背景及概述[1][2]
2-三氟甲基嘧啶分子式C5H3F3N2，英文名为2-Trifluoromethylpyrimidine，2-三氟甲基嘧啶是一种很重要的有机中间体，在印染、农业等行业广泛使用。2-三氟甲基嘧啶衍生物种类多达百种，为此其合成工艺受到高度重视。经典2-三氟甲基嘧啶合成工艺由两种方法组成，分别为：光催化方法和热化学反应方法。光催化方法原理是在光照条件下用氯原子取代嘧啶上的氢原子从而制备三氯甲基嘧啶进一步氟化从而得到2-三氟甲基嘧啶。
然而该方法由于反应效率低、分离过程复杂从而增加了产品成本。为此进行了工艺改进，使用光催化侧链反应中加入了苯环氯代副反应的抑制剂。热化学反应方法原理是在一定温度下将甲苯中的氢原子与氯原子进行氯代反应，进一步氟化从而得到2-三氟甲基嘧啶。
应用[3]
2-三氟甲基嘧啶可用于制备2-三氟甲基-5-(哌 啶-4-基)嘧啶：
1.制备 2- 三氟甲基 -4, 6- 二羟基嘧啶
向反应瓶中加入500 mL甲醇，降温至0~5℃，加入118.6 g甲醇钠，搅拌至基本澄清，加入102.1g丙二酰胺，搅拌，升温至35℃，加入153.7g 三氟乙酸甲酯，加完后，搅拌30分钟，升温至65~70℃回流 15小时。反应完后，降温至25~35℃，滴加100 mL甲叔醚，滴完降温至5~10℃，搅拌后过滤 ，用甲叔醚淋洗滤饼，过滤完毕后，将固体转移至单口瓶，减压浓缩。加入水，搅拌至溶清，加入浓盐酸调节pH=1~2，过滤，得滤饼95g。滤饼加入乙酸乙酯250 mL，加热至回流，搅拌，过滤，减压浓缩至恒重，得灰白色固体118.4g，收率65.8%，HPLC 94.3%。
2.制备 4, 6- 二氯 -2- 三氟甲基嘧啶
向反应瓶中加入三氯氧磷144.1 g，搅拌加入2-三氟甲基-4, 6-二羟基嘧啶36g，搅拌，降温至5~10℃滴加三乙胺55.4 mL，滴完升温至100~105℃反应4小时，中控反应合格后，控制0~5℃将反应液加到冰水中，搅拌后，再加入二氯甲烷搅拌分层，水相中加入二氯甲烷提取，合并有机相，洗涤，过滤 ，干燥得到粗品。将粗品蒸馏，收集蒸出的产品，无色液体31.4g，收率72.4%，HPLC 99.9%。
3. 制备 4 - 甲氧基 -2- 三氟甲基嘧啶
向反应瓶中加入甲醇100 mL，降温至0~5℃，分批加入甲醇钠7.8 g，搅拌10分钟至基本溶清，备用。再向另一反应瓶中加入甲醇100 mL和4, 6-二氯-2-三氟甲基嘧啶 27.2 g，10~20℃滴加配制好的甲醇钠甲醇溶液，30~35℃搅拌5小时，原料反应完，将反应液过滤，滤饼用50 mL甲醇淋洗，滤液合并，得4 -氯-6-甲氧基-2-三氟甲基嘧啶溶液。
将上步得到的4 -氯-6-甲氧基-2-三氟甲基嘧啶溶液中加入10% 钯碳2 g、三乙胺14 g，氮气置换，常压通氢气，25~35℃搅拌15小时，中控反应完，将反应液过滤，用50 mL甲醇淋洗滤饼。滤液于减压浓缩至恒重，得到淡黄色固体24 g，两步粗收率107%。
4. 制备 2- 三氟甲基 -4- 羟基嘧啶
向反应瓶中加入氢溴酸40mL，搅拌加入4 -甲氧基-2-三氟甲基嘧啶27.2 g。升温至60~70℃搅拌5小时，中控反应合格后，降温至25~35℃过滤，向滤液中滴加氢氧化钠溶液调节pH=2~3，析出固体，降温至5~10℃搅拌，过滤，滤饼烘干至恒重，得到白色粉末固体16.1 g，HPLC 95.9%，收率65.6%。
5. 制备 4 - 氯 -2- 三氟甲基嘧啶
向反应瓶中加入三氯氧磷10 g，搅拌，加入2-三氟甲基-4-羟基嘧啶3.5 g，20~30℃滴加2.2 g三乙胺。升温至100~105℃搅拌反应3小时，中控反应合格后，将反应液降温至0~5℃缓慢滴加到冰水中，控温搅拌30分钟。再加入二氯甲烷萃取，静置分层，水相再加二氯甲烷萃取一次，合并有机相合，洗涤，减压浓缩至恒重，得到棕黄色液体3.4 g，HPLC 97.9%，收率87%。
制备 [2]
1.制备2-三氯甲基嘧啶
在 250mL 三口瓶中加入 154mL 2-甲基嘧啶 、2.5g 催化剂, 混合均匀 ,油浴加热, 开始回流。初始反应温为 100℃, 将 500W 碘钨灯置于距反应瓶 35cm 处,在光照下从反应器底部通入氯气 。通过观察反应管中气体颜色深浅来控制氯气速度 ,以灯照射下呈淡绿色为宜。随着氯化度的不断增加 ,反应液的温度要随之提高 ,但至反应结束时的反应温度以不超过150℃为宜 。反应液用 10 %碳酸钠水溶液碱洗, 然后水洗至中性,加入无水氯化钙干燥去水,减压蒸馏收集97～ 98 ℃/1 .6kPa 馏分 ,得产品2-三氯甲基嘧啶,进行定量分析。
2.制备2-三氟甲基嘧啶
其是由2-三氯甲基嘧啶与无水氟化氢作用而得，2-三氯甲基嘧啶与无水氟化氢的摩尔配比为1：3.88，反应在温度为104℃，压力为1.67-1.77MPa下充分反应3h。收率为72.1%。由于无水氟化氢便宜易得，设备易解决，不需特殊钢材，成本低，适合工业化。
主要参考资料
[1] 朱有全, 邹小毛, 李公春, 姚昌盛, 司学凯, & 杨华铮. (2007). 3-取代苄基-6-三氟甲基嘧啶-2,4(1h,3h)-二酮衍生物的合成及其除草活性的研究. 有机化学, 27(6), 753-757.
[2] 王红学, 李芳, 许丽萍, 李永红, 王素华, & 李正名. (2010). 新（4′-三氟甲基嘧啶基）-2-苯磺酰脲衍生物的合成及生物活性. 高等学校化学学报, 31(1), 64-67.
[3] 王娜, 李亚明, 王秀娜, & 王凤刚. (2006). 三氟甲基嘧啶磺酰脲的合成与除草活性. 合成化学, 14(6), 597-599.