一種嘧啶衍生化合物及其製備方法

2023-08-02 23:25:21 1

專利名稱：一種嘧啶衍生化合物及其製備方法
技術領域：
本發明屬於一種嘧啶衍生化合物及其製備方法領域。
背景技術：
4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶是一種新的嘧啶衍生化合物，該物質及其製備方法，到目前為止，還沒有文獻報導。

發明內容
本發明的目的是提供一種新的嘧啶衍生化合物及其製備方法。該化合物是一種化工原料，具有廣泛的用途，尤其在螢光材料上的應用，更為突出，創造一種新型發光材料，它是一種新型螯合劑，與稀土離子組成配合物有很好的螢光性質，是一種很有應用前景的發光材料。
本發明有兩個內容1.發明內容1(1)本發明為一種嘧啶衍生化合物，化學名稱為4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶；(2)結構式分子式為C16H19ON6 (3)理化性質外觀為白色固體；熔點219～221℃；易溶於氯仿、甲醇和乙醇不溶於稀酸；微溶於甲苯、乙酸乙酯。
用紅外光譜，紫外光譜和核磁共振1H譜和13C譜對本發明嘧啶衍生化合物進行分析，分析結果確認其是4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶。
2.發明內容2本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶有兩種都以2-氨基-4，6-二氯嘧啶為起始原料，都採用微波合成的製備方法。
2.1製備方法一分三步驟進行(1)將2-氨基-4，6-二氯嘧啶與乙酸酐和乙酸完全反應後，經純化處理得到2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶；(2)將2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶與水合肼在微波爐中進行微波合成反應，微波合成的條件是微波功率180W，微波時間5～8min，調節微波功率為360W，再微波8～12min，反應結束，經純化處理得到2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶；(3)將2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶與乙醯丙酮、稀高氯酸進行微波合成反應，微波合成的條件是微波功率180W，微波時間5～8min，調節微波功率為360W，再微波8～12min，反應結束，經純化處理，得到4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶。
2.2製備方法二分三步進行(1)同製備方法一的(1)；(2)用傳統的加熱法將(1)得到的2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶與冰醋酸並通入溴化氫氣體進行溴代反應，反應條件是反應在攪拌中進行，溫度在100～120℃，時間2～6h，反應結束，得到2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶；(3)將2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶與3，5-二甲基呲唑和NaHCO3時按摩爾比1∶4∶2.5混合溶於N，N-二甲基甲醯胺和1，4-二氧六環按體積比10∶3的混合溶液中，進行微波合成反應，微波合成的條件是微波功率160W，微波時間13～18min，反應結束，得到4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶；3.本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的用途。
4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶是一種化工原料，在醫藥、農藥、材料方面有廣泛的用途，尤其在螢光材料上的應用更為突出。
本發明的益效是提供一種新的嘧啶衍生化合物4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶及其製備方法。它是一種化工原料，可廣泛應用於醫藥、農藥、材料等行業，尤其是在螢光材料和生態活性研究方面有更突出的應用價值。


圖1是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶合成方法一的中間產物4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶的紅外光譜圖。
圖2是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶合成方法二的中間產物4，6-二溴-2--乙醯胺基嘧啶的紅外光譜圖。
圖3是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的紅外光譜圖。
圖4是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶合成方法一的中間產物4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶的紫外光譜圖。
圖5是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的紫外光譜圖。
圖6是中間產物4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶和本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的紫外光譜圖的比較。
圖7是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶核磁共振1H譜及結構分析(含HOAC)。
圖8是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶核磁共振13C譜及結構分析(含HOAC)。
圖9是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶(簡稱配體)的甲醇溶液濃度為1.0×10-3mol/L的螢光光譜圖。
圖10是配體與稀土Eu3+按2∶1摩爾比配製成的配合物甲醇溶液，濃度為1.0×10-5mol/L的螢光光譜圖。
圖11是稀土Eu3+的甲醇溶液濃度為1.0×10-3mol/L的螢光光譜圖。
具體實施例方式
本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶及其製備方法。
1.4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶及確認1.1化學名稱為4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶分子式C16H19ON6結構式 理化性質外觀白色固體；無味；熔點219～221℃；易溶於甲醇、乙醇和氯仿，不溶於稀酸和石油醚；微溶於甲苯、乙酸乙酯。
1.2本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的確認本發明用紅外光譜、紫外光譜和核磁共振1H譜和13C譜對本發明嘧啶衍生化合物進行分析，分析結果確認其是4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶。具體分析如下。
(1)用紅外光譜分析在製備4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶方法一的過程中，中間產物4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶的紅外光譜如圖1所示。4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶(中間產物)的譜圖分析在3250cm-1處有N-H締合的氨基的伸縮振動吸收峰，在2870～2960cm-1處的甲基伸縮振動峰，在1685cm1處有C＝O的伸縮振動峰，在1560、1600cm-1處有嘧啶環的特徵吸收峰；在1380、1450cm-1附近出現甲基彎曲振動峰，605cm-1處有C-Cl的伸縮振動峰。
在製備4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶方法二的過程中，中間產物4，6-二溴-2-乙醯胺基嘧啶的紅外光譜圖如圖2所示。4，6-二溴-2-乙醯胺基嘧啶(中間產物)譜圖分析在3300、3400cm-1處有N-H的氨基的伸縮振動吸收峰，在2790～2920cm-1處的甲基伸縮振動峰，在1695cm-1處有C＝O的伸縮振動峰，在1500、1640cm-1處有嘧啶環的特徵吸收峰，在1360、1440cm-1附近出現甲基彎曲振動峰，540cm-1處有C-Br的伸縮振動峰。
本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的紅外光譜圖如圖3所示，譜圖分析在2870～2960cm-1處的甲基伸縮振動峰，在3210cm-1處有＝C-H的特徵峰，在1630cm-1處有C＝O的特徵峰，在1550、1600cm-1處有嘧啶環特徵峰，在1380、1440cm-1處有甲基彎曲振動峰。從譜圖上初步可以推斷4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶的4，6位上的Cl已經被3，5-二甲基吡唑取代。
(2)用紫外光譜分析為了進一步了解生成的物質的共軛體系是否變化，我們還進行了紫外光譜分析。如果共軛體系變大，則生成的物質的吸收峰會變大，峰的位置會發生紅移。
圖4是本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶製備過程中的中間產物4，6-二氯-2-乙醯胺基嘧啶的紫外光譜圖，從圖4，我們知道，在200～220nm和225～250nm處有吸收峰，最大吸收度是均超過1.5。圖5是4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶(最終產物)的紫外光譜圖，從圖5可見在225～260nm和300～325nm處有吸收峰，最大吸收度是1.0。圖6是中間產物和最終產物紫外光譜圖的比較圖，通過比較可推知峰的位置會發生紅移，生成最後產物的共軛體系比中間產物的大(因為在測量時沒有使中間產物和產物的濃度一樣，所以從他們的峰的高低分不出共軛體系的大小)。
(3)用核磁共振1H譜、13C譜對本發明嘧啶衍生化合物結構分析。
本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶用核磁共振1H譜測定並進行結構分析如圖7所示。
本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶用核磁共振13C譜測定並進行結構分析如圖8所示。
圖7和圖8的結構分析是完全相同的，確認了本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的結構如圖7、圖8中的結構式。
2.4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的製備方法。
有二種都以2-氨基-4，6-二氯嘧啶為起始原料製備4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的方法。
本發明製備用原料名稱、規格所用化學品除水合肼(80％)為化學純外，其他均為分析純。
本發明製備用儀器、設備名稱、規格、產地微波爐 型號WD900G(900W)紅外光譜儀 型號MAGNA-IR550美國尼高力公司生產紫外光譜儀 型號916型澳大利亞GBC公司生產核磁共振譜儀瑞士布魯克螢光發光光度計 型號LS-55美國PE公司產2.1製備方法一採用微波合成方法，反應方程式 製備步驟如下(1)在有回流裝置的園底燒瓶中分別加入適量的2-氨基-4，6-二氯嘧啶、乙酸酐，再加數滴濃硫酸作催化劑，進行反應，回流20～30min，在園底燒瓶中有白色固體物。經冷卻過濾後用乙醇重結晶。乾燥後得到2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶。
(2)稱一定量的2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶於園底燒瓶中，加適量的水合肼，裝好回流冷凝管，放入微波爐中，先用180W的火力反應3～10min，再用360W的火力反應5～12min，冷卻、過濾後，用乙醇進行重結晶，乾燥後得到2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶。
(3)將2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶，再轉入園底燒瓶中，加入一定量的乙醯丙酮和稀高氯酸。裝好回流冷凝管，放入微波爐(功率900W)中，先用180W的火力讓其反應3～10min，再用360W的火力反應5～12min，反應結束，冷卻、過濾後用乙醇重結晶，經過濾乾燥得到白色固體物4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶，總產率達到70％。
2.2製備方法二先用傳統加熱法進行溴代化反應，再用微波合成方法進行N-烷基化反應。
反應方程式 製備步驟如下(1)同方法一(1)(2)溴代反應，將一定量的2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶和適量的冰醋酸放入四口瓶中，接球形冷凝管和通入溴化氫氣體的導管。油浴加熱，溫度控制在100～120℃，磁力攪拌2～6h，當反應至3h時開始有淺黃色沉澱產生，隨反應的進行沉澱變得越來越細，反應完畢後冷卻至室溫再放入冰水浴中，這時有更多的沉澱產生，抽濾，乾燥濾餅，將濾液減壓蒸乾得淺黃色固體2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶。
(3)N-烷基化反應將2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶，3，5-二甲基吡唑，NaHCO3(按摩爾比1∶4∶2.5混合)裝入單頸圓底燒瓶中，加入DMF和1，4-二氧六環(按體積比10∶3量取)，遙勻，放入帶有回流冷凝管的微波爐中，火力160W，加熱13～18min，冷卻過濾，將母液轉入減壓旋轉蒸發器把1，4-二氧六環蒸乾，剩餘DMF溶液用乙酸乙酯蒸餾帶出，冷卻得到淺黃色固體，用石油醚提取未反應完的3，5-二甲基吡唑，或者加入5％HCl溶液除去3，5-二甲基吡唑，得到較純的4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶產物，熔點220℃。
3.本發明4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶的用途。
4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶在螢光材料、醫藥、農藥和生態活性研究方面有著廣泛的用途。
4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶在螢光材料方面的應用4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶(下稱配體)自身無螢光性質，如圖9所示是配體的甲醇溶液(濃度為1.0×10-3mol/L。但其與烯土Eu3+、Tb3+按一定的摩爾比混合得到的配合物具有很好的螢光性質，該配合物的螢光性優於單一的稀土螢光材料。如圖10所示，圖10是配體與Eu3+配合物在甲醇中的螢光光譜圖。配合物溶液的配製Eu3+∶配體＝1∶2(摩爾比)，濃度為1.0×10-5mol/L。圖左邊為激發光譜，右邊為發射光譜。右邊的最高峰是配合物的螢光發射峰，其螢光強度很大，約460。圖11是稀土Eu3+甲醇溶液，濃度為1.0×10-3mol/L的螢光圖，從圖11可見圖中右邊的最高峰為倍頻峰，不是發射峰，另邊最高峰旁邊的小峰才是螢光發射峰，其螢光強度很小，約為15。所以配合物的螢光性也優於單一稀土螢光材料(注該螢光材料配製在2006年10月14日廣西民族大學尹顯洪、馮寧申請的發明專利「一種嘧啶衍生化合物的螢光材料組合物」中記載)。
具體實驗方法實施例1。(製備方法一)製備步驟如下(1)稱量15g的2-氨基-4，6-二氯嘧啶於帶回流裝置的圓底燒瓶中，加入60ml乙酸酐和30ml的乙酸，另外加3滴濃硫酸作為催化劑，回流30min，得到白色固體。經冷卻、過濾後用乙醇重結晶，再經過濾、乾燥後，得到中間產物2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶。
(2)稱1.5g所得中間產物於帶回流裝置的圓底燒瓶中，加30～40ml水合肼，得燒瓶放入微波爐中，先用180W功率微波5～8min，再用360W功率微波的火力反應8～12min，反應結束。冷卻，過濾後用乙醇進行重結晶，經過濾、乾燥後得到2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶。
(3)將得到的2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶再轉入圓底燒瓶，加入30ml乙醯丙酮和40ml稀高氯酸，放入微波爐中先用180W功率微波5～8min，再改用360W功率微波8～12min，冷卻，過濾後，用乙醇重結晶，乾燥得到白色的固體產物4，6-雙(3，5-二甲基-1氫-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶2.35g。總產率達到70％。白色固體，無味，易溶於氯仿、甲醇、乙醇。熔點219-221℃。
實施例2(製備方法二)
實驗步驟如下(1)同製備方法一的(1)操作，得到2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶。
(2)溴代反應稱6g 2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶和60ml冰醋酸放入500m1的四口瓶中，上接球形冷凝管和通入溴化氫氣體的導管，油浴加熱，溫度控制在110℃左右，磁力攪拌4h，當反應至3h時開始有淺黃色沉澱產生，隨反應的進行沉澱變得越來越細，反應完畢後冷卻至室溫再放入冰水浴中，這時有更多的沉澱產生，抽濾，乾燥濾餅，將濾液減壓蒸乾得淺黃色固體2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶6.8g，產率為80％。
(3)N-烷基化反應稱1.3g(0.0066 mol)2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶，2.5g(0.0264mol)3，5-二甲基吡唑，1.3g(0.0165 mol)NaHCO3(按摩爾比1∶4∶2.5混合)裝入250mL單頸圓底燒瓶中，加入N，N-二甲基甲醯胺(DMF)38mL和1，4-二氧六環12ml(按體積比10∶3量取)，遙勻，放入微波爐中，裝好回流冷凝管，用160W功率微波13～18min，冷卻過濾，將母液轉入減壓旋轉蒸發器把1，4-二氧六環蒸乾，剩餘DMF溶液用乙酸乙酯蒸餾帶出，冷卻的到淺黃色固體，用石油醚提取未反應完的3，5-二甲基吡唑，或者加入5％HCl溶液除去3，5-二甲基吡唑，得到較純產品4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶白色固體0.8g，產率為60％。熔點219-221℃，無味，不溶於稀酸，微溶於甲苯、乙酸乙酯。
權利要求
1.一種嘧啶衍生化合物，其特徵在於(1)該嘧啶衍生化合物的化學名稱是4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶；(2)結構式 分子式為C16H19ON6 (3)理化性質外觀為白色固體，熔點219～221℃，無味，易溶於甲醇、乙醇和氯仿，不溶於稀酸和石油醚，微溶於甲苯和乙酸乙酯。
2.一種嘧啶衍生化合物的製備方法，其特徵在於包括如下三個步驟(1)將2-氨基-4，6-二氯嘧啶與乙酸酐和乙酸完全反應後，經純化處理得到2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶；(2)將2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶與水合肼在微波爐中進行微波合成反應，微波合成的條件是微波功率180W，微波時間5～8min，調節微波功率為360W，再微波8～12min，反應結束，經純化處理得到2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶；(3)將2-乙醯胺基-4，6-二肼嘧啶與乙醯丙酮、稀高氯酸進行微波合成反應，微波合成的條件是微波功率180W，微波時間5～8min，調節微波功率為360W，再微波8～12min，反應結束，經純化處理，得到4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶。
3.一種嘧啶衍生化合物的製備方法，其特徵在於包括以下三個步驟(1)將2-氨基-4，6-二氯嘧啶與乙酸酐和乙酸完全反應後，經純化處理得到2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶；(2)用傳統的加熱法將(1)得到的2-乙醯胺基-4，6-二氯嘧啶與冰醋酸並通入溴化氫氣體進行溴代反應，反應條件是反應在攪拌中進行，溫度在100～120℃，時間2～6h，反應結束，得到2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶(3)將2-乙醯胺基-4，6-二溴嘧啶與3，5-二甲基呲唑和NaHCO3時按摩爾比1∶4∶2.5混合溶於N，N一二甲基甲醯胺和1，4一二氧六環按體積比10∶3的混合溶液中，進行微波合成反應，微波合成的條件是微波功率160W，微波時間13～18min，反應結束，得到4，6-雙(3，5-二甲基-1-吡唑基)-2-乙醯胺基嘧啶。
全文摘要
本發明是一種嘧啶衍化合生物及其製備方法，嘧啶衍生化合物的名稱為4，6－雙(3，5－二甲基－1－吡唑基)－2－乙醯胺基嘧啶。製備方法有兩種，都以2－氨基－4，6－二氯嘧啶為起始原料，都採用微波合成方法。4，6－雙(3，5－二甲基－1－吡唑基)－2－乙醯胺基嘧啶在螢光材料、醫藥、農藥、材料等方面有廣泛的潛在用途。
文檔編號C07D213/00GK1935805SQ200610124799
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月14日 優先權日2006年10月14日
發明者尹顯洪, 馮宇 申請人:廣西民族大學