2.2.2吡啶及其衍生物市公开课获奖课件省名师优质课赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,2.2.2 吡啶（,Pyridine）,及其衍生物,吡啶及其衍生物是一类比哌嗪类应用更为广泛主要医药中间体，,广泛应用于药品合成，可作为甾族化合物、磺胺类及抗组胺如非尼拉敏合成原料。,1/67,1,非尼拉敏,Pheniramine,别名：苯吡丙胺，抗感明，屈米通，,Prophenpyridamine,，,Trimeton,丙胺类抗组胺药，镇静作用弱。,用于皮肤粘膜、过敏性疾病，对眼部过敏性疾病好。,2/67,2,一 吡啶,Pyridine,（,1,）性质,又称杂氮苯，无色或淡黄色有吸湿性液体，有很苦特殊臭味。,溶于水、醇、醚等各种有机溶剂。,易燃、易爆。,分子式：,C,5,H,5,N,分子量：,79.101,，,结构式：,3/67,3,有毒，能使神经中枢麻醉；,极臭，空气中含量达,3,10,-5,时，大部分人便不能忍受。吡啶基本物性数据以下：,4/67,4,（2）用途,医药工业用于制磺胺、合霉素、,V,A,、,可松以及驱虫药、局部麻醉药等；,印染稳定剂、合成橡胶促进剂、涂料溶剂、合成树脂缩合剂；,主要有机合成原料和溶剂,;,制造乙烯吡啶、杀虫剂、除草剂等。,5/67,5,（3）吡啶生产工艺,煤焦油分离法,焦炉煤气经硫酸洗涤、氨水中和得粗吡啶，再经加热脱渣得水吡啶。,水吡啶用纯苯恒沸脱水，得无水吡啶；,蒸馏，截取110-120馏分，再精馏，即得纯吡啶。,6/67,6,焦炉煤气中吡啶及其同系物含量约为0.4-0.6,g/m,3,。,合成吡啶工业化以后，由焦炉煤气回收吡啶量仅占很小比重，,在我国占一定百分比。,7/67,7,由乙醛、甲醛和氨气,-,固相催化反应,乙醛、甲醛和氨进行气,-,固相催化反应，可得吡啶与,3-,甲基吡啶混合物。,Al,2,O,3,为主催化剂、金属氧化物为助催化剂。,8/67,8,工艺过程,乙醛、甲醛和氨进入装有催化剂反应器，反应温度约370，,反应后气体经过萃取、精馏得到吡啶和3-甲基吡啶，总收率约60%，,其中吡啶为40-50%、3-甲基吡啶为20-30%，二者百分比取决于甲醛、乙醛比率。,9/67,9,反应可经过添加甲醇来提升产率。,注意：,进料中甲醛、乙醛百分比大大超出理论量，以预防2-甲基吡啶和4-甲基吡啶产生，因为3-甲基吡啶和4-甲基吡啶沸点仅相差1，4-甲基吡啶带入将使3-甲基吡啶精制非常困难。,10/67,10,用丙烯醛代替甲醛、乙醛则3-甲基吡啶收率可达40-50%。,11/67,11,以四氢化糠醇为原料,四氢化糠醇与氨反应，再脱氢。,在化学合成法中，采取醛（甲醛、乙醛）生产吡啶是最主要工业方法。,12/67,12,二 2-甲基吡啶 2-,Methylpyridine,(1),性质,，,别名,-,皮考林，无色油状液体，有吡啶臭味，易溶于水，能与醇、醚混溶。毒性与吡啶基本相同。,分子式：,C,6,H,7,N,，,分子量：,93.13,，,结构式：,13/67,13,基本物性数据以下：,14/67,14,（2）用途,2-,甲基吡啶可用于制取,2-,乙烯吡啶、长期有效磺胺、抗矽肺病药、牲畜驱虫药、家禽用药、有机磷解毒剂、局部麻醉剂、泻药等。,用于生产氮肥增效剂（,N-Serve）,、胶片感光剂添加物、染料中间体和橡胶促进剂等。,15/67,15,（2）合成,煤焦油分离法,由煤焦油分离所得粗吡啶、先脱渣得水吡啶，再在填料塔内进行常压蒸馏，并用纯苯与水,共沸蒸馏,脱去吡啶中水；,截取,100120,、,120160,吡啶馏分，再将,120160,吡啶馏分进行精馏，截取126-131馏分，即为,2-,甲基吡啶。,16/67,16,乙醛合成法,乙醛与氨进行气相反应而得，其反应式：,17/67,17,乙醛,氨,常压、350-500，,Al,2,O,3,为催化剂,2-甲基吡啶,4-甲基吡啶,收率40-60%,气体,含量,:,99.2,%,预热,催化反应,冷凝,脱水,分馏,精制,工艺过程,18/67,18,乙醛与氨气相反应与乙醛、甲醛和氨气相反应所用催化剂基本相同，,能够设计一套装置进行两种反应生产，,意大利,Montecation,企业就有一套装置生产4种产品。,19/67,19,乙炔法,由乙炔和氨进行催化反应，主要产品为,2-,甲基吡啶和,4-,甲基吡啶，同时有乙腈副产物生成。,20/67,20,乙炔与乙腈在120-180、0.8-2.5,MPa、,钴化合物为催化剂,反应得到,2-,甲基吡啶。,21/67,21,乙烯与氨反应,乙烯通入含二价钯盐氨水中，生成,2-,甲基吡啶和,2-,甲基,-5-,乙基吡啶混合物。,22/67,22,析出金属钯，因为反应液中添加二价铜盐使其氧化成二价钯盐。,形成亚铜复盐，经加氨后遇空气氧化成二价铜复盐。,23/67,23,产物组成,1t,产物,),：,2-,甲基吡啶,0.8,t，,2-,甲基,-5-,乙基吡啶,0.2,t。,消耗定额：,乙烯,1.5,t、,氨,0.6,t,合理消耗钯。,24/67,24,乙烯与氨气在反应器反应后，进入气提塔，通入,N,2,气提，,气提气经冷却分出氨和,N,2,，,催化剂和冷凝液。,催化剂去再生塔再生后循环使用。,冷凝液经萃取、精馏（4个精馏塔）。,25/67,25,精馏塔制得产物：,2-,甲基吡啶、,2-,甲基,-5-,乙基吡啶。,另外一些副产物如,4-,甲基吡啶和二甲基吡啶等。,2-,甲基吡啶与,2-,甲基,-5-,乙基吡啶百分比与反应时间、压力、催化剂浓度等相关。,26/67,26,丙酮与丙烯腈反应,丙烯腈与过量丙酮以伯胺及弱酸催化、在,180,及,2.2,MPa（,表压）条件下进行液相反应，主要得到单氰乙基产物。,后者在,H,2,流下经过含钯催化剂气相反应器，经氰基还原、环化及脱氢，得到,2-,甲基吡啶。,27/67,27,三 3-甲基吡啶 3-,Methylpyridine,（,1,）性质，,无色油状液体，有不愉快气味，能与水，乙醇、乙醚混溶。,别名：,-,甲基吡啶、,3-,皮考林。,分子式：,C,6,H,7,N,，,分子量：,93.13,，,结构式：,28/67,28,基本物性数据以下：,29/67,29,有毒，液体和蒸气刺激皮肤和粘膜，能使神经中枢麻醉，可引发流泪咳嗽、不适、眩晕、头痛、疲劳、呼吸频繁、四肢震颤、麻醉和昏睡等症状。,1,10,-6,以下时即有强烈恶臭、,30,10,-6,时即开始令人难以忍受，但致命情况不多。,当皮肤接触时，发生独特炎症，使皮肤脱脂并致皮裂，并伴有猛烈灼痛。,生产现场最高允许浓度为,5,10,-6,。,30/67,30,（,2,）用途,3-,甲基吡啶主要应用于合成烟酸、烟酰胺、维生素,B,6,、,尼可拉明和强心药等，,农药、,饲料添加剂、,香料等领域。,31/67,31,（3）合成,从煤焦油副产中回收,吡啶和甲基吡啶分布于焦炉煤气、粗苯和焦油中，粗吡啶先脱渣得水吡啶；水吡啶在填料塔内进行常压精馏，并用纯苯与水共沸蒸馏脱水；截取110-120、120-160，再将,120160,吡啶馏分进行精馏，截取138-145馏分，即为,3-,甲基吡啶产品。,32/67,32,乙醛、甲醛与氨反应,国内主要生产装置有两套：,一套是由美国瑞利企业与南通醋酸化工厂合作建设 1.1万吨/年吡啶系列产品生产装置，其中3-甲基吡啶产能3000吨/年；,南京红太阳集团8000吨/年吡啶及下游系列产品生产装置，其中 3-甲基吡啶产能为1000吨/年。,也有一些小规模装置，产量很低；产品质量也不佳。,33/67,33,以乙醛、甲醛、氨为原料合成该法是,3-,甲基吡啶主要合成方法,。,原料配比为乙醛、,37%,甲醛和氨,=1.648,：,1665,：,3.096,（,mol,），,加入装有,SiO,2,-Al,2,O,3,-Bi,2,O,3,催化剂反应器中,反应温度,432,左右,反应后气体经萃取、精馏得到吡啶和,3-,甲基吡啶,总收率,60%,其中,吡啶为,40%,50%,3-,甲基吡啶为,20%,30%,二者百分比取决于原料中甲醛、,乙醛比率。,34/67,34,丙烯醛与氨反应,丙烯醛与氨反应主要产生3-甲基吡啶及少许吡啶。反应式：,35/67,35,四 4甲基吡啶 4-,Methylpyridine,（,1,）性质，,无色或淡黄色油状液体，含有吡啶碱气味，能与水，乙醇、乙醚混溶。,有毒，毒性与吡啶相当，,别名：,-,皮考林。,分子式：,C,6,H,7,N,，,分子量：,93.13,，,结构式：,36/67,36,基本物性数据以下：,37/67,37,（2）用途,可用于生产药品异烟肼、解毒药双复磷和双解磷；,有机合成原料和溶剂；,用于杀虫剂、染料、橡胶助剂和合成树脂生产。,38/67,38,（3）生产,硅铝催化剂，乙醛与氨反应制得。,39/67,39,五,多甲基,-,吡啶,（,1,）,2,5-,二甲基,-,吡啶,2,5-Dimethylpyridine,又称,2,5-,二甲基氮杂茂，结构式：,40/67,40,（,2,）,2,6-,二甲基,-,吡啶,2,6-,Dimethylpyridine,（,3,）,3,5二甲基,-,吡啶,3,5-,Dimethylpyridine,41/67,41,（,3,）,2,4,6-,三甲基,-,吡啶,2,4,6-Trimethylpyridine,42/67,42,六 4-乙基吡啶 4-,Ethylpyridine,（,1,）性质，,微黄色油状液体，有令人不愉快气味。沸点169.6-170.0,（0.1,MPa），,相对密度0.9404（22,），折射率1.5029（18,），闪点47,。,微溶于水，溶于乙醇、乙醚和吡啶。,有毒，易经皮肤吸收，对皮肤和粘膜有刺激性。,43/67,43,别名：,-,乙基吡啶，,分子式：,C,7,H,9,N,，,分子量：,106.15结构式：,（,2,）用途,可用于合成药品，也可用于合成农药，有机中间体。,44/67,44,（3）合成,由吡啶与乙酐在锌粉存在下反应制得。,45/67,45,工艺过程,在反应锅中，分次将锌粉加入乙酐和无水吡啶混合液中，反应猛烈放热，用水浴冷却，保温,25-30,。每次加锌粉后，都搅拌回流,0.5,h,。,反应物冷却后，用,40%,氢氧化钠溶液缓缓中和，,经水蒸气蒸馏，馏出物用固体氯化钾饱和，分出桔红色有机层，,水层用氯仿萃取，将有机层和萃取液合并进行分馏，先蒸出氯仿，吡啶和水，再搜集,145-165,馏分；再重新分馏，搜集,165-167,馏分。即为4-乙基吡啶成品，收率约,35%,。,46/67,46,七 2-乙烯基吡啶 2-,Vinylpyridine,（,1,）性质,，别名：,2-,乙烯基氮杂苯，,无色液体，沸点159-160,，,50-55（533Pa），,相对密度0.9985（20），折射率1.5495，闪点,46,。,微溶于水，极易溶于乙醇、乙醚和氯仿，溶于苯、丙酮。,有催泪性、有毒。,分子式：,C,7,H,7,N,，,分子量：,104.14,，结构式：,47/67,47,（2）用途,可制得聚,2-,乙烯吡啶，再经氧化得到防治矽肺病药品克矽平；也是血管扩张药品培他啶盐酸盐中间体。,在有机合成上为中间体，可与丁二烯、苯乙烯共聚，可制得乙烯基吡啶改性乳胶；也用于粘接剂48/67,48,（,3,）生产,2-羟乙基吡啶脱水法,工艺过程：,将2-羟乙基吡啶和,NaOH,投入脱水锅中，缓缓加热到95-100，保温反应2,h，,降温到40，分去水层，油层减压蒸馏，搜集60-75（2.27,kPa）,馏分，得2-乙烯基吡啶。,49/67,49,2-甲基吡啶-甲醛合成法,由2-甲基吡啶与甲醛反应，反应式：,50/67,50,方法一,配料比：2-甲基吡啶：甲醛：,NaOH,溶液（50%）=1：0.4：0.1。,2-甲基吡啶和甲醛混合均匀，经柱塞泵打入管式反应器，控制流量使反应液停留时间为8,min，,保持压力9,.08MPa，,温度2502，进行加成反应，得2-羟乙基吡啶溶液，收率30%。,51/67,51,反应液回收未反应2-甲基吡啶，加入50%,NaOH,溶液洗涤，精馏后再用。,剩下液中加入,40%NaOH,溶液，加热回流脱水，然后减压蒸馏，搜集70（8.0,kPa）,以上馏分，得粗品2-乙烯基吡啶；,当温度达160时停顿搜集，再进行精馏，搜集70（2.67,kPa）,以上馏分，即得精品2-乙烯基吡啶，收率30%，含量98%以上。,52/67,52,方法二,配料比:2-甲基吡啶：甲醛（36%）=1：0.57，,2-甲基吡啶、甲醛加入耐压反应罐，通氮同时开动搅拌器，加热至125、压力约0.4,MPa，,反应20,h,后，减压蒸馏，搜集130-145（2.1,kPa）,馏分，得2-羟乙基吡啶，收率45%。,53/67,53,2-羟乙基吡啶：,NaOH=1：0.05。,2-羟乙基吡啶加入反应罐，在搅拌下慢慢加入,NaOH，,缓缓加热到95-100，保温反应2,h,后降温至40，加,NaOH,脱水，弃去水层。,油层减压蒸馏，搜集60-75（2.3,kPa）,馏分，得2-乙烯基吡啶，收率25%。,54/67,54,4-,乙烯基吡啶（,4-,Vinylpyridine,）,55/67,55,八 哌啶,Piperidine,(1),性质,别名六氢吡啶、一氮六环、六氢氮杂苯，无色易燃液体，含有类似胡椒气味。溶于水、乙醇、乙醚、苯和氯仿等。,强有机碱，与无机酸作用生成盐。,能随水蒸气挥发,有腐蚀性，密封于阴凉干燥处。,分子式：,C,5,H,11,N,，,分子量：,85.15,，,结构式：,56/67,56,基本物化性质以下,:,57/67,57,（2）用途,作为药品中间体可用于制造局部麻醉药、止痛药、杀菌剂、润湿剂。,有机合成中间体、还可作环氧树脂固化剂、橡胶硫化促进剂等。,58/67,58,（3）合成,胡椒碱分解,哌啶存在于胡椒中，由胡椒碱分解可得胡椒酸和哌啶。反应式：,59/67,59,以四氢化糠醇为原料,四氢化糠醇与氨在还原条件下得哌啶。反应式：,60/67,60,以吡啶为原料生产,61/67,61,吡啶与,Raney Ni,混合均匀后，加热至,50,时，通,H,2,至4.90,MPa，,继续加热至150；,釜内压力降至0.98-1.96,MPa，,温度逐步升至150-200，加,H,2,至6.86,MPa，,再降至0.98-1.96,MPa,时，于200再通,H,2,至6.86,MPa，,通,H,2,约6-7次至不吸收,H,2,为止。,反应液降温至70左右，取上层清液过滤，将滤液进行分馏，搜集102-108馏出液，即得哌啶。,62/67,62,方法二,将吡啶于无水乙醇中加热，投入金属钠，反应结束后，用水蒸气蒸馏，蒸出哌啶和乙醇，用盐酸中和后蒸去乙醇，即得哌啶盐酸盐，再用,NaOH,处理，可获游离哌啶。,63/67,63,九 其它吡啶衍生物,（,1,）,2-,溴吡啶（,2-,Bromopyridine,）,或,-,溴吡啶,用于药品中间体和有机合成中间体。,吡啶在高温下与溴发生溴取代反应制得。,64/67,64,（2）2-氨基吡啶或2-吡啶胺,2-,Aminopyridine,医药工业用于生产治疗溃疡性结肠炎药品柳氮磺胺吡啶,(SASP),、抗过敏药抗敏胺（去敏灵）等，,可用于有机合成，也可用作试剂。,吡啶经氨化而得。,65/67,65,（3）3-氨基吡啶或,-,吡啶胺,3-,Aminopyridine,主要用于生产胃溃疡和十二指肠溃疡药中间体，,农药杀菌剂,Buthiobate,原料。,以烟酸酰胺为原料制得。,66/67,66,思索题,1以乙醛、甲醛为主要原料制取,吡啶原理怎样？,2 乙醛与氨气相反应 制取2-甲基吡啶原理怎样？,3由2-羟乙基吡啶脱水制取2-,乙烯基吡啶原理怎样？,67/67,67,