一种2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的绿色合成方法

1.本发明属于有机合成领域，具体涉及2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的绿色合成方法。


背景技术：

2.2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物是一类具有良好生物活性的含氮杂环化合物，在生物体内有很重要的生理作用，并被广泛应用于医药及农药合成中。研究者们在20世纪80年代就已经发现嘧啶类衍生物甲氧基嘧啶类化合物在农业中具有较为理想的除草性。其中，嘧啶类中间体2-甲硫基-4,6-二甲氧基嘧啶可以进一步合成制备除草剂双草醚、植物调节剂等。
3.已有文献报道了2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的合成方法，通常需要经过环合、烷基化、氯化、烷氧基化四个反应历程，cn112552244a公开了一种制备2-甲硫基-4,6-二甲氧基嘧啶的制备方法，反应以2-巯基-4,6-二羟基嘧啶为主要原料，经过硫甲基化，氯化、甲氧基化合成。反应式如下：
[0004][0005]
在pct int.appl.，2003013545和bollettino chimico farmaceutico.(2004，143(7)： 275-279)中，由4,6-二取代-2-巯基嘧啶进行甲基化，所选用的甲基化试剂为碘甲烷或者硫酸二甲酯。然而，碘甲烷和硫酸二甲酯属于剧毒品，并且碘甲烷价格昂贵，这些试剂在实际反应操作中和环保方面存在严重隐患。
[0006]
而且这些反应需要带出大量的含磷废水，这些废水给环境带来大量的危害，处理这些废水的操作在生产过程中不好实现。


技术实现要素：

[0007]
基于上述问题，本发明在之前基础上，提供一种简单绿色的2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的制备方法，此工艺简单，条件温和，能够解决现有的含磷废水问题及其有毒原料不好实现工业化的技术问题。
[0008]
本发明的目的是通过以下方案实现的：
[0009]
一种如图所示的2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的制备方法，包括下述步骤：2-巯基-4,6-羟基嘧啶在碱性条件下，和碳酸二烷基酯发生烷基化在反应，生成对应的2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶。反应方程式如下：
[0010][0011]
cat：苄基三乙基氯化铵，十六烷基三甲基氯化铵
[0012][0013]
本发明中所述的具体的制备方法按以下步骤进行：
[0014]
本发明中所述的2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶中烷硫基为甲硫基，乙硫基中的一种，烷氧基为甲氧基，乙氧基中的一种。
[0015]
本发明中所述的碱为碳酸钾，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种。
[0016]
本发明中所述的碳酸二烷基酯为碳酸二甲酯或者碳酸二乙酯中的一种。
[0017]
本发明中所述的催化剂为苄基三乙基氯化铵，十六烷基三甲基氯化铵中的一种，催化剂的量为原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶的10％。
[0018]
本发明提出一种2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的制备方法，具有以下优点：
①
采用碳酸二烷基酯作为烷基化反应原料，一方面具有价格低廉，绿色环保的特点；另一方面，与原先路线采用的三氯氧磷这种剧毒易爆的危险化工原料相比，碳酸二烷基酯具有无毒安全易储运等优点，增加了生产使用安全性。
②
传统制备方法步骤繁琐，后处理工程量巨大，尤其是氯化过程会产生大量含磷酸及磷酸盐的废水，成本高，污染严重；而本发明采用成环后直接进行嘧啶环羟基烷基化的两步法反应，与传统的路线相比，简化了工艺路线的同时，省略了大量后处理工作，尤其是氯化过程的后处理，降低了生成成本，同时第二步的烷基化反应的生成物为目标产物，水以及二氧化碳，是典型的绿色反应。此外，与其他的烷基化试剂如硫酸二甲酯(剧毒)，以及碘甲烷(价格昂贵)等相比，采用碳酸二烷基酯作为烷基化试剂，具有绿色环保，安全易储运以及价格低廉等优点。
附图说明
[0019]
图1是2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物制备方法的反应方程式的图。
具体实施方式
[0020]
为了更好地叙述本发明，通过以下实施例进行具体表述，但是本发明不受这些实施例的任何限制。
[0021]
实施例1：在干净干燥的100ml高压反应釜中，加入原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶3.0g，搅拌下加入溶剂二甲基甲酰胺25ml，然后加入碳酸钾6.0g，碳酸二甲酯15.0g，催化剂苄基三乙基氯化铵0.3g，搅拌让各物料充分接触，通入氩气赶走高压釜中的空气，之后密闭体系，升温，使体系温度逐渐升高到145～155℃，在此温度下反应6-7小时，停止加热，降温到室温，过滤反应液去掉固体，母液加乙酸乙酯100ml，后水洗三次，乙酸乙酯层干燥，旋干得到固体即为产品3.14g，收率81.1％。
[0022]
实施例2：在干净干燥的100ml高压反应釜中，加入原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶
3.0g，搅拌下加入溶剂二甲基甲酰胺25ml，然后加入碳酸钾6.0g，碳酸二乙酯15.0g，催化剂十六烷基三甲基氯化铵0.3g，搅拌让各物料充分接触，通入氩气赶走高压釜中的空气，之后密闭体系，升温，使体系温度逐渐升高到145～ 155℃，在此温度下反应6-7小时，停止加热，降温到室温，过滤反应液去掉固体，母液加乙酸乙酯100ml，后水洗三次，乙酸乙酯层干燥，旋干得到固体即为产品3.35g，收率75.2％。
[0023]
实施例3：在干净干燥的250ml高压反应釜中，加入原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶9.0g，搅拌下加入溶剂二甲基亚砜75ml，然后加入碳酸钾18.0g，碳酸二甲酯 40.0g，催化剂十六烷基三甲基氯化铵0.9g，搅拌让各物料充分接触，通入氩气赶走高压釜中的空气，之后密闭体系，升温，使体系温度逐渐升高到145～155℃，在此温度下反应6-7小时，停止加热，降温到室温，过滤反应液去掉固体，母液加乙酸乙酯300ml，后水洗三次，乙酸乙酯层干燥，旋干得到固体即为产品8.95g，收率76.99％。


技术特征：
1.一种如式1所示的2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的制备方法，其特征在于：在100ml高压反应釜中，加入原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶，搅拌下加入溶剂，所述溶剂为二甲基甲酰胺或者二甲基亚砜，然后加入一定量的碱，过量的碳酸二烷基酯，少量的催化剂，搅拌让各物料充分接触，通入氩气赶走高压釜中的空气，之后密闭体系，升温，使体系温度逐渐升高到145～155℃，在此温度下反应6-7小时，停止加热，降温到室温，后处理即可得到产品。2.按照权利要求1所说的方法，其特征在于所述的2-巯基-4,6-羟基嘧啶：碱：碳酸二烷基酯的投料摩尔比为1:2～5:5～10。3.按照权利要求1所说的方法，其特征在于所述的溶剂为二甲基甲酰胺，溶剂的量为原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶的5～10倍。4.按照权利要求1所说的方法，其特征在于所述的碱为碳酸钾，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钾中的一种。5.按照权利要求1所说的方法，其特征在于所述的碳酸二烷基酯为碳酸二甲酯或者碳酸二乙酯中的一种。6.按照权利要求1所说的方法，其特征在于所述的催化剂为苄基三乙基氯化铵，十六烷基三甲基氯化铵中的一种，催化剂的量为原料2-巯基-4,6-羟基嘧啶的5～20％。

技术总结
本发明公开了一种2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶化合物的绿色制备方法，具体的，2-巯基-4,6-羟基嘧啶在碱性条件下，和碳酸二烷基酯发生烷基化在反应，生成对应的2-烷硫基-4,6-二烷氧基嘧啶，经过简单后处理即可得到产物。此方法采用碳酸二烷基酯作为烷基化反应原料，一方面具有价格低廉，绿色环保的特点；另外，本发明简化了工艺路线的同时，与其他的烷基化试剂如硫酸二甲酯(剧毒)，以及碘甲烷(价格昂贵)等相比，采用碳酸二烷基酯作为烷基化试剂，具有绿色环保，安全易储运以及价格低廉等优点，是典型的绿色反应。型的绿色反应。型的绿色反应。


技术研发人员：童军 王红学 郑占英
受保护的技术使用者：南开大学
技术研发日：2022.10.06
技术公布日：2022/12/16