烷基吡啶制备方法及应用

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

烷基吡啶

[制备方法]各种烷基吡啶一般是以三聚乙醛和氨为原料，进行气相或液相的催化合成。

(1)气相法

使用硅-铝为主要成分的触媒，在300～400℃下，醛和氨反应，根据醛的种类不同，生成的碱类及组分也都各有不同。

①以乙醛为原料

②以乙醛和甲醛为原料

③以丙烯醛为原料

在这些反应中，对醛来说碱类的收率为60%～70%，a-甲基吡啶/γ-甲基吡啶或者吡啶/β-甲基吡啶的比例大致接近1。

(2)液相法

该法以三聚乙醛为原料，生成碱主要是2-甲基-5-乙基吡啶。三聚乙醛和氨水在高压釜中于200～300℃下100～200kgf/cm2(1kgf=9.80665N)压力下进行反应。反应式如下所示:

在这些反应中，对醛来说碱类的收率为60%～70%，a-甲基吡啶/γ-甲基吡啶或者吡啶/β-甲基吡啶的比例大致接近1。

(2)液相法

该法以三聚乙醛为原料，生成碱主要是2-甲基-5-乙基吡啶。三聚乙醛和氨水在高压釜中于200～300℃下100～200kgf/cm2(1kgf=9.80665N)压力下进行反应。反应式如下所示：

(4)乙烯法

这种方法是使用Pd2+ -Cu2+氧化还原为触媒的方法。由于在反应过程中还原了的触媒可以氧化再生，因而这种方法具有经济价值。乙烯法可分为两种方法：一种是由于在反应系统内有氧共存，碱合成反应和触媒再生反应同时进行的一步法；另一种是将通过反应成为还原状态的触媒取出系统外，再用氧进行再生的两步法。

[应用]木冠南用失重法研究了溴化十六烷基吡啶对铝在盐酸溶液中的缓蚀作用，应用吸附理论和Sekine方法处理实验数据，发现溴化十六烷基吡啶自盐酸溶液中在铝表面上产生了吸附，且基本服从Langmuir吸附等温式。求得吸附热为35.4kJ/mol，认为这种吸附是产生缓蚀作用的重要原因。实验还表明，缓蚀率随温度升高而增大。

周欣欣用失重法研究氯化十六烷基吡啶对铝在氢氧化钠溶液中的缓蚀作用。将两块5cm×2cm的铝片(含99.5%Al)用蒸馏水、甲醇、丙酮依次洗涤，干后分别精确称重，悬于100mL含有100×10-4 %氯化十六烷基吡啶的0.05mol/L NaOH溶液中，保持(20±0.2)℃，经1h取出铝片，用蒸馏水反复洗涤、烘干、精确称重。由实验结果得知，在0.05mol/L NaOH溶液中，各实验温度下氯化十六烷基吡啶对铝均有一定的缓蚀作用，且缓蚀作用皆随其浓度的增大而加强。当氯化十六烷基吡啶达一定浓度后，缓蚀作用基本保持不变。氯化十六烷基吡啶的缓蚀作用是由于其被吸附在铝表面上引起，且吸附规律服从Langmuir等温式。

周欣欣采用失重法研究了盐酸溶液中溴化十六烷基吡啶对铝的缓蚀作用，得出结论：在盐酸溶液中，溴化十六烷基吡啶对铝也能起到缓蚀作用，且由于铝在盐酸溶液中的反应比在NaOH溶液中平缓，缓蚀作用更加明显。

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