CN105949172A - 一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN105949172A
CN105949172A CN201610307496.6A CN201610307496A CN105949172A CN 105949172 A CN105949172 A CN 105949172A CN 201610307496 A CN201610307496 A CN 201610307496A CN 105949172 A CN105949172 A CN 105949172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
preparation
pyridine radicals
corrosion inhibiter
substituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610307496.6A
Other languages
English (en)
Inventor
袁斌
区韵莹
吕松
黄科程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN201610307496.6A priority Critical patent/CN105949172A/zh
Publication of CN105949172A publication Critical patent/CN105949172A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14—Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/149—Heterocyclic compounds containing nitrogen as hetero atom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种2‑吡啶基‑1‑取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途，是将吡啶甲酸置于反应器中，加入N‑取代乙二胺，氮气保护下，于二甲苯介质中，加热回流；同时用分水器不断分离出副产物水后，逐渐升温蒸出二甲苯溶剂后，拆除分水器，改为减压蒸馏装置；在700～730mmHg减压下，于180～210℃加热回流2～3小时；再在25～30mmHg减压下，加热回流1～2小时，直到没有液体流出为止，得到2‑吡啶基‑1‑取代咪唑啉。本发明原料组分简单且易于获取，制备工艺流程简便、且制备反应条件易于控制，产物产率高，产物作为工业水系统、水‑乙二醇、水‑甘油混合液中的金属缓蚀剂，可以有效减小金属腐蚀速率。

Description

一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及精细有机化工领域，特别涉及一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途。
背景技术
油气井开采和工业热力设备酸洗过程中，为了防止酸液对油管、套管、锅炉等设备的腐蚀,在酸液中添加缓蚀剂是必不可少的防腐措施。目前，咪唑啉类缓蚀剂广泛应用于油田管道防腐，吡啶是工业酸洗辅助缓蚀剂。将吡啶基引入到咪唑啉分子中，增加了可与金属配位的N原子数量，使缓蚀剂与金属表面形成更好的吸附膜，从而对金属起到了更好的保护效果。
专利CN105348258A涉及一种2-氯-5-((2-(硝基亚甲基)咪唑啉-1-基)甲基)吡啶的合成方法，是采用2-氯-5-氯甲基吡啶为原料，在相转移催化剂和碱的存在下，与乙二胺发生取代反应，生成氯吡啶乙二胺，与1,1-二甲氧基-2-硝基乙烯反应，制得目标产品。专利CN105001204A涉及一种亚烷基双(硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐)的制备方法，是采用亚烷基双胺乙基咪唑啉为原料，与硫脲反应生成中间体亚烷基双(硫脲基咪唑啉)；再将中间体与4-氯甲基吡啶反应，合成出亚烷基双(硫脲咪唑啉基吡啶基季铵盐)。专利CN103524489A涉及2-氯-5-((2-(硝基亚甲基)咪唑啉-1-基)甲基)吡啶的合成工艺，是以偏二氯乙烯为原料，制得2-硝基亚甲基咪唑烷，再与2-氯-5-氯甲基吡啶化合物反应，合成了目标产物。专利CN1079471A涉及3-(取代的酮和醇)-2-(2-咪唑啉-2-基)吡啶和喹啉除草剂的制备方法，是以吡啶基咪唑啉酮为原料，与噻吩衍生物反应，制成目标产物。但是，上述专利技术均存在原材料组分复杂且难于取得，制备合成工艺流程复杂、成本高，反应条件难于控制且效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉缓蚀剂，该缓蚀剂通过在咪唑啉分子中引入吡啶基，增加分子中可与金属配位的氮原子数量，增加缓蚀剂与金属的配位能力，从而形成更紧密而牢固的吸附膜，减小了金属腐蚀速率，达到金属防腐的目的，而且制备工艺流程简单、成本较低，原料易得，反应条件易于控制。
本发明的另一目的在于提供一种上述2-吡啶基-1-取代咪唑啉缓蚀剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种上述2-吡啶基-1-取代咪唑啉缓蚀剂的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂，其分子结构通式为：
式中：R＝CH3CH2、C6H5CH2或CH2CH2NH2。
更为具体的，2-吡啶基-1-取代咪唑啉包括下述化合物：
上述2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的制备方法，是将吡啶甲酸置于反应器中，加入N-取代乙二胺，氮气保护下，于二甲苯介质中，加热回流5～8h；在反应同时，用分水器不断分离出副产物水后，逐渐升温至150～160℃，蒸出二甲苯溶剂后，拆除分水器，改为减压蒸馏装置；在700～730mmHg减压下，于180～210℃加热回流2～3小时；再在25～30mmHg减压下，加热回流1～2小时，直到没有液体流出为止，得到2-吡啶基-1-取代咪唑啉。反应收率为75.8％～85.4％。
吡啶甲酸与N-取代乙二胺的摩尔比为1:(1.0～1.5)。
所述吡啶甲酸是3-吡啶甲酸(烟酸)、4-吡啶甲酸(异烟酸)或2-吡啶甲酸中的一种。
所述N-取代乙二胺是N-乙基乙二胺、N-胺乙基乙二胺(二乙烯三胺)或N-苄基乙二胺中的一种。
本发明的反应方程式为：
式中：R＝CH3CH2，C6H5CH2，CH2CH2NH2。
上述2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的用途，是作为工业水系统、水-乙二醇、水-甘油混合液中的金属缓蚀剂。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明在咪唑啉分子中引入吡啶基以后，增加分子中可与金属配位的N原子数量，增加了缓蚀剂与金属的配位络合能力，从而减小了金属腐蚀速率。
(2)本发明的原料组分简单且易于获取，制备工艺流程简便、且制备反应条件易于控制，产物产率高，产物还可用作金属防锈剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在配有分水器、温度计、冷凝管和搅拌装置的三口烧瓶中，加入12.31g(0.10mol)烟酸、11.3g(0.11mol)二乙烯三胺和60ml二甲苯，氮气保护下，缓慢加热至140℃，回流反应5.5h，在反应同时用分水器不断分离出副产物水(约1.8ml)后，逐渐升温至160℃，蒸出二甲苯溶剂后，拆除分水器，改为减压蒸馏装置，在700mmHg减压下,于190℃下搅拌反应2.5h,不断有水和过剩的反应试剂被蒸出，然后体系压力再逐渐降至30mmHg下，继续恒温反应1.5h，直到反应没有液体蒸出为止，冷却后，粗产物分散于二氯乙烷溶剂中，用等体积的除盐水洗涤2次，有机层干燥后，蒸出溶剂，真空干燥,得到黑褐色膏体产物2-(3′-吡啶基)-1-胺乙基咪唑啉缓蚀剂，重16.2g，收率85.4％。
IR数据：3267.7cm-1(vNH2)，2965.8,2926.7,2865.2cm-1(vCH2)；1657.8,1601.8,1557.1cm-1(吡啶环和咪唑啉环骨架振动)。
元素分析结果％(理论值)：C,63.09(63.13)；H，7.34(7.41)；N，29.37(29.45)。
实施例2
按实施例1所述方法，用2-吡啶甲酸替代烟酸，同样可获得2-(2′-吡啶基)-1-胺乙基咪唑啉缓蚀剂，重15.8g，收率83.7％。
IR数据：3275.6cm-1(vNH2)，2985.6,2936.8,2867.3cm-1(vCH2)；1658.3,1603.1,1552.2cm-1(吡啶环和咪唑啉环骨架振动)。
元素分析结果％(理论值)：C,63.10(63.13)；H，7.33(7.41)；N，29.40(29.45)。
实施例3
按实施例1所述方法，用4-吡啶甲酸替代烟酸，同样可获得2-(4′-吡啶基)-1-胺乙基咪唑啉缓蚀剂，重16.1g，收率84.9％。
IR数据：3265.6cm-1(vNH2)，2968.8,2927.5,2868.4cm-1(vCH2)；1658.5,1601.6,1555.9cm-1(吡啶环和咪唑啉环骨架振动)。
元素分析结果％(理论值)：C,63.07(63.13)；H，7.32(7.41)；N，29.39(29.45)。
实施例4
在配有分水器、温度计、冷凝管和搅拌装置的三口烧瓶中，加入12.31g(0.10mol)烟酸、15.5g(0.10mol)N-苄基乙二胺和80ml二甲苯，氮气保护下，缓慢加热至140℃，回流反应5.5h,在反应同时用分水器不断分离出副产物水(约1.8ml)后，逐渐升温至160℃，蒸出二甲苯溶剂后，拆除分水器，改为减压蒸馏装置，在700mmHg减压下,于185℃下搅拌反应3.0h,不断有水和过剩的反应试剂被蒸出，然后体系压力再逐渐降至30mmHg下，继续恒温反应1.5h，直到反应没有液体蒸出为止，冷却后，粗产物分散于三氯甲烷溶剂中，用等体积的2％碳酸钠溶液洗涤2次，再用等体积的除盐水洗涤，有机层干燥后，蒸出溶剂，真空干燥，得到2-(3′-吡啶基)-1-苄基咪唑啉缓蚀剂，产物重19.2g，收率80.9％。
IR数据：2946.3,2868.1cm-1(vCH2)；1657.8,1601.8,1557.1cm-1(苯环、吡啶环和咪唑啉环骨架振动)。
元素分析结果％(理论值)：C,75.89(75.92)；H，6.31(6.37)；N，17.69(17.74)。
实施例5
在配有分水器、温度计、冷凝管和搅拌装置的三口烧瓶中，加入12.31g(0.10mol)烟酸、13.5g(0.15mol)N-乙基乙二胺和70ml二甲苯，氮气保护下，缓慢加热至140℃，回流反应6.0h,在反应同时用分水器不断分离出副产物水(约1.8ml)后，逐渐升温至160℃，蒸出二甲苯溶剂和过量试剂后，拆除分水器，改为减压蒸馏装置，在710mmHg减压下,于190℃下搅拌反应2.5h,不断有水和过剩的反应试剂被蒸出，然后体系压力再逐渐降至30mmHg下，继续恒温反应1.5h，直到反应没有液体蒸出为止，冷却后，粗产物分散于三氯甲烷溶剂中，用等体积的2％碳酸钠溶液洗涤2次，再用等体积的除盐水洗涤，有机层干燥后，蒸出溶剂，真空干燥，得到2-(3′-吡啶基)-1-乙基咪唑啉缓蚀剂，产物重13.7g，收率78.1％。
IR数据：2976.8,2936.4,2863.2cm-1(vCH2，vCH3)；1658.4,1604.3,1558.3cm-1(吡啶环和咪唑啉环骨架振动)。
元素分析结果％(理论值)：C,68.59(68.54)；H，7.43(7.48)；N，23.89(23.97)。
测试例
本发明所得的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂可在金属表面形成好的吸附膜，有利于金属的腐蚀防护。下面主要针对油田管道防腐来进行缓蚀性能试验。由于油田管道主要是N80钢材，故采用N80钢材来模拟实验。
将实施例1制得的2-(3′-吡啶基)-1-胺乙基咪唑啉和实施例4制得的2-(3′-吡啶基)-1-苄基咪唑啉缓蚀剂分别配成30％乙醇溶液备用。向1000ml配制好的含200mg/LH2S和5％NaCl溶液中加入上述咪唑啉溶液3.0g，将N80钢片悬挂在溶液中，恒温水浴60℃，放置24h后，测得碳钢的缓蚀率列于如下表中:
药剂名称 缓蚀率％
实施例1 88.9
实施例4 90.2
由上表可见，本发明制备得到的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂可以有效减小金属腐蚀速率。

Claims (6)

1.一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂，其特征在于：其分子结构通式为：
式中：R＝CH3CH2、C6H5CH2或CH2CH2NH2。
2.一种权利要求1所述的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的制备方法，其特征在于：是将吡啶甲酸置于反应器中，加入N-取代乙二胺，氮气保护下，于二甲苯介质中，加热回流5～8h；在反应同时，用分水器不断分离出副产物水后，逐渐升温至150～160℃，蒸出二甲苯溶剂后，拆除分水器，改为减压蒸馏装置；在700～730mmHg减压下，于180～210℃加热回流2～3小时；再在25～30mmHg减压下，加热回流1～2小时，直到没有液体流出为止，得到2-吡啶基-1-取代咪唑啉。
3.根据权利要求2所述的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的制备方法，其特征在于：吡啶甲酸与N-取代乙二胺的摩尔比为1:(1.0～1.5)。
4.根据权利要求2所述的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述吡啶甲酸是3-吡啶甲酸(烟酸)、4-吡啶甲酸(异烟酸)或2-吡啶甲酸中的一种。
5.根据权利要求2所述的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述N-取代乙二胺是N-乙基乙二胺、N-胺乙基乙二胺(二乙烯三胺)或N-苄基乙二胺中的一种。
6.一种权利要求1所述的2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂的用途，其特征在于：是作为工业水系统、水-乙二醇、水-甘油混合液中的金属缓蚀剂。
CN201610307496.6A 2016-05-10 2016-05-10 一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途 Pending CN105949172A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610307496.6A CN105949172A (zh) 2016-05-10 2016-05-10 一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610307496.6A CN105949172A (zh) 2016-05-10 2016-05-10 一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105949172A true CN105949172A (zh) 2016-09-21

Family

ID=56911224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610307496.6A Pending CN105949172A (zh) 2016-05-10 2016-05-10 一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105949172A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108129463A (zh) * 2018-01-24 2018-06-08 广东工业大学 一种含二氧戊环基咪唑啉类化合物及其制备方法、缓蚀剂
CN116283921A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 天津中油科远石油工程有限责任公司 一种二氧化碳吞吐井用缓蚀剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4254087A (en) * 1979-07-25 1981-03-03 The Dow Chemical Company Extraction of copper, nickel and cobalt using alkylaromatic sulfonic acids and chelating amines
WO2005066162A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-21 Human Biomolecular Research Institute Synthetic compounds and derivatives as modulators of smoking or nicotine ingestion and lung cancer
CN102850275A (zh) * 2012-09-05 2013-01-02 湖南科技大学 一种无盐型水溶性咪唑啉缓蚀剂制备方法和应用
CN105734579A (zh) * 2016-03-08 2016-07-06 陕西省石油化工研究设计院 磷酸酸化缓蚀剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4254087A (en) * 1979-07-25 1981-03-03 The Dow Chemical Company Extraction of copper, nickel and cobalt using alkylaromatic sulfonic acids and chelating amines
WO2005066162A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-21 Human Biomolecular Research Institute Synthetic compounds and derivatives as modulators of smoking or nicotine ingestion and lung cancer
CN102850275A (zh) * 2012-09-05 2013-01-02 湖南科技大学 一种无盐型水溶性咪唑啉缓蚀剂制备方法和应用
CN105734579A (zh) * 2016-03-08 2016-07-06 陕西省石油化工研究设计院 磷酸酸化缓蚀剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FAN ZHANG, ET AL.: "Performance and theoretical study on corrosion inhibition of 2-(4-pyridyl)-benzimidazole for mild steel in hydrochloric acid", 《CORROSION SCIENCE》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108129463A (zh) * 2018-01-24 2018-06-08 广东工业大学 一种含二氧戊环基咪唑啉类化合物及其制备方法、缓蚀剂
CN108129463B (zh) * 2018-01-24 2021-03-16 广东工业大学 一种含二氧戊环基咪唑啉类化合物及其制备方法、缓蚀剂
CN116283921A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 天津中油科远石油工程有限责任公司 一种二氧化碳吞吐井用缓蚀剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009050352A2 (fr) Derives d'imidazolones, procede de preparation et applications biologiques
CN111205279B (zh) 一种多取代苯并二氢呋喃并杂环类化合物及其制备方法和应用
CN105949172A (zh) 一种2-吡啶基-1-取代咪唑啉类缓蚀剂及其制备方法和用途
CN105646382B (zh) 一种1,3,5‑三取代的1,2,4‑三氮唑化合物的制备方法
CN105524013B (zh) 4,5-二取代-2-取代氨基噻唑化合物的制备方法
CN102816150B (zh) 具有抑菌活性的吲哚及其衍生物-三氮唑类化合物及其制备方法
CN113620762A (zh) 联烯酮化合物及其制备方法与应用
CN105001159B (zh) 一种手性磷酸催化喹啉‑3‑胺不对称转移氢化合成手性环外胺的方法
JPS5953480A (ja) Ｔｘａ↓２抑制剤としてのピリジニル置換ベンズイミダゾ−ル類及びキノキサリン
CN116003260B (zh) 一种由尿素衍生物制备1-萘胺类化合物的方法及其预测模型
CN112142660A (zh) 一种简便高效合成4-芳基丁酸衍生物的方法
Wu et al. A concise approach to (+)-1-epi-castanospermine
CN108129462A (zh) 一种二氧戊环基苯并咪唑化合物及其制备方法
JP5214096B2 (ja) 新規なビピリジン誘導体
CN112174949A (zh) 一种喹嗪酮类化合物及其制备方法
Rahm et al. Preparation of chiral enantiopure 2-(hydroxyalkyl) pyridine derivatives. Use of the chiral pool
CN102786466B (zh) 一种手性Salan配体的合成方法
CN105272918A (zh) 卤化-1-烃基-3-乙烯基-2,4,5-三芳基咪唑及制备方法和用途
JP5591855B2 (ja) 重合性化合物前駆体
CN106810537A (zh) 一种适用于水油两相体系手性催化剂及其制备和应用
JPS6030310B2 (ja) イミダゾールの製法
CN104370939A (zh) 一种手性二氢吡咯类化合物的制备方法
CN104151314A (zh) 一种萘并咪唑并吡啶类化合物及其制备方法
CN103387543A (zh) 一种四氢吡唑酮衍生物的合成方法
CN104072430B (zh) 多取代的1，2，4‑三唑烷衍生物制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160921