3-甲基吡啶，又名β-甲基吡啶、3-皮考啉，是一种重要的吡啶衍生物。经过一系列反应可以合成多种重要的精细有机合成中间体，在农药、医药等领域应用十分广泛。

    1 3-甲基吡啶的合成

    3-甲基吡啶以前是从煤焦化的副产品中回收而得，但由于煤焦化的副产品中吡啶组分多，分离困难，现在广泛采用合成法生产。3-甲基吡啶主要通过以下几种方法来合成：

    1.1 丙烯醛法

    以氟化氨处理的Al₂O₃/SiO₂做催化剂，丙烯醛和氨在流化床内发生反应而生成3-甲基吡啶。其收率在75%以上。在此反应过程中，为防止丙烯醛自聚，可适当地加入环氧丙烷阻聚剂。

    1.2 醇-醛法

    在Pb-ZSM-5催化剂存在下，在420℃时乙醇、甲醛和氨通过气固相接触催化反应而生成3-甲基吡啶。但产率只有29.9%。

    1.3 醛-氨法

    在HZSM-5型催化剂的作用下，在硫化床反应器中乙醛、甲醛和氨进行反应而生成3-甲基吡啶。其收率可达50%。

    1.4 醛-胺法

    在磷酸氢二铵的催化作用下，三聚乙醛、六次甲基四胺反应而生成3-甲基吡啶。收率为65.5%。

    1.5 丙烯醛-丙醛-氨法

    在含有氢氧化铝、氢氧化镉和硅胶的催化剂的催化下，丙烯醛、丙醛经过气化并与氨气反应而生成3-甲基吡啶。收率为57%。

    1.6 三烯丙基胺法

    将附载在二氧化硅或氧化铝上的氧化锌催化剂加入反应器中，通入三烯丙基胺及氮气。二者反应而得。收率为74%。

    1.7 2-甲基戊二胺法

    将γ-Al₂O₃置于反应床中，以氢气为载气，400℃下加热使其活化，向系统内通入2-甲基戊二胺，并使温度升高到450℃反应而得。收率为7.07%。

    另外，还有2-甲基戊二腈法。它以Pd/γ-Al₂O₃为催化剂，2-甲基戊二腈与氢先环合，生成2-甲基哌淀，然后发生脱氢生成3-甲基吡啶。

    2 3-甲基吡啶的应用

    2.1 在农药领域中的应用

    在农药工业中，通过3-甲基吡啶可以用来合成除草剂、杀虫剂、杀菌剂等农药的中间体。如：

    2.1.1 2-氯-5-氯甲基吡啶

    将3-甲基吡啶先氧化成3-甲基吡啶氧氮，然后在溶剂、催化剂及缚酸剂存在的条件下，用三氯氧磷进行环氯化为2-氯-5-甲基吡啶，最后在催化剂、溶剂存在的条件下，用氯气氯化为2-氯-5-氯甲基吡啶，以其为起始原料合成的农药产品主要有：

    ①吡虫啉

    吡虫啉由德国的拜尔公司和日本特殊农药制造公司开发的，属硝基亚基类强内吸超高效杀虫剂，它对叶蝉、飞虱、蚜虫有优异的防效。它是2-氯-5-氯甲基吡啶在溶剂、催化剂存在的条件下，与咪唑啉缩合得到的。

    ②啶虫脒

    啶虫脒是日本曹达株式会社开发的一种氯代烟碱类杀虫剂，对害虫具有触杀和胃毒作用，并具有卓越的内吸活性，是一种高效、广谱、安全、作用机制新颖的杀虫剂。它对半翅目、鳞翅目、鞘翅目、缨翅目均有效。对现有有机磷、氨基甲酸酯类具有严重抗性的害虫有特效。是一个市场潜力很大的杀虫剂新品种。它是2-氯-5-氧甲基吡啶在溶剂条件下首先与甲胺反应生成N-(2-氯-5-吡啶甲基)甲胺，然后再与N-氰基乙亚胺酸乙酯缩合脱醇而得。

    2.1.2 2-氯-3-甲基吡啶

    2-氯-3-甲基吡啶是在制备2-氯-5-甲基吡啶的过程中同时生成的异构体，其生成量约为正品的1/5，经结晶与正品分开可得粗的2-氯-3-甲基吡啶，再经精馏得到含量约95%的精品。

    以2-氯-3-甲基吡啶为起始原料合成的农药产品主要有：

    ①吡氟草胺

    吡氟草胺是1982年由法国罗钠普朗克公司开发的一种酰胺类广谱的选择性麦田除草剂，其在芽前或芽后施于大、小麦田可有效防除禾本科杂草及阔叶杂草。它的合成是先将2-氯-3-甲基吡啶氧化成2-氯-3-吡啶羧酸，然后再与3-氟甲基苯酚缩合得到2-(3-三氟甲基苯氧基)-3-吡啶羧酸，最后与2,4-二氟苯胺反应，即可得到吡氟草胺。

    ②烟嘧磺隆

    烟嘧磺隆是日本石原产业公司开发的一种磺酰脲类玉米田除草剂，可有效防除禾本科杂草和某些阔叶杂草。它是由2-氯-3-甲基吡啶先制成2-氯烟酸，再经过酰胺化、磺化、氨化制得2-氨基磺酰基-N,N-二甲基吡啶酰胺，再与氯甲酸乙酯反应，最后与2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶反应而得。

    ③啶嘧磺隆

    啶嘧磺隆是日本石原产业公司开发的一种磺酰脲类除草剂，它的合成方法与烟嘧磺隆基本相同，所不同的是啶嘧磺隆合成是以2-氯-3-三氟甲基吡啶为起始原料，该合成是通过2-氯-3-甲基吡啶高温氯化制得2-氯-3-三氯甲基吡啶，然后再高温催化氟代得到目的物。其可有效地防除大多数草坪杂草如结缕草、狗尾草，尤其对短叶小蜈蚣和香附于防效极佳。

    2.1.3 2-氯-5-三氟甲基吡啶

    2-氯-5-甲基吡啶在催化剂存在条件下通氯气进行高温氯化得到2-氯-5-三氯甲基吡啶，然后在催化条件下通过与氟化氢进行高温氟代反应即得产品。

    2-氯-5-三氟甲基吡啶是合成吡氟禾草灵的关键中间体。首先由2-氯-5-三氟甲基吡啶和对苯二酚在碱性介质中反应，制得相应的醚，然后再与2-氯代丙酸丁酯反应得产品吡氟禾草灵。

    吡氟禾草灵是石原产业公司、英国捷利康公司开发的一种苯氧羧酸类除草剂。是用来防治稗科杂草的选择性芽后除草剂，主要用于大豆、甜菜、棉花、花生等阔叶作物。

    2.1.4 2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶

    2-氯-5-三氟甲基吡啶在催化剂存在条件下通氯气，控制温度继续环氯化，即可得到目的物。

    由2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶合成的农药主要有：

    ①啶虫隆

    啶虫隆是石原产业公司开发的一种苯甲酰脲类杀虫剂，可有效防除棉花、大豆、玉米、果树、蔬菜、茶叶、林木、公共卫生等方面的鳞翅目、直翅目、鞘翅目、蟆翅目、双翅目等害虫。首先将2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶与2,6-二氯-4-氨基苯酚在二甲基亚砜中反应，制得苯胺衍生物，然后再与2,6-二氟苯甲酰异氰酸酯反应，即得产品。

    ②吡虫隆

    吡虫隆是由瑞士诺华公司开发的一种酰脲类杀虫剂，该药特点、用途及合成方法与啶虫隆极为相近。目前国外在防治动物害虫方面用量较大。首先将2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶与2-氯-5-氨基苯酚在二甲基亚砜中反应，制得苯胺衍生物，然后再与2,6-二氟苯甲酰异氰酸酯反应，即得产品。

    ③氟啶胺

    氟啶胺是由石原产业公司研制，捷利康公司开发的一种吡啶胺类杀菌剂。为保护性杀菌剂，对交链孢属、葡萄孢属、疫霉屑、单轴霉屑、栋盘属和黑腥菌属菌非常有效。耐雨水冲刷，持效期长并兼有优良的控制食植性螨类的作用，是难得的优良品种。它是由2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶与2,6-二硝基-4-三氟甲基-5-氯苯胺在氢氧化钾和四氢呋喃混合液中室温反应而制得的。

    ④吡氟氯禾灵

    吡氟氯禾灵是由美国道农科学公司开发的一种苯氧羧酸类除草剂，适用于阔叶作物田如：棉花、花生、大豆、甜菜等。可有效地防除一年生或多年生禾本科杂草。在二甲基亚砜中将2-(4-羟基苯氧基)丙酸与氢氧化钠一同加热，然后再在105-110℃下与2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶加热反应，即得产品。

    2.2 在医药领域中的应用

    在医药方面，3-甲基吡啶主要是用于合成烟酸。

    烟酸即3-吡啶甲酸，是结构最为简单、理化性质最稳定的一种维生素，是人体和动物中不可缺少的压缩氧成分，它参与组织的氧化还原过程，具有促进细胞新陈代谢和扩张血管的功能，能促进人体和动物的生长发育。烟酸可促进铁吸收和血细胞的生成、维持皮肤的正常功能和消化腺的分泌、提高中枢神经的兴奋性和心血管系统、网状内皮系统与分泌的功能。

    烟酸是由3-甲基吡啶为原料，经过高锰酸钾氧化而得。

    2.3 在其它领域中的应用

    3-甲基吡啶除以上领域用途广泛外，可以合成多种系列化的衍生产品，这些产品多为高附加值、专用型的精细化工中间体，还可用于合成香料、染料、日化用品等。