CN109136935A - 一种吡喃衍生物的用途及其制备方法 - Google Patents

一种吡喃衍生物的用途及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109136935A
CN109136935A CN201811251306.9A CN201811251306A CN109136935A CN 109136935 A CN109136935 A CN 109136935A CN 201811251306 A CN201811251306 A CN 201811251306A CN 109136935 A CN109136935 A CN 109136935A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pyran derivate
preparation
formula
methyl
corrosion inhibiter
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.)
Granted
Application number
CN201811251306.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109136935B (zh
Inventor
辛格
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.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
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 Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201811251306.9A priority Critical patent/CN109136935B/zh
Publication of CN109136935A publication Critical patent/CN109136935A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109136935B publication Critical patent/CN109136935B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C23F11/04—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in markedly acid liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/74—Benzo[b]pyrans, hydrogenated in the carbocyclic ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种吡喃衍生物的用途及其制备方法，该吡喃衍生物作为缓蚀剂，具有如式(1)所示的结构，式(1)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H。本发明的吡喃衍生物能够作为缓蚀剂以抑制钢表面的腐蚀，通过不同的取代基吸附在金属表面上，其在Fe表面的吸附能力越高，缓蚀效率越好，并且对环境和社会友好、低毒无害。

Description

一种吡喃衍生物的用途及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种缓蚀剂，具体涉及一种吡喃衍生物的用途及其制备方法。
背景技术
在石油生产技术中，通常使用油井模拟或酸化，其中酸性溶液在高压下被引入到油井中。所引入的酸与岩石(通常方解石、石灰岩和白云石)、泥浆固体和沉积物发生化学反应，并通过溶解岩石而扩大，并产生新的孔隙，从而提高油的采收率。而在酸化过程中，由于经济性，浓度为15％的盐酸(HCl)是最常用的。
但是，酸的加入会导致油井管道的腐蚀，在酸中加入缓蚀剂，通过吸附在钢表面上，可以防止酸腐蚀腐蚀，防止酸与套管和管钢直接接触。查阅文献表明，酸化过程中用作有效缓蚀剂的有机化合物主要有炔醇。
在酸化过程中，丙炔醇常用作油气生产工业中的商用缓蚀剂，然而其有剧毒。因此，现在迫切需要提供一种对环境和社会友好、低毒无害、廉价的缓蚀剂来替代具有毒性的缓蚀剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种吡喃衍生物的用途及其制备方法，该吡喃衍生物解决了现有缓蚀剂丙炔醇易挥发污染环境的问题，能够作为缓蚀剂以抑制钢表面的腐蚀，其对环境和社会友好、低毒无害。
为了达到上述目的，本发明提供了一种吡喃衍生物的用途，该吡喃衍生物作为缓蚀剂，具有如式(1)所示的结构：
式(1)；
式(1)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H；R1和R2各自独立地包含：甲基或乙基。
优选地，所述R包含：甲基、乙基、甲氧基。
优选地，所述的R1和R2均为甲基。
优选地，所述的吡喃衍生物作为N80的缓蚀剂。
优选地，所述的吡喃衍生物是通过芳香醛、丙二腈和双甲酮以哌啶作为催化剂反应生成的；其中，所述的芳香醛具有如式(2)所示的结构：
式(2)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H。
本发明还提供了一种吡喃衍生物的制备方法，该方法包含：
将芳香醛、丙二腈和双甲酮三种反应单体在杂环胺类催化下反应，得到具有如式(1)所示的结构的化合物；
式(1)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H；R1和R2各自独立地包含：甲基或乙基。
所述的芳香醛具有如式(2)所示的结构：
式(2)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H。
优选地，所述R包含：甲基、乙基、甲氧基。
优选地，所述反应的溶剂包含：水；所述的杂环胺类包含：哌啶。
优选地，所述的反应溶剂的体积和三种反应单体的总摩尔之比为25mL：3mmol；所述的三种反应单体的总摩尔和哌啶的滴数之比为3mmol：2滴。
优选地，所述的芳香醛、丙二腈和双甲酮的摩尔比为1：1：1。
优选地，所述的反应在室温下搅拌进行，过滤，收集沉淀采用乙醇进行重结晶。
本发明的吡喃衍生物的用途及其制备方法，解决了现有缓蚀剂丙炔醇易挥发污染环境的问题，具有以下优点：
本发明的吡喃衍生物具有很好的抑制腐蚀的性能，其可以通过不同的取代基吸附在金属表面上，其在Fe表面的吸附能力越高，缓蚀效率越好；而且，盐酸溶液在钢表面携带了过量的正电荷，水合Cl-吸附在带正电的金属表面上对溶液侧产生过量的负电荷，这有利于缓蚀剂分子在Fe表面的吸附，因此本发明的吡喃衍生物能够应用到石油生产技术中；
此外，本发明的吡喃衍生物，在苯环上的取代基为供电子基团时，通过在吡喃衍生物分子中存在的P电子和Fe原子空缺d轨道之间的相互作用来吸附在Fe表面，从而抑制腐蚀的发生。而且，由于供电子基团的存在，增强了P电子的离域化，提高了吡喃衍生物的吸附能力，缓蚀效率更加显著。
附图说明
图1为加入或未加本发明的缓蚀剂的N80钢试样在盐酸溶液中的极化曲线。
图2为加入或未加本发明的缓蚀剂的N80钢试样在盐酸溶液中的Nyquist图谱。
图3为未经缓蚀剂浸泡的N80钢试样扫描电子显微镜照片。
图4为经过本发明的缓蚀剂AP-1浸泡后N80钢试样扫描电子显微镜照片。
图5为经过本发明的缓蚀剂AP-2缓蚀剂N80钢试样扫描电子显微镜照片。
图6为经过本发明的缓蚀剂AP-3浸泡后N80钢试样扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种吡喃衍生物的用途，该吡喃衍生物作为缓蚀剂，具有如式(1)所示的结构：
式(1)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基(NO2)或H，处于对位、间位或对位；R1和R2各自独立地包含：甲基或乙基。
进一步地，R包含：甲基、乙基、甲氧基。
进一步地，R1和R2均为甲基。
该吡喃衍生物可以作为N80的缓蚀剂。
实施例1
一种吡喃衍生物的制备方法，该方法包含：
在50m圆底烧瓶中，分别加入4-甲氧基苯甲醛/苯甲醛/4-硝基苯甲醛(1mmol)、丙二腈(1mmol)和双甲酮(1mmol)，以及25mL水和催化剂哌啶(2滴)，将其混合均匀后，在室温下搅拌30～45min，过滤收集形成的沉淀，再用乙醇重结晶，即可得到吡喃衍生物AP-1。
实施例2
一种吡喃衍生物的制备方法，该方法与实施例1基本相同，区别在于，将4-甲氧基苯甲醛换为4-甲基苯甲醛。
实施例3
一种吡喃衍生物的制备方法，该方法与实施例1基本相同，区别在于，将4-甲氧基苯甲醛换为4-乙基苯甲醛。
实施例4
一种吡喃衍生物的制备方法，该方法与实施例1基本相同，区别在于，将4-甲氧基苯甲醛换为3-甲氧基苯甲醛。
实施例5
一种吡喃衍生物的制备方法，该方法与实施例1基本相同，区别在于，将4-甲氧基苯甲醛换为苯甲醛，得到吡喃衍生物AP-2。
实施例6
一种吡喃衍生物的制备方法，该方法与实施例1基本相同，区别在于，将4-甲氧基苯甲醛换为4-硝基苯甲醛，得到吡喃衍生物AP-3。
对上述制备的吡喃衍生物AP-1、AP-2和AP-3的缓蚀性能进行检测，比较N80钢试样在15％盐酸溶液中加入AP-1、AP-2或AP-3与未加缓蚀剂的情况，如图1所示，为加入或未加本发明的缓蚀剂的N80钢试样在盐酸溶液中的极化曲线(blank：未加缓蚀剂，横坐标表示电流密度，纵坐标表示电极电位)，很显然，自腐蚀电流密度的大小顺序为：AP-1<AP-2<AP-3。如图2所示，为加入或未加本发明的缓蚀剂的N80钢试样在盐酸溶液中的Nyquist图谱(奈奎斯特图谱，反映的是阻抗实部与阻抗虚部的关系，横坐标为实部，纵坐标为虚部)，很显然，电阻值的大小顺序为：AP-1>AP-2>AP-3。如图3所示，为未经缓蚀剂浸泡的N80钢试样扫描电子显微镜照片(图中：EHT加速电压；WD工作距离；Mag放大倍数)，如图4所示，为经过本发明的缓蚀剂AP-1浸泡后N80钢试样扫描电子显微镜照片，如图5所示，为经过本发明的缓蚀剂AP-2缓蚀剂N80钢试样扫描电子显微镜照片，如图6所示，为经过本发明的缓蚀剂AP-3浸泡后N80钢试样扫描电子显微镜照片，可以看出，经过本发明的缓蚀剂浸泡的N80钢试样的耐腐蚀性显著提高。
通过Material Studio软件对本发明的缓蚀剂AP-1、AP-2和AP-3进行模拟，其结果表明：这些缓蚀剂可以通过不同的取代基吸附在金属表面上，其在Fe表面的吸附能力越高，缓蚀效率越好：
(1)盐酸溶液在钢表面携带了过量的正电荷，因此水合Cl-吸附在带正电的金属表面上对溶液侧产生过量的负电荷，这有利于缓蚀剂分子在Fe表面的吸附；
(2)AP-1、AP-2和AP-3分子可以通过在AP-1分子中存在的P电子和Fe原子空缺d轨道之间的相互作用来吸附在Fe表面，从而抑制腐蚀的发生；
(3)由于供电子基团(-OCH3)的存在，增强了P电子的离域化，使得苯环上电子云密度升高，提高了AP-1的吸附能力，其缓蚀效率从高到低分别为：AP-1>AP-2>AP-3。
综上所述，本发明的吡喃衍生物能够作为缓蚀剂以抑制管道的腐蚀，其对环境和社会友好、低毒无害。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种吡喃衍生物的用途，其特征在于，该吡喃衍生物作为缓蚀剂，具有如式(1)所示的结构：
式(1)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H；
R1和R2各自独立地包含：甲基或乙基。
2.根据权利要求1所述的吡喃衍生物的用途，其特征在于，所述R包含：甲基、乙基、甲氧基或H。
3.根据权利要求1所述的吡喃衍生物的用途，其特征在于，所述的R1和R2均为甲基。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的吡喃衍生物的用途，其特征在于，所述的吡喃衍生物作为N80的缓蚀剂。
5.一种吡喃衍生物的制备方法，其特征在于，该方法包含：
将芳香醛、丙二腈和双甲酮三种反应单体在杂环胺类催化下反应，得到具有如式(1)所示的结构的化合物；
式(1)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H；
R1和R2各自独立地包含：甲基或乙基；
所述的芳香醛具有如式(2)所示的结构：
式(2)中，R包含：烷基、烷氧基、硝基或H。
6.根据权利要求5所述的吡喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述R包含：甲基、乙基、甲氧基；所述的R1和R2均为甲基。
7.根据权利要求5所述的吡喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述反应的溶剂包含：水；所述的杂环胺类包含：哌啶。
8.根据权利要求7所述的吡喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述的反应溶剂的体积和三种反应单体的总摩尔之比为25mL：3mmol；所述的三种反应单体的总摩尔和哌啶的滴数之比为3mmol：2滴。
9.根据权利要求8所述的吡喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述的芳香醛、丙二腈和双甲酮的摩尔比为1：1：1。
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的吡喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述的反应在室温下搅拌进行，过滤，收集沉淀采用乙醇进行重结晶。
CN201811251306.9A 2018-10-25 2018-10-25 一种吡喃衍生物的用途及其制备方法 Active CN109136935B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811251306.9A CN109136935B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 一种吡喃衍生物的用途及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811251306.9A CN109136935B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 一种吡喃衍生物的用途及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109136935A true CN109136935A (zh) 2019-01-04
CN109136935B CN109136935B (zh) 2021-03-23

Family

ID=64809634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811251306.9A Active CN109136935B (zh) 2018-10-25 2018-10-25 一种吡喃衍生物的用途及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109136935B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7485177B1 (en) * 2007-07-20 2009-02-03 Sks Industries Volatile corrosion inhibiting mixture with tracing agent
CN102424675A (zh) * 2011-11-07 2012-04-25 镇江市高等专科学校 制备2-氨基-3-氰基苯并吡喃衍生物的方法
CN104829583A (zh) * 2015-03-25 2015-08-12 昆明理工大学 一种四氢苯并吡喃衍生物的制备方法
CN105002504A (zh) * 2015-07-27 2015-10-28 中国科学院海洋研究所 一种含碱性吡喃己糖类化合物壳寡糖作为高效缓蚀剂的应用
CN105524034A (zh) * 2015-03-27 2016-04-27 北京大学 香豆素衍生物的制备、药理作用及治疗脑缺血的应用
CN107868069A (zh) * 2017-10-31 2018-04-03 山东新华制药股份有限公司 7‑羟基‑8‑甲基‑6‑硝基‑2‑氧‑2h‑苯并吡喃‑3‑羧酸的制备工艺
CN108341809A (zh) * 2017-12-11 2018-07-31 内江师范学院 一种钢材阻锈剂及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7485177B1 (en) * 2007-07-20 2009-02-03 Sks Industries Volatile corrosion inhibiting mixture with tracing agent
CN102424675A (zh) * 2011-11-07 2012-04-25 镇江市高等专科学校 制备2-氨基-3-氰基苯并吡喃衍生物的方法
CN104829583A (zh) * 2015-03-25 2015-08-12 昆明理工大学 一种四氢苯并吡喃衍生物的制备方法
CN105524034A (zh) * 2015-03-27 2016-04-27 北京大学 香豆素衍生物的制备、药理作用及治疗脑缺血的应用
CN105002504A (zh) * 2015-07-27 2015-10-28 中国科学院海洋研究所 一种含碱性吡喃己糖类化合物壳寡糖作为高效缓蚀剂的应用
CN107868069A (zh) * 2017-10-31 2018-04-03 山东新华制药股份有限公司 7‑羟基‑8‑甲基‑6‑硝基‑2‑氧‑2h‑苯并吡喃‑3‑羧酸的制备工艺
CN108341809A (zh) * 2017-12-11 2018-07-31 内江师范学院 一种钢材阻锈剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.SAHIN ET AL.: "Experimental and theoretical study of the effect of some heterocyclic compounds on the corrosion of low carbon steel in 3.5％ NaCl medium", 《J APPL ELECTROCHEM》 *
高晓冲等: "水相中离子液体[ADPQ][BF4]催化一锅法合成四氢苯并[b]吡喃", 《暨南大学学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109136935B (zh) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Obot et al. Progress in the development of sour corrosion inhibitors: Past, present, and future perspectives
CN103289663B (zh) 一种低毒酸化缓蚀剂的制备方法及其应用
CN103896877A (zh) 低毒曼尼希碱化合物、由其制备的酸化缓蚀剂及其制备方法
CN104831286A (zh) 席夫碱型酸化缓蚀剂及其制备方法和应用
CN102719233A (zh) 油气井环空保护液
CN101565608A (zh) 一种新型酸化缓蚀剂的制备方法及其应用
CN102031526A (zh) 一种低温酸化缓蚀剂及其制备方法
CN103469211B (zh) 一种聚合型咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
CN103820789B (zh) 复配型二氧化碳缓蚀剂
CN104560005A (zh) 一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂及其制备方法
CN114763614A (zh) 适用于200℃的酸化用缓蚀剂及制备方法和应用
CN111499527B (zh) 一种交联酸体系耐高温酸化缓蚀剂的制备方法与应用
CN109136935A (zh) 一种吡喃衍生物的用途及其制备方法
CN107253945A (zh) 苯并三氮唑咪唑啉衍生物及其制备方法和应用
CN109233778B (zh) 一种注气驱注入井用高温抗氧型缓蚀剂
CN114671814A (zh) 一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂及其制备方法和应用
CN114164431B (zh) 一种超支化有机离子液体型金属缓蚀剂及其制备方法
CN102433564B (zh) 邻氧乙酸苯甲醛缩取代苯胺希夫碱缓蚀剂的制备方法
CN111662194B (zh) 一种环保型醚胺页岩抑制剂及其水基钻井液
CN110699677B (zh) 一种碳钢表面的甲基吖啶盐的自组装膜及抗腐蚀性能
CN103194196B (zh) 2-氨基苯并咪唑缩3,5-二溴水杨醛及其应用
CN102747374A (zh) 一种油溶性缓蚀剂及其制备方法和应用
CN104711579A (zh) 一种吡啶衍生物金属缓蚀剂及其制备方法
CN103194197A (zh) 3,5二溴水杨醛缩2-吡啶甲酰肼及其应用
CN103159681A (zh) 2-氨基苯并咪唑缩邻氧乙酸钠苯甲醛及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant