杨陵

第30卷 增刊西北农林科技大学学报(自然科学版)

Vol

.30

Suppl

.

2002年9梦见家里来客人 月

Jour

.

ofNorthwestSci

2

TechUniv

.

ofAgri

.

an写给自己的短句 dFor

.

(

Nat

.

Sci

.

Ed

.

)

Sep

.2002

2-巯基吡啶-N-氧化物的合成方法及其用途

杨征敏,吴文君

(西北农林科技大学农药研究所,陕西杨陵712100

)

[摘 要] 对22巯基吡啶2

N

2氧化物(

PTO

)的4类合成方法(

22卤吡啶氧化法、氢氧化钠催化吡啶氧化法、22羧

酸吡啶212氧化物金属盐脱羧法、12氧化吡啶同

NaH

和

LiH

等强碱作用的方法)进行了综述;并总结了

PTO

及其金

属盐的广谱杀菌防霉活性及其在农业、医学、化学化工等领域的应用。

[关键词] 22巯基吡啶2

N

2氧化物;合成方法;杀菌活性

[中图分类号]

O

621.2 [文献标识码]

A

[文章编号]100022782

(

2002

)

S

020142203

1943年

Shaw

发现黄曲霉(

Aspergillusflavus

)

代谢产生的曲霉酸(

aspergillicacid

)有抗菌作用[1],

此后,国内外学者研究了其化学结构与杀菌活性的

关系,发现了高效、安全、具有广谱杀菌活性的22巯

基吡啶2

N

2氧化物(

22

pyridinethiol

212

oxide

,

PTO

)[2～4]。

在农业上,

PTO

被称为“万亩定”,可作为杀菌

剂和杀细菌剂,对多种果树、棉花、麦类、蔬菜叶面病

害有效,已用于防治苹果疮痂病和卷叶病。

PTO

可

与铁、锰、锌等螯合,生成的万亩定铁盐、万亩定锰

盐、万亩定锌盐可作为低毒高效杀菌剂[5]。此外,

PTO

也用作植物生长调节剂。

PTO

钠盐是一种公

认小学满分作文 的安全、高效、速效、广谱的水溶性杀菌防霉剂[6]。

它可作为罐装食品的防霉剂,对酵母菌和霉菌作用

迅速、抑制作用强[7];也可作为蚕座消毒及家蚕人工

饲料的防腐添加剂。

在医学上,

PTO

钠盐称为吡硫霉净,作为抗菌

和抗真菌药用于治疗脂溢性皮炎、花斑癣等体表性

疾病,也可作为外用药和化妆品的防腐剂[2,8～10]。近

年研究表明[11,12],

PTO

钠盐及其衍生物钠盐在低浓

度下对人体多种恶性肿瘤细胞有抑制作用。

PTO

锌

盐(商品名

CleanBio

2

ZP

)也是一种安全、高效、广谱

的杀菌剂,美国环保局和食品医药管理局批准将其

用于医学上。

PTO

锌盐常作为多数去头皮屑止痒洗

发香波的主要活性成分;其安全和高效的特点使其

在至今的30多年里一直作为主流的去头皮屑的活

性物质。例如,

P&G

公司的飘柔二合一海飞丝中加

入1%的

PTO

锌盐,去屑止痒效果明显。在美国食

品医药管理局的专著中,

PTO

锌盐被认为是治疗头

皮屑、脂溢性皮炎、湿疹、牛皮癣、外生殖器毒物性皮

炎、皮肤伤口的一类安全有效的药物。

在化学工业中,

PTO

常作为合成多种医药、杀

菌剂、植物生长调节剂、防霉防腐剂和高级洗发香波

添加剂等精细化学品的一类重要的化学中间体。

此外,

PTO

钠盐10%和40%的水溶液在美国作

为杀菌剂出售,可用于金属加工业的添加剂和乳胶防

腐膜的制备。

PTO

锌盐还可作为化妆品、涂料、乳胶、

灰泥等的添加剂。

PTO

铜盐(商品名

CleanBio

2

CP

)是

一种广谱杀菌杀藻剂,因含

PTO

铜盐的船舶涂料易制

备,水溶性极低,抗污性能极好,在相当高的温度下很

稳定,主要作为船舶防塞剂和杀藻剂。

鉴于

PTO

及其金属盐广谱的抗菌防霉活性和

广泛的用途,国内外学者对

PTO

合成方法进行了

深入的研究。文献报道,22巯基吡啶2

N

2氧化物的合

成方法有22卤吡啶氧化法、氢氧化钠催化吡啶氧化

法、22羧酸吡啶212氧化物金属盐脱羧法、12氧化吡啶

同

NaH

和

LiH

等强碱作用的方法。

(

1

)

22卤吡啶氧化法。该法通常以22氨基吡啶为

原料,合成步骤分为3步:吡啶的卤化、卤化吡啶的

氧化、卤氧化吡啶的巯基化[13,14]。

在吡啶卤化过程中,通常以22氨基吡啶为原

料,通过

Craig

反应在低温下将其转化成22溴吡啶,

产率为87%～90%;也可通过吡啶光氯化反应制得

22氯吡啶作为先一步合成的原料,选择适当的光源、

稀释剂、反应时间、投料比例,可使反应定向进行,原

料的转台湾自由行 化率达95%以上[15]。

[收稿日期] 2002203222

[作绿色图片 者简介] 杨征敏(

1974-

)

,男,陕西周至人,助教,在读博士,主要从事天然活性物质的修饰及半合成研究。

://

在这种合成方法中,合成的关键反应是重氮化

反应(低温)和氧化反应。该法通过在低温下向高浓

度氢溴酸中加液溴的方法来加快重氮化反应的速率

和收率;但反应过程中必须用到刺激性大、毒性大的

液溴。在杂环类化合物氮原子的氧化反应中,一般还

可选择过氧化氢冰醋酸、过氧化氢顺酐、过氧乙酸

硫酸等氧化剂,其中冰醋酸、顺酐、硫酸起催化作

用。氧化22溴吡啶常采用20%过氧化苯甲酸和

25%,40%的过氧乙酸进行氧化。过氧苯甲酸为固

体,使用起来较为方便,产率60%;40%过氧乙酸不

稳定、易分解,在使用温度超过80℃时易爆,而且在

国内缺货,可以通过医院消毒用的20%过氧乙酸来

制备,反应产率为70%[14,16,17]。此法的反应路线过

长,整个反应的总产率较低,使得产品成本较高。一

种改进办法就是在钨酸钠、顺丁烯二酸酐、硫酸、邻

苯二甲酸酐等催化剂的作用下,采用30%,50%过

氧化氢氧化22氯吡啶为氯氧吡啶,产率达

94.5%[18～20]。将氯氧吡啶硫化也可得到

PTO

,但该

方法中22氯吡啶的制备成为整个合成路线的关键

反应。迄今为止,国内学者对22氯吡啶的工业合成

方法进行了深入的研究,已取得了一定进展。

22卤吡啶氧化法通常采用22溴2

N

2氧化吡啶与

硫脲缩合,生成22硫脲2

N

2氧化吡啶氢溴酸盐,当用

碳酸钠的水溶液处理时,得到

PTO

。用22溴2

N

2氧化

吡啶与

Na2S

或

NaHS

在温和条件下作用同样可得

到

PTO[16]。以

NaHS

为巯基化试剂,严格控制反应

体系的

pH

值在8.5～9.0,22氯氧吡啶易与

NaHS

发生亲核取代反应生成

PTO

,产率为60%[18～20]。用

此方法可成功地制备

PTO

钠盐水溶液[21]。

(

2

)氢氧化钠催化吡啶氧化法。本方法以30%

H2O2氧化吡啶来制取吡啶2

N

2氧化物,而后用

NaOH

作催化剂,在二甲亚砜、甲苯中合成22巯基

吡啶2

N

2氧化物。此法工艺简单、原料低廉,但总产

率仅为17%[22,23]。

(

3

)

22羧酸吡啶212氧化物金属盐脱羧法。该法

经过脱羧和巯基化而得到

PTO

。因为所用的羧酸来

源困难,故该法使用甚少[24]。

(

4

)

12氧化吡啶同

NaH

,

LiH

等强碱作用的方

法。本法使用12氧化吡啶与

NaH

,

KH

或

LiH

反应

得到2位金属元素取代的12氧化吡啶;再使其与硫

粉反应可制得

PTO

的金属盐;酸化金属盐可得到

PTO

。该法操作复杂,需要用价格昂贵,且过量又无

法回收的碱金属氢化物,因此已很少使用[25]。

341

增刊杨征敏等:22巯基吡啶2

N

2氧化物的合成方法及其用途

://

在以上4种合成路线中,路线(

1

)容易操作,易

得产物;但反应步骤太长,使得总的产品收率很低,

原料浪费很大。该法是实验室中最常用的合成方法。

路线(

2

)的合成步骤较短,但总产率仍很低,且使用

的二甲亚砜、甲苯毒性较大。工业上少量合成

PTO

常采用这条路线。路线(

3

)合成步骤短,但合成受到

原料来源的限制,常难于实现。路线(

4

)中使用了过

量价格昂贵,且遇水易燃易爆的碱金属,危险性大,

故已不再使用。

PTO

是目前使用较多的一种精细化学品和重

要化学合成中间体。制备

PTO

所使用的起始原料

吡啶价格昂贵,且合成步骤较长,关键反应的条件苛

刻,总反应收率低,致使目前国内外市场上

PTO

及

其金属盐的价格长期高居不下,甚至在国内长期缺

货。因此,今后研究

PTO

合成的关键是缩短其合成

步骤,提高反应效率,以此来降低

PTO

及其金属盐

的生产成本。

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2

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N

2

dioxides

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P

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US

:

P

3700676,1972203.

Methodsofsynthesisof

22

pyridinethiol

212

oxideandusages

YANGZheng-min

,

WUWen-jun

(

InstituteofPesticide

,

NorthwestSci

2

TechUniversityofAgricultureandForestry

,

Yangling

,

Shaanxi

712100,

China

)

Abstract

:

FourSyntheticmethodsof

22

pyridinethiol

212

oxidearereviewed

,

includingtheoxidationof

22

halopyridine

,

thecatalyticoxidationofpyridinebysodiumhydroxide

,

thedecarboxylationofthesaltof

22

carboxypyridine

212

oxide

,

thesulfurationofpyridine

212

oxidebystrongbasandS

.

Thebroad

2

spectruman2

tifungicidalactivitiesandtheusageofPTOanditsderivativesaresummarized

.

Keywords

:22

pyridinethiol

2

N

2

oxide

;

syntheticmethods

;

antifungicidalactivity

441

西北农林科技大学学报(自然科学版)第30卷

://