尿嘧啶的应用和制备

背景及概述^[1-2]

尿嘧啶又名二氧嘧啶白色或淡黄色针状晶状。熔点335℃(发泡分解)。溶于热水、苛性碱液及氨水，不溶于乙醇、乙醚。可以尿素与甲酰乙酸乙酯环合而得。现有技术中合成路线有如下几种：1)向200mL清洁的反应瓶中加入70mL发烟硫酸，开启冰机使之降至0度后，搅拌下加入25g尿素，控制过程温度在10度以下。加入50g苹果酸，升温90度，搅拌3h后，氢氧化钠溶液调PH至6。抽滤，得70g淡红色粗品。粗品再用350ml水重结晶，得白色尿嘧啶50g。不足之处：该工艺每吨尿嘧啶产品可产生30吨硫酸和50吨废水。环保压力大，也是传统的生产工艺。2)在15～20℃的温度下依次将0.16mol甲醇钠、0.26mol乙酸乙酯加入装有搅拌器三口烧瓶中。搅拌1h，然后缓慢滴加0.10mol甲酸乙酯。滴加完毕后25～30℃反应3h。得白色浆状混合物。向上述烧瓶中加入研细的0.09mol硫脲，然后升温到60℃反应1h。在减压下浓缩至干，残留物用少量水溶解，之后缓慢滴加0.25mol30wt.％的双氧水，反应温度保持在50℃。反应结束后将混合物冷却至20℃，用浓盐酸调至pH1，有晶体释出。过滤、水洗，即得白色结晶状粉末，收率71.3％。纯度＞99％。尿素路线用尿素代替硫脲，其它实验条件不变，发生上述反应。反应混合物为深红棕色清液。冷却至20℃，用浓盐酸调pH，得到淡黄色清液，只有微量片状白色沉淀生成。路线二不足之处：该工艺虽然克服了传统工艺的大量废硫酸的生成，但废水量增加到每吨产品生成废水40吨。

应用^[3-4]

尿嘧啶主要用于医药及生化研究。其应用举例如下：

1）用于制备一种剥离型水滑石负载磷酸银催化剂，具体步骤如下：将尿嘧啶溶解在NaOH溶液中，加入硝酸银，搅拌至溶液澄清透明，加入干燥的市售或自制水滑石粉末，搅拌，沉淀分离，烘干；将烘干得到的产品在微波炉中，微波辐照；将微波辐照过的产品加入到磷酸溶液中，搅拌，沉淀分离，烘干即得到一种剥离型水滑石负载磷酸银催化剂。由于水滑石处于剥离状态，巨大的水滑石内表面积变为外表面积，其表面负载的磷酸银在光催化过程中更容易接受到光照，更易于和待处理有机物接触，促进传质。

2）用于制备一种新型环保PVC管材专用尿嘧啶锌复合稳定剂。该稳定剂首先采用尿嘧啶，蒸馏水，浓氨水，六水硝酸锌和2-异丙醇制备尿嘧啶锌盐。而后和辅助稳定剂，润滑剂和抗氧剂进行复配，以制得PVC管材专用尿嘧啶锌复合稳定剂。该复合稳定剂不仅热稳定性好，且能提升PVC管材加工过程中的流动性，使得PVC管材的使用寿命延长，具有较好的耐老化性能。并且该化合物不含重金属，制备工艺简单，因此具有良好的工业应用前景。

制备^[2]

一种尿嘧啶的绿色生产工艺，包括以下步骤：

1)以结构式如式1所示的硫代尿嘧啶为原料，加入水，还加入卤化物或者磺酸化物，通式为X-ROH，加热过夜，降温，过滤干燥，得到结构式如式2所示的高纯度尿嘧啶；

2)步骤1)过滤所得母液继续加入硫代尿嘧啶，加热，循环上述操作。

反应路线如下：

主要参考资料

[1] 有机化合物辞典

[2] CN201810057969.0一种尿嘧啶的绿色生产工艺

[3] CN201410001356.7一种剥离型水滑石负载磷酸银催化剂的制备

[4] CN201610876569.3一种新型环保PVC管材专用尿嘧啶锌复合稳定剂的制备与应用