一氯代吡啶的代表性物質是2-氯吡啶，2-氯吡啶是一個重要的化工中間體，主要用于醫藥和農藥的合成，其中某些產品已經廣泛應用于日用化工和農作物保護中，市場前景很為看好。在日本只有住友企業可以大量生產。對于我國這樣一個人口和農業大國，2-氯吡啶的合成研究無疑是很有意義的。
1.1 2-氯吡啶的物理性質和化學性質
2-氯吡啶是無色或淡黃色的透明液體，熔點
1.2 2-氯吡啶的合成
2-氯吡啶的合成始于1891年，隨著實驗條件的不斷改善和化學理論的逐步完善，已經發展了一些新的合成方法，從所用的原料可以分為三種：(1)吡啶衍生物的氯化；(2)吡啶的直接氯化；(3)其他環合的方法。
路線1：以2-氨基吡啶為原料來制取(略)
路線2：以2-羥基吡啶為原料制取(略)
路線3：以吡啶為原料經氧化、氯化、還原來制取(略)
路線4：以吡啶為原料直接氯化來制取(略)
路線1表面上看簡單，但是2-氨基吡啶的合成需要以煙酸為原料進行下列的反應得到，其中包括一些不穩定的因素存在，總收率不高，所以目前采用的并不多。
路線2原料來源難且需要通入光氣，可操作性不大，不利于環境保護；路線3原料簡單，但步驟比較多，造成整體收率低；路線4原料易得，但工藝要求高，有副產物，單程收率低，但此路線經過優化改進，有比較好的工業化價值。國內天津師范大學對路線4做了大量研究，相關機理、實驗研究都有重要進展。主要生產廠家有天津、武漢、衢州、四川等地。
1.3 2-氯吡啶的應用
(1)醫藥方面 2-氯吡啶中的氯原子能夠被親核試劑取代，如苯乙腈和2-氯吡啶用強堿吡啶基化(Pyridylation)，然后再烷基化、水解和脫羧，可生產抗組胺劑——非尼措明(Pheniramine)以及抗心率不齊藥——達叔平(dispyramide)。
(2)日化方面 2-氯吡啶氧化后得2-氯吡啶氮氧化物，它和硫氫化鈉反應后得巰氧吡啶。巰氧吡啶鋅鹽為殺真菌劑，主要用于生產洗發劑。2-氯吡啶還可以用來合成吡硫霉凈(2-巰基吡啶N-氧化物鈉)以及其他一些防腐劑。
(1)2-氯吡啶氮氧化物經過硝化得2-氯-4-硝基吡啶，還原后得2-氯-4-氨基吡啶，它是制備氯吡脲(forchlorfenuron)的必備中間體。
氯吡脲是一類全新的高活性、低毒、廣譜植物生長調節劑，具有細胞分裂活性，其作用機理與嘌呤型細胞分裂素(激動素、玉米素)相同，但活性比它們高10-100倍，實踐證明，氯吡脲對許多作物都有非常深遠的作用，如花期前施用，可以誘導單性結實成無籽果，提高作物的座果率；花期或花后施用時，可以增大果實，因而顯著提高了農作物的產量和果實品質，已用于糧食作物、瓜、果、蔬菜、某些經濟作物和觀賞植物。
(2)2-氯吡啶進一步氯化可得到高產率的2,6-二氯吡啶和其它一些吡啶的高氯代產物，它們都是重要的化工中間體，例如用于制取抗生素(enoxalin)。
2.二氯代吡啶
主要有2,3-、2,4-、2,5-、2,6-、3,5-等幾種二氯吡啶，它們的熔點大約在40
2.1 2,6-二氯吡啶
2,6-二氯吡啶用于合成農藥中間體，用作殺菌劑；合成吡扎地爾(P)用于降血脂、抗血小板聚集藥物；合成麝香吡啶(香料)等。
關于2,6-二氯吡啶的應用國內外文獻報道主要有以下用途：
(1)2,6-二氯吡啶在混酸中硝化得到2,6-二氯-3-硝基吡啶，根據與硝基相鄰的氯原子能優先定量與氨反應，造成兩個氯原子與胺反應性有較大的差別這一特性，作為重要藥物合成的原料；
(2)2,6-二氯吡啶本身就可做殺菌劑，將其用氫氧化鈉水解，然后氯化得到3,5,6-三氯吡啶酚，該品用于合成目前全球廣泛使用的高效、廣譜、低殘留殺蟲殺螨劑O,O-二乙基-O-3,5,6-三氯-2-吡啶基磷酸酯(即毒死蜱)；
(3)香料的合成，麝香吡啶的右旋體是從麝鹿體內得到的天然麝香的香氣成分之一，其消旋體，以前采用復雜的合成路線合成，收率非常低，國外開發出以2,6-二氯吡啶與2-甲基-1,10-二溴十烷的雙Grignard試劑，以二氯-1,3-二(二苯膦基)丙烷鎳為催化劑，在四氫呋喃溶劑中反應，一步合成該消旋體。
2,6-二氯吡啶的合成主要是通過2-氯吡啶一步氯化法，是在紫外線照射下，2-氯吡啶溶解在鹵代烴中，與氯氣進行反應制備2,6-二氯吡啶。要求選擇低于2-氯吡啶沸點值的鹵代烴作溶劑，與2-氯吡啶投料摩爾比控制在20：1-50：1之間，并且氯化反應是在液相中進行的。用鹵代烴作為溶劑，鹵代烴舉例如下：二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烯、三氯丙烷、四氯丙烷、五氯丙烷、六氯丙烷、七氯丙烷、八氯丙烷、氟氯甲烷、一氯二氟甲烷、三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯二氟乙烷、三氯一氟乙烯、三氯二氟丙烷、三氟三氯丙烷、四氯一氟丙烷、五氯一氟丙烷、五氯二氟丙烷、五氯三氟丙烷等。從以上這些溶劑中可使用一種，也可使用兩種或兩種以上的混合溶劑。
目前2,6-二氯吡啶主要是以銷定產。國內尚未見大規模生產的報道。在日本主要有住友精化公司和廣榮化學工業公司以2-氯吡啶生產2,6-二氯吡啶。
2.2 3,5-二氯吡啶
3,5-二氯吡啶常溫下為白色晶體，熔點63
3,5-二氯吡啶的合成國內未見報道，國外近年來對該化合物的合成給予較大的關注。主要的有：日本的TAJIKA等由2,3,5-三氯吡啶、2,3,5,6-四氯吡啶、五氯吡啶分別合成3,5-二氯吡啶，有較好的收率，但其合成過程中要用到價格昂貴的鈀和鉑做催化劑。
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，但其原料2,3,5-三氯吡啶和2,3,5,6-四氯吡啶較難獲得。
本文采用五氯吡啶加鋅脫氯的方法制備3,5-二氯吡啶。
3,5-二氯吡啶是生產各種農用和醫用產品的重要中間體。
(1)農藥方面：
3,5-二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胺化物是一系列高效低毒殺蟲劑；如由3,5-二氯吡啶合成化合物是一種高效的殺蟲劑。
(2)醫用方面：
3,5-二氯吡啶可以用來合成各種消炎藥、抑制劑、抗生素、鎮靜劑等，如制備螺環酰胺一類藥物化合物，該類化合物可作為心理藥物來治療心理、記憶上的缺陷、認識混亂等，例如：帕金森癥和精神分裂癥等。
由3,5-二氯吡啶制備化合物，是4α-inte-grin的抑制劑(4α-integrin是一類細胞黏連的受體，經常增加細胞與有益基質的黏連而促進細胞的存活，對于腫瘤細胞的生長至關重要。一種integrin的抑制劑能夠誘導內皮細胞的死亡，導致腫瘤的萎縮)。
由3,5-二氯吡啶合成是一種治療認識混亂癥的藥物。
由3,5-二氯吡啶合成化合物為Protein Kinase阻礙劑(Protein Kinase是蛋白質磷酸酵素，在細胞內與細胞間占有重要的傳達控制角色，同時也被認為是與各種病因息息相關的物質。近年來在醫藥及生物技術領域的調查分析上富有業績的瑞典調查公司BioSee ker Group，針對Protein Kinase阻礙劑市場進行調查分析，并出版綜合報告書“BSG Analy tical Tool-Protein Kinase Inhibitors”。該報告書針對Protein Kinase阻礙劑開發企業的概要、組成、新技術、合作關系與競爭環境、相關專利情報與新藥的開發狀況等進行評估)。
由此可見，3,5-二氯吡啶在農用和醫用方面有著極大的研究價值。
3.三氯代吡啶
目前常見的是2,3,5-三氯吡啶和2,3,6-三氯吡啶。
3.1 2,3,6-三氯吡啶
2,3,6-三氯吡啶，白色晶體，熔點
本文采用五氯吡啶加鋅脫氯的方法制備2,3,5-三氯吡啶。影響本反應的因素比較多，主要涉及鋅粉用量，堿液濃度，反應溫度，反應時間等。鋅粉用量影響反應速度及反應深度，是該反應最重要的影響因素。堿溶液為反應介質，堿溶液也可能影響到鋅粉的還原性，因而其堿性的強弱直接影響著反應的速度。五氯吡啶還原生成三氯吡啶的反應是一個分步反應，反應溫度影響著反應的深度和反應速度。延長反應時間可以促使反應更加完全，而過長的反應時間有兩個顯著的弊端，一是發生深度還原，產生過多副產品，二是生產效率大大降低。本文在鋅粉與PCP摩爾比為2-5、NaOH質量分數為15-45%、反應溫度為65
3.2 2,3,5-三氯吡啶
2,3,5-三氯吡啶的合成：
Sell最先提出將吡啶與五氯化磷在密閉試管中
但其收率很低，副產很多，不易分離。
其后有人提出將吡啶鹽酸鹽與氯氣在氣相條件來制備2,3,5-三氯吡啶，該方法要求以3,5-二氯吡啶為起始反應物才能夠較高產率得到2,3,5-三氯吡啶，反應的溫度為
該反應深度不易控制，副產物多，作為起始反應物的3,5-二氯吡啶也是不容易獲得的，因而造成生產成本高，不利于實現工業化。
KalamaChemical公司則進一步提出液相法制備2,3,5-三氯吡啶的工藝，該工藝采用高壓條件下先將吡啶制成相應的鹽酸鹽，其后與液氯反應制備三氯吡啶，反應中溫度為
Dow公司和CibaGeigy公司相繼在1978年和1981年提出了以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，安全性高的優點。
在1979年CibaGeigy公司又開發了以三氯乙醛和丙烯腈為原料，催化閉環法制備三氯吡啶的工藝，收率也是比較令人滿意的，該工藝對設備的要求比較高，反應中壓力上升較快，反應不易控制。
其它的合成方法還有氨基二氯吡啶法及三氯-4-甲醛縮丁腈脫水閉環法。
氨基二氯吡啶法是以氨基二氯吡啶為原料經桑德邁爾反應而制得。
該方法的優點在于反應在常溫下進行，易于操作，收率高。但其原料氨基二氯吡啶不易獲得。
三氯-4-甲醛縮丁腈脫水閉環法是三氯乙醛和丙烯腈在催化劑的存在下進行加成反應，得到2,4，4-三氯甲醛縮丁腈，進而脫水環化即可制得。
該方法的優點在于原料易得，但是總收率較低。
最終選擇如下的合成路線：(略)
2,3,5-三氯吡啶為白色結晶，熔點
4.四氯吡啶
4.1 2,3,5,6-四氯吡啶的合成方法的選擇
目前制備2,3,5,6-四氯吡啶主要有如下的幾種方法：氯化法、五氯吡啶脫氯法、分子閉合成環法，但以前兩種最為常用。
(1)液相催化制備2,3,5,6-四氯吡啶：
液相催化法主要在液相條件下制取2,3,5,6-四氯吡啶。主要通過2-氯、2,3-二氯、2,5-二氯、2,3,5-三氯-6-三氯甲基吡啶等氯化吡啶和氯氣在Lewis酸催化劑(如鋅、鐵、鋁、鉬、鈮、鎢、釕、鉭的氯化物，但主要使用的催化劑是鋁和鐵的氯化物，以及金屬鋁和鐵，首選氯化鐵。)的作用下，在大氣壓或高壓狀態下，于160
Donald J.Perettie在其專利中介紹了以一系列吡啶的氯化衍生物的混合物為起始原料(包括3,5-二氯，2,3,5-三氯，2,3,6-三氯代吡啶)與氯氣反應制備2,3,5,6-四氯吡啶的方法，反應歷程是，將原料置于裝有攪拌器，回流管，和氣體噴頭的玻璃儀器中，之后在攪拌的條件下加入催化劑氯化鐵(用量為溶液質量的0.05%-3%)，之后反應升溫至
(2)氣相催化制備2,3,5,6-四氯吡啶：
氣相催化法主要在氣相條件下制取2,3,5,6-四氯吡啶，主要通過2-氯-5-三氯甲基吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二氯甲基吡啶等汽化后進入反應器和氯氣在Lewis酸催化劑的作用下生成2,3,5,6-四氯吡啶。Allphin,Clark P的專利重點介紹了以2-氯-5-三氯甲基吡啶為原料與氯氣在固定床中制備2,3,5,6-四氯吡啶的方法。該法是將2-氯-5-三氯甲基吡啶溶于四氯化碳中(濃度為10%)，用泵將其帶入汽化裝置，汽化后用氮氣帶入固定床，氯氣同時進入固定床，于250至
(3)直接氯化法：
以3,3,5-三氯戊二酰胺為原料，以三氯氧磷為氯化劑制備2,3,5,6-四氯吡啶。
Niels Friis的專利闡述了這一方法。將
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。
Gail E.Vrieland的專利中，將五氯吡啶、碘化鈉、碳酸鈉(1：2：1)置于150ml圓底燒瓶中，用DMAC溶解，加熱至
以2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯為原料，在三氯氧磷和氯化氫的作用下閉合成環制備2,3,5,6-四氯吡啶。
Youval Shvo的專利中介紹了這一方法。將
幾種制備法的比較：液相催化氯化法比較成熟，但缺點是反應速度慢，反應時間長，且副產物較多。氣相催化氯化法反應速度快，用時短，缺點是操作條件嚴格，若控制不當，易發生氯化量不足或過氯化的問題。直接氯化法和分子閉合成環法雖然反應方程式均是一步反應，但是直接氯化法的反應收率低，分子閉合成環的反應時間長，且其中用到氯化氫，體系要保持無水，且二者的后續操作也比較多，如直接氯化法還無法得到較純的2,3,5,6-四氯吡啶，產物中還有3,5,6-三氯吡啶和3,3,5,5-四氯戊二酰胺。用五氯吡啶脫氯制備，收率高，選擇性好，雖然五氯吡啶的國內產量低，但近來五氯吡啶的合成方法已得到解決。
5.五氯吡啶