一种3-乙基-2,5-甲基吡嗪的制备方法

背景技术

红火蚁(Solenopsis invicta Buren)，是一种典型的农林业害虫，也是我国重要的植物检疫性有害生物。红火蚁属于膜翅目 (Hymenoptera)，蚁科(Formicidae)，火蚁属(Solenopsis)，是世界自然保护联盟(IUCN)收录的最具有破坏力的入侵生物之一。红火蚁 具有很强的攻击性，不仅对入侵地生态环境造成严重破坏，而且还会威胁人类生命安全，被红火蚁叮咬后可引起皮肤红肿起疱，并伴有灼烧疼痛感，有些易感人群被叮咬后甚至会导致过敏或死亡等严重后果。2010年Vander Meer等首次发现并鉴定出红火蚁告警信息素(J Chem ,2010 ,36: 163-170)，其结构为3-乙基-2,5-甲基吡嗪，研究表明，告警信息素有明显的生物活性，能够引起红火蚁的告警行为，在一定浓度下 ，对红火蚁有吸引作用。然而，由于合成方法和工艺的限制，现有商品化的红火蚁告警信息素大多含有3-乙基-2,5-甲基吡嗪的异构体2-乙基-3 ,5-二甲基吡嗪，并且2-乙基-3,5-二甲基吡嗪的质量含量达到55％；低纯度的红火蚁告警信息素难以满足科研要求且作为红火蚁告警信息素的灵敏度较低。

现有技术(Journal of Agricultural and Food Chemistry，56(6)，2147-2153，2008)采用的合成路线制备3-乙基-2,5-甲基吡嗪，但是采用该制备方法有较多的副产物生成，难以分离提纯，不易于得到高纯度的3-乙基-2,5-甲基吡嗪；此外，公开号为CN105237486A的中国专利公开了另一种合成路线制备得到高纯度的红火蚁告警信息素，然而，该反应过程中需要使用大量的水和浓硫酸，反应中温度不好控制，后处理需要大量碳酸钠调碱，易产生大量CO₂，且中和反应放热，容易造成产物损失分解，该制备方法工艺复杂不宜进行工艺放大，难以进行实际应用和推广。因此，如何采用简单的工艺制备得到高纯度的3-乙基-2,5-甲基吡嗪，以满足科研和市场需求是亟需解决的技术问题。

制备方法

将1-(3 ,6-二甲基吡嗪-2-基)乙酮(180.1mg，1.2mmol)和质量浓度为85％的水合肼的二聚乙二醇溶液(30mL)混合后在150℃下进行第一还原反应2h，得到中间溶液；其中水合肼的二聚乙二醇溶液中水合肼的质量为357.2mg，摩尔质量为6mmol；

将中间溶液冷却至室温后与氢氧化钾(269.3mg，4.8mmol)混合，在180℃下回流进行第二还原4h；将回流产物冷却至室温后与30mL水混合，得到水相；利用20mL乙酸乙酯对水相进行萃取，重复萃取3次，将3次萃取后的有机相合并，得到萃取后有机相；将萃取后有机相与15g无水硫酸镁混合在300W的条件下超声1h后进行过滤，得到滤液；将所述滤液进行旋蒸 (40℃，5min)，得到粗产物；将粗产物进行柱层析色谱分离得到3-乙基-2,5-甲基吡嗪；其中所述柱层析色谱分离用层析柱为粒径为100~200目的硅胶层析柱；所述柱层析色谱分离用流动相为乙酸乙酯和石油醚的混合液，其中乙酸乙酯和石油醚的体积比为1:10。

参考文献

[1]浙江省农业科学院. 一种2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的制备方法:CN202010533709.3[P]. 2020-09-04.