3-甲基吡(3-甲基吡啶),又名β-皮考林,分子式為C6H7N,沸點 143.4℃,凝固點-17.7°C,是一種無色液體,具有難聞的氣味,能與水、乙醇、乙醚等混溶。
3-甲基吡啶作為一種重要的化工原料和化工中間體,在很多領域均有應用,如化工、醫藥、農藥、飼料添加劑、日用化學品等。
接觸3-甲基吡啶會對人體造成健康危害,可出現疲乏、無力、嗜睡等,重者出現神經系統癥狀等。
理化性質
物理性質
3-甲基吡啶外觀為無色液體,有難聞的特殊氣味,密度0.96g/mL,蒸汽密度3.21g/mL?,沸點143.4°C,凝點-17.7°C,20°C蒸氣壓12.87kPa,水溶性為全溶,閃電40°C。
化學性質
3-甲基吡啶化學性質和吡啶相近,具有堿性,能和酸作用生成鹽。與鹽或鹵化烷烴作用生成加成產物,加氫生成3-甲基哌啶或吡啶,氧化生成吡啶-3-羧酸。
應用領域
3-甲基吡啶能與水、乙醇、乙醚等混溶。常溫下能與多種化合物混溶,可作為溶劑使用。
3-甲基吡啶最重要的用途是生產煙酸和煙酰胺,世界上美國是煙酸、煙胺的消費大國。占世界總用量的一半左右,其中80%用于飼料添加劑,20%用于醫藥和食品添加劑。美國年進口量占消費量的60%一70%。
此外,3-甲基吡啶是合成特種樹脂聚乙烯吡啶的原料,還用于乙醇變性劑。染料和合成村脂的中間體。制備殺蟲劑,防水劑、橡膠硫化促進劑等。
毒性
3-甲基吡啶急性毒性:LD50 400mg/kg(大鼠經口),侵入途徑有吸入、食入、經皮吸收三種,接觸本品會對人體造成健康危害,可出現疲乏、無力、嗜睡等,重者出現神經系統癥狀等。
合成方法
煤焦油分離法
2000年以前,中國主要是從煤焦油中提取天然3-甲基吡啶產品,產量不足100t/a,主要用于醫藥行業。3-甲基吡啶以前是從煤焦化副產品中回收而得,但由于焦化副產品中吡啶組分多、分離困難,現在廣泛采用合成法生產。
2-甲基戊二腈法
2-甲基戊二腈可由聚丙烯腈在惰氣存在或真空下緩慢在230°C下加熱制取,2-甲基戊二是由丁二烯在有蘭尼鎳作用下制取已二腈的副產物,這是一條經濟的新路線,可以將其高效轉化成3-甲基吡啶。
丙烯醛法
反應使用化氨處理的氧化鋁二氧化硅催化劑,在流化床內于420°C下通入丙烯醛和氨與經預混汽化后的反應氣。為防止丙烯醛自聚,可加入適量的環氧丙烷阻聚劑,生成3-甲基吡啶。
以乙醇、甲醛、氨為原料
乙醇、甲醛和氨在催化劑存在下通過氣固相接觸催化制備3-甲基吡啶,同時副產4-甲基吡啶。
以乙醛或三聚乙醛、甲醛、六次甲基四胺為原料
在高壓釜中加入磷酸氫二銨的溶液并加熱到220°C,然后分別加入乙醛與六次甲基四胺,在1h之內連續加入水和乙醇,控制反應壓力在38-44MPa。反應結束時用二氯甲烷萃取產物。以六次甲基四胺代替甲醛和氨減少了2-甲基吡啶的生成。
以丙烯醛、丙醛為原料
將含氫氧化鋁、氫氧化鎘和硅膠的催化劑加入玻璃制反應管中,使丙烯醛、丙醛和甲醛汽化并與預熱的氨氣混合通人反應器,保持溫度為450°C。反應生成物用水吸收,經色譜分析組成為吡啶為4%、3-甲基吡啶為57%、3,5-二甲基吡啶為13%。該工藝3-甲基吡啶的產率較高,且不生成2位或4位產物,分離和精制比較容易進行,但原料丙烯醛價格較高,使產品成本提高。
以三烯丙基胺為原料
將附載在二氧化硅或氧化鋁上的氧化鋅催化劑加入反應器中,催化劑床層溫度為425℃:通入三烯丙基胺及氮氣。將反應生成氣通入甲醇中溶解,用色譜分析蘭烯丙基胺的轉化率為100%,3-甲基吡啶的收率為74%。該工藝具有高收率、低成本等多種優勢。
醛(酮)-氨法
醛()-氨法使用易得的甲醛、乙醛和氨為原料,在裝有催化劑的反應器內進行反應后生成物經蒸餾,精餾分別得到吡啶和3-甲基吡啶。
參考資料 >