O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲的合成及用途

简介

O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲为淡黄色结晶粉末，熔点约85–87 ℃，具微弱吸湿性；易溶于乙腈、丙酮、二氯甲烷等中极性溶剂，冷水中的溶解度约15 g L⁻¹（25 ℃），在碱性介质中稳定性提高。其是构建N-甲基-N’-硝基胍药效团的核心缩合试剂，广泛用于合成新烟碱类杀虫剂及药物中间体。

O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲的性状

合成

将1.5 g O-甲基-N-硝基异脲、11 g水、3 g氯化钠和2 g盐酸甲胺放入装有搅拌器的100 ml四口烧瓶中，并将所得物质保持在20℃。然后加入0.1 g碳酸氢钠，在20℃下搅拌16小时。然后，在搅拌反应混合物的同时，加入0.1 g浓盐酸和200 ml水，得到均匀的N，O-二甲基-N-硝基异脲水溶液，用高效液相色谱法分析。在水溶液中加入1.2 g N，O-二甲基-N-硝基异脲，得到标题化合物O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲，反应收率为73%[1]。

用途

O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲用作“硝基-甲基”构建模块，在低温碱催化下与杂芳甲胺缩合，一步引入硝基胍药效团，高效合成农药/医药关键中间体。将1.3 g NaCl与4.65 g水冷却至−10 ℃配成近饱和盐水，加入O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲4.5 g(0.03 mol)悬浮，再投32 % NaOH 0.58 g(4.64 mmol)搅匀，随后滴加[(2-氯-5-吡啶基)甲基]胺4.93 g(0.03 mol)，−10 ℃搅拌4 h后升温至20℃继续反应6 h，用35 % HCl 0.7 g(6.71 mmol)调pH≤4，乙酸乙酯提取、减压浓缩并重结晶，得6.5 g白色1-[(2-氯-5-吡啶基)甲基]-3-甲基-2-硝基胍，分离产率81 %[2]。

此外，O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲在此反应中作为“硝基-甲基”供体，在低温碱性条件下与[（3-四氢呋喃基）甲基]胺缩合，一步构建N-甲基-N’-硝基胍骨架，实现高效、区域选择性的胍基化。例如：在-10℃条件下，把1-甲基-2-硝基-3-[（3-四氢呋喃基）甲基]胍[（3-四氢呋喃基）甲基]胺43.3 g（0.43 mol）与31.3 g氯化钠、125 g水配成近饱和冷溶液，加入96 % NaOH 2.9 g（0.07 mol）搅匀，再缓缓投入O-甲基-N-硝基-N-甲基异脲49.2 g（0.37 mol），保持-10 ℃搅拌4 h，随后升温至0℃继续反应18 h；用35 %盐酸13.1 g（0.13 mol）调pH≤4，加热溶解后重结晶，冷滤、冷水洗、干燥，最终得到白色晶体61 g，纯度99 %，分离产率81 %[2]。

参考文献

[1] Improved method for producing nitroisourea derivative. Assignee: Mitsui Chemicals, Inc. Inventors: Kamekawa, Hisato; et al. World Intellectual Property Organization.

[2] Improved method for producing nitroguanidine derivative. Assignee: Mitsui Chemicals, Inc. Inventors: Kamekawa, Hisato; et al. World Intellectual Property Organization.