2，3，5，6-四甲基吡嗪在酒精饮料、食品工业和医药化工方面有很多的应用，尤其在医药方面，它可用来治疗缺血性心脑血管疾病、部分泌尿系统疾病及眼耳鼻咽喉疾病等多种疾病。本文通过文献及所学知识设计了两种方法来合成四甲基吡嗪。并对其进行了分析验证，发现当以甲酸铵、3-羟基-2-丁酮及无水乙醇的物质的量比为1.611时，进行反应得到的四甲基吡嗪的产率可达到72.5%，为最佳的实验方案。此外，本文还设计了三种方法，来进一步的找出绿色、经济的合成四甲基吡嗪的方法。关键词 四甲基吡嗪，2.3-丁二酮，丁二酮单肟，3-羟基-2-丁酮，丁酮肟
目 录
1 引言1
1.1 2，3，5，6四甲基吡嗪的基本知识1
1.2 四甲基吡嗪的应用简介1
1.2.1 四甲基吡嗪在食品工业和酒精饮料上的应用1
1.2.2 四甲基吡嗪在医药上的应用1
1.3 四甲基吡嗪的药理作用2
1.4 生物法合成2，3，5，6四甲基吡嗪2
1.5 化学法合成四甲基吡嗪3
1.5.1 2，3丁二酮合成四甲基吡嗪3
1.5.2 丁二酮单肟合成四甲基吡嗪5
1.5.3 以3羟基2丁酮合成四甲基吡嗪6
1.5.4 以3氯2丁酮合成四甲基吡嗪7
1.6 研究目的与实验内容 8
1.6.1 研究目的8
1.6.2 实验内容8
2 实验部分9
2.1 仪器与试剂9
2.2 实验步骤10
3 结果与讨论12
3.1 一锅法合成四甲基吡嗪12
3.1.1 方案一的结果与讨论12
3.1.2 方案二的结果与讨论13
3.2 四甲基吡嗪三种中间体的合成14
3.2.1 丁二酮单肟的合成研究14
3.2.2 丁酮肟的合成结果及分析15
3.2.3 3羟基2丁酮的合成研究16
结论 17
致谢 18
参考文献19
1 引言
2，3，5，6四甲基 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
吡嗪是一种中间体化合物，广泛用于食品工业、酒精饮料在医药、临床等行业，在食品工业上用于制作肉类、可可、咖啡、坚果和巧克力类风味调味品，酒类饮料主要用作甜味剂，在药学上被称为川芎嗪。能扩张血管，降低血压，抑制血小板粘附和血栓形成，抑制平滑肌细胞。较为良好的药理作用；故能够安全、经济的合成2，3，5，6四甲基吡嗪成为当下的热点；本文以丁酮为主要原料对四甲基吡嗪的合成做了相关研究，对其中间体的合成进行了实验研究。为四甲基吡嗪的合成提供了有效的参考。
1.1 2，3，5，6四甲基吡嗪的基本知识
2，3，5，6四甲基吡嗪是川芎嗪(Tetramethylpyrazine，TMP)的化学名，是从伞形科藁本属植物川芎中分离提纯出来的生物碱单体，是川芎的有效成分之一，但在川芎中含量相对较小，天然品存在于番石榴、烤牛肉、咖啡、小虾等中。
其分子式为C8H12N2，其结构式如图1所示，为白色晶体或粉末。有牛肉和猪肉在加热时的香味，当稀释到20mg/kg时，就有牛奶巧克力味。熔点为84~86℃，沸点为190℃，可溶于乙醇，绝大部分非挥发性油和丙二醇，微溶于水，不溶于冷水等物理性质[18]。


图1 2，3，5，6四甲基吡嗪的分子结构式
1.2 四甲基吡嗪的应用简介
1.2.1 四甲基吡嗪在食品工业和酒精饮料上的应用
四甲基吡嗪可用来做食用香料，主要是肉类和可可、坚果、花生、咖啡、巧克力和其他香精；亦可用来做调味剂、卷烟中的矫味剂、增补剂。
食醋中的重要香气成分是四甲基吡嗪，它赋予了食醋中特殊的坚果香味和烘烤香味的同时也赋予了其保健价值；它也是中国白酒中一种重要的香气化合物。它对中国白酒的风味有着重要的贡献，同时也了使其具有保健功能。
1.2.2 四甲基吡嗪在医药上的应用
四甲基吡嗪可用来合成磷酸川芎嗪、川芎嗪注射液、阿魏酸吡嗪等药物；它对用于治疗缺血性心脑血管疾病、缺血性肢体血管疾病、某些泌尿系统疾病和眼、耳、鼻、咽喉疾病，肿瘤、妇科疾病、心绞痛有一定的疗效。并可用于治疗新生儿硬化症。
1.3 四甲基吡嗪的药理作用
四甲基吡嗪可调控兴奋性氨基酸增加、细胞内超载、毒性自由基产生、细胞凋亡和炎性细胞损伤，在改善脑缺血再灌注损伤中起着重要作用[9]。
四甲基吡嗪能穿透正常和缺血再灌注的血脑屏障；盐酸川芎嗪对脑缺血再灌注损伤起保护作用。其机制是减少脑水肿，调节星形胶质细胞对损伤的反应，抗自由基损伤，减少毒性，防止血管痉挛，凋亡和减少细胞凋亡[10]。
四甲基吡嗪对于呼吸系统疾病的作用机制主要为[11]：通过抑制Ⅰ型前胶原mRNA，使其具有抗纤维化作用；通过抑制氧自由基的释放保护细胞膜，减轻吸烟引起的肺损伤；通过抑制急性重症胰腺炎大鼠内皮素的形成，促进前列环素的作用，从而稳定内皮素、前列环素的平衡和改善急性重症胰腺炎合并肺损伤的作用；通过恢复ET与NO之间的动态平衡，降低血管通透性，改善缺氧状态，保护肺血管的结构和功能，从而达到预防肺水肿的目的。
它还可通过改变血液的高度凝结和自身溶解血栓的功能下降的状态，使溶酶体被软化，酸性水解酶被释放，从而提高化疗药物的效力，增强脂蛋白酶的活性，增加肿瘤组织的渗透性，使药物易于渗透，并抑制纤维蛋白微血栓和癌细胞的结合，抑制肿瘤转移。为提高胃窦炎和消化性溃疡患者胃粘膜的愈合提供条件，结合抑酸剂和杀菌剂，使治疗方案更加合理和完善[12]。
1.4 生物法合成2，3，5，6四甲基吡嗪
在面临当今化石原料供应短缺的情况下，由可再生生物质生产天然TMP的绿色过程引起了人们极大的兴趣。新型温度控制两步法大大提高了可再生材料生产TMP的收率和效率，这主要是由TMP和主要副产品OXZ的特殊性质造成的。通过使用更好的乙偶姻聚集菌株可以进一步提高产量。

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