吡啶制備方法

時(shí)間：2023-03-24 10:28:52來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

吡啶制備方法

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

吡啶

[結(jié)構(gòu)式]

[物化性質(zhì)]吡啶又稱氮(雜)苯，是無色或微黃色液體，相對密度0.978，有特殊的氣味。溶點(diǎn)一42.0℃，沸點(diǎn)115.5℃，閃點(diǎn)20℃(閉式)，黏度0.97mPa.s(20℃)；爆炸極限1.8%～12.5%(體積)；著火點(diǎn)482℃。溶于水、乙醇、乙醚、苯、石油醚和動(dòng)植物油，是許多有機(jī)化合物的優(yōu)良溶劑，并能溶解許多無機(jī)鹽類，對酸和氧化劑穩(wěn)定，呈堿性，與無機(jī)酸作用生成鹽，其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物。

[制備方法]

(1)醛或酮與氨為原料的合成法

最普通的吡啶類的工業(yè)合成法是用價(jià)廉易得的各種醛或酮和氨反應(yīng)，得到各種各樣的吡啶。通常用氧化鋁-氧化硅系的催化劑，為提高收率，延長催化劑的壽命及便于再生，而配入各種金屬。反應(yīng)條件是：混合氣空速為500～1000/h，反應(yīng)溫度400～500℃。反應(yīng)式如下：

(2)從煤焦化副產(chǎn)物中回收吡啶，

煤煉焦時(shí)有副產(chǎn)物吡啶堿類生成，國內(nèi)外大型焦化廠一般都有吡啶回收及提純裝置。煙煤中平均含氮1.1%～1.6%。焦化過程中生成的焦?fàn)t氣中含有此類氮化合物的降解產(chǎn)物吡啶堿。經(jīng)初步冷卻后，高沸點(diǎn)的吡啶堿溶于焦油和氨水中，而沸點(diǎn)較低的吡啶堿則幾乎完全留在煤氣中，其含量約0.4～0.6g/cm3.煤氣進(jìn)入飽和器與稀硫酸鼓泡接觸，煤氣中的氨及吡啶堿被稀硫酸吸收而成鹽，回收率90%～95%。隨著吸收過程的進(jìn)行，母液內(nèi)吡啶硫酸鹽含量逐漸增多，在母液沉降槽中沉降除去硫酸銨結(jié)晶，然后進(jìn)入中和器，在此用蒸氨塔來的10%～12%氨氣中和。氨氣鼓泡穿越母液層時(shí)與母液中和而分解出吡啶，自中和器蒸出，進(jìn)入冷凝冷卻器，冷卻至30～40℃，冷凝液進(jìn)入油水分離器，上層粗吡啶流入計(jì)量槽，下面的水層返回中和器。如此得到的粗吡啶堿含吡啶60%～63%，水分不大于15%，其余為焦油狀物。精制時(shí)先用純苯共沸蒸餾，脫除其中水分，然后精餾。

(3)以a-甲基吡啶為原料制備吡啶

戰(zhàn)佩英等向安裝有溫度計(jì)、回流冷凝管、機(jī)械攪拌裝置的250mL的圓底四口燒瓶中加入適量的水(作為溶劑)、a-甲基吡啶及高錳酸鉀，加熱攪拌。當(dāng)溫度達(dá)到80～90℃，紫紅色褪去。待反應(yīng)完全，冷卻、抽濾，用濃鹽酸調(diào)pH值至3～4，然后加熱蒸餾，收集115～116℃餾程范圍的餾分，為淡黃色液體。反應(yīng)原理如下：

①反應(yīng)溫度對吡啶收率的影響取a-甲基吡啶23g，水100mL，KMnO4 15g，在不同的溫度下反應(yīng)4h。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，溫度升高，產(chǎn)率上升，但溫度達(dá)120℃后，收率又開始下降，原因是吡啶環(huán)在高于此溫度后被破壞掉，不能生成吡啶，致使吡啶的收率下降。最佳反應(yīng)溫度為120℃。

②反應(yīng)時(shí)間對吡啶收率的影響同樣取a-甲基吡啶23g，水100mL，KMnO4 15g，在120℃溫度下反應(yīng)2～6h，得：隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，吡啶收率明顯增大，但反應(yīng)4h后，吡啶收率不再增加，則最佳反應(yīng)時(shí)間為4h。

③氧化劑KMnO4用量對吡啶收率的影響取a-甲基吡啶23g，水100mL，改變KMnO4用量，在120℃溫度下反應(yīng)4h，結(jié)果表明：隨著氧化劑用量的增加，吡啶的收率也隨之增加，但超過15g后，產(chǎn)率趨于平穩(wěn)，不再增加，故選原料a-甲基吡啶與氧化劑KMnO4的最佳用量(質(zhì)量)之比為1：0.65。

(4)分離法

StetsinkoE.Y.采用分離法制得吡啶。在生產(chǎn)硫酸鹽和焦油冷浸劑的母液中含有吡啶，通過分離可以制得吡啶及其同系物：采用程序降溫和濃縮法，對母液進(jìn)行中和，并分離得到吡啶。

[技術(shù)指標(biāo)] GB/T689-1998化學(xué)試劑吡啶

[應(yīng)用]吡啶類在作緩蝕劑時(shí)，可直接加到酸洗液中，利用其吸附作用達(dá)到緩蝕效果。吡啶加入到介質(zhì)中時(shí)，其分子的極性基因定向吸附排列在金屬的表面，從表面上排除了氫離子的腐蝕性介質(zhì)，對金屬的腐蝕起到緩蝕作用。在鹽酸中緩蝕效率可達(dá)97%，腐蝕速度在0.6～0.7g/(m2·h)，在同類緩蝕劑中是比較低的，而且吡啶易溶于酸，使用很方便。但是由于吡啶類有奇特的臭味，在實(shí)際應(yīng)用中受到一定限制。

在酸性溶液中，吡啶是以質(zhì)子化形式對鋁合金起緩蝕作用的，陰離子的加入可能增強(qiáng)其緩蝕效果。顏肖慈等通過試驗(yàn)和量子化學(xué)計(jì)算，研究了碘離子與吡啶對純鋁緩蝕作用的影響。試驗(yàn)表明，在磷酸介質(zhì)中，吡啶和碘離子對純鋁的緩蝕作用存在著協(xié)同效應(yīng)，既可以抑制陽極溶解反應(yīng)，又可以抑制陰極析氫反應(yīng)。量子化學(xué)計(jì)算表明，凈協(xié)同作用可能是產(chǎn)生協(xié)同緩蝕效應(yīng)的一個(gè)重要原因。

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