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以甲酸乙酯和丙酸乙酯为原料，在金属钠存在下缩合得到胸腺嘧啶中间体α-甲酰基丙酸乙酯；α-甲酰基丙酸乙酯在酸催化下与尿素缩合，最后在甲醇钠作用下环合得到胸腺嘧啶。合成α-甲酰基丙酸乙酯的正交实验结果表明，最佳反应溶剂为异丙醚，金属钠、甲酸乙酯和丙酸乙酯的质量比是1：1．5：2．0；在该优化条件下，α-甲酰基丙酸乙酯的收率达到41．8％。合成胸腺嘧啶的正交实验结果表明，随反应温度的升高，胸腺嘧啶的收率逐渐增大，表明反应温度越高越好，最好在溶液回流温度（68℃）下进行反应；在反应温度为64℃、α-甲酰基丙酸乙酯