吡啶制备方法

时间：2023-03-24 10:28:52来源：food栏目：食品快速检测阅读：

吡啶制备方法

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

吡啶

[结构式]

[物化性质]吡啶又称氮(杂)苯，是无色或微黄色液体，相对密度0.978，有特殊的气味。溶点一42.0℃，沸点115.5℃，闪点20℃(闭式)，黏度0.97mPa.s(20℃)；爆炸极限1.8%～12.5%(体积)；着火点482℃。溶于水、乙醇、乙醚、苯、石油醚和动植物油，是许多有机化合物的优良溶剂，并能溶解许多无机盐类，对酸和氧化剂稳定，呈碱性，与无机酸作用生成盐，其蒸气与空气形成爆炸性混合物。

[制备方法]

(1)醛或酮与氨为原料的合成法

最普通的吡啶类的工业合成法是用价廉易得的各种醛或酮和氨反应，得到各种各样的吡啶。通常用氧化铝-氧化硅系的催化剂，为提高收率，延长催化剂的寿命及便于再生，而配入各种金属。反应条件是：混合气空速为500～1000/h，反应温度400～500℃。反应式如下：

(2)从煤焦化副产物中回收吡啶，

煤炼焦时有副产物吡啶碱类生成，国内外大型焦化厂一般都有吡啶回收及提纯装置。烟煤中平均含氮1.1%～1.6%。焦化过程中生成的焦炉气中含有此类氮化合物的降解产物吡啶碱。经初步冷却后，高沸点的吡啶碱溶于焦油和氨水中，而沸点较低的吡啶碱则几乎完全留在煤气中，其含量约0.4～0.6g/cm3.煤气进入饱和器与稀硫酸鼓泡接触，煤气中的氨及吡啶碱被稀硫酸吸收而成盐，回收率90%～95%。随着吸收过程的进行，母液内吡啶硫酸盐含量逐渐增多，在母液沉降槽中沉降除去硫酸铵结晶，然后进入中和器，在此用蒸氨塔来的10%～12%氨气中和。氨气鼓泡穿越母液层时与母液中和而分解出吡啶，自中和器蒸出，进入冷凝冷却器，冷却至30～40℃，冷凝液进入油水分离器，上层粗吡啶流入计量槽，下面的水层返回中和器。如此得到的粗吡啶碱含吡啶60%～63%，水分不大于15%，其余为焦油状物。精制时先用纯苯共沸蒸馏，脱除其中水分，然后精馏。

(3)以a-甲基吡啶为原料制备吡啶

战佩英等向安装有温度计、回流冷凝管、机械搅拌装置的250mL的圆底四口烧瓶中加入适量的水(作为溶剂)、a-甲基吡啶及高锰酸钾，加热搅拌。当温度达到80～90℃，紫红色褪去。待反应完全，冷却、抽滤，用浓盐酸调pH值至3～4，然后加热蒸馏，收集115～116℃馏程范围的馏分，为淡黄色液体。反应原理如下：

①反应温度对吡啶收率的影响取a-甲基吡啶23g，水100mL，KMnO4 15g，在不同的温度下反应4h。根据实验结果可知，温度升高，产率上升，但温度达120℃后，收率又开始下降，原因是吡啶环在高于此温度后被破坏掉，不能生成吡啶，致使吡啶的收率下降。最佳反应温度为120℃。

②反应时间对吡啶收率的影响同样取a-甲基吡啶23g，水100mL，KMnO4 15g，在120℃温度下反应2～6h，得：随着反应时间的增加，吡啶收率明显增大，但反应4h后，吡啶收率不再增加，则最佳反应时间为4h。

③氧化剂KMnO4用量对吡啶收率的影响取a-甲基吡啶23g，水100mL，改变KMnO4用量，在120℃温度下反应4h，结果表明：随着氧化剂用量的增加，吡啶的收率也随之增加，但超过15g后，产率趋于平稳，不再增加，故选原料a-甲基吡啶与氧化剂KMnO4的最佳用量(质量)之比为1：0.65。

(4)分离法

StetsinkoE.Y.采用分离法制得吡啶。在生产硫酸盐和焦油冷浸剂的母液中含有吡啶，通过分离可以制得吡啶及其同系物：采用程序降温和浓缩法，对母液进行中和，并分离得到吡啶。

[技术指标] GB/T689-1998化学试剂吡啶

[应用]吡啶类在作缓蚀剂时，可直接加到酸洗液中，利用其吸附作用达到缓蚀效果。吡啶加入到介质中时，其分子的极性基因定向吸附排列在金属的表面，从表面上排除了氢离子的腐蚀性介质，对金属的腐蚀起到缓蚀作用。在盐酸中缓蚀效率可达97%，腐蚀速度在0.6～0.7g/(m2·h)，在同类缓蚀剂中是比较低的，而且吡啶易溶于酸，使用很方便。但是由于吡啶类有奇特的臭味，在实际应用中受到一定限制。

在酸性溶液中，吡啶是以质子化形式对铝合金起缓蚀作用的，阴离子的加入可能增强其缓蚀效果。颜肖慈等通过试验和量子化学计算，研究了碘离子与吡啶对纯铝缓蚀作用的影响。试验表明，在磷酸介质中，吡啶和碘离子对纯铝的缓蚀作用存在着协同效应，既可以抑制阳极溶解反应，又可以抑制阴极析氢反应。量子化学计算表明，净协同作用可能是产生协同缓蚀效应的一个重要原因。

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