3-甲基吡 (3- 甲基 吡啶 ),又名β-皮考林,分子式为C 6 H 7 N, 沸点 143.4℃,凝固点-17.7°C,是一种无色液体,具有难闻的气味,能与水、 乙醇 、 乙醚 等 混溶 。
3-甲基吡啶作为一种重要的 化工原料 和化工中间体,在很多领域均有应用,如化工、医药、农药、饲料添加剂、日用化学品等。
接触3-甲基吡啶会对人体造成健康危害,可出现疲乏、无力、 嗜睡 等,重者出现神经系统症状等。
理化性质
物理性质
3-甲基吡啶外观为无色液体,有难闻的特殊气味,密度0.96g/mL,蒸汽密度3.21g/mL , 沸点 143.4°C,凝点-17.7°C,20°C蒸气压12.87kPa,水溶性为全溶,闪电40°C。
化学性质
3-甲基 吡啶 化学性质和 吡啶 相近,具有碱性,能和酸作用生成盐。与盐或卤化 烷烃 作用生成加成产物,加氢生成3- 甲基 哌啶 或吡啶,氧化生成吡啶-3- 羧酸 。
应用领域
3-甲基吡啶能与水、 乙醇 、 乙醚 等 混溶 。常温下能与多种化合物混溶,可作为 溶剂 使用。
3-甲基吡啶最重要的用途是生产 烟酸 和 烟酰胺 ,世界上 美国 是烟酸、烟 胺的消费大国。占世界总用量的一半左右,其中80%用于饲料添加剂,20%用于医药和食品添加剂。美国年进口量占消费量的60%一70%。
此外,3-甲基吡啶是合成特种树脂 聚乙烯吡啶 的原料,还用于乙醇 变性剂 。 染料 和合成村脂的中间体。制备杀虫剂,防水剂、橡胶 硫化 促进剂 等。
毒性
3-甲基吡啶急性毒性:LD50 400mg/kg(大鼠经口),侵入途径有吸入、食入、经皮吸收三种,接触本品会对人体造成健康危害,可出现疲乏、无力、 嗜睡 等,重者出现神经系统症状等。
合成方法
煤焦油分离法
2000年以前,中国主要是从煤焦油中提取天然3-甲基吡啶产品,产量不足100t/a,主要用于医药行业。3-甲基 吡啶 以前是从煤焦化副产品中回收而得,但由于焦化副产品中吡啶组分多、分离困难,现在广泛采用合成法生产。
2-甲基戊二腈法
2-甲基 戊二腈 可由 聚丙烯腈 在惰气存在或真空下缓慢在230°C下加热制取,2-甲基戊二 是由 丁二烯 在有 兰尼镍 作用下制取已二腈的副产物,这是一条经济的新路线,可以将其高效转化成3-甲基吡啶。
丙烯醛法
反应使用 化氨处理的 氧化铝 二氧化硅 催化剂,在流化床内于420°C下通入 丙烯醛 和氨与经预混 汽化 后的反应气。为防止丙烯醛自聚,可加入适量的 环氧丙烷 阻聚剂,生成3-甲基吡啶。
以乙醇、甲醛、氨为原料
乙醇、甲醛和氨在 催化 剂存在下通过气固相接触催化制备3-甲基吡啶,同时副产 4-甲基吡啶 。
以乙醛或三聚乙醛、甲醛、六次甲基四胺为原料
在高压釜中加入 磷酸氢二铵 的溶液并加热到220°C,然后分别加入 乙醛 与六次甲基四胺,在1h之内连续加入水和乙醇,控制反应压力在38-44MPa。反应结束时用 二氯甲烷 萃取 产物。以六次甲基四胺代替甲醛和氨减少了 2-甲基吡啶 的生成。
以丙烯醛、丙醛为原料
将含 氢氧化铝 、 氢氧化镉 和硅胶的催化剂加入玻璃制反应管中,使丙烯醛、 丙醛 和甲醛 汽化 并与预热的氨气混合通人反应器,保持温度为450°C。反应生成物用水吸收,经色谱分析组成为 吡啶 为4%、3- 甲基 吡啶为57%、3,5-二甲基吡啶为13%。该工艺3-甲基吡啶的产率较高,且不生成2位或4位产物,分离和精制比较容易进行,但原料丙烯醛价格较高,使产品成本提高。
以三烯丙基胺为原料
将附载在 二氧化硅 或 氧化铝 上的 氧化锌 催化剂加入反应器中,催化剂床层温度为425℃:通入 三烯丙基胺 及 氮气 。将反应生成气通入 甲醇 中溶解,用色谱分析兰烯丙基胺的转化率为100%,3-甲基吡啶的收率为74%。该工艺具有高收率、低成本等多种优势。
醛(酮)-氨法
醛( )-氨法使用易得的甲醛、 乙醛 和氨为原料,在装有催化剂的反应器内进行反应后生成物经 蒸馏 ,精馏分别得到 吡啶 和3-甲基吡啶。