简介
2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶（2-Amino-4-chloro-6-methylpyrimidine，简称2A4Cl6MP）属于嘧啶类杂环类化合物，其分子骨架为六元嘧啶环，在2位、4位、6位分别取代氨基（-NH₂）、氯原子（-Cl）与甲基（-CH₃）。外观为白色至类白色固体粉末。
图一 2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶
结构
2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶的分子结构具有典型的嘧啶环平面性，通过DFT/B3LYP/6-311++G(d,p)方法优化的几何参数（键长、键角、二面角）与X射线衍射实验值高度吻合。嘧啶环内的C-N键（N1-C2计算值1.340Å，实验值1.350Å；N3-C4计算值1.312Å，实验值1.337Å）因共轭效应，键长介于单键（C-N约1.47Å）与双键（C=N约1.28Å）之间，体现环的芳香性；C4-Cl键计算值1.760Å（实验值1.742Å），因Cl原子的电负性，键长略短于典型脂肪族C-Cl键（约1.78Å），表明Cl与环存在弱p-π共轭；6位C6-C12（甲基）键计算值1.503Å（实验值1.544Å），为典型sp²-C-sp³-C单键，甲基与环平面共面（二面角C2-N1-C6-C12=179.9°），进一步增强分子共轭性。关键二面角（如C2-N3-C4-Cl8=179.9°、N9-C2-N3-C4=178.5°）接近180°，氨基、氯原子与甲基均与嘧啶环共面，无明显空间扭曲，这种平面结构不仅强化了分子内共轭，还强化了分子间堆积。
光谱分析
NH₂的不对称伸缩振动（νₐₛᵧₘNH₂）在IR中出现于3410cm⁻¹（计算值3588cm⁻¹），对称伸缩振动（νₛᵧₘNH₂）为3318cm⁻¹（计算值3463cm⁻¹），二者强度差异源于IR对极性振动的敏感性；NH₂的剪式弯曲振动（ρNH₂）与环C-NH₂伸缩耦合，出现在1638-1653cm⁻¹（IR强峰，计算值1610cm⁻¹），TED（总能量分布）分析显示该模式含59%ρNH₂与18%νC-NH₂。
因Cl原子质量较大，C-Cl伸缩振动出现在低波数区域，IR中为419cm⁻¹，Raman中为423cm⁻¹（计算值411cm⁻¹），且与环的CCN弯曲振动耦合（TED显示55%νC-Cl与27%βCCN），该峰位低于脂肪族C-Cl伸缩（560-830cm⁻¹），归因于环的共轭效应削弱C-Cl键强度。环的呼吸振动（1290-1305cm⁻¹，IR中强峰）、CC/CN伸缩振动（1554cm⁻¹，IR中极强峰，TED含40%νCC与23%νCN）是嘧啶环的特征峰；甲基的不对称伸缩（2998cm⁻¹）、对称伸缩（2932cm⁻¹）及伞形振动（1371cm⁻¹）。
NMR光谱（¹H/¹³C）
¹HNMR：氨基氢（H10、H11）实验化学位移为6.56ppm，计算值（气相4.21-4.74ppm，DMSO4.64-4.74ppm）因溶剂氢键作用略低，但趋势一致；甲基氢（H13-15）计算值1.88ppm（DMSO），对应sp³-C上的氢，因甲基为给电子基，氢核受屏蔽而化学位移较低；环上芳香氢（H7）计算值6.35ppm（DMSO），符合芳香氢的典型化学位移范围（6.0-8.0ppm）。
图二 2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶的氢谱
¹³CNMR：4位碳（C4，连Cl）计算值171.3ppm（DMSO），因Cl的强电负性使C4电子密度降低、去屏蔽效应增强，化学位移显著高于其他环碳；2位碳（C2，连NH₂）计算值163.9ppm（DMSO），氨基的给电子共轭部分抵消了环的缺电子性，故化学位移略低于C4；甲基碳（C12）计算值21.4ppm（DMSO），为典型sp³-C化学位移。线性回归分析显示，¹³CNMR的相关系数R²=0.9994，¹HNMR的R²=0.9217。
图三 2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶的碳谱
UV-Vis光谱与电子跃迁
2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶在乙醇（200-400nm）与水中的UV-Vis光谱呈现3个特征吸收带，通过时间依赖密度泛函理论（TD-DFT）归属为π→π*跃迁：乙醇中：202nm（ε=0.905）、232nm（ε=1.458）、277.5nm（ε=0.613），其中277.5nm为最强吸收带，TD-DFT计算对应氨基（HOMO）到嘧啶环（LUMO）的电荷转移（CT）跃迁，计算峰位272.97nm；水中：吸收带红移（如277.5nm→292.5nm），因水的极性更强，稳定电荷转移激发态，导致跃迁能量降低。oscillator强度（f）计算显示，277.5nm处f=0.1005（乙醇），为强跃迁。
非线性光学（NLO）性质
通过DFT计算2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶的偶极矩（μ）、极化率（α）与一阶超极化率（β₀），总偶极矩μ=0.8706Debye（气相），低于尿素（1.3732Debye），分子极性较弱；一阶超极化率β₀=2.1667×10⁻³⁰esu，是尿素（0.3728×10⁻³⁰esu）的5倍，且βₓ、βᵧ分量占主导（βₓ=-723.3×10⁻³³esu，βᵧ=-2038.3×10⁻³³esu），源于分子平面共轭体系的电荷转移特性[1]。
参考文献
[1]Jayavarthanan T ,Sundaraganesan N ,Karabacak M , et al.Vibrational spectra, UV and NMR, first order hyperpolarizability and HOMO–LUMO analysis of 2-amino-4-chloro-6-methylpyrimidine[J].Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2012,97(C):811-824.