吡啶及其衍生物的合成技術(shù)及在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用

1、 肖國民 博士、教授、博導(dǎo)張進(jìn) 博士、副教授吡啶及衍生物的合成技術(shù)及在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用吡啶及衍生物的合成技術(shù)吡啶及衍生物的合成技術(shù)及在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用及在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用吡吡 啶啶- -甲基吡啶甲基吡啶 - -氯吡啶氯吡啶 - -二氯吡啶二氯吡啶 - -三氯吡啶三氯吡啶 - -四氯吡啶四氯吡啶 - -氯氯- - -氯甲基吡啶氯甲基吡啶 - -氯氯- - -氨甲基吡啶氨甲基吡啶 - -氯氯- - -三氯甲基吡啶三氯甲基吡啶 3 32 23 3, ,5 52 2, ,3 3, ,5 52 2, ,3 3, ,5 5, ,6 65 52 22 22 25 55 5環(huán)狀化合物環(huán)狀化合物轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化法烷基

2、吡啶脫烷基法烷基吡啶脫烷基法 醛醛(酮酮)-氨法氨法 不飽和烴法不飽和烴法醇醇-氨法氨法 煤煉焦提取物煤煉焦提取物吡啶的合成技術(shù)吡啶的合成技術(shù) 醛醛(酮酮)-氨法氨法 HCHO + CH 3CHO CH 2 = CHCHO + H 2OCH2HCHCO+ NH3N2CH3 + 2H2OCH2HCHCO+ NH3N + 2H2O+ CH3CHO+ H2 醛醛(酮酮)氨法工藝的改進(jìn)氨法工藝的改進(jìn)：v(1) 將固定床反應(yīng)器改為流化床反應(yīng)器將固定床反應(yīng)器改為流化床反應(yīng)器 v(2) 在原料里加入較大比例的水蒸氣。在原料里加入較大比例的水蒸氣。v(3) 在原料中加入氫氣。在原料中加入氫氣。v(4) 在原料

3、中加入氧氣，可提高吡啶的選擇性。在原料中加入氧氣，可提高吡啶的選擇性。v(5)在原料中添加一定量的甲醇或提高甲醛用量，在原料中添加一定量的甲醇或提高甲醛用量，可提高吡啶的產(chǎn)率?？商岣哌拎さ漠a(chǎn)率。不飽和烴法不飽和烴法v烯烴和氨反應(yīng)制備吡啶。烯烴和氨反應(yīng)制備吡啶。v丁二烯與丁二烯與HCN在高溫下，用三氧化二鋁作催在高溫下，用三氧化二鋁作催化劑，環(huán)合得吡啶化劑，環(huán)合得吡啶。v乙炔和氨環(huán)化制備吡啶乙炔和氨環(huán)化制備吡啶。v乙炔與腈在鈷化合物作催化劑下制備吡啶和乙炔與腈在鈷化合物作催化劑下制備吡啶和烷基吡啶烷基吡啶。環(huán)狀化合物轉(zhuǎn)化法環(huán)狀化合物轉(zhuǎn)化法v(1)四氫化糠醇與氨反應(yīng)合成吡啶。四氫化糠醇與氨反應(yīng)合成

4、吡啶。v(2)哌啶脫氫制吡啶，用哌啶脫氫制吡啶，用Pd-SiO2作催化劑。作催化劑。OCH2OHMoO3-Al2O3+NH35000C-H2-H2ONH2OHNPd-SiO22500CNN醇醇- -氨法氨法v用含碳原子數(shù)為用含碳原子數(shù)為1 14 4的醇為原料與氨反應(yīng)通過氧化、的醇為原料與氨反應(yīng)通過氧化、脫水環(huán)化和脫氫作用亦可合成吡啶及其衍生物。脫水環(huán)化和脫氫作用亦可合成吡啶及其衍生物。烷基吡啶脫烷基法烷基吡啶脫烷基法v甲基吡啶及二甲基吡啶及煤焦油加工所得的烷基吡甲基吡啶及二甲基吡啶及煤焦油加工所得的烷基吡啶混和物，以及工業(yè)上其它烷基吡啶副產(chǎn)物，可通啶混和物，以及工業(yè)上其它烷基吡啶副產(chǎn)物，可通過

5、脫烷基作用而生成吡啶過脫烷基作用而生成吡啶 吡啶在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用吡啶在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用 v吡啶氧化脫氫可制得新型聯(lián)吡啶鹽除草劑，這類商品有百草枯（paraquart）、敵草快(diquat)等家用除草劑，它們可迅速清除所有雜草，而對土壤、種子及禽畜無害。醛醛(酮酮)氨法氨法 乙醇、甲醛與氨反應(yīng)法乙醇、甲醛與氨反應(yīng)法 丙烯醛與氨反應(yīng)法丙烯醛與氨反應(yīng)法 3-甲基吡啶的合成技術(shù)甲基吡啶的合成技術(shù)醛醛( (酮酮) )氨法氨法v醛(酮)氨法是目前生產(chǎn)3-甲基吡啶的主要合成方法，以流化床代替固定床，HZSM-5為催化劑，3-甲基吡啶的收率最高可達(dá)50，吡啶收率為2030，同時副產(chǎn)少量的2-甲基吡啶及4-

6、甲基吡啶 丙烯醛與氨反應(yīng)法丙烯醛與氨反應(yīng)法CH2OCHCHNH3NCH3+22OH2+()NCH3NCH3+乙醇、甲醛與氨反應(yīng)法乙醇、甲醛與氨反應(yīng)法CH3CH2OHHCHONH3NCH3NCH3+3-3-甲基吡啶在農(nóng)藥中的應(yīng)用甲基吡啶在農(nóng)藥中的應(yīng)用 v3-甲基吡啶可以合成多種農(nóng)藥，如：穩(wěn)殺得，精穩(wěn)殺得，蓋草能吡氯氟禾靈、吡氟草胺、羥戊禾靈、煙嘧黃隆、啶嘧黃隆等除草劑；殺蟲劑定蟲隆等；殺菌劑啶斑肟、氟啶胺等；殺鼠劑滅鼠安、滅鼠啶、滅鼠優(yōu)等。目前已商品化的重要品種有吡氟禾草靈和1989年德國拜耳公司推出的吡蟲啉。以吡啶為原料直接氯化以吡啶為原料直接氯化 以以2-氨基吡啶為原料氨基吡啶為原料 以吡啶

7、為原料經(jīng)氧以吡啶為原料經(jīng)氧化、氯化、還原化、氯化、還原 以以2-羥基吡啶為原料羥基吡啶為原料 2-氯吡啶的合成技術(shù)氯吡啶的合成技術(shù)以吡啶為原料直接氯化來制取以吡啶為原料直接氯化來制取 以吡啶為原料經(jīng)氧化、氯化、還原以吡啶為原料經(jīng)氧化、氯化、還原NNClCl2N2hvNNONClONCldeoxidizeCl2H2O2以以2-氨基吡啶為原料來制取氨基吡啶為原料來制取 以以2-羥基吡啶為原料來制取羥基吡啶為原料來制取 NNH2NClH2O2HClNOHNClCOCl2Ph-CH3 2 2- -氯吡啶在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用氯吡啶在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用v2-氯吡啶經(jīng)過硝化得2-氯-4-硝基吡啶，還原后得2-氯

8、-4-氨基吡啶，它是制備氯吡脲的必備中間體。3,53,5- -二氯吡啶的合成二氯吡啶的合成v 日本的TAJIKA等由2,3,5-三氯吡啶、2,3,5,6-四氯吡啶、五氯吡啶合成3，5-二氯吡啶，使用價格昂貴的鈀和鉑做催化劑 v 美國的BROWN用2,3,5-三氯吡啶及2,3,5,6-四氯吡啶合成3,5-二氯吡啶，其合成過程中避免了使用貴金屬催化劑 。 3,5-3,5-二氯吡啶在農(nóng)藥中的應(yīng)用二氯吡啶在農(nóng)藥中的應(yīng)用 v3,5-二氯吡啶可以用來制備各種高效、低毒、低殘留的殺蟲劑和除草劑，如由3,5-二氯吡啶制備的各種二環(huán)胺化物是一系列高效低毒殺蟲劑。 NClNCNOMe以三氯乙醛和以三氯乙醛和丙烯腈

9、為原料丙烯腈為原料 三氯三氯-4-甲醛縮丁甲醛縮丁腈脫水閉環(huán)法腈脫水閉環(huán)法 以吡啶為原料以吡啶為原料 以以2,3,5,6-四氯吡啶四氯吡啶或者五氯吡啶為原料或者五氯吡啶為原料 氨基二氯吡啶法氨基二氯吡啶法 以吡啶鹽酸鹽為原料以吡啶鹽酸鹽為原料 2,3,5-三氯吡啶的合成技術(shù)三氯吡啶的合成技術(shù)以吡啶為原料以吡啶為原料 以吡啶鹽酸鹽為原料以吡啶鹽酸鹽為原料 NPCl5210-220NClClClNClClCl2340-400NClClCl 以以2,3,5,6-四氯吡啶或者五氯吡啶為原料四氯吡啶或者五氯吡啶為原料以三氯乙醛和丙烯腈為原料以三氯乙醛和丙烯腈為原料vDow公司和CibaGeigy公司相繼

10、在提出了以2,3,5,6-四氯吡啶或者五氯吡啶為原料在堿性條件下用鋅粉還原制備三氯吡啶的工藝,該工藝具有操作相對簡便,安全性高的優(yōu)點。vCibaGeigy公司開發(fā)了以三氯乙醛和丙烯腈為原料，催化閉環(huán)法制備三氯吡啶的工藝，該工藝對設(shè)備的要求比較高,反應(yīng)中壓力上升較快,反應(yīng)不易控制。氨基二氯吡啶法氨基二氯吡啶法三氯三氯-4-甲醛縮丁腈脫水閉環(huán)法甲醛縮丁腈脫水閉環(huán)法 NClClNH2NClClClHCl-NaNO2CCl3CHO+ CH2CHCNCatOHCCCl2CH2CHClCNOHCCCl2CH2CHClCNNClClCl- H O22,3,52,3,5- -三氯吡啶的應(yīng)用三氯吡啶的應(yīng)用v以2

11、,3,5-三氯吡啶為原料可制殺蟲劑、除草劑。2,3,5-三氯吡啶還可用于制備近年投放市場的除草劑噁草醚。氯化法氯化法 以以3,3,5-三氯戊二酰三氯戊二酰胺為原料胺為原料分子閉和成環(huán)法分子閉和成環(huán)法 五氯吡啶脫氯法五氯吡啶脫氯法 2,3,5,6-四氯吡啶的合成技術(shù)四氯吡啶的合成技術(shù)五氯吡啶脫氯法五氯吡啶脫氯法 氯化法氯化法 v五氯吡啶法是以五氯吡啶被鋅粉等還原脫氯生成2,3,5,6-四氯吡啶的方法 v (1)液相催化制備2,3,5,6-四氯吡啶v (2)氣相催化制備 3,3,5-三氯戊二酰胺為原料三氯戊二酰胺為原料分子閉和成環(huán)法分子閉和成環(huán)法v以3,3,5-三氯戊二酰胺為原料，以三氯氧磷為氯化

12、劑制備2,3,5,6-四氯吡啶。OORClClCNClClClNClCl2,3,5,62,3,5,6- -四氯吡啶的應(yīng)用四氯吡啶的應(yīng)用v主要用途是合成3,5,6-三氯吡啶-2-酚，進(jìn)一步農(nóng)藥生產(chǎn)毒死蜱。毒死蜱的合成按反應(yīng)條件可以分為有機(jī)溶劑法、水相法和雙溶劑法。OHNClClClNClClClOKNClClClClKOH2H O368373KH2SO4358K煙酸法煙酸法 環(huán)合法環(huán)合法 甲基吡啶氯化法甲基吡啶氯化法 3-甲基吡啶氨化法甲基吡啶氨化法 6-羥基煙酸法羥基煙酸法 N-氧氧-3-甲基吡啶法甲基吡啶法2-氯氯-5-氯甲基吡啶的合成技術(shù)氯甲基吡啶的合成技術(shù)環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯-丙醛法丙醛法

13、甲基吡啶氯化法甲基吡啶氯化法 N-氧氧-3-甲基吡啶法甲基吡啶法 NCH3NCCl3ClNClCH2ClNClCH2ClNOCH3NClCH3NCH3H2O2HAcCH2Cl2(Et3)NClCl3-甲基吡啶氨化法甲基吡啶氨化法 煙酸法煙酸法 NCH3NCH3H2NNClCH2ClNClCH3NCH3NCOOHNCCl3NOHCH2OHNClCH2Cl 6-羥基煙酸法羥基煙酸法環(huán)合法環(huán)合法 NCH3NCOOHNOHCOOHNClCH2OHNClCH2ClCH2NH2CH2-N-CH=CHCH3COCH3POCl3CH3CH3CHOCH3-C-O-C-CH3OONClCH3DMFNClCH2Cl

14、NClCH3Cl環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯-丙醛法丙醛法 CH2CH3CHOCH-CH-CH-C-HOCHCH-CH-CH2Cat+CH-CH-CH-C-HOCHCH-CH-CH2CH2CH=CNCH-CH-CH-C-HCHCH-CH-CH2C2H4CN+甲苯10%KOH 室溫CH-CH-CH-C-HCHCH-CH-CH2C2H4CNCN-CH2CH2CCHOCH2CN-CH2CH2CCHOCH3ClCl溶劑230溶劑CN-CH2CH2CCHOCH3ClClPCl5NCH2ClClDMF+HCl （g）（6080） 2 2- -氯氯- -5 5- -氯甲基吡啶的應(yīng)用氯甲基吡啶的應(yīng)用 v 吡蟲啉吡蟲啉 N

15、ClNNNNO2CH2NCH2ClClv吡蟲清吡蟲清 NCH2ClClNCH2ClNCH3CCH3NCN 2 2- -氯氯- -5 5- -氯甲基吡啶的應(yīng)用氯甲基吡啶的應(yīng)用 v烯啶蟲胺烯啶蟲胺 v 噻蟲啉噻蟲啉 NC H2ClC lNC H2N H C2H5C lNC2H5C C H N O2S C H3NC H2C lNC2H5C C H N O2C lNC H2C lNC2H5C C H N O2N H C H3NC H2C lNClCH2NHCH2CH2SHCSSCH3H3CNCNNClNSNCN+羥甲基吡啶羥甲基吡啶氯甲基吡啶法氯甲基吡啶法 氰基吡啶法氰基吡啶法 2-氯氯-5-氨甲基吡

16、啶的合成技術(shù)氨甲基吡啶的合成技術(shù)v羥甲基吡啶法羥甲基吡啶法 ClNCH2OHCH3SO2ClCHCl3NaOHEt3NCH2PhClClNCH2OSO2CH3(CH2)6N4CHCl3ClNCH2-(CH2)6N4 CH3SO2ClCH3OHHCl/H2OClNCH2NH2+H2O/+._v氰基吡啶法氰基吡啶法 NCNCl2OHNCNCl-S-ClOClNCNCCl4K2CO3/H2ODMFPhMeH2/RaneyCoNH3PhMeClNCH2NH2+光 照 射,v氯甲基吡啶法氯甲基吡啶法 ClNCH2ClHCONH2K2CO3DMFClNCH2NHCHONaOH/H2OC2H5OHClNCH

17、2NH2+ClNCH2NH2ClNCH2ClCHONH3.H2O(Bu)4N+Br-ClNCH2N-CHClNCH2NHCH- CHOH2OHCl-+HCl+Cl_ClNCH2ClCCNKOODMFClNCH2NCOCONaOH/H2OHCl/H2OClNCH2NH2+ 2 2- -氯氯- -5 5- -氨甲基吡啶的應(yīng)用氨甲基吡啶的應(yīng)用 v吡啶甲胺基硝基乙烯類殺蟲劑吡啶甲胺基硝基乙烯類殺蟲劑 ClNCH2NH2CH3CHOphMeClNCH2NHC2H5Cl3CCH2NO2CH3NH2,K2CO3CH3CN,CH2ClNNCH-NO2NHC2H5CH3ClNCH2NH2(CH3)2NCSCH3

18、CHNO2CH3OHCH2ClNNCH-NO2NHHN(CH3)2+ClNCH2NH2CH3CH2CCH2NO2OSO3HCH3phMeCH2ClNNCH-NO2C2H5H+ClNCH2NH2(CH3S)2C=CHNO2C2H5OHCH2ClNNCH-NO2SCH3H+ 2 2- -氯氯- -5 5- -氨甲基吡啶的應(yīng)用氨甲基吡啶的應(yīng)用 v吡啶甲基氰基乙脒殺蟲劑吡啶甲基氰基乙脒殺蟲劑 ClNCH2NH2CH3C-O-CH3N-CN(CH3)2SO4CHCl3NaOHCH2ClNNN-CNCH3HCH2ClNNN-CNCH3CH3H2O,v含氟吡啶雜環(huán)殺蟲劑含氟吡啶雜環(huán)殺蟲劑ClNCH2NH2(CH3)2NHCH3COCF3CS2CH3ICH2ClNNCHCOCF3SCH3HCH2ClNNCHCOCF3N(CH3)2H, 2 2- -氯氯- -5 5- -氨甲基吡啶的應(yīng)用氨甲基吡啶的應(yīng)用 v吡啶甲胺基噻唑基乙脒類殺蟲劑吡啶甲胺基噻唑基乙脒類殺蟲劑 v吡啶雜環(huán)基吡咯類殺蟲劑吡啶雜環(huán)基吡咯類殺蟲劑 HSNCH2ClNNNCH3ClNCH2NH2NOMeCH3NSEtOH+ClNCH2NH2ClNCH2NHCOCF3(