摘要：吡啶類化合物的制取源于二十世紀四十年代，歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，生產(chǎn)路線也由天然提取到化學合成不斷完善。本文結合吡啶及其衍生物的實際用途，重點分析吡啶的生產(chǎn)工藝性能及應用情況。

吡啶堿類化合物作為精細化工的重要原料，應用范圍較廣，可合成醫(yī)藥制品、農(nóng)藥、飼料原料等多種產(chǎn)品。如吡啶可用于制造抗菌劑等高效農(nóng)藥、2-甲基吡啶可用于合成2-乙烯基吡啶等農(nóng)藥中間體、3-甲基吡啶可用于合成煙酰胺等。

表1 吡啶類化合物的主要應用領域表

（資料來源：中國知網(wǎng)）

吡啶類化合物生產(chǎn)工藝較多 化學合成法占主導地位

吡啶最早是從煤焦油中提取，我國部分焦化廠以氨氣中和法從飽和器母液中生產(chǎn)粗輕吡啶。但在煤油中分離吡啶組分復雜、產(chǎn)量較少，隨著能源以油代煤的變化，從煤焦油中分離提取吡啶的方法已不適用大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，逐漸被化學合成法取締。

吡啶堿的主要化學合成方法有醛(酮)—氨法、乙炔-乙腈法以及側(cè)鏈烷基化法等，當前我國工業(yè)生產(chǎn)應用最多的為前兩者。我國吡啶堿的主要生產(chǎn)廠家紅太陽集團有限公司、南通凡特魯斯有限公司、山東綠霸化學品有限公司、唐山晨虹實業(yè)有限公司、濰坊綠橄欖化工有限責任公司和湖北沙隆達股份有限公司均采用醛(酮)—氨生產(chǎn)工藝，新鄉(xiāng)恒基化工有限公司及新鄉(xiāng)市博科精細化工有限公司采用乙炔-乙腈法生產(chǎn)吡啶堿。

表2 我國主要吡啶堿生產(chǎn)企業(yè)采用的工藝

（資料來源：紅太陽集團等企業(yè)官網(wǎng)）

醛(酮)—氨法原料易得、工藝簡單 在我國備受關注

醛(酮)—氨法合成烷基吡啶源于國外，該法采用乙醛+甲醛+氨合成工藝技術，主要產(chǎn)品包含吡啶和3-甲基吡啶。該工藝以乙醛、甲醛、氨氣為原料，鋁或硅鋁為催化劑（SiO₂-Al₂O₃）,在高溫（350～550℃）下經(jīng)氣體分布板后進入流化床反應，再經(jīng)擴大段后進入固定床反應器中反應得到主產(chǎn)物吡啶。該反應由多步強放熱反應組成，主要反應方程式如下：

2C₂H₄O+CH₂O+NH₃→C₅H₅N+3H₂O+H₂

C₂H₄O+C₅H₅N→C₆H₇N+CH₂O

2CH₂O+H₂→C₂H₄O+H₂O

該工藝原料價廉易得，還可以根據(jù)產(chǎn)品需求來調(diào)整合成工藝路線，得到多種產(chǎn)品。該工藝一般可以分為液相法和氣相法。液相工藝可以制取2-甲基-5-乙基吡啶（MEP），同時副產(chǎn)物為4-甲基吡啶和2-甲基吡啶，并且產(chǎn)物容易控制，工藝收益率較高。氣相工藝可以制取更高純度的烷基吡啶，并且反應產(chǎn)率也可有效提高。在NiO-MoO₃催化劑的作用下，采用二步法合成2,4,6-三甲基吡啶。即酮和氨氣在催化劑的作用下合成2,2,4,6-四甲基-3,5-二氫吡啶，提純后經(jīng)催化裂化生成2,4,6-三甲基吡啶。

乙炔-乙腈法污染少、收率高 是合成2-甲基吡啶的主要工藝

高溫、高壓下，以乙炔、乙腈為原料，雙（環(huán)戊二烯基）鈷（二茂鈷）為催化劑的作用下環(huán)合生成2-甲基吡啶。主要反應為：

2C₂H₂+CH₃CN→C₆H₇N

該生產(chǎn)工藝具有污染物較少、收率較高、產(chǎn)生的副產(chǎn)物可再利用等優(yōu)點，如副產(chǎn)物以Ca(OH)₂為主，可用于生產(chǎn)水泥。該反應的實驗室收率可高達93%，然而在實際生產(chǎn)過程中一般遠低于該收率水平，如催化劑的制備及使用不當、未反應原料的不及時回收均會造成生產(chǎn)裝置的不穩(wěn)定，促使整體收率偏低。

結語

吡啶類化合物的發(fā)展較為迅速，其主要來源：一是從煤焦油中提取，二是化學合成。提煉法投資較大，產(chǎn)品含量低；化學合成法工藝較為簡單，產(chǎn)率高。在我國，醛(酮)—氨法及乙炔-乙腈法生產(chǎn)吡啶堿備受青睞。