吡啶性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
吡啶(分子式C6H5N)含有一個(gè)氮雜原子的六元雜環(huán)化合物,即苯分子中的一個(gè)-CH＝被氮取代而生成的化合物，與苯類似，具有相同的電子結(jié)構(gòu)，仍有芳香性，故又稱氮苯和氮雜苯， 在常溫下是一種無色有特殊氣味的液體，熔點(diǎn)-41.6℃，沸點(diǎn)115.2℃，與水形成共沸混合物，沸點(diǎn)92～93℃。（工業(yè)上利用這個(gè)性質(zhì)來純化吡啶）,密度0.9819g/cm3。易溶于水,乙 醇,醚等多數(shù)有機(jī)溶劑，本身也可作溶劑。 吡啶最初由骨焦油內(nèi)分離出來，隨后發(fā)現(xiàn)煤焦油、煤氣、頁巖油、石油內(nèi)也含有吡啶及其同系物，如2-甲基吡啶和2，6－二甲基吡啶。
吡啶及其衍生物比苯穩(wěn)定，其反應(yīng)性與硝基苯類似。由于環(huán)中氮原子的吸電子作用,使2，4，6位上的電子密度低于3,5兩位,典型的芳香族親電取代反應(yīng)發(fā)生在3，5位上，但反 應(yīng)性比苯低，一般不易發(fā)生硝化、鹵化、磺化等反應(yīng)。此外，這些取代反應(yīng)都是在酸性介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的，吡啶形成帶正電荷的離子, 使親電試劑不易接近。2-或4-鹵代吡啶的鹵素 都具有活性。由于2和6位上的電子密度較低，在此位上可發(fā)生親核取代反應(yīng)，如與氨基鈉或氫氧化鉀反應(yīng)，得到相應(yīng)的2-氨基吡啶或2-羥基吡啶。
吡啶是一個(gè)典型的缺電子芳香雜環(huán)化合物, 吡啶環(huán)是一個(gè)平面環(huán), 分子內(nèi)存在閉合共軛體系。由于N原子的電負(fù)性大于C原子, 吡啶環(huán)上的電子云密度小于苯；另外在氮原子周圍電子云密度高，而環(huán)的其他部分電子云密度降低，尤其是鄰、對(duì)位上降低顯著，所以吡啶的芳香性比苯差。另外, 吡啶分子中的氮原子有一對(duì)未共用電子對(duì)不參與π體系, 所以吡啶具有一定的親核能力, 能進(jìn)攻帶有正電荷的分子, 吡啶是一種重要的有機(jī)堿。在吡啶分子中，氮原子的作用類似于硝基苯的硝基，使其鄰、對(duì)位上的電子云密度比苯環(huán)降低，間位則與苯環(huán)相近，這樣，環(huán)上碳原子的電子云密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于苯，因此吡啶這類芳雜環(huán)又被稱為“缺π”雜環(huán)。這類雜環(huán)表現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)上是難親電取代，易親核取代；難氧化，易還原。
分析純的吡啶含有少量水分，可供一般實(shí)驗(yàn)用。如要制得無水吡啶，可將吡啶與粒氫氧化鉀（鈉）一同
回流，然后隔絕潮氣蒸出備用。干燥的吡啶吸水性很強(qiáng)，保存時(shí)應(yīng)將容器口用石蠟封好。
吡啶可以從煉焦氣和焦油內(nèi)提煉。將煉焦氣通過硫酸，吸收其中的氨和吡啶等含氮的堿性物質(zhì)，用氨氣處理所產(chǎn)生的硫酸銨鹽類的溶液，分出游離的含氮有機(jī)堿類，然后蒸餾，即
得到吡啶及其烷基取代物的混合液。也可由乙醛和氨制得。吡啶及其衍生物可以通過多種方法合成。其中應(yīng)用最廣的是漢奇吡啶合成法，這是用兩分子的β-羰基化合物，如乙酰乙
酸乙酯與一分子乙醛縮合，產(chǎn)物再與一分子的乙酰乙酸乙酯和氨縮合形成二氫吡啶化合物，然后用氧化劑（如亞硝酸）脫氫，再水解失羧，即得吡啶衍生物，吡啶也可用乙炔、氨
和甲醇在500℃通過催化劑制備。
吡啶作為重要的含氮雜環(huán)化合物之一，在包括光催化以及光電器件等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在藥物化學(xué)中，吡啶也常用作藥物的母核結(jié)構(gòu)。目前，吡啶的氘代反應(yīng)主要以Pd、Rh、Ir、Ru和Ni等金屬催化劑，在α-位進(jìn)行氫同位素交換（HIE），而其他位置的HIE很少涉及。
吡啶的許多衍生物中，有些是重要的藥物,有些是維生素或酶的重要組成部分。例如吡啶-3－羧酸的酰胺（即煙酰胺）,在輔酶I中與腺嘌呤（見嘌呤）、核糖及磷酸形成一個(gè)重要的二核苷酸。吡啶的衍生物異煙肼是一種口服的抗結(jié)核病藥。2-甲基-5-乙烯基吡啶是合成橡膠的重要原料。 除作溶劑外，吡啶在工業(yè)上還可用作變性劑、助染劑，以及合成一系列產(chǎn)品的起始物，包括藥品、消毒劑、染料、食品調(diào)味料、粘合劑、炸藥等。
在農(nóng)化領(lǐng)域，有一種化學(xué)結(jié)構(gòu)幾乎隨處可見，這就是吡啶。吡啶從結(jié)構(gòu)上看，是含有一個(gè)氮雜原子的六元雜環(huán)化合物。在應(yīng)用上，吡啶可以說是一種“橫掃”三藥(農(nóng)藥、醫(yī)藥、獸藥)的重要中間體，不僅市場(chǎng)需求大，而且對(duì)推動(dòng)農(nóng)化等行業(yè)的綠色發(fā)展也具有極其重要的作用。
吡啶類農(nóng)藥作為全球第四代新型農(nóng)藥，優(yōu)勢(shì)明顯含吡啶環(huán)農(nóng)藥不僅高效、低毒、持效期長，而且對(duì)人及生物有良好的環(huán)境相容性，符合農(nóng)藥的發(fā)展要求和趨勢(shì)。吡啶類特種精細(xì)化學(xué)品種類繁多，其中又以氯代吡啶一類為發(fā)展?jié)摿艽蟮母吒郊又诞a(chǎn)品。其中，市場(chǎng)容量巨大的農(nóng)藥毒死蜱，其生產(chǎn)制造過程中的重要中間體就是氯代吡啶類化學(xué)品——2，3，5，6-四氯吡啶。而新煙堿類殺蟲劑第一代明星產(chǎn)品——吡蟲啉的重要中間體，也是氯代吡啶類產(chǎn)品2-氯-5-氯甲基吡啶。而在除草劑領(lǐng)域，氯代吡啶更是隨處可見。比如全球僅次于草甘膦和百草枯的第三大滅生性除草劑——敵草快。此類除草劑的重要中間體正是氯代吡啶類產(chǎn)品2-氯吡啶。
氯代吡啶的作用遠(yuǎn)不僅限于工業(yè)，在日用和醫(yī)藥領(lǐng)域也隨處可見它的身影。氯代吡啶可以用來生產(chǎn)殺菌劑ZPT，該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于洗發(fā)水，包括海飛絲、飄柔等百姓耳熟能詳?shù)钠放凭羞@一成分。而在醫(yī)藥領(lǐng)域，氯代吡啶又是抗組胺類藥物非尼拉敏、中樞興奮藥利他靈、曲唑酮和抗心律失常藥丙吡胺等藥物的重要中間體。
GRAS(FEMA)。
作為香料可安全用于食品(FDA，§172．515，2000)。
FEMA(mg/kg)：軟飲料1.0；嘴飲0.02～0.12；糖果和焙烤食品0.4。
侵入途徑：吸入、食入、經(jīng)皮吸收。
健康危害：有強(qiáng)烈刺激性；能麻醉中樞神經(jīng)系統(tǒng)。對(duì)眼及上呼吸道有刺激作用。高濃度吸入后，輕者有欣快或窒息感，繼之出現(xiàn)抑郁、肌
無力、嘔吐；重者意識(shí)喪失、大小便失禁、強(qiáng)直性痙攣、血壓下降。誤服可致死。
慢性影響：長期吸入出現(xiàn)頭暈、頭痛、失眠、步態(tài)不穩(wěn)及消化道功能紊亂。可發(fā)生肝腎損害
?？梢鹌ぱ住?
毒性：屬低毒類。
急性毒性：LD501580mg/kg(大鼠經(jīng)口)；1121mg/kg(兔經(jīng)皮)；人吸入25mg/m3×20分鐘，對(duì)眼結(jié)膜和上呼吸道粘膜有刺激作用。
亞急性和慢性毒性：大鼠吸入32.3mg/m3×7小時(shí)/日×5日/周×6月，肝重量系數(shù)增加；人吸入20～40mg/m3(長期)；神衰、步態(tài)不穩(wěn)、手指震顫、血壓偏低、多汗，個(gè)別肝腎有影響
。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
吡啶
食品
食品用香料
用于配制香精的各香料成分不得超過在GB 2760中的最大允許使用量和最大允許殘留量
化學(xué)性質(zhì)
無色或淡黃色液體。具有令人討厭的氣味。 溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和苯。
用途
用作有機(jī)溶劑、分析試劑，也用于有機(jī)合成工業(yè)、色層分析，提取、分離吡啶及其同系物的原料，是除草劑、殺蟲劑、醫(yī)藥、橡膠助劑、紡織助劑的原料，為GB 2760--1996規(guī)定允許使用的食用香料等。在水分測(cè)定也可使用，作為菌種誘變劑，酒精變性劑，?；磻?yīng)的溶劑，催化劑等。
可以檢定和測(cè)定銻、砷、鋁、鉍、鎘、鈰、氯酸鹽、鉻酸鹽、氰酸鹽、鉻、鈷、銅、氰化物、金、重鉻酸鹽、鹵素、鑭、鉛、鋰、錳、汞、鍺、鎳、高氯酸鹽、過硫酸鹽、鉑、磷、錸、鐠、硅、銀、硫、鉈、碲、硫氰酸鹽、釷、硫代硫酸鹽、鈦、鈾、釩、鋅、鋯。
生產(chǎn)方法
用高溫?zé)捊箷r(shí)的飽和器母液為原料，回收加工得粗吡啶，經(jīng)加熱脫渣得含水吡啶，用純苯恒沸脫水；得無水吡啶，再經(jīng)蒸餾餾取110～120℃餾分，最后經(jīng)精餾而得。
生產(chǎn)方法
吡啶在以前是從煤焦油提取的，焦?fàn)t煤氣經(jīng)硫酸洗滌、氨水中和得到粗輕吡啶，再用精餾的方法提純。隨著吡啶用途的擴(kuò)大，合成法吡啶有較大發(fā)展。國外從煤焦油獲得的吡啶及吡啶基化合物，已占10%。將乙醛（1.648mol）、37%甲醛（1.665mol）和氨（3.096mol）的混合物，于432℃反應(yīng)，催化劑為SiO2-Al2O3-Bi2O3，吡啶收率為48.4%。同時(shí)還生成β-甲基吡啶，改變操作條件，可調(diào)節(jié)吡啶和甲基吡啶和甲基吡啶的收率。此外，1,5-戊二胺鹽酸鹽，經(jīng)加熱環(huán)合，在Pt催化劑存在下脫氫也可制得吡啶。
類別
易燃液體
毒性分級(jí)
中毒
急性毒性
口服- 大鼠 LD50: 891 毫克/ 公斤; 靜脈- 小鼠 LD50: 1500 毫克/ 公斤
刺激數(shù)據(jù)
眼睛- 兔子 2 毫克 重度; 皮膚- 兔子 10 毫克/ 24小時(shí) 輕度
爆炸物危險(xiǎn)特性
與空氣混合可爆
可燃性危險(xiǎn)特性
遇明火、高溫、氧化劑易燃; 燃燒產(chǎn)生有毒氮氧化物煙霧
儲(chǔ)運(yùn)特性
庫房通風(fēng)低溫干燥; 與氧化劑、酸類分開存放
滅火劑
干粉、干砂、二氧化碳、泡沫、1211滅火劑
職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
TWA 15 毫克/ 立方米; STEL 30 毫克/立方米
吡啶
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品