4,6-二氯-2-甲硫基嘧啶的合成 4,6-二氯-2-甲硫基嘧啶是合成新型、高效、低毒农药及活性染料的重要中间体,其合成方法主要有以2-硫代巴比土酸为原料,经硫甲基化,氯化而制得
例如,专用US4199583用碘甲烷作硫甲基化试剂,成本高,难以工业化生产。而专利US5149357采用溴甲烷作甲基化试剂,由于溴甲烷沸点低,需采用高压反应,且成本比较高。
本发明的目的在于寻找一种既经济又可行的适用于工业化生产的合成4,6-二氯-2-甲硫基嘧啶的方法。
本发明采用可大量供应,价格低廉的硫脲、丙二酸酯为起始原料,经缩合、甲基化、氯化而制得4,6-二氯-2-甲硫基嘧啶。其特点在于采用硫酸二甲酯为甲基化试剂,原料易得,价格低,收率高,操作简单,适合大规模工业化生产。
硫脲和丙二酸酯在适当的有机溶剂中,在碱的作用下,会发生缩合反应,生成2-硫代巴比土酸。2-硫代巴比土酸为一有机杂环强酸性化合物,在强碱性反应介质中成盐析出,进而促使反应向右进行。丙二酸酯可以是丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯等。多种有机溶剂可以作反应溶剂,如甲醇、乙醇、苯、甲苯、氯仿等。碱可以是有机碱,也可以用无机碱如甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等。反应温度20°~100℃,一般40°~80℃,最优50°~70℃。反应物摩尔比为硫脲∶丙二酸酯∶碱=1∶(1~1.2)∶(3~3.5),最优为1∶1.1∶3.25;反应时间2~6小时,最优3~4小时。
2-硫代巴比土酸的钠盐不溶于有机溶剂中,易溶于水,故其甲基化反应在水溶液中进行。反应时,应控制甲基化试剂硫酸二甲酯的用量及反应的温度,以便使甲基化反应仅在硫原子上发生。若硫酸二甲酯用量太大,反应温度过高,则会发生氧原子甲基化的副反应。反应物摩尔比为:2-硫代巴比土酸钠盐∶硫酸二甲酯=1∶(1~1.5),最优为1∶1.25,反应温度-10°~60℃,一般0°~40℃,最好20°~30℃。反应时间1~6小时,最优4小时。
4,6-二羟基-2-甲硫基嘧啶在三氯氧磷的作用下,4,6一位的羟基被氯取代生成4,6-二氯-2-甲硫基嘧啶,氯化试剂可用三氯氧磷及三氯化磷。反应物的摩尔比为4,6-二羟基-2-甲硫基嘧啶∶三氯氧磷(或三氯化磷)=1∶(3~6.9),最优为1∶(4~5)。反应温度60°~100℃,最优为70℃。反应时间2~6小时,最好4小时。下面结合实施例进一步叙述:实例1:
在一个500ml三口烧瓶中加入38g硫脲(0.5mol),306g 28.5%的甲醇钠(1.615mol)搅拌升温至65℃,在30分钟内滴加88g丙二酸二乙酯(0.550mol)。加完后在60~65℃之间保温反应4小时。冷却至室温后,抽滤,滤饼用少量甲醇洗涤烘干得102.9g白色固体,收率98%。实例2:
投料量、反应操作同例1。反应完成后,减压蒸馏除去甲醇、乙醇,加入600ml水,直接用于下一步甲基化反应。实例3:
在一个1000ml三口瓶中,加入102.9g 2-硫代巴比土酸钠盐(0.490mol),600ml水,搅拌溶解,在25℃左右将80g硫酸二甲酯(0.635mol)滴入,滴加时间1小时。加完后,在25℃继续搅拌反应4小时。反应结束,用盐酸将反应液调PH至5~6,抽滤,用水将滤饼洗至中性。烘干得60.0g 4,6-二羟基-2-甲硫基嘧啶,m.p>300℃,收率75.9%。实例4:
投料量、操作同例3,将实例2所得的2-硫代巴比土酸钠盐水溶液用硫酸二甲酯甲基化,结果得产物61.6g,m.p>300℃。以硫脲计收率为78.0%。实例5:
在三口烧瓶中加入50g 4,6-二羟基-2-甲硫基嘧啶,230g三氯氧磷(1.50mol)升温至70℃,保温反应4小时。反应结束后,蒸去过量三氯氧磷。在搅拌下滴加300ml水,产物析出,抽滤,用水洗至中性,真空干燥得43.2g 4,6-二氯-2-甲硫基嘧啶,m.p.40~42℃。收率70%。