随着吡啶碱及其衍生物在农药、医药行业的广泛应用,该类化合物的合成成为了近年来国内精细化工中间体制备行业及新型的外包服务行业的研发焦点。部分吡啶碱及其衍生物的制备工艺日趋成熟,需求量日益旺盛,同时这些杂环化合物的研发、生产也给环境带来了巨大压力,因此立意于绿色有机合成基础,考虑合成过程中原料、溶剂、试剂的替代,反应路线最优设计以及原子经济利用率等,对部分吡啶碱及其衍生物的合成方法进行探讨和改进就显得尤为重要,同时也有利于我国精细化工行业的长远发展。论文以确定2-氯-4-硝基/氨基吡啶、3-吡啶乙酸和拉唑类药物吡啶半环三种吡啶碱衍生物合成的最优路线为目的,对现有合成路线的优缺点进行了比较,通过正交实验确定了各类反应的主要影响因素和反应的稳定性,进行了相关催化剂的筛选实验和溶剂的替代实验,找到了上述三种吡啶碱衍生物的最佳合成路线,对其进行了绿色合成过程评价,对相关化合物进行了~1HNMR表征。实验结果表明:在2-氯-4-硝基吡啶的制备过程中,氧化过程选取质子酸硫酸做氧化催化剂、将氧化剂双氧水的浓度提高到50%后,保证了良好的反应收率及工艺稳定性,溶剂醋酸量可由10倍当量减少到3～5倍当量,并对其进行了最大程度的套用;还原过程比较了铁粉、兰尼镍、水合肼的还原效果,以水合肼还原效果最佳,铁粉还原工艺较为适合当前行业发展实情;3-吡啶乙酸的制备过程中,确定了以烟酸乙酯为原料合成3-吡啶乙酸的合成路线,纠正了各类文献错误地以高成本烟酸合成低成本烟酸乙酯的做法,对其中涉及的克莱森(Claisen)缩合和维尔格罗特反应(Willgerodt reaction)、酮酸酯中间体酸解、脱羧等反应机理进行了探讨,并优化了制备条件,通过萃取剂的套用和回收达到溶剂的减排,其环境E-因子值为48.7,符合精细化工行业允许的环境E-因子,改进后的合成路线适合放大的工业化生产;拉唑类药物比啶半环的制备过程中,傅克酰基化反应的路易斯酸催化剂进行筛选后选定三氟化硼为最优,对吡啶氮氧化物Bockethide重排反应机理及应用,高温、高压下呋喃五环合成吡啶六环的机理及影响因素进行了探讨,通过批量的高压釜小试实验,在牺牲部分反应收率的前提下确定铵盐与氨水的最优投料比为0.2:1,设备生产效率提高了75%～90%,并对传统工艺中硫酸二甲酯、氰化钾等高毒、剧毒类原料化合物进行了替代。