分子结构
4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-腈的分子式为C6H4ClN3S。其分子结构以嘧啶环为核心，嘧啶环是一个六元含氮杂环，由4个碳原子和2个氮原子组成，具有芳香性。在嘧啶环的2号位连接着甲硫基（-SCH3），4号位连接着氯原子（-Cl），5号位连接着腈基（-CN）。由于嘧啶环具有平面结构，与环相连的取代基会在一定程度上影响分子的整体空间构型。甲硫基中的硫原子采用sp3杂化，其周围的原子呈四面体构型，但由于与嘧啶环相连，会对嘧啶环平面产生一定的扭曲。氯原子和腈基与嘧啶环直接相连，基本处于嘧啶环所在平面。电子云发生离域现象。腈基的氮原子具有较高的电负性，会吸引电子云向其偏移，使得腈基与嘧啶环相连的碳-氮双键上的电子云密度相对较高，同时导致嘧啶环上与腈基相邻的碳原子电子云密度降低[1]。
图一 4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-腈
合成
向装有磁力搅拌棒的25 mL圆底烧瓶中加入4-羟基-2-甲基硫基嘧啶-5-腈（2.50 g，15.0 mmol），然后加入POCl3（11.5 g，74.9 mmol，7.0 mL）。搅拌浑浊的混合物并加热至80°C，得到澄清的黄色溶液，在相同温度下搅拌5小时。5小时后，将反应混合物冷却至室温，并移除磁力搅拌棒。在减压下通过旋转蒸发器从反应混合物中去除过量POCl3，然后倒入分液漏斗中的冰水和CH2Cl2层中。分离水层，用CH2Cl2（3 x 15 mL）萃取。将合并的有机层用饱和K2CO3水溶液洗涤，用固体K2CO3（ACS试剂级）干燥，并通过真空过滤去除干燥剂。滤液用活性炭处理，然后真空过滤以去除有色杂质。在减压下除去溶剂，得到灰白色结晶固体形式的4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-腈（2.48g，89%）。LC-MS:tR=2.8分钟，m/z=186.0 ESI/[m+H]+）[2]。
图二 4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-腈的合成
参考文献
[1]P V G ,Archna S ,Ajit V , et al.Structural and spectroscopic studies on some chloropyrimidine derivatives by experimental and quantum chemical methods.[J].Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy,2006,64(1):57-67.
[2]Current Patent Assignee: YALE UNIVERSITY - WO2021/113689, 2021, A1