哌啶
物理性质
性状:无色澄清液体,有类似氨的气味。
沸点(oC,101.3kPa):106
熔点(oC):-9
相对密度(g/mL,20/4oC):0.8606
相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):3.0
折射率(20oC):1.4530
黏度(mPa·s,20oC):1.486
黏度(mPa·s,25oC):1.370
闪点(oC):16.1
蒸发热(KJ/mol,105.8oC):31.67
生成热(KJ/mol,25oC):88.15
燃烧热(KJ/mol,定容):3453
比热容(KJ/(kg·K) ,25oC,定压):2.114
临界温度(oC):320.85
临界压力(MPa):4.65
沸点上升常数:2.84
电导率(S/m,25oC):3.8×10-7
蒸气压(kPa,21.13oC):3.29
热导率(W/(m·K),室温):0.180
溶解性:能与水、醇、醚、苯、氯仿等混溶。能溶解多种有机化合物。
作用与用途
1.禁止与强氧化剂、酸、酸酐接触。中等毒性,操作人员应佩戴自吸过滤式防毒面具,穿胶布防毒衣,戴防苯耐油手套。
2.化学性质呈碱性(pKa 11.1),与盐酸、氢溴酸等生成盐。与酰化剂反应生成N-酰基衍生物。与卤代烷反应生成N-烷基衍生物,进一步反应得到铵盐。哌啶经催化氧化或与浓硫酸加热可生成吡啶。
3.试剂有毒,具有高度的易燃性,闪点16oC,在通风橱中进行操作。直接与金属Na、P2O5蒸馏纯化得到纯品。
性质与稳定性
1.本品是环氧树脂常见的叔胺类固化剂之一,用量为每100份树脂加15份,固化条件为60℃/4h。
2.用作橡胶硫化促进剂,以及止痛药、杀菌剂、润湿剂、局部麻醉剂的原料。
3.用作聚丙烯腈抽丝用溶剂,有机合成用溶剂,活性亚甲基与醛反应的催化剂,烯烃聚合的催化剂,环氧树脂固化剂,蒸气设备的防腐剂以及合成纤维染色用重氮氨基化合物的稳定剂、橡胶硫化促进剂等。也用于医药工业。
4. 用作分析试剂,也用于制药工业和有机合成。
5.是环氧树脂常见的叔胺类固化剂之一,用量为每100份树脂加15份,固化条件为60℃/4h。也用作橡胶硫化促进剂、烯烃聚合催化剂、聚丙烯腈抽丝及有机合成用溶剂。医药上用作制造硝酸哌啶、盐酸哌啶止痛药、杀菌剂、润湿剂、局部麻醉剂的原料。亦可用作合成纤维染色用重氮氨基化合物的稳定剂、蒸气设备防腐剂等。
合成方法
1.由吡啶经催化氢化而得。将吡啶与镍催化剂加入高压釜中,加热至50℃时通入氢气,继续加热通氢,直至200℃,氢压至近7MPa不再吸氢为止。反应液经过滤,取滤液分馏,收集102-108℃馏出液,即得哌啶。另一种制备方法是将吡啶于无水乙醇中,加热,投入金属钠,反应结束后,用水蒸气蒸馏,蒸出哌啶和乙醇,用盐酸中和后蒸去乙醇即得哌啶盐酸盐,用氢氧化钠处理,可获得游离的哌啶。

2.以吡啶为原料,经催化氢化而得。催化剂为兰尼镍,温度从50℃逐步升到200℃,压力最高达5~7 MPa。通氢气至不吸收为止,反应液过滤,滤液蒸馏收集102~108℃馏分即为产品。
3.将吡啶与兰尼镍催化剂混合均匀后置于高压釜中,以氢气置换釜中空气,加热至50℃通氢气5000 kPa,继续加热至150℃搅拌,压力逐渐减至1000kPa,温度继续升至150~200℃,加氢气至7000kPa,反应后压力降至1000kPa,于200℃时再通氢气至7000kPa,通氢气约6~7次至不再吸收氢气为止。待反应液降至70℃左右降压,取上层清液过滤,滤液进行分馏得产品。

4.由吡啶电解还原制成。
精制方法:将派啶所含水分通过共沸蒸馏除去后,收集106℃的馏分。沸点117℃的馏分为四氢吡啶。也可以将哌啶制成N-亚硝基化合物或N-苯甲酰衍生物,通过氧化除去不饱和物质后再水解重新得到哌啶。
5.吡啶经电解还原可得哌啶,然后再用氢氧化钾脱水,精馏提纯。
6.NHD-99新型加氢催化剂催化工艺
①NHD-99催化剂制备 将配制好的Ni(NO3)2和M(NO3)3水溶液置于烧杯中,搅拌下加入金属氧化物载体,加热升温至90℃左右,加入尿素,出现沉淀。保温搅拌1~2h,冷却降温至40~50℃,过滤。用热水洗涤滤饼,然后在120℃下烘干10~14h。粉碎后煅烧,然后在450℃下用氢气还原。使用前将催化剂吸附规定量的稳定剂,再在空气中于90℃左右下处理5~6h。
②工艺过程 在一个带搅拌、温度计和通气管的不锈钢电加热高压反应釜中,将计算量的无水吡啶和甲醇(等质量比)、NHD-99催化剂(投料量的10%)置于反应釜中,密闭,氮气试漏,氢气置换完毕,加热升温至温度达170℃,通入氢气进行反应。反应压力6.5MPa,时间6h,反应完成后冷却降温,氮气置换后出料。滤出催化剂,装瓶供下次实验用。滤液送去精馏。在常压下回收溶剂和吡啶,然后截取102~108℃的馏分为产品。收率在96%以上。
贮存方法
1.储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。
2.保持容器密封。应与氧化剂、酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。
3.采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
4.储存于通风阴凉仓库内,仓间应设置必要的隔热层,防止阳光直射。远离火源。
毒理学数据
1、急性毒性:大鼠经口LD50:50mg/kg;兔子经皮LD50:320mg/kg
小鼠吸入LC50:6000mg/m3/2H
2、中等毒性,对眼睛和皮肤有强烈刺激性并是升压剂。小剂量可刺激交感和副交感神经节,大剂量反而有抑制作用,误服后可引起虚弱、恶心、流涎、呼吸困难、肌肉瘫痪和窒息。中毒动物表现为恶心、呕吐、流涎、呼吸困难、心率增快、血压升高、无力、抽搐和瘫痪。豚鼠涂皮,引起剧烈刺激。滴入兔眼,产生严重刺激,伴角膜永久性损害。
生态学数据
该物质对水体有轻微的危害。
分子结构数据
1、 摩尔折射率:26.40
2、 摩尔体积(m3/mol):102.4
3、 等张比容(90.2K):233.0
4、 表面张力(dyne/cm):26.7
5、 极化率(10-24cm3):10.46
计算化学数据
1、 疏水参数计算参考值(XlogP):0.8
2、 氢键供体数量:1
3、 氢键受体数量:1
4、 可旋转化学键数量:0
5、 互变异构体数量:
6、 拓扑分子极性表面积(TPSA):12
7、 重原子数量:6
8、 表面电荷:0
9、 复杂度:30.9
10、 同位素原子数量:0
11、 确定原子立构中心数量:0
12、 不确定原子立构中心数量:0
13、 确定化学键立构中心数量:0
14、 不确定化学键立构中心数量:0
15、 共价键单元数量:1
安全信息
危险运输编码: UN 2401 8/PG 1
危险品标志: 易燃有毒
安全标识:S16 S26 S27 S45
危险标识:R11 R34 R23/24