韓立飛　劉金龍

摘 要：目前，我國(guó)醫(yī)藥市場(chǎng)，對(duì)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(guò)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(duì)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(hào)：O621.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(gè)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(guò)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(diǎn)241～243 ℃，容易攜帶一個(gè)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(jiǎn)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(shí)驗(yàn)中，以鐵粉作為還原劑，水作為溶劑，加入少量的無(wú)機(jī)酸，在適宜的溫度下，通過(guò)一定的反應(yīng)時(shí)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(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得出準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。

通過(guò)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(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，我們可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是當(dāng)反應(yīng)結(jié)束的時(shí)候，進(jìn)行熱濾，濾餅比較黏，濾液難以抽濾，在抽濾得過(guò)程中，因比較難抽，還原產(chǎn)物在溶劑中比較容易析出，此過(guò)程，增加了實(shí)驗(yàn)難度，同比，在生產(chǎn)茶堿的過(guò)程中，步奏不僅繁瑣，而且生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鐵泥對(duì)環(huán)境帶來(lái)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(guò)程中基本已被淘汰。

2.2 催化加氫反應(yīng)

在氫化還原過(guò)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(guò)一定的反應(yīng)時(shí)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(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得出準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)，見(jiàn)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(guò)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(guò)程中對(duì)環(huán)境污染較小，但是因?yàn)樾枰M(jìn)行氫化反應(yīng)，需要制備制氫站，不僅費(fèi)用高，而且同時(shí)存在著安全問(wèn)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(shí)驗(yàn)，得到真實(shí)可信數(shù)據(jù)，見(jiàn)表3。

通過(guò)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(shí)驗(yàn)的過(guò)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(guò)程中，仍需要大量的問(wèn)題需要克服。

3 結(jié) 語(yǔ)

在合成茶堿過(guò)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(huì)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(wèn)題，才能得以長(zhǎng)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(guò)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(wèn)題，這些優(yōu)點(diǎn)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(guó)擁有非常好的工業(yè)應(yīng)用前景，會(huì)成為一種合成茶堿工藝上的發(fā)展趨勢(shì)。

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