胸腺嘧啶的制备

背景及概述^[1][2]

胸腺嘧啶是一种有机碱，分子式C₅H₆N₂O₂，分子量126.11，白色结晶性粉末，味苦，熔点326℃，335～337℃分解。在水中UVλmax205、264. 5nm，弱酸，pK=9.94，易溶于碱液，能溶于热水，微溶于冷水，难溶于醚。可在N上烷基化。亦称5-甲基尿嘧啶。最早从小牛胸腺中分离而得此名，是脱氧核糖核酸中的主要嘧啶组分，与脱氧核糖通过糖苷链连接形成脱氧胸苷，其三磷酸化合为脱氧胸苷三磷酸，它是脱氧核糖核酸生物合成过程中胸腺嘧啶的前体。

胸腺嘧啶合成方法，文献报道有以下几种：1）以α甲基氰乙酸为原料在醋酐溶液中与尿素缩合，再经铂催化氢化环合制得胸腺嘧啶；2）β甲基苹果酸与尿素在发烟硫酸催化作用下反应制得 胸腺嘧啶，收率为50%；3）乙氧亚甲基丙腈与尿素在浓盐酸催化下 环合制得胸腺嘧啶，收率为25%；4）以α，β二溴甲基丙酰氯为原料与尿素缩合，再在甲醇钠作用下环合制得，收率为55%；5）以甲酸乙酯和丙酸乙酯为原料，在酸催化下与 尿素缩合，甲醇钠作用下环合制得胸腺嘧啶，收率约为47%。

上述反应路线大多存在原料难得、原材料昂贵、反应条件较苛刻，污染严重等缺点。尤其是与尿素环合的中间体α甲基氰乙酸、乙氧亚甲基丙腈、β甲基苹果酸、α，β二溴甲 基丙酰氯等的制备工艺复杂，处理难度大，增大了工业化生产成本。

结构

用途^[3][4]

胸腺嘧啶可用于生化、营养研究及作培养基。其应用举例如下：

1. 以胸腺嘧啶为模板合成荧光铜纳米簇。

金属纳米簇由几个至十几个原子组成，由于其具有毒性低、尺寸小、光稳定性强以及水溶性好等优点，使得金属纳米簇在纳米科技许多领域中逐渐成为一种广泛应用的纳米材料。

具体方法包括如下步骤：①将胸腺嘧啶溶液与硫酸铜溶液混匀，所述胸腺嘧啶与硫酸铜的摩尔比为2~5：2；②将盐酸羟胺溶液加入到步骤①所得产品中混匀，所述胸腺嘧啶、硫酸铜与盐酸羟胺的摩尔比为2~5：2：2~40；③将步骤②所得产品调节pH至7~12，反应1~2h，通过引入胸腺嘧啶为模板，以盐酸羟胺为还原剂在水相中实现铜纳米簇的合成，与现有技术比，具有稳定性强和荧光强度高的优点。

2. 作为特异性汞离子吸附剂。

目前的汞离子吸附剂，无论是天然类还是人工合成类，都具有一个共同的缺点，即选择性较差，对多种其它离子均有吸附作用。因此在使用过程中容易受到 样品中其它离子的干扰和污染，进而影响其性能，因而，开发具有优异的选择性，且高效、环保、成本低廉、制备方便地汞离子吸附剂是目前迫切需要解决的问题。

胸腺嘧啶作为特异性汞离子吸附剂它的活性成分为下述两种物质中的至少一种：1)由包括胸腺嘧啶衍生物在内的单体制备的共聚物，其中，所述胸腺嘧啶衍 生物为含烯键或炔键的化合物取代胸腺嘧啶氮原子上的氢得到的化合物；2)胸腺嘧啶修饰的固相载体。其中，所述共聚物是由胸腺嘧啶衍生物单体与下述至少一种单体共聚得到的共 聚物：甲基丙烯酸乙二醇双酯、二乙烯基苯和甲基丙烯酸酯。

所述以胸腺嘧啶修饰 的的固相载体是由胸腺嘧啶修饰天然固相载体如琼脂糖、纤维素等或人工合成 的固相载体如硅胶、树脂等得到的。所述固相载体具体可为离子交换介质中的 载体。，制备的含胸腺嘧啶的新型汞离子吸附剂对汞离 子具有优异的选择性，在复杂的体系中如中药提取液、天然饮品等能够有效地 特异性的去除汞离子；其次，制备过程相当简单，对生产设备要求不高。

制备^[1][2]

方法1：由甲基氰乙酰尿催化还原制备胸腺嘧啶。

方法2：由β-甲基苯果酸为原料制得胸腺嘧啶。

方法3：一种胸腺嘧啶的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

1）环氧化反应：将甲基丙烯酸甲酯溶于甲醇中，加入30%的氧化剂，用氢氧化钠溶液调节pH至8.9～9.1，维持0℃～10℃的反应温度，反应2h～20h，反应液浓缩除去溶剂，无水硫酸镁干燥，得2,3环氧基2甲基丙烯酸甲酯粗产物；甲基丙烯酸甲酯：甲醇：30%的氧化剂=1g：10ml：3ml;

2）环合反应：2,3环氧基2甲基丙烯酸甲酯粗产物与尿素一并投入无水乙醇中，搅拌升温至乙醇回流，加入2,3环氧基2甲基丙烯酸甲酯重量1%的对甲苯磺酸，维持回流反应1h～3h，然后降温 至65℃，加入3倍重量的30%甲醇钠的甲醇溶液，维持回流反应1h～3h，将反应液浓缩蒸除溶剂，然后加入25%的盐酸酸解，析出白色粉末状固体，即为目标产物胸腺嘧啶。

主要参考资料

[1] 多文彬. 一种胸腺嘧啶的合成方法 . CN201310178440.1 ，申请日20130515

[2] 化合物词典

[3] 韩冰雁;相荣超;侯绪芬;许杰;于明波;李莹;彭婷婷.一种以胸腺嘧啶为模板合成荧光铜纳米簇的方法. CN201610167448.1 ，申请日 20160322

[4] 上官棣华;刘祥军;乞萃.胸腺嘧啶作为特异性汞离子吸附剂的应用 CN200810116453.5 ，申请日20080710