产物与游离的乙脒具有高反应活性，在无需催化剂的条件下即可直接发生反应，环合得到中间体，再进一步氧化芳构化得到甲酰嘧啶；该氧化芳构化的过程在常压、空气环境下进行，绿色安全。
步骤1)中：
所述丙烯腈既作为反应的溶剂，又作为反应的底物。
优选地，所述丙烯腈和甲酰胺的摩尔比为1～3：1；进一步优选为3：1。经试验发现，在其它工艺条件不变的情况下，优化摩尔比下制备的3-甲酰胺基丙腈，具有更高的收率。
所述催化剂A选自由ⅠB族金属、ⅡB族金属或Ⅷ族金属形成的路易斯酸，具体为ⅠB族金属、ⅡB族金属或Ⅷ族金属的卤化物；ⅠB族金属、ⅡB族金属或Ⅷ族金属的醋酸盐；或ⅠB族金属、ⅡB族金属或Ⅷ族金属的硫酸盐。
优选地，所述催化剂A包括但不限于氯化锌、氯化铁；进一步优选为氯化锌，经试验发现，相对于氯化铁，在其它工艺条件不变的情况下，当催化剂A为氯化锌时，该步反应收率更高。
所述催化剂A的用量为甲酰胺摩尔量的3～6mol％；优选为3mol％。在其它工艺条件不变的情况下，随着催化剂A用量的优化，制备得到的3-甲酰胺基丙腈的收率不断提高。
所述Michael加成反应在高压反应釜内进行，在加热至110～140℃的条件下于自生压力下进行3～4h；优选地，所述反应温度为125～140℃；进一步优选，反应温度为125℃，时间为4h。经试验发现，随着反应温度与时间的优化，制备得到的3-甲酰胺基丙腈的收率不断提高。
所述后处理，具体为：
将粗产物经减压蒸馏后回收丙烯腈后，加入有机溶剂/水两相体系中进行萃取，有机相干燥后再减压蒸馏除去有机溶剂。
所述有机溶剂可选自二氯甲烷、乙酸乙酯、甲苯等常见的与水不互溶的溶剂，优选甲苯。
最优选：
所述丙烯腈和甲酰胺的摩尔比为3：1；
所述催化剂A选自氯化锌，用量为甲酰胺摩尔量的3mol％；
所述Michael加成反应的温度为125℃，时间为4h。
经试验发现，在上述优化工艺条件下，制备得到的3-甲酰胺基丙腈的收率最高可达90％，为最终高收率的制备甲酰嘧啶提供前提。
步骤2)中：
所述多聚甲醛与3-甲酰胺基丙腈的摩尔比为1～3：1，优选为3：1。
所述催化剂B选自氧化铝负载型固体碱性催化剂，如KF/Al2O3、KOH/Al2O3。
所述氧化铝负载型固体碱性催化剂的合成方法为：
将载体与固体碱在水溶液中搅拌混合，再升温至将水蒸干，最后于马弗炉中300℃过夜即可获得。
优选地，所述固体碱与载体的摩尔比为0.5～2：1。
进一步优选，所述催化剂B选自KF/Al2O3，KF与Al2O3的摩尔比为1～2：1；再进一步优选的摩尔比为0.7：1。
经试验发现，随着催化剂种类，以及催化剂中固体碱与载体的摩尔比的优化，制备得到的N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的收率不断提高。
优选地，所述催化剂B的用量(以Al2O3计)为3-甲酰胺基丙腈的0.3～1mol％；进一步优选为1mol％。
步骤2)的缩合反应可以在甲苯、二甲苯等常见苯类溶剂中进行，优选为甲苯。
优选地，所述甲苯溶剂中，3-甲酰胺基丙腈的浓度为1～10mol/L，进一步优选为5mol/L。
所述缩合反应在惰性气氛下进行，如氮气、氩气等。所述缩合反应也在高压反应釜内进行，在加热至110～130℃的条件下于自生压力下进行，反应时间为2h～4h；优选地，所述缩合反应在130℃下进行4h。
所述后处理包括柱层析，固定相为硅胶，流动相为石油醚和乙酸乙酯。
最优选：
所述多聚甲醛与3-甲酰胺基丙腈的摩尔比为3：1；
所述催化剂B选自KF/Al2O3，KF与Al2O3的摩尔比为0.7：1，催化剂B的用量(以Al2O3计)为3-甲酰胺基丙腈的1mol％；
所述缩合反应在130℃下进行4h。
经试验发现，步骤(1)的最优工艺条件结合上述优化工艺条件，制备得到的N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的收率最高。
步骤3)中：
所述游离的乙脒的获得采用公知方法，具体为：
称取等当量的盐酸乙脒和甲醇钠，将甲醇钠溶于甲醇中并滴加至盐酸乙脒中即可顺利获得乙脒/甲醇溶液。游离的乙脒即为乙脒/甲醇溶液，该溶液中，乙脒的质量分数为28％。
计算乙脒的质量时，将游离的乙脒溶液的质量与乙脒的质量分数(28％)相乘即得。
具体操作时，优选为先将所述N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶解于低级脂肪醇类溶剂中，再将乙脒/甲醇溶液滴加到上述溶液中进行反应，并控制滴加时间为30min～60min，以防止反应初期放出大量热量。
进一步优选的滴加时间为60min。经试验发现，在其它工艺条件不变的情况下，滴加时间由30min延长至60min，该步产物的产率有显著提高。
优选地，所述乙脒与N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的摩尔比为0.8～1.2，优选为1.2：1；经试验发现，在其它工艺条件不变的情况下，随着原料摩尔比的不断优选，产物的收率不断提高。
所述低级脂肪醇类溶剂选自碳数≤5的脂肪醇，具体包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、叔丁醇等。
优选地，所述低级脂肪醇类溶剂选自甲醇。经试验发现，相对于叔丁醇，以甲醇为溶剂，在相同工艺条件下，产物的收率显著提高。
所述低级脂肪醇类溶剂中，N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的浓度为1～4mol/L，进一步优选为2mol/L。
所述缩合反应的温度为30～70℃；优选为60℃。缩合反应时间为2～4h，优选为2h。
本步骤中，缩合反应与后续的氧化芳构化反应间无需进行中间产物的进一步纯化与分离，可采用简单的升温过程，经一锅法实现。
优选地，所述升温至50～70℃；进一步优选为升温至70℃。氧化反应时间2～4h，优选为4h。
所述催化剂C选自铜盐或亚铜盐，包括但不限于氯化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜、氯化铜、碘化铜、溴化铜、三氟醋酸铜、醋酸酮等，优选氯化亚铜。经试验发现，采用氯化亚铜为催化剂，产物的收率更高。
所述催化剂C的用量为N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺摩尔量的3～5mol％，优选为3mol％。
所述后处理包括抽滤和重结晶。
最优选：
所述乙脒与N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的摩尔比为1.2：1；
所述低级脂肪醇类溶剂选自甲醇；
所述滴加时间为60min；
所述缩合反应的温度为60℃，时间为2h；进一步升温至70℃，反应4h；
所述催化剂C选自氯化亚铜，催化剂C的用量为N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺摩尔量的3mol％。
经试验发现，采用上述优化工艺制备得到的甲酰嘧啶的收率最高。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提出了一种甲酰嘧啶的新型合成路线，以甲酰胺和丙烯腈为原料，首先发生Michael加成生成3-甲酰胺基丙腈；3-甲酰胺基丙腈与多聚甲醛反应生成N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺，可在无催化剂的条件下与乙脒反应，利用先环合再氧化的策略代替现有路线中烯胺-环合工艺，不采用有致癌作用的邻氯苯胺作为临时活化基团和无离去基团，原子经济性高；且该氧化反应仅需在常压的空气环境下进行，副产物为水，更加地绿色环保。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例，作进一步的说明。本发明未详述的步骤均可采用现有技术。
实施例1 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的1000mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和497mL(7.56mol)丙烯腈，再加入10.3g ZnCl2催化剂，在110℃下反应4h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入1000mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用300mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈212g(收率84％，气相检测纯度为98％)。
实施例2 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的1000mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和497mL(7.56mol)丙烯腈，再加入10.3g ZnCl2催化剂，在110℃下反应3h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入1000mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用300mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈185g(收率73％，气相检测纯度为98％)
实施例3 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的1000mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和497mL(7.56mol)丙烯腈，再加入10.3g ZnCl2催化剂，在140℃下反应4h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入1000mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用300mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈215g(收率85％，气相检测纯度为98％)。
实施例4 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的1000mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和497mL(7.56mol)丙烯腈，再加入10.3g ZnCl2催化剂，在125℃下反应4h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入1000mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用300mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈227g(收率90％，气相检测纯度为98％)。
实施例5 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的500mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和166mL(2.52mol)丙烯腈，再加入10.3g ZnCl2催化剂，在125℃下反应4h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入500mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用200mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈111.2g(收率44％，气相检测纯度为99％)。
实施例6 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的1000mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和497mL(7.56mol)丙烯腈，再加入20.6g ZnCl2催化剂，在125℃下反应4h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入1000mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用300mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈217g(收率85％，气相检测纯度为97％)。
实施例7 3-甲酰胺基丙腈的制备
在带有搅拌器和测温装置的1000mL高压釜中，加入100mL(2.52mol甲酰胺)和497mL(7.56mol)丙烯腈，再加入12.2g FeCl3催化剂，在125℃下反应4h后减压蒸馏回收剩余丙烯腈，加入1000mL甲苯，加入蒸馏水萃取三次，每次采用300mL蒸馏水。有机相合并，用无水硫酸钠进行干燥后，减压蒸馏除去甲苯，得3-甲酰胺基丙腈165g(收率65％，气相检测纯度为98％)。
实施例8 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.50mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.50mol)，KF/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为1：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至110℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(45.4g，液相纯度为97％，反应收率为80％)，其中柱层析采用200～300目硅胶作为固定相，采用石油醚/二氯甲苯＝1：3作为流动相。
实施例9 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)47g(0.51mol)，KF/Al2O3[0.3mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为1：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(9.7g，液相纯度为97％，反应收率为17％)
实施例10 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.53mol)，KF/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为1：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(49.3g，液相纯度为97％，反应收率为87％)。
实施例11 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.53mol)，KF/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为1：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为2h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(37.0g，液相纯度为97％，反应收率为65％)。
实施例12 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.53mol)，KF/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为0.5：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(28.1g，液相纯度为97％，反应收率为50％)。
实施例13 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.53mol)，KF/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为2：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(49.8g，液相纯度为97％，反应收率为88％)。
实施例14 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.53mol)，KOH/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为0.7：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(20.4g，液相纯度为97％，反应收率为36％)。
实施例15 N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的制备
取甲酰胺基丙腈50g(0.51mol，由实施例4制备得到)，溶于100mL甲苯中，加入到500mL高压釜中并加入多聚甲醛(分子量为90，纯度为95％)142g(1.53mol)，KF/Al2O3[1mol％(以Al2O3计)，KF和Al2O3的摩尔比例为0.7：1)]，再以氮气置换反应器的空气，在搅拌下加热至130℃发生缩合反应，反应时间为4h，柱层析得N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(52.1g，液相纯度为97％，反应收率为92％)。
实施例16甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将36.4g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为30min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(29.6g，液相纯度为97％，反应收率为86％)。
实施例17甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将29.2g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为30min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(26.1g，液相纯度为98％，收率为77％)。
实施例18甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为30min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(30.7g，液相纯度为98％，收率为91％)。
实施例19甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL叔丁醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为30min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(7.3g，液相纯度为97％，收率为21％)。
实施例20甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为30min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为4h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(28.2g，液相纯度为97％，收率为82％)。
实施例21甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为30min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为2h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(24.8g，液相纯度为97％，收率为72％)。
实施例22甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为60min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(29.6g，液相纯度98％，收率为87％)。
实施例23甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为60min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入0.96gCu(OAC)2(0.0053mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(16.4g，液相纯度97％，收率为48％)。
实施例24甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为60min。于60℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至70℃并加入1.59gCu(OAC)2(0.0088mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(17.8g，液相纯度97％，收率为52％)。
实施例25甲酰嘧啶的制备
取20gN-(2-氰乙烯基)-甲酰胺(0.176mol，由实施例15制备得到)，溶于100mL甲醇中，将43.7g游离乙脒溶液(利用公知方法制备游离乙脒甲醇溶液，其中乙脒的质量分数为28％)滴加到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺溶液中，滴加时间为60min。于30℃下进行缩合反应，反应时间为2h。然后升温至50℃并加入0.52g CuCl(0.0052mol)，敞口于空气进行氧化芳构化，反应时间为4h，产物在反应体系中结晶析出，抽滤后，产物放置于75℃真空烘箱中烘干，得产品甲酰嘧啶(12.3g，液相纯度97％，收率为36％)。
Claims (10)
1.一种甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)以甲酰胺和丙烯腈为原料，在催化剂A作用下，经Michael加成反应及后处理得到3-甲酰胺基丙腈；
2)以步骤1)制备的3-甲酰胺基丙腈与多聚甲醛为原料，在催化剂B和苯类溶剂存在下进行缩合反应，再经后处理得到N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺；
3)以步骤2)制备的N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺与游离的乙脒为原料，于低级脂肪醇类溶剂中进行缩合反应；然后升温，在催化剂C作用下进行氧化芳构化，最后经后处理制备得到甲酰嘧啶。
2.根据权利要求1所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，步骤1)中：
所述甲酰胺和丙烯腈的摩尔比为1～3：1；
所述催化剂A选自由ⅠB族金属、ⅡB族金属或Ⅷ族金属形成的路易斯酸；
所述Michael加成在高压反应釜内进行，在加热至110～140℃的条件下于自生压力下进行。
3.根据权利要求2所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，所述催化剂A选自氯化锌或氯化铁，用量为甲酰胺摩尔量的3～6mol％。
4.根据权利要求1所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，步骤2)中：
所述多聚甲醛与3-甲酰胺基丙腈的摩尔比为1～3：1；
所述催化剂B选自氧化铝负载型固体碱性催化剂，固体碱与载体的摩尔比为0.5～2：1；
所述苯类溶剂选自甲苯或二甲苯；
所述缩合反应在惰性气氛下、高压反应釜内进行，在加热至110～130℃的条件下于自生压力下进行。
5.根据权利要求4所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，所述催化剂B选自KF/Al2O3或KOH/Al2O3，用量为3-甲酰胺基丙腈的0.3～1mol％。
6.根据权利要求1所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，步骤3)中：
所述乙脒与N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺的摩尔比为0.8～1.2：1；
所述低级脂肪醇类溶剂选自碳数≤5的脂肪醇；
所述缩合反应温度为30～70℃，时间为2～4h。
7.根据权利要求6所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，所述低级脂肪醇类溶剂选自甲醇。
8.根据权利要求1所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于，步骤3)中：
所述升温至50～70℃，于常压、空气环境下进行氧化芳构化，时间为2～4h；
所述催化剂C选自铜盐或亚铜盐。
9.根据权利要求8所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于：
所述催化剂C的用量为N-(2-氰乙烯基)-甲酰胺摩尔量的3～5mol％；
所述催化剂C选自氯化亚铜。
10.根据权利要求1所述的甲酰嘧啶的合成方法，其特征在于：
步骤1)中，所述后处理具体为：
将粗产物经减压蒸馏后回收丙烯腈后，加入有机溶剂/水两相体系中进行萃取，有机相干燥后再减压蒸馏除去有机溶剂；
步骤2)中，所述后处理包括柱层析；
步骤3)中，所述后处理包括抽滤和重结晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010164669.XA CN111253320B (zh) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 一种甲酰嘧啶的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010164669.XA CN111253320B (zh) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 一种甲酰嘧啶的合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111253320A true CN111253320A (zh) | 2020-06-09 |
| CN111253320B CN111253320B (zh) | 2021-05-04 |
Family
ID=70954815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010164669.XA Active CN111253320B (zh) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 一种甲酰嘧啶的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111253320B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912551A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-11 | 浙江新和成股份有限公司 | 一种可回收套用的芳香胺试剂及其制备和应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3954756A (en) * | 1972-05-12 | 1976-05-04 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Method for producing pyrimidine |
| DE3511273A1 (de) * | 1985-03-28 | 1986-10-09 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verbessertes verfahren zur herstellung von 2-methyl-4-amino-5-aminomethyl-pyrimidin |
| US4701546A (en) * | 1985-06-12 | 1987-10-20 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of 2-(N-formylamino)-propionitrile |
| US4716243A (en) * | 1984-08-25 | 1987-12-29 | Basf Aktiengesellschaft | α-(o-chlorophenyl)-aminomethylene-β-formylaminopropionitrile |
| CN103012282A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-04-03 | 华中药业股份有限公司 | 一种维生素b1中间体的合成方法 |
| CN104059023A (zh) * | 2013-03-18 | 2014-09-24 | 新发药业有限公司 | 维生素b1关键中间体2-甲基-4-氨基-5-氨基甲基嘧啶的环保制备方法 |
-
2020
- 2020-03-11 CN CN202010164669.XA patent/CN111253320B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3954756A (en) * | 1972-05-12 | 1976-05-04 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Method for producing pyrimidine |
| US4716243A (en) * | 1984-08-25 | 1987-12-29 | Basf Aktiengesellschaft | α-(o-chlorophenyl)-aminomethylene-β-formylaminopropionitrile |
| DE3511273A1 (de) * | 1985-03-28 | 1986-10-09 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verbessertes verfahren zur herstellung von 2-methyl-4-amino-5-aminomethyl-pyrimidin |
| US4701546A (en) * | 1985-06-12 | 1987-10-20 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of 2-(N-formylamino)-propionitrile |
| CN103012282A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-04-03 | 华中药业股份有限公司 | 一种维生素b1中间体的合成方法 |
| CN104059023A (zh) * | 2013-03-18 | 2014-09-24 | 新发药业有限公司 | 维生素b1关键中间体2-甲基-4-氨基-5-氨基甲基嘧啶的环保制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周宏，等: "一种微波法制备N-((4-氨基-2-甲基嘧啶-5-基)甲基)甲酰胺", 《辽宁化工》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912551A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-11 | 浙江新和成股份有限公司 | 一种可回收套用的芳香胺试剂及其制备和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111253320B (zh) | 2021-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1797037B1 (en) | Process for the preparation of 4-{4-[({[4-chloro-3-(trifluoromethyl)phenyl]amino}carbonyl)amino]phenyoxy}n-methylpyridine-2-carboxamide | |
| CN111253320B (zh) | 一种甲酰嘧啶的合成方法 | |
| CN114716320A (zh) | 一种化合物及其制备方法、及其在制备氟吡草酮中间体中的应用 | |
| KR20020070473A (ko) | 퍼플루오로알카디엔의 제조 방법 | |
| TW202010741A (zh) | 三環化合物製備方法 | |
| EP0406386B1 (en) | Improved process for the preparation of amidoxime derivatives | |
| JP3217504B2 (ja) | 第三ホスフアンの製造方法 | |
| Kadari et al. | Iodoferrocene as a partner in N-arylation of amides | |
| WO2017151530A1 (en) | Process for the preparation of 4-alkoxy-3-hydroxypicolinic acids | |
| CN111995554A (zh) | 无金属化学氧化法制备不对称有机硒醚类化合物的方法 | |
| CN111253395A (zh) | 萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮化合物的合成方法 | |
| US20030144534A1 (en) | Process for preparing citalopram | |
| CN111018833B (zh) | 一种阿哌沙班中间体及其制备方法 | |
| CN109761914B (zh) | 一种制备5-三氟甲基尿嘧啶的方法 | |
| WO2007033937A1 (en) | Synthesis of cyclopentadienedithiophene derivatives | |
| CN113185455A (zh) | 一种2-羟基-6-三氟甲基吡啶的制备方法 | |
| CN112645886B (zh) | 一种尿嘧啶绿色生产工艺 | |
| CN113336780B (zh) | 一种2-甲酰基-4-(4-氰基苯氧基)苯硼酸频哪醇酯的制备方法 | |
| CN115232127B (zh) | 一种α-咔啉的制备方法及α-咔啉 | |
| JP4659240B2 (ja) | ヒドロキシアルデヒドの製造方法 | |
| CN108164435B (zh) | 一种芳基丙烯腈类化合物的绿色高效合成方法 | |
| CN110577520B (zh) | 一种6-硝基-4-取代氨基喹唑啉衍生物的制备方法 | |
| JP2949428B2 (ja) | ２−シアノビフェニル化合物の製造方法 | |
| JP3740835B2 (ja) | ６，７−ジ置換−２，４−ジオキソキナゾリンの製造法 | |
| US20050107476A1 (en) | Alkoxy-substituted indanes and the production thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |