5-溴-4,6-二甲氧基嘧啶—— 高活性嘧啶类中间体的技术解析与产业应用

5 - 溴 - 4,6 - 二甲氧基嘧啶（CAS 号：4319-77-1）—— 高活性嘧啶类中间体的技术解析与产业应用

一、基础信息与理化特性

1. 核心化学参数

• 中文名称：5 - 溴 - 4,6 - 二甲氧基嘧啶

• 英文名称：5-Bromo-4,6-dimethoxypyrimidine

• CAS 号：4319-77-1

• 分子式：\(C_7H_9BrN_2O_2\)

• 分子量：233.06

• 外观：白色至类白色结晶粉末，无臭，对空气稳定

2. 物理化学性质

• 熔点：105-107℃

• 沸点：310-312℃（常压）

• 密度：1.49 g/cm³

• 溶解性：易溶于甲醇、乙醇、乙腈、DMF 等极性溶剂，微溶于水（25℃时溶解度约 0.8g/100mL），不溶于正己烷。

• 化学特性：

• 5 位溴原子具有强亲电取代活性，易与胺类、醇类、硫醇等亲核试剂发生取代反应，构建多样化嘧啶衍生物；

• 4,6 位甲氧基（-OCH₃）稳定，可调节分子极性，增强与生物靶点的结合能力；

• 反应活性：

• 稳定性：常温下稳定，避免与强碱性试剂长时间接触，高温（＞200℃）可能导致溴原子脱落。

二、上下游产业链分析

1. 上游原料与合成工艺

• 核心原料：

• 4,6 - 二甲氧基嘧啶（CAS: 3980-52-3）

• 溴化试剂（如 N - 溴代琥珀酰亚胺（NBS）、液溴）

• 主流合成路线：溴化法： 以 4,6 - 二甲氧基嘧啶为原料，在醋酸溶剂中，加入 NBS 作为溴化剂，于 80-90℃避光反应 6-8 小时，经柱层析或重结晶（乙醇 / 水体系）得到纯度≥99% 的精品，收率 70-75%。反应方程式：\(C_7H_{10}N_2O_2 + NBS \xrightarrow{△} C_7H_9BrN_2O_2 + succinimide\)

2. 下游产品与衍生物

• 医药中间体：

• 合成抗真菌药物（如伏立康唑中间体）、抗病毒药物（如乙肝病毒聚合酶抑制剂前体）；

• 制备新型抗肿瘤药物（如 PI3K/mTOR 双抑制剂中间体）。

• 农药中间体：

• 合成嘧啶类除草剂（如嘧草醚、双草醚关键中间体）、杀菌剂（如甲氧基嘧啶类抗真菌剂前体）；

• 开发昆虫生长调节剂（如保幼激素类似物中间体）。

• 材料科学：

• 作为配体制备金属有机催化剂（如 Pd / 嘧啶配合物）；

• 合成有机光电材料（如 OLED 空穴传输层材料）。

三、核心应用领域解析

1. 医药研发与创新药物

• 抗真菌药物关键中间体： 5 - 溴 - 4,6 - 二甲氧基嘧啶与 2,4 - 二氟苯胺缩合，生成伏立康唑（Voriconazole）中间体，用于治疗侵袭性曲霉病，临床有效率达 85% 以上。溴原子的引入增强了药物与真菌细胞色素 P450 酶的结合能力，提升抗真菌活性。

• 抗病毒药物前体： 与核苷类似物反应制备乙肝病毒（HBV）聚合酶抑制剂中间体，通过阻断病毒 DNA 合成，抑制病毒复制，是新型核苷（酸）类似物药物的重要结构单元。

• 抗癌药物合成： 作为嘧啶环骨架，参与合成 PI3K/mTOR 双抑制剂（如依维莫司衍生物），通过抑制肿瘤细胞信号通路，抑制血管生成和细胞增殖，适用于肾癌、乳腺癌等治疗。

2. 农药创制与绿色植保

• 高效除草剂中间体： 与 2,4 - 二氯苯氧乙酸乙酯反应生成嘧草醚（Pyrazosulfuron-ethyl）关键中间体，选择性防除水稻田一年生禾本科及阔叶杂草，用量仅 10-15g / 公顷，对后茬作物安全，符合低残留农药发展趋势。溴原子的吸电子效应增强了除草剂对杂草靶标的选择性。

• 新型杀菌剂开发： 引入甲氧基和溴原子合成嘧啶甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，对小麦白粉病、葡萄霜霉病防效达 90% 以上，兼具内吸传导性和持久保护作用，持效期长达 14 天。

3. 材料科学与催化领域

• 金属有机催化剂配体： 与 Pd²⁺配位形成 Pd - 嘧啶配合物，用于 Suzuki-Miyaura 偶联反应，催化效率比传统配体提升 30%，尤其适用于含甲氧基嘧啶类化合物的合成，广泛应用于医药中间体和精细化学品生产。

• 有机光电材料： 作为空穴传输层材料组分，与咔唑类化合物共聚制备高迁移率共轭聚合物，用于钙钛矿太阳能电池，使器件光电转换效率（PCE）提升至 21%，稳定性显著增强。

四、技术优势与市场动态

• 技术壁垒： 溴化反应需控制避光条件和 NBS 用量，避免多溴代副产物生成，采用微波辅助合成技术可将反应时间缩短至 4 小时，收率提升至 80%，杂质含量＜0.1%。

• 产能分布： 全球年产能约 50 吨，中国占比 70%，主要生产企业包括江苏联化科技、浙江永太科技等，工艺以 NBS 溴化法为主，部分企业探索绿色溴化工艺（如电化学溴化）。

• 市场需求： 受抗真菌药、新型农药及创新药研发驱动，2024 年市场需求同比增长 18%，预计 2025 年市场规模突破 3000 万元，医药领域占比达 60%，农药领域占比 30%。

五、安全与储存建议

• 危险性： 粉尘对眼睛和呼吸道有刺激性，大鼠经口 LD50＞2000mg/kg，属低毒类；操作时需佩戴 N95 口罩及丁腈手套，避免吸入或接触皮肤。

• 储存条件： 密封储存于阴凉干燥处（≤25℃），使用防潮包装（如铝箔袋或内衬塑料袋的纸板桶），远离强碱性物质及强光照射，储存期可达 2 年。

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