1，3—二甲基—4—氨基—5—亞硝基尿嘧啶的物理化學(xué)性質(zhì)與還原

韓立飛　劉金龍

摘 要：目前，我國醫(yī)藥市場，對茶堿，咖啡因的需求是非常巨大的，咖啡因不僅在醫(yī)藥中大量需求，在飲料生產(chǎn)過程中，同樣需求量很大，而1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶是合成茶堿，咖啡因等重要的中間體，所以綜述合成茶堿中中間體1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的物理化學(xué)性質(zhì) ，對研究1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶加氫還原反應(yīng)與茶堿，咖啡因的合成具有指導(dǎo)性意義。

關(guān)鍵詞：1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶；物理化學(xué)性質(zhì)；加氫還原；茶堿合成

中圖分類號：O621.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0174-01

1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶（縮寫為DM.NAU）是合成茶堿的一個重要中間體，該中間體的還原產(chǎn)物的收率與質(zhì)量直接決定了茶堿的收率與質(zhì)量。因此，此中間體的還原在茶堿的合成過程中，是至關(guān)重要的一步化學(xué)合成。

1 1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的物理化學(xué) 性質(zhì)

1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的分子式C6H8N4O4，分子量184.15，熔點241～243 ℃，容易攜帶一個水，所以要是烘干至恒重，必須在105 ℃以上烘干。因該物質(zhì)外觀呈紫紅色，所以也被稱作為紫尿酸。

1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的結(jié)構(gòu)式，如圖1所示。

結(jié)構(gòu)式中含有亞硝基，該基團(tuán)能夠被還原，所以1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶能夠被加氫還原成為1，3-二甲基-4，5二氨基尿嘧啶（分子式C6H10N4O2，分子量170.17簡稱DMDNU）。

2 1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的還原途徑

2.1 化學(xué)試劑還原

在實驗中，以鐵粉作為還原劑，水作為溶劑，加入少量的無機(jī)酸，在適宜的溫度下，通過一定的反應(yīng)時間，1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶被還原成為1，3-二甲基-4，5二氨基尿嘧啶，通過大量的實驗得出準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)，見表1。

通過數(shù)據(jù)可以分析出，1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的還原收率為82.85%，收率較低，產(chǎn)品質(zhì)量較低。通過大量的實驗，我們可以觀察到的實驗現(xiàn)象是當(dāng)反應(yīng)結(jié)束的時候，進(jìn)行熱濾，濾餅比較黏，濾液難以抽濾，在抽濾得過程中，因比較難抽，還原產(chǎn)物在溶劑中比較容易析出，此過程，增加了實驗難度，同比，在生產(chǎn)茶堿的過程中，步奏不僅繁瑣，而且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鐵泥對環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，所以用鐵粉作為還原劑的生產(chǎn)，在批量生產(chǎn)過程中基本已被淘汰。

2.2 催化加氫反應(yīng)

在氫化還原過程中，以雷尼鎳為催化劑，水作為溶劑，在 5 kg/cm2的壓力下，適宜的溫度，通過一定的反應(yīng)時間，1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶被還原成為1，3-二甲基-4，5二氨基尿嘧啶，通過大量的實驗得出準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)，見表2。

注：1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶為原料，1，3-二甲基-4，5二氨基尿嘧啶為目的還原產(chǎn)物。

通過數(shù)據(jù)可以分析出，1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的還原收率為93.82%。用雷尼鎳作為催化劑進(jìn)行氫化還原反應(yīng)，反應(yīng)條件比較溫和，還原產(chǎn)物質(zhì)量較好，收率較高，催化劑能夠反復(fù)循環(huán)利用，降低了茶堿合成的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)的過程中對環(huán)境污染較小，但是因為需要進(jìn)行氫化反應(yīng)，需要制備制氫站，不僅費用高，而且同時存在著安全問題。

2.3 電化學(xué)還原法

以金屬電極，或者以高比表面積電極的電還原反應(yīng)機(jī)理，為反應(yīng)依據(jù)，進(jìn)行實驗，得到真實可信數(shù)據(jù)，見表3。

通過數(shù)據(jù)可以分析出，1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的還原收率為94.17%。在實驗的過程，還原產(chǎn)物的質(zhì)量收率較高，質(zhì)量較好，是合成茶堿的一種綠色工藝，但批量生產(chǎn)茶堿的過程中，仍需要大量的問題需要克服。

3 結(jié) 語

在合成茶堿過程中，以鐵粉為還原劑，還原1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的化工企業(yè)終究會被淘汰。以雷尼鎳為催化劑進(jìn)行氫化反應(yīng)合成茶堿的化工企業(yè)必須需要考慮安全生產(chǎn)問題，才能得以長久發(fā)展。而電化學(xué)還原法還原1，3-二甲基-4-氨基-5-亞硝基尿嘧啶的過程中，反應(yīng)條件溫和，不需要額外的還原劑，副反應(yīng)少，而且能夠大大的降低環(huán)境污染的問題，這些優(yōu)點足以吸引生產(chǎn)者進(jìn)行研究探索，所以，電化學(xué)還原法，在我國擁有非常好的工業(yè)應(yīng)用前景，會成為一種合成茶堿工藝上的發(fā)展趨勢。

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