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重點一句話：

以**乙二醛（Glyoxal）與草醯胺（Oxamide）在甲醇/鹼性條件下縮合、關環，經酸化與碳酸氫鈉處理後，得到2,3-二羥基吡嗪（Hydroxypyrazine）**骨架。
此法步驟短、原料易得，適合教學與小試放大。

 

反應概念（對照圖示）

1. 胺加成：草醯胺兩端 –NH₂ 對乙二醛的兩個醛基進行親核加成，形成二亞胺/半縮醛型中間體。

2. 關環：分子內成環（生成吡嗪環），並伴隨質子轉移。

3. 脫水/重排：連續脫水與共振穩定，最終在酸化條件下得到2,3-二羥基吡嗪（常以酮-烯醇互變異構存在）。

實驗條件常見：MeOH、–30 °C 起始；加 NaOH 促進縮合；再以 H⁺ 酸化；最後以 NaHCO₃ 中和、淬洗與除去副產酸。

 

為什麼值得關注？

• 起始物便宜、容易取得：乙二醛與草醯胺皆為常見工業/科研級原料。

• 一步建環，官能團耐受度不錯：溫和條件下即可形成含兩個鄰位羥基的吡嗪核心。

• 衍生性高：2,3-二羥基吡嗪可進一步做醚化、酯化、金屬配位或作為雜環藥物/配體前驅體。

 

基本操作提示（實務向）

• 溶劑：常用 甲醇。亦可視溶解度改用乙醇/混合溶劑。

• 溫控：低溫起始（例如 –30 °C）有助控制初期胺加成與抑制副反應。

• 鹼量：NaOH 等強鹼可推進縮合；但過量可能導致副反應或水解，建議分批滴加並監控 TLC/HPLC。

• 酸化：反應後以 無機酸（如 HCl）調整至弱酸性，有助產物析出；再以 NaHCO₃ 溫和中和、除酸。

• 純化：常見過程為過濾→洗滌→重結晶；必要時以矽膠柱/制備 HPLC。

• 安全：乙二醛具刺激性；NaOH/HCl 為腐蝕性藥品；甲醇具毒性與可燃性——操作請配戴個人防護，做好通風與廢液分類。

 

可能用到的試劑與 CAS No.（方便採購/內控）

起始原料

• 乙二醛 Glyoxal（40% 溶液常見）｜CAS 107-22-2

• 草醯胺 Oxamide｜CAS 471-46-5

溶劑/媒介

• 甲醇 Methanol｜CAS 67-56-1

促進/處理劑

• 氫氧化鈉 Sodium hydroxide（NaOH）｜CAS 1310-73-2

• 酸化用酸（擇一依實驗室慣例）

• 鹽酸 Hydrochloric acid（HCl）｜CAS 7647-01-0

• 硫酸 Sulfuric acid（H₂SO₄）｜CAS 7664-93-9

• 冰醋酸 Acetic acid｜CAS 64-19-7

• 碳酸氫鈉 Sodium bicarbonate（NaHCO₃）｜CAS 144-55-8

常見純化助劑（視情況選用）

• 乙酸乙酯 Ethyl acetate｜CAS 141-78-6

• 正己烷 n-Hexane｜CAS 110-54-3

• 乙腈 Acetonitrile（分析/制備 HPLC）｜CAS 75-05-8

備註：收率依實際條件差異而變，文獻多為中等至良好區間；建議先以 0.5–2.0 mmol 規模做條件掃描（溶劑比、鹼當量、溫度與加料速率），再進行放大與危害辨識（熱安/放熱評估）。