吡啶

吡啶(分子式C6H5N)含有一个氮杂原子的六元杂环化合物,即苯分子中的一个-CH＝被氮取代而生成的化合物，与苯类似，具有相同的电子结构，仍有芳香性，故又称氮苯和氮杂苯， 在常温下是一种无色有特殊气味的液体，熔点-41.6℃，沸点115.2℃，与水形成共沸混合物，沸点92～93℃。（工业上利用这个性质来纯化吡啶）,密度0.9819g/cm3。易溶于水,乙 醇,醚等多数有机溶剂，本身也可作溶剂。 吡啶最初由骨焦油内分离出来，随后发现煤焦油、煤气、页岩油、石油内也含有吡啶及其同系物，如2-甲基吡啶和2，6－二甲基吡啶。
吡啶及其衍生物比苯稳定，其反应性与硝基苯类似。由于环中氮原子的吸电子作用,使2，4，6位上的电子密度低于3,5两位,典型的芳香族亲电取代反应发生在3，5位上，但反 应性比苯低，一般不易发生硝化、卤化、磺化等反应。此外，这些取代反应都是在酸性介质内进行的，吡啶形成带正电荷的离子, 使亲电试剂不易接近。2-或4-卤代吡啶的卤素 都具有活性。由于2和6位上的电子密度较低，在此位上可发生亲核取代反应，如与氨基钠或氢氧化钾反应，得到相应的2-氨基吡啶或2-羟基吡啶。 吡啶是一个典型的缺电子芳香杂环化合物, 吡啶环是一个平面环, 分子内存在闭合共轭体系。由于N原子的电负性大于C原子, 吡啶环上的电子云密度小于苯；另外在氮原子周围电子云密度高，而环的其他部分电子云密度降低，尤其是邻、对位上降低显著，所以吡啶的芳香性比苯差。另外, 吡啶分子中的氮原子有一对未共用电子对不参与π体系, 所以吡啶具有一定的亲核能力, 能进攻带有正电荷的分子, 吡啶是一种重要的有机碱。在吡啶分子中，氮原子的作用类似于硝基苯的硝基，使其邻、对位上的电子云密度比苯环降低，间位则与苯环相近，这样，环上碳原子的电子云密度远远少于苯，因此吡啶这类芳杂环又被称为“缺π”杂环。这类杂环表现在化学性质上是难亲电取代，易亲核取代；难氧化，易还原。 分析纯的吡啶含有少量水分，可供一般实验用。如要制得无水吡啶，可将吡啶与粒氢氧化钾（钠）一同 回流，然后隔绝潮气蒸出备用。干燥的吡啶吸水性很强，保存时应将容器口用石蜡封好。 吡啶可以从炼焦气和焦油内提炼。将炼焦气通过硫酸，吸收其中的氨和吡啶等含氮的碱性物质，用氨气处理所产生的硫酸铵盐类的溶液，分出游离的含氮有机碱类，然后蒸馏，即 得到吡啶及其烷基取代物的混合液。也可由乙醛和氨制得。吡啶及其衍生物可以通过多种方法合成。其中应用最广的是汉奇吡啶合成法，这是用两分子的β-羰基化合物，如乙酰乙 酸乙酯与一分子乙醛缩合，产物再与一分子的乙酰乙酸乙酯和氨缩合形成二氢吡啶化合物，然后用氧化剂（如亚硝酸）脱氢，再水解失羧，即得吡啶衍生物，吡啶也可用乙炔、氨 和甲醇在500℃通过催化剂制备。 吡啶作为重要的含氮杂环化合物之一，在包括光催化以及光电器件等领域中得到了广泛的应用。在药物化学中，吡啶也常用作药物的母核结构。目前，吡啶的氘代反应主要以Pd、Rh、Ir、Ru和Ni等金属催化剂，在α-位进行氢同位素交换（HIE），而其他位置的HIE很少涉及。
吡啶的许多衍生物中，有些是重要的药物,有些是维生素或酶的重要组成部分。例如吡啶-3－羧酸的酰胺（即烟酰胺）,在辅酶I中与腺嘌呤（见嘌呤）、核糖及磷酸形成一个重要的二核苷酸。吡啶的衍生物异烟肼是一种口服的抗结核病药。2-甲基-5-乙烯基吡啶是合成橡胶的重要原料。 除作溶剂外，吡啶在工业上还可用作变性剂、助染剂，以及合成一系列产品的起始物，包括药品、消毒剂、染料、食品调味料、粘合剂、炸药等。 在农化领域，有一种化学结构几乎随处可见，这就是吡啶。吡啶从结构上看，是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物。在应用上，吡啶可以说是一种“横扫”三药(农药、医药、兽药)的重要中间体，不仅市场需求大，而且对推动农化等行业的绿色发展也具有极其重要的作用。
吡啶类农药作为全球第四代新型农药，优势明显含吡啶环农药不仅高效、低毒、持效期长，而且对人及生物有良好的环境相容性，符合农药的发展要求和趋势。吡啶类特种精细化学品种类繁多，其中又以氯代吡啶一类为发展潜力很大的高附加值产品。其中，市场容量巨大的农药毒死蜱，其生产制造过程中的重要中间体就是氯代吡啶类化学品——2，3，5，6-四氯吡啶。而新烟碱类杀虫剂第一代明星产品——吡虫啉的重要中间体，也是氯代吡啶类产品2-氯-5-氯甲基吡啶。而在除草剂领域，氯代吡啶更是随处可见。比如全球仅次于草甘膦和百草枯的第三大灭生性除草剂——敌草快。此类除草剂的重要中间体正是氯代吡啶类产品2-氯吡啶。
氯代吡啶的作用远不仅限于工业，在日用和医药领域也随处可见它的身影。氯代吡啶可以用来生产杀菌剂ZPT，该产品广泛应用于洗发水，包括海飞丝、飘柔等百姓耳熟能详的品牌均含有这一成分。而在医药领域，氯代吡啶又是抗组胺类药物非尼拉敏、中枢兴奋药利他灵、曲唑酮和抗心律失常药丙吡胺等药物的重要中间体。 GRAS(FEMA)。
作为香料可安全用于食品(FDA，§172．515，2000)。 FEMA(mg/kg)：软饮料1.0；嘴饮0.02～0.12；糖果和焙烤食品0.4。 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：有强烈刺激性；能麻醉中枢神经系统。对眼及上呼吸道有刺激作用。高浓度吸入后，轻者有欣快或窒息感，继之出现抑郁、肌 无力、呕吐；重者意识丧失、大小便失禁、强直性痉挛、血压下降。误服可致死。
慢性影响：长期吸入出现头晕、头痛、失眠、步态不稳及消化道功能紊乱。可发生肝肾损害 。可引起皮炎。
毒性：属低毒类。
急性毒性：LD501580mg/kg(大鼠经口)；1121mg/kg(兔经皮)；人吸入25mg/m3×20分钟，对眼结膜和上呼吸道粘膜有刺激作用。
亚急性和慢性毒性：大鼠吸入32.3mg/m3×7小时/日×5日/周×6月，肝重量系数增加；人吸入20～40mg/m3(长期)；神衰、步态不稳、手指震颤、血压偏低、多汗，个别肝肾有影响 。 无色或淡黄色液体。具有令人讨厌的气味。 溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和苯。

用作有机溶剂、分析试剂，也用于有机合成工业、色层分析，提取、分离吡啶及其同系物的原料，是除草剂、杀虫剂、医药、橡胶助剂、纺织助剂的原料，为GB 2760--1996规定允许使用的食用香料等。在水分测定也可使用，作为菌种诱变剂，酒精变性剂，酰化反应的溶剂，催化剂等。

可以检定和测定锑、砷、铝、铋、镉、铈、氯酸盐、铬酸盐、氰酸盐、铬、钴、铜、氰化物、金、重铬酸盐、卤素、镧、铅、锂、锰、汞、锗、镍、高氯酸盐、过硫酸盐、铂、磷、铼、镨、硅、银、硫、铊、碲、硫氰酸盐、钍、硫代硫酸盐、钛、铀、钒、锌、锆。

用高温炼焦时的饱和器母液为原料，回收加工得粗吡啶，经加热脱渣得含水吡啶，用纯苯恒沸脱水；得无水吡啶，再经蒸馏馏取110～120℃馏分，最后经精馏而得。 吡啶在以前是从煤焦油提取的，焦炉煤气经硫酸洗涤、氨水中和得到粗轻吡啶，再用精馏的方法提纯。随着吡啶用途的扩大，合成法吡啶有较大发展。国外从煤焦油获得的吡啶及吡啶基化合物，已占10%。将乙醛（1.648mol）、37%甲醛（1.665mol）和氨（3.096mol）的混合物，于432℃反应，催化剂为SiO2-Al2O3-Bi2O3，吡啶收率为48.4%。同时还生成β-甲基吡啶，改变操作条件，可调节吡啶和甲基吡啶和甲基吡啶的收率。此外，1,5-戊二胺盐酸盐，经加热环合，在Pt催化剂存在下脱氢也可制得吡啶。 易燃液体 中毒 口服- 大鼠 LD50: 891 毫克/ 公斤; 静脉- 小鼠 LD50: 1500 毫克/ 公斤 眼睛- 兔子 2 毫克 重度; 皮肤- 兔子 10 毫克/ 24小时 轻度 与空气混合可爆 遇明火、高温、氧化剂易燃; 燃烧产生有毒氮氧化物烟雾 库房通风低温干燥; 与氧化剂、酸类分开存放 干粉、干砂、二氧化碳、泡沫、1211灭火剂 TWA 15 毫克/ 立方米; STEL 30 毫克/立方米