5-甲氧基尿嘧啶的制备

背景及概述^[1][2]

嘧啶是最为常见的含氮类杂环类化合物，广泛存在于生物体内，嘧啶类化合物具有较强的生物和药理活性，应用广泛，对嘧啶杂环化合物的研发具有良好的应用前景。由于嘧啶环的结构特点，在国内外已经报道的嘧啶类化合物中，三取代嘧啶类化合物较多，取代基团较易发生在2，4，6 位，也有一些发生在4，5，6 位，较难发生在2，4，5 位。

5-甲氧基尿嘧啶，中文名称为2，4-二羟基-5-甲氧基嘧啶，是2，4-二羟基-5-甲氧基嘧啶的稳定的酮式，它是合成嘧啶核糖核酸和嘧啶脱氧核糖核酸的重要中间体，在催化剂的作用下，它能与核呋喃糖等物质反应，合成核酸；在二核甘酸中，它能与胞核嘧啶进行环加成，形成一种环丁二聚物，此外，它还用来制备多种尿嘧啶类的药物及中间体。

合成5-甲氧基尿嘧啶的方法有3种：(1)将甲基异硫脲硫酸盐的氢氧化钠溶液加入到α-甲氧基丙烯酸酯-β-羟基钠的混悬液中反应，除去硫酸钠并酸化得到2-甲硫基-5-甲氧基-4-羟基嘧啶，与硫酸回流得5-甲氧基尿嘧啶；(2)将甲氧基乙酸甲酯和甲酸乙酯在金属钠的催化下进行克莱森酯缩合得钠盐，再与硫脲亲核加成得2-巯基-4-羟基-5-甲氧基嘧啶；(3)将甲氧基乙酸甲酯和甲酸乙酯在金属钠的催化下进行克莱森酯缩合得钠盐，再与尿素加成直接得产品。

结构

应用^[2]

5-甲氧基尿嘧啶是合成嘧啶核糖核酸和嘧啶脱氧核糖核酸的重要中间体，此外，它还用来制备多种尿嘧啶类的药物及中间体。其应用举例如下：用来制备2，4-二氯- 5-甲氧基嘧啶。以甲氧基乙酸甲酯和甲酸甲酯为起始原料，首先合成出5-甲氧基尿嘧啶[3] (2，4- 二羟基- 5- 甲氧基嘧啶稳定的酮式[4]) (2) ；再进行羟基氯化反应，合成出2，4- 二甲基- 5- 甲氧基嘧啶(1)。

具体如下：将711 g 5-甲氧基尿嘧啶和1215 g 三氯氧磷、20 mL 二氯乙烷形成的混悬液加入带有搅拌回流装置的四口瓶中，在35 ℃下缓慢滴加5105 g 三乙胺，滴加完毕后搅拌10 min，然后逐渐升温至90 ℃，回流搅拌反应5 h。加热搅拌结束后减压整除剩余的三氯氧磷，再加入浓氨水调至pH = 6～7 。静止分层，取出上层二氯乙烷有机层，并用二氯乙烷对下层黏稠状混合物进行多次萃取。将萃取前后得到的二氯乙烷进行水洗，静止分层。取二氯乙烷层进行减压蒸馏，所得固体用乙醚进行重结晶，干燥后得6183 g白色晶体，即为产品1。产品熔点经测定为69 ℃，收率为7613%。

制备^[3]

方法1：硫腺路线

步骤1：2-巯基4一羟基-5 甲氧基嘧啶(III)的制备

将2.3 g金属钠(0.1 mo1)与30 mL甲苯形成的混悬液加人带有搅拌的装置中，滴加10.4 g甲氧基乙酸甲酯(0.1mo1)和8.9 甲酸乙酯(0.12 mo1)的混合液，并控温于30℃ 以下，以金属钠的反应完全为终点，生成黄色黏稠的钠盐。

次日，除去上层多余甲苯，在钠盐中加人15 mL甲醇和9.l g硫脲(0.12 mo1)的混合物，先在室温下搅拌l h，回流反应7 h后生成橙色固体，蒸馏除去甲醇，固体溶于水，在此溶液中加入C(HCl)=6 mol／L的溶液酸化至pH=2，得到黄色沉淀，过滤，干燥后得产物Ⅲ收率54. 4％ 产物为黄色粉末状固体，HPLC测定其质量分数为96％，在250℃左右开始部分熔化。

步骤2：5-甲氧基尿嘧啶(I)的制备

将1.5 gⅢ (9.5 mmo|)、1.5 g氯乙酸(16mmo1)和37.5 mL水的混合物投入烧瓶中加热回流，2 h后加入6 mL浓盐酸酸化至pH=1~2。继续回流7 h，结束反应。烧瓶内有白色沉淀生成，将此沉淀过滤、洗涤后干燥，即得产物5-甲氧基尿嘧啶I。收率93.5％。

方法2：尿素路线

将2.3 g金属钠(0.l mo1)与30 mL甲苯形成的混悬液加入带有搅拌的装置中，滴加12 5 g甲氧基乙酸甲酯(0.12 mo1)和8.9 g甲酸乙酯(0.12mo1)的混合液，控温于20～25℃，以金属钠的反应完全为终点 次日，除去上层多余甲苯，加人20 mL无水乙醇，待钠盐溶解后加入7 2 g尿素(0.12 mo1)，回流搅拌9 h。回流结束后将无水乙醇蒸出，所得固体溶于水，加入醋酸酸化至pH=5～6，析出的白色沉淀经过滤干燥得产物I，收率47.9％，为白色固体5-甲氧基尿嘧啶(I)。

主要参考资料

[1] 曹礼. 新型5-甲氧基尿嘧啶生产装置.CN201520613504.0 ，申请日20150816

[2] 刘永杰, 姚新鼎, 杨丽萍, 等. 2, 4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成研究[J]. 现代化工, 2009 (S1): 224-225.

[3] 马奕春, 俞旭峰, 胡惟孝. 5—甲氧基尿嘧啶的合成研究[J]. 精细化工, 2002, 19(5): 286-288.