吡啶类化合物应用概述 □宗河
□宗河 吡啶类化合物主要有吡啶、２-甲基吡啶、３-甲基吡啶、４-甲基吡啶、２-甲
吡啶类化合物主要有吡啶、２-甲基吡啶、３-甲基吡啶、４-甲基吡啶、２-甲基-５-乙基吡啶（简称ＭＥＰ）以及它们的衍生物。 一、合成路线
一、合成路线 国内吡啶类化合物的生产仍采用分离焦油碱的方法，因焦油资源有限（全国仅
国内吡啶类化合物的生产仍采用分离焦油碱的方法，因焦油资源有限（全国仅有几百吨），吡啶类化合物生产能力不足２００ｔ／ａ。国外吡啶类产品９０％是由合成法获得。目前世界总生产能力约８万ｔ／ａ。 随着吡啶类化合物用途的扩大，相继出现了多种合成吡啶及吡啶类化合物的工
随着吡啶类化合物用途的扩大，相继出现了多种合成吡啶及吡啶类化合物的工艺，其中合成吡啶及烷基吡啶最重要的方法是以乙醛（或乙醛加甲醛）与氨反应法，另外，还有乙炔法、丙酮、丙烯腈反应法等。 １．乙醛、甲醛混合物与氨气相反应法
１．乙醛、甲醛混合物与氨气相反应法 意大利ＭｏｎｔｅｃａｔｉｎｉＥｄｉｓｏｎ公司采用３７％甲醛与乙醛（按
意大利ＭｏｎｔｅｃａｔｉｎｉＥｄｉｓｏｎ公司采用３７％甲醛与乙醛（按比例，远超过理论量）和氨通入装有ＳｉＯ２-Ａｌ２Ｏ３-Ｂｉ２Ｏ３催化剂的反应器，在３７０～４３２℃进行反应，生成４０％～５０％的吡啶和２０％～３０％的３-甲基吡啶，总收率６０％左右。 原料中甲醛与乙醛的相对用量决定各生成物的比例。据报道，美国最大的吡啶
原料中甲醛与乙醛的相对用量决定各生成物的比例。据报道，美国最大的吡啶生产商ＲｅｉｌｌｙＴａｒｋＣｈｅｍｉｃａｌ公司可生产５０％吡啶及５０％的２-甲基吡啶，或者是５０％的２-甲基吡啶及２５％的吡啶、２５％的４- 甲基吡啶。 ２．乙醛与氨反应法
２．乙醛与氨反应法 以醋酸铵为催化剂，将乙醛（或三聚乙醛）与３０％～４０％氨水，在２２０
以醋酸铵为催化剂，将乙醛（或三聚乙醛）与３０％～４０％氨水，在２２０～２８０℃，２０ＭＰａ下反应，生成２-甲基-５-乙基吡啶， 转化率７０％（以乙醛计），副产物是２-甲基吡啶、４-甲基吡啶（比例约３∶１）及高级吡啶。 若用Ａｌ２Ｏ３或Ａｌ２Ｏ３-ＳｉＯ２为催化剂，在常压、３５０～５００℃
若用Ａｌ２Ｏ３或Ａｌ２Ｏ３-ＳｉＯ２为催化剂，在常压、３５０～５００℃条件下乙醛与氨气相反应，则优先生成２-甲基吡啶和４-甲基吡啶（比例约１∶１）。 ３．丙酮与丙烯腈反应法
３．丙酮与丙烯腈反应法 荷兰国家矿业公司以异丙胺作催化剂，将丙酮与丙烯腈反应，生成５- 氧化己
荷兰国家矿业公司以异丙胺作催化剂，将丙酮与丙烯腈反应，生成５- 氧化己腈，选择性以丙酮及丙烯腈计超过８０％。该中间体在氢气作用下，以Ｎｉ／ＳｉＯ２或Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３催化环化，脱水得２-甲基吡啶和２-甲基哌啶。 ４．丙烯醛与氨气相反应法
４．丙烯醛与氨气相反应法 日本大赛珞公司采用丙烯醛与氨在３５０～４００℃进行气相催化反应，生成
日本大赛珞公司采用丙烯醛与氨在３５０～４００℃进行气相催化反应，生成吡啶和３-甲基吡啶。 此外，乙炔和氨在ＺｎＳＯ４-Ｈ３ＢＯ３·Ａｌ２Ｏ３催化下缩合， 亦可制
此外，乙炔和氨在ＺｎＳＯ４-Ｈ３ＢＯ３·Ａｌ２Ｏ３催化下缩合， 亦可制得２-甲基吡啶和４-甲基吡啶；日本ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＣｈｅｍｉｃａｌ开发了乙烯与氨在钯盐溶液及铜的氧化还原系统中，于１００～３００℃，３０×１０５～１００×１０５Ｐａ条件下反应，生成２-甲基-５-乙基吡啶及２-甲基吡啶，总选择性８０％（以乙烯计）。 二、应用概况
二、应用概况 吡啶类化合物是合成医药、农药、香料、染料、饲料添加剂、橡胶加工助剂等
吡啶类化合物是合成医药、农药、香料、染料、饲料添加剂、橡胶加工助剂等产品的重要原料，应用非常广泛，深加工前景相当广阔。目前，我国吡啶类化合物年消费量约２０００ｔ／ａ，预计到２０００年可达２５００ｔ／ａ。吡啶类化合物主要可合成以下产品： １．医药
１．医药 ①双异丙吡胺
①双异丙吡胺 吡啶与氨基钠在甲基存在下反应，生成物经水解得２-氨基吡啶， 溴化后先后
吡啶与氨基钠在甲基存在下反应，生成物经水解得２-氨基吡啶， 溴化后先后与苄腈、Ｎ，Ｎ-二异丙基氯乙胺缩合、水解， 再与磷酸成盐即得到治疗心律失常药双异丙吡胺。 ②烟酸及烟酰胺
②烟酸及烟酰胺 抗粗皮病药烟酸，可由３-甲基吡啶、空气、氨按比例混合，用钒催化剂， 在
抗粗皮病药烟酸，可由３-甲基吡啶、空气、氨按比例混合，用钒催化剂， 在２９０～３６０℃下反应生成烟腈后，用ＮａＯＨ于１６０℃水解即可制得烟酸。若采用氨水水解，即可制得烟酰胺。 烟酰胺也可由烟酸与氨水成盐后脱水而得。烟酸与烟酰胺在大多数情况下可以
烟酰胺也可由烟酸与氨水成盐后脱水而得。烟酸与烟酰胺在大多数情况下可以通用，均作为抗粗皮病药。烟酰胺除作为药物外，还大量用作食品和饲料添加剂。 ③β-（２-吡啶基）丙氨酸
③β-（２-吡啶基）丙氨酸 生物活性多肽大都由非天然氨基酸组成，因此，合成非天然氨基酸β-（２-吡
生物活性多肽大都由非天然氨基酸组成，因此，合成非天然氨基酸β-（２-吡啶基）丙氨酸对活性多肽的研究具有更重要的意义。 由２-甲基吡啶氯化得２-氯甲基吡啶，再与乙酰氨基丙二酸二乙酯反应，生成
由２-甲基吡啶氯化得２-氯甲基吡啶，再与乙酰氨基丙二酸二乙酯反应，生成物经脱羧、２-糜蛋白酶拆分，成盐即制得β-（２-吡啶基）丙氨酸。 ④抗眩啶２-（２-甲胺乙基）吡啶双盐酸盐
④抗眩啶２-（２-甲胺乙基）吡啶双盐酸盐 ２-甲基吡啶与甲醛加成，再与ＮａＯＨ反应得２-乙烯基吡啶，然后与ＣＨ３
２-甲基吡啶与甲醛加成，再与ＮａＯＨ反应得２-乙烯基吡啶，然后与ＣＨ３ＮＨ２·ＨＣｌ加成，成盐即得血管扩张药抗眩啶。 此外，４- 甲基吡啶经催化氧化生成异烟酸再与水合肼反应可得抗结核药异烟
此外，４- 甲基吡啶经催化氧化生成异烟酸再与水合肼反应可得抗结核药异烟肼；２-甲基吡啶在氨基钠存在下与二苯丙酮缩合、脱水、 催化加氢可制得治疗冠心病用药双环己哌啶。 ２.农药
２.农药 随着杂环类农药不断问世，吡啶类化合物在农药中的应用已有很大发展，特别
随着杂环类农药不断问世，吡啶类化合物在农药中的应用已有很大发展，特别是１９８８年日本成功地开发了高效广谱吡啶杀虫剂———烟碱硝基烯类后，含吡啶类新农药迅速增加，除杀虫、杀菌、除草剂三大类外，还有杀线虫剂、杀鼠剂、植物生长调节剂和增效剂等，从结构类型看，绝大部分已形成系列，从氨基甲酸酯到磺酰脲、咪唑酮类农药都含有吡啶类化合物。 ①毒死蜱
①毒死蜱 毒死蜱和甲基毒死蜱是已商品化的含吡啶的有机磷农药。由吡啶经氯化钴催化
毒死蜱和甲基毒死蜱是已商品化的含吡啶的有机磷农药。由吡啶经氯化钴催化氯化，生成物与锌粉、氯化铵反应得２，３，５，６-四氯吡啶，再与ＫＯＨ作用，生成３，５，６-三氯-２-吡啶醇后与Ｏ，Ｏ-二甲基硫代磷酰氯（或Ｏ，Ｏ- 二乙基硫代磷酰氯）反应，生成甲基（或乙基）毒死蜱（除草剂）。 ②百草枯
②百草枯 百草枯及敌草快是最早发现的吡啶类农药之一，这类已商品化的农药有１０个，
百草枯及敌草快是最早发现的吡啶类农药之一，这类已商品化的农药有１０个，均是除草剂。由吡啶在氰化钠存在下与氯甲烷反应，生成１，１’-二甲基四氢-４，４’-联吡啶，再经氯化、对苯醌氧化得除草剂百草枯。 若吡啶在ＲａｎｅｙＮｉ作用下生成联吡啶后，再与１，２-二溴乙烷反应，则生成除草剂敌草快。 近年来由于取代吡啶类等新颖除草剂不断出现，此类农药研究已处于停滞状态。 ③吡氟禾草灵
③吡氟禾草灵 吡氟禾草灵是已商品化的二芳醚氧丙酸酯类四种除草剂之一。可由３- 甲基吡
吡氟禾草灵是已商品化的二芳醚氧丙酸酯类四种除草剂之一。可由３- 甲基吡啶氯化、氟化后，再与对苯二酚反应，生成物与２- 氯代丙酸丁酯缩合得禾本科杂草除草剂２-［４-（５-三氟甲基-２-吡啶氧基）苯氧基］丙酸丁酯（吡氟禾草灵）。 ④灭鼠优
④灭鼠优 已商品化的含吡啶的氨基甲酸酯类农药产品除日本曹达公司正在开发的除草剂
已商品化的含吡啶的氨基甲酸酯类农药产品除日本曹达公司正在开发的除草剂ＩＳＨ-８８８而外，还有早期开发的灭鼠剂。灭鼠优即是由３-甲基吡啶氰化、氢化的生成物与对硝基异氰酸苯酯加成获得的。 若苯环上硝基被氰基替代，其产品即灭鼠腈。除上述几类含吡啶化合物的农药
若苯环上硝基被氰基替代，其产品即灭鼠腈。除上述几类含吡啶化合物的农药外，近年来，各国新开发并商品化了一系列含吡啶拟除虫菊酯（如：吡氯氰菊酯）、含吡啶二芳醚类除草剂、杀虫剂、杀菌剂（如：麦田除草剂吡氟苯胺）、含吡啶磺酰脲类除草剂（如：ＳＬ-９５０）、含吡啶的苯甲酰脲类杀虫剂（如：宝虫隆）、吡啶基咪唑类除草剂（如：已商品化的咪草烟、灭草烟萘４个品种）、含吡啶的烟碱硝基烯类杀虫剂等新型农药。这一系列含吡啶农药的杀菌、杀虫、除草活性高，杀草谱广、不少品种用量少，对哺乳动物、鱼类鸟类十分安全，已成为世界各大农药企业研究开发投资的热点。 总之，近年来含吡啶类化合物在农药方面的开发应用十分活跃，很值得我们重
总之，近年来含吡啶类化合物在农药方面的开发应用十分活跃，很值得我们重现。 ３.香料
３.香料 吡啶类香料香域广，应用范围大，７０年代开始用于食品工业。目前在食用香
吡啶类香料香域广，应用范围大，７０年代开始用于食品工业。目前在食用香精及日化工业方面已广泛应用，发展前景广阔。调香中所使用的吡啶类香料均为合成品，其中以烷基吡啶类香料最多，还有烷氧基吡啶香料，以及用作食品增香剂的吡啶硫化物等。 ①烷基吡啶类香料
①烷基吡啶类香料 吡啶与酮在铝或镁存在下进行取代反应，生成物经脱水、催化加氢可制得一系
吡啶与酮在铝或镁存在下进行取代反应，生成物经脱水、催化加氢可制得一系列具有不同香味的２-烷基吡啶。如：２-乙基吡啶具有清香、甜香；２- 异丁基吡啶具有青胡椒香味。 此外，３-甲基吡啶在液氨存在下与溴代异丙烷反应，生成３-异丁基吡啶香料；
此外，３-甲基吡啶在液氨存在下与溴代异丙烷反应，生成３-异丁基吡啶香料；若将无水吡啶与醋酐、醋酸、锌粉加热回流，再用ＮａＯＨ中和，还可制得具有甜香、坚果香味的４-乙基吡啶。 ②烷氧基吡啶类香料
②烷氧基吡啶类香料 用发烟硫酸磺化吡啶，生成３-磺酸吡啶，再经碱熔、中和得３-羟基吡啶，然
用发烟硫酸磺化吡啶，生成３-磺酸吡啶，再经碱熔、中和得３-羟基吡啶，然后用相转移催化剂烷氧基化，生成香料３-丁烷氧基吡啶。 再如，由吡啶氯化得２-氯吡啶后，再与甲醇钠反应，可制得酚香香料２-甲氧
再如，由吡啶氯化得２-氯吡啶后，再与甲醇钠反应，可制得酚香香料２-甲氧基吡啶。 ③吡啶硫化物
③吡啶硫化物 吡啶硫化物是一类很有价值的食品香料增香剂，如：具有果香、木香的２- 正
吡啶硫化物是一类很有价值的食品香料增香剂，如：具有果香、木香的２- 正丙硫基吡啶，可由２-甲基吡啶与甲醛在２５０℃下合成２-乙羟基吡啶，进一步与ＮａＯＨ作用得２-乙烯基吡啶，再在过氧化物存在下与甲硫醇反应而获得。另外，２-乙烯基吡啶与乙酰硫醇反应还可制得香料２-乙基吡啶硫代乙酸酯。 ４.染料
４.染料 ①印地素灰ＩＢＬ（ＩｎｄｉｇｏｓｏｌＧｒｅｙＩＢＬ）
①印地素灰ＩＢＬ（ＩｎｄｉｇｏｓｏｌＧｒｅｙＩＢＬ） 在氯磺酸磺化的吡啶中加入还原黑ＢＬ，再经铁粉还原，生成还原黑ＢＬ的隐
在氯磺酸磺化的吡啶中加入还原黑ＢＬ，再经铁粉还原，生成还原黑ＢＬ的隐色体酯化物，再碱性水解，即可得染料ＩＢＬ。 ②阳离子黄Ｍ-４ＧＬ
②阳离子黄Ｍ-４ＧＬ 由４-甲基吡啶氧化得吡啶-４-甲醛，再在甲醇中与Ｎ-甲基-Ｎ-苯肼回流，生
由４-甲基吡啶氧化得吡啶-４-甲醛，再在甲醇中与Ｎ-甲基-Ｎ-苯肼回流，生成苯胺缩合物，经氧化镁催化酯化，即得阳离子黄Ｍ-４ＧＬ。