论文部分内容阅读
2-氯吡啶为无色或浅黄色透明液体，难溶于水，可溶于乙醚、乙醇、氯仿等有机溶剂，主要用于农药、医药和日化用品添加剂等的合成，在吡啶类有机合成工业中有着重要的应用，是一种重要的有机合成中间体。
一、2-氯吡啶的合成方法
（一）多步取代法
多步取代法是先由氨钠与甲苯回流下滴加吡啶制得2-氨基吡啶，2-氨基吡啶再进行重氮化和桑德迈尔反应，生成2-氯吡啶。该路线所用原料氨钠属一级易燃品，易爆炸，不可与水和空气接触。而且合成工艺步骤多，收率低，已基本淘汰无工业化生产价值。
另有资料介绍氯化氢、三氧化二氮与2-氨基吡啶反应也可制备2-氯吡啶，以2-氨基吡啶计，总收率超过85%。但最大的问题是该工艺路线所用三氧化二氮不易制取。
（二）吡啶N-氧化物法
吡啶N-氧化物法是将吡啶与过氧化氢反应，生成吡啶N-氧化物，之后再与氯气反应生成2-氯代吡啶N-氧化物，还原后得到2-氯吡啶。该路线是传统的合成方法，技术成熟简单，但是路线冗长，有一定三废污染，收率较低。
（三）2-羟基吡啶法
2-羟基吡啶法是将2-羟基吡啶用氯化亚矾、五氯化磷等氯化剂氯化，羟基与氯原子发生置换反应，最后得到2-氯吡啶[1]。该法工艺简单，但是原料2-羟基吡啶来源困难，一般不采用。
（四）吡啶直接氯化法
吡啶直接氯化法是将吡啶与氯气进行光氯化，控制氯化深度，可以得到2-氯吡啶和2，6-二氯吡啶，而且两种产品可以自由调节比例，产品经分离后分别得到2-氯吡啶和2，6-二氯吡啶，反应中氯自由基可以用紫外线引发，也可由加热引发，如世界上2-氯吡啶主要生产厂家住友精化就采用该技术，以紫外线为引发剂[2]。该路线是目前世界上广泛采用的先进的合成工艺路线，原料易得，工艺过程简单，但是工艺控制比较困难。例如此工艺中，2-氯吡啶的产率和纯度深受反应温度的影响，产率由低到中不等。Kamei Noboru在160℃行光氯化时，2-氯吡啶及2，6-二氯吡啶的产率分别为60.8%和28.7%；而徐炳祥在190℃氯化时，2-氯吡啶的产率却只有31%。另外，紫外光强度、氯气浓度、接触时间、溶剂稀释与搅拌情况及后处理等因素对产率也有很大影响。
二、2-氯吡啶的应用
2-氯吡啶具有杂环的特殊结构，因而表现出许多独特的化学性质和较好的生理活性，成为合成新型医药和农药的重要原料。近年来2-氯吡啶在医药、日化和农药领域应用研究方兴未艾，新的用途层出不穷，而且由其合成的药品医药疗效好，副作用低，合成的农药具有高效、低毒、低残留和高选择性的特点，符合世界农药发展趋势，成为医药和农药界的研究热点，需求增加非常迅速。
（一）在医药工业中的应用
2-氯吡啶中的氯原子能被亲核试剂取代，如苯基乙腈和 2-氯吡啶用强碱吡啶基化，然后再烷基化、水解、脱羧，可生产抗组胺剂——非尼拉敏（Pheniramine），用于治疗各种过敏性疾病和普通感冒。医药工业以2-氯吡啶为原料还可以合成多种重要的药物：抗组胺药——马来酸氯苯那敏；抗心律失常药——双异丙吡胺（disopyramide）；中樞神经兴奋药——醋哌甲酯（利他林，methyl phendate）；镇咳止痰药——吡哌乙胺（picoperine）；抗心律不齐药——达舒平（dispyramide）等，都是以2-氯吡啶为原料生产的。
（二）在日化工业中的应用
2-氯吡啶是一种重要的精细化工产品的中间体，广泛应用于日用化工领域。2-氯吡啶氧化后得 2-氯吡啶氮氧化物，它和硫氢化钠反应后得巯氧吡啶，其锌盐即吡啶硫酮锌（zincpyrithione，简称ZPT）是优良的杀真菌剂、抗鳞片化剂和抗溢脂剂，具有止痒、去头皮屑、减少脱发和保护头发色泽等功效。目前世界著名品牌的洗护发产品均将其配伍在香波及护发液中，具有广泛的市场。
（三）在农药工业中的应用
近年来，由于农药开发以低毒、高效、低残留和高选择性为方向，含氮杂环的农药成为新农药开发的重点，新品种不断涌现，使2-氯吡啶在农药合成中的需求不断扩大。
2-氯吡啶氮氧物经过硝化得 2-氯-4-硝基吡啶，还原后得 2-氯-4-氨基吡啶，它是合成N-（2-氯-4-吡啶基）脲类新型植物生长调节剂的关键单体，是制备氯吡脲（forchlorfenuron）的必备中间体。氯吡脲是一类全新的高活性、低毒、广谱植物生长调节剂，具细胞分裂活性，其作用机理与嘌呤型细胞分裂素（激动素、玉米素）相同，但活性比它们高 10 ～100 倍。
由2-氯吡啶还可以合成多种高效农药。2-氯吡啶深度氯化可得2，6-二氯吡啶，2，6-二氯吡啶在NaOH存在下水解生成6-氯-2-吡啶酚，然后氯化得到3，5，6-三氯-2-吡啶酚，可用于生产高效、广谱、低残留有机磷杀虫剂、杀螨剂、毒死蜱（chlorpyrifos）和高效低毒除草剂绿草定（triclopyr）等。
2-氯吡啶也是合成吡硫霉净（2-巯基吡啶 N-氧化物钠）和其它防腐剂的中间体，其合成的吡啶硫酮（pyrithione）及其吡啶硫酮盐是高效低毒的防菌防霉剂，广泛用于化工、涂料、工业水处理等各个领域，同时其钠盐也是果树、花生、麦类、蔬菜的有效杀菌剂，是优良的蚕用消毒剂。
近年来，2-氯吡啶的应用领域不断扩大，需求增长很快，已引起广泛关注。由于我国生产2-氯吡啶企业较少，产量较低，其数量和质量尚不能满足国内医药、农药、日化等行业的发展和出口的需要。如何进一步改进 2-氯吡啶的生产工艺——改善操作条件，降低能耗，提高产率和完善三废处理等，有待于人们继续探索和努力。
参考文献：
[1]小竹元二雄监修.大有机化学.第十六卷.东京：朝仓书店，1957：20.
[2]Yamaguchi Shigenobu，etal.（住友精化公司）.DE4344793：1994.
一、2-氯吡啶的合成方法
（一）多步取代法
多步取代法是先由氨钠与甲苯回流下滴加吡啶制得2-氨基吡啶，2-氨基吡啶再进行重氮化和桑德迈尔反应，生成2-氯吡啶。该路线所用原料氨钠属一级易燃品，易爆炸，不可与水和空气接触。而且合成工艺步骤多，收率低，已基本淘汰无工业化生产价值。
另有资料介绍氯化氢、三氧化二氮与2-氨基吡啶反应也可制备2-氯吡啶，以2-氨基吡啶计，总收率超过85%。但最大的问题是该工艺路线所用三氧化二氮不易制取。
（二）吡啶N-氧化物法
吡啶N-氧化物法是将吡啶与过氧化氢反应，生成吡啶N-氧化物，之后再与氯气反应生成2-氯代吡啶N-氧化物，还原后得到2-氯吡啶。该路线是传统的合成方法，技术成熟简单，但是路线冗长，有一定三废污染，收率较低。
（三）2-羟基吡啶法
2-羟基吡啶法是将2-羟基吡啶用氯化亚矾、五氯化磷等氯化剂氯化，羟基与氯原子发生置换反应，最后得到2-氯吡啶[1]。该法工艺简单，但是原料2-羟基吡啶来源困难，一般不采用。
（四）吡啶直接氯化法
吡啶直接氯化法是将吡啶与氯气进行光氯化，控制氯化深度，可以得到2-氯吡啶和2，6-二氯吡啶，而且两种产品可以自由调节比例，产品经分离后分别得到2-氯吡啶和2，6-二氯吡啶，反应中氯自由基可以用紫外线引发，也可由加热引发，如世界上2-氯吡啶主要生产厂家住友精化就采用该技术，以紫外线为引发剂[2]。该路线是目前世界上广泛采用的先进的合成工艺路线，原料易得，工艺过程简单，但是工艺控制比较困难。例如此工艺中，2-氯吡啶的产率和纯度深受反应温度的影响，产率由低到中不等。Kamei Noboru在160℃行光氯化时，2-氯吡啶及2，6-二氯吡啶的产率分别为60.8%和28.7%；而徐炳祥在190℃氯化时，2-氯吡啶的产率却只有31%。另外，紫外光强度、氯气浓度、接触时间、溶剂稀释与搅拌情况及后处理等因素对产率也有很大影响。
二、2-氯吡啶的应用
2-氯吡啶具有杂环的特殊结构，因而表现出许多独特的化学性质和较好的生理活性，成为合成新型医药和农药的重要原料。近年来2-氯吡啶在医药、日化和农药领域应用研究方兴未艾，新的用途层出不穷，而且由其合成的药品医药疗效好，副作用低，合成的农药具有高效、低毒、低残留和高选择性的特点，符合世界农药发展趋势，成为医药和农药界的研究热点，需求增加非常迅速。
（一）在医药工业中的应用
2-氯吡啶中的氯原子能被亲核试剂取代，如苯基乙腈和 2-氯吡啶用强碱吡啶基化，然后再烷基化、水解、脱羧，可生产抗组胺剂——非尼拉敏（Pheniramine），用于治疗各种过敏性疾病和普通感冒。医药工业以2-氯吡啶为原料还可以合成多种重要的药物：抗组胺药——马来酸氯苯那敏；抗心律失常药——双异丙吡胺（disopyramide）；中樞神经兴奋药——醋哌甲酯（利他林，methyl phendate）；镇咳止痰药——吡哌乙胺（picoperine）；抗心律不齐药——达舒平（dispyramide）等，都是以2-氯吡啶为原料生产的。
（二）在日化工业中的应用
2-氯吡啶是一种重要的精细化工产品的中间体，广泛应用于日用化工领域。2-氯吡啶氧化后得 2-氯吡啶氮氧化物，它和硫氢化钠反应后得巯氧吡啶，其锌盐即吡啶硫酮锌（zincpyrithione，简称ZPT）是优良的杀真菌剂、抗鳞片化剂和抗溢脂剂，具有止痒、去头皮屑、减少脱发和保护头发色泽等功效。目前世界著名品牌的洗护发产品均将其配伍在香波及护发液中，具有广泛的市场。
（三）在农药工业中的应用
近年来，由于农药开发以低毒、高效、低残留和高选择性为方向，含氮杂环的农药成为新农药开发的重点，新品种不断涌现，使2-氯吡啶在农药合成中的需求不断扩大。
2-氯吡啶氮氧物经过硝化得 2-氯-4-硝基吡啶，还原后得 2-氯-4-氨基吡啶，它是合成N-（2-氯-4-吡啶基）脲类新型植物生长调节剂的关键单体，是制备氯吡脲（forchlorfenuron）的必备中间体。氯吡脲是一类全新的高活性、低毒、广谱植物生长调节剂，具细胞分裂活性，其作用机理与嘌呤型细胞分裂素（激动素、玉米素）相同，但活性比它们高 10 ～100 倍。
由2-氯吡啶还可以合成多种高效农药。2-氯吡啶深度氯化可得2，6-二氯吡啶，2，6-二氯吡啶在NaOH存在下水解生成6-氯-2-吡啶酚，然后氯化得到3，5，6-三氯-2-吡啶酚，可用于生产高效、广谱、低残留有机磷杀虫剂、杀螨剂、毒死蜱（chlorpyrifos）和高效低毒除草剂绿草定（triclopyr）等。
2-氯吡啶也是合成吡硫霉净（2-巯基吡啶 N-氧化物钠）和其它防腐剂的中间体，其合成的吡啶硫酮（pyrithione）及其吡啶硫酮盐是高效低毒的防菌防霉剂，广泛用于化工、涂料、工业水处理等各个领域，同时其钠盐也是果树、花生、麦类、蔬菜的有效杀菌剂，是优良的蚕用消毒剂。
近年来，2-氯吡啶的应用领域不断扩大，需求增长很快，已引起广泛关注。由于我国生产2-氯吡啶企业较少，产量较低，其数量和质量尚不能满足国内医药、农药、日化等行业的发展和出口的需要。如何进一步改进 2-氯吡啶的生产工艺——改善操作条件，降低能耗，提高产率和完善三废处理等，有待于人们继续探索和努力。
参考文献：
[1]小竹元二雄监修.大有机化学.第十六卷.东京：朝仓书店，1957：20.
[2]Yamaguchi Shigenobu，etal.（住友精化公司）.DE4344793：1994.