CN112876459A - 一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112876459A
CN112876459A CN202110059130.2A CN202110059130A CN112876459A CN 112876459 A CN112876459 A CN 112876459A CN 202110059130 A CN202110059130 A CN 202110059130A CN 112876459 A CN112876459 A CN 112876459A
Authority
CN
China
Prior art keywords
corrosion inhibitor
benzimidazole
preparation
cation
benzimidazole corrosion
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
CN202110059130.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112876459B (zh
Inventor
李艳艳
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.)
TIANJIN KDS INDUSTRIAL CO.,LTD.
Original Assignee
李艳艳
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 李艳艳 filed Critical 李艳艳
Priority to CN202110059130.2A priority Critical patent/CN112876459B/zh
Publication of CN112876459A publication Critical patent/CN112876459A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112876459B publication Critical patent/CN112876459B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing three or more hetero rings
    • 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)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法，包括：4,4’,4”‑三甲酸三苯胺与N1‑(嘧啶‑2‑基)乙二胺进行酰化、环化反应制备三(4‑(1‑(嘧啶‑2‑基)咪唑‑2‑基)苯基)胺)(tMdMz‑A)，再经季铵化反应，制得多阳离子苯并咪唑缓蚀剂；该缓蚀剂分子中含有三个亲水基和三个疏水基，在金属表面有很强的吸附力，疏水端会定向进入腐蚀性介质中，从而形成疏水层，排斥腐蚀介质，可作为碳钢、铜的缓蚀剂。

Description

一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机缓蚀剂，尤其涉及一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
咪唑啉类衍生物因其可在金属表面形成紧密的吸附层，可作为盐酸、硫酸、二氧化碳和硫化氢腐蚀的缓蚀剂，因此被广泛应用于油气田的生产和化工生产过程中。近年来，低毒、高效、用量少的咪唑啉衍生物及天然植物绿色缓蚀剂成为研发热点，其合成也备受关注。
双子咪唑啉及其衍生物是近几年来发展迅速的一种新型的防锈剂，其具有两个(或两个以上)亲水基和两个(或两个以上)疏水基及一个间隔基团联结构成，该种特殊的分子结构使其能更好的吸附在金属表面。同时，双子咪唑啉型防锈剂能够在较低的浓度下更持久、更有效地抑制腐蚀。研究表明，在相同的浓度下，双子咪唑啉的缓蚀效率是常规咪唑啉的2倍以上，使得其在石油化工、抑制金属腐蚀等领域具有很高的应用价值。由此可见，提高缓蚀剂单位阳离子密度，可获得性能更优的咪唑啉缓蚀剂。
发明内容
本发明设计合成一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，该缓蚀剂分子上带有嘧啶基和苯并咪唑，丰富的N原子以及三个季铵阳离子使得在金属表面附着力强，疏水端会定向进入腐蚀性介质中，从而形成疏水层，排斥腐蚀介质，可作为碳钢、铜的缓蚀剂。
所述多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，具有如下分子式：
Figure BDA0002901826560000021
式中，R为C1～C12的烷基直链，X为Br或I或OH。
上述多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法如下：
首先，4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺进行酰化、环化反应制备三(4-(1-(嘧啶-2-基)咪唑-2-基)苯基)胺)(tMdMz-A)，再经季铵化反应，制得多阳离子苯并咪唑缓蚀剂。
所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺在溶剂环境下反应，所述溶剂为二甲苯，或二甲苯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂。
所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺在140～170℃氮气环境下进行酰化反应。
所述环化反应在200～220℃氮气环境下反应6～12h。
所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺酰化的投料摩尔比为1:3～4。
作为优选，所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺酰化的投料摩尔比为1:3.5～4。
所述季铵化反应为tMdMz-A与卤代烷烃反应。
所述季铵化反应在溶液中进行，溶剂为甲苯或氯仿。
所述卤代烷烃为碘代烷或溴代烷。
所述的卤代烷烃为碳原子为1～12的烷基直链。
作为优选，所述的卤代烷烃为碳原子数是4～6的溴代烷。
所述tMdMz-A与卤代烷烃的投料摩尔比为1：3～5。
本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，具有低毒、无刺激性气味，缓蚀能力强的特点，可应用于碳钢、铜缓蚀剂。
(2)所述多阳离子苯并咪唑缓蚀剂分子中含有三个亲水基和三个疏水基，在金属表面有很强的吸附力，疏水端会定向进入腐蚀性介质中，从而形成疏水层，排斥腐蚀介质。
(3)所述多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，原料廉价易得，制备工艺简单，易于工业化。
附图说明
图1为多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的分子结构图。
图2为实施例1制备的多阳离子苯并咪唑缓蚀剂QA1的1H-NMR图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
本发明测试：
元素分析：采用Vario EL III型元素分析仪(德国Elemeraor公司)分析干燥1,4-二((1-嘧啶-2-基)咪唑-2-基)苯样品各元素含量。
缓蚀率：在1000mL 5％的HCl水溶液中加入0.1wt％的样品，将Q235钢片和铜片悬挂在溶液中，在60±2℃的恒温浴中放置6h，溶液底部有磁力搅拌装置，搅拌速度为2000rpm，测量浸泡后钢片或铜片的质量变化。
缓蚀率按以下公式计算：
Figure BDA0002901826560000041
式中，W0是空白溶液中基材的失重量，W1是加入缓蚀剂溶液中基材的失重量。
核磁氢谱：采用BrukerAV-400核磁共振仪测定，溶剂为DMSO(TMS内标)。
实施例1
在装有分水器和冷凝管的三口烧瓶中，加入4,4’,4”-三甲酸三苯胺(10.22g，0.03mol)、N1-(嘧啶-2-基)乙二胺(14.97g，0.11mmol)和200mL二甲苯，通入氮气，在140℃下回流酰化反应6h，分水器不断分离出水；继续升温至200℃进行环化反应，12h后结束反应，旋蒸挥发溶剂后得到粗产品，以乙醇重结晶，干燥后得到tMdMz-A，记为M1，产率为79.51％。
称取M1(3.14g，4.59mmol)和碘甲烷(2.61g，18.37mmol)放入装有冷凝管的烧瓶中，加入50mL甲苯，升温至120℃，保温回流12h，反应液冷却至室温后加入去离子水萃取，重复3遍，收集水相旋蒸得到多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，记为QA1，产率91.54％。
M1元素分析结果：
元素 N H C O
实际值，％ 26.38 4.86 67.86 0.78
理论值，％ 26.62 4.83 68.44 0
实施例2
M1(3.07g，4.49mmol)和溴丁烷(2.46g，17.96mmol)制备得到多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，记为QA2，产率87.12％。
其余反应条件与实施例1相同。
实施例3
M1(2.88g，4.21mmol)和溴辛烷(3.25g，16.85mmol)制备得到多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，记为QA3，产率84.25％。
其余反应条件与实施例1相同。
实施例4
在装有分水器和冷凝管的三口烧瓶中，加入4,4’,4”-三甲酸三苯胺(9.95g，0.03mol)、N1-(嘧啶-2-基)乙二胺(12.75g，0.09mmol)和200mL二甲苯，通入氮气，在140℃下回流酰化反应6h，分水器不断分离出水；继续升温至200℃进行环化反应，12h后结束反应，旋蒸挥发溶剂后得到粗产品，以乙醇重结晶，干燥后得到tMdMz-A，记为M2，产率为74.25％。
M2元素分析结果：
元素 N H C O
实际值，％ 25.24 4.72 64.90 1.03
理论值，％ 26.62 4.83 68.44 0
M2(5.14g，7.52mmol)和溴代十二烷(6.56g，26.31mmol)制备得到多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，记为QA4，产率77.65％。
其余反应条件与实施例1相同。
实施例5
测试QA1～QA4样品的缓蚀率(％)：
Figure BDA0002901826560000061
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂，其特征在于，所述多阳离子苯并咪唑缓蚀剂具有式(I)分子结构：
Figure FDA0002901826550000011
式中，R为C1～C12的烷基直链，X为Br或I或OH。
2.一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺进行酰化、环化反应制备三(4-(1-(嘧啶-2-基)咪唑-2-基)苯基)胺)(tMdMz-A)，再经季铵化反应，制得多阳离子苯并咪唑缓蚀剂。
3.根据权利要求2所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺在溶剂环境下反应，所述溶剂为二甲苯，或二甲苯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂。
4.根据权利要求2所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺在140～170℃氮气环境下进行酰化反应。
5.根据权利要求2所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述环化反应在200～220℃氮气环境下反应6～12h。
6.根据权利要求2所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述4,4’,4”-三甲酸三苯胺与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺酰化的投料摩尔比为1:3～4。
7.根据权利要求2所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述季铵化反应为tMdMz-A与卤代烷烃反应。
8.根据权利要求7所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述卤代烷烃为碘代烷或溴代烷。
9.根据权利要求7或8所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述卤代烷烃为碳原子为1～12的烷基直链。
10.根据权利要求5所述的一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述tMdMz-A与卤代烷烃的投料摩尔比为1：3～5。
CN202110059130.2A 2021-01-18 2021-01-18 一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法 Active CN112876459B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110059130.2A CN112876459B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110059130.2A CN112876459B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112876459A true CN112876459A (zh) 2021-06-01
CN112876459B CN112876459B (zh) 2022-04-01

Family

ID=76048609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110059130.2A Active CN112876459B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112876459B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918474A (en) * 1956-06-11 1959-12-22 Cities Service Res & Dev Co Certain maleimido derivatives of aliphatic-bis-imidazolines
US2987522A (en) * 1958-03-17 1961-06-06 Petrolite Corp Amidine products
US3015622A (en) * 1958-03-17 1962-01-02 Petrolite Corp Process of inhibiting corrosion
CN106083723A (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 广东工业大学 一种混合脂肪基双(咪唑啉季铵盐)及其制备方法与应用
CN106543083A (zh) * 2016-11-04 2017-03-29 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种吸附成膜型咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
CN110863204A (zh) * 2019-11-29 2020-03-06 陕西科技大学 一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918474A (en) * 1956-06-11 1959-12-22 Cities Service Res & Dev Co Certain maleimido derivatives of aliphatic-bis-imidazolines
US2987522A (en) * 1958-03-17 1961-06-06 Petrolite Corp Amidine products
US3015622A (en) * 1958-03-17 1962-01-02 Petrolite Corp Process of inhibiting corrosion
CN106083723A (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 广东工业大学 一种混合脂肪基双(咪唑啉季铵盐)及其制备方法与应用
CN106543083A (zh) * 2016-11-04 2017-03-29 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种吸附成膜型咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
CN110863204A (zh) * 2019-11-29 2020-03-06 陕西科技大学 一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李志远等: "双咪唑啉季铵盐的合成与缓蚀性能研究", 《腐蚀与防护》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112876459B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111662243B (zh) 一种柠檬酸基功能化碳点缓蚀剂及其制备方法与应用
CN101798310A (zh) 一种有机半导体材料及使用该材料的有机薄膜晶体管
CN112876459B (zh) 一种多阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法
CN110982508B (zh) 一种曼尼希碱酸化缓蚀剂及其制备方法
CN111875634A (zh) 一种基于苯并咪唑类双齿配体的发光铜化合物及其制备方法
CN112795018B (zh) 一种有机硅苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法
Zhou et al. Asymmetric Copper (II)‐Catalysed Nitroaldol (Henry) Reactions Utilizing a Chiral C1‐Symmetric Dinitrogen Ligand
CN112877698A (zh) 一种嘧啶咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
CN116731312B (zh) 一种超支化季铵盐缓蚀剂的制备及在金属防腐蚀中的应用
CN110105390B (zh) 烷基三苯基鏻双三氟甲烷磺酰亚胺离子液体、合成方法及作为镁合金材料缓蚀剂的应用
US4323689A (en) 2-Hydroxypropylimidazoles, their preparation, and their use as oil-soluble corrosion inhibitors
CN112876487B (zh) 一种共轭呸啶缓蚀剂及其制备方法
CN112876483A (zh) 一种双阳离子苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法
Mas’ ud et al. Fatty amidine as copper corrosion inhibitor
CN113150036B (zh) 一种三芳胺取代的三联吡啶钌配合物及其制备方法和应用
CN112899691A (zh) 一种多阳离子咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
CN112679507B (zh) 一种共轭苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法
CN114315536A (zh) 一种轴手性二芳基乙烯类化合物的合成方法
CN109134359B (zh) 一种2,6-二氨基吡啶缩乙醛酸双席夫碱缓蚀剂的制备方法
CN108129463B (zh) 一种含二氧戊环基咪唑啉类化合物及其制备方法、缓蚀剂
CN112851716B (zh) 三联吡啶钌乙炔三苯胺类化合物及其制备方法和应用
CN111825820A (zh) 一种聚合物Mannich碱及其制备方法、缓蚀剂
CN112851694A (zh) 一种喹啉基苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法
CN117946009A (zh) 一种松香基硫脲咪唑季铵盐及其合成方法与应用
RU2600932C1 (ru) Ионные жидкости с силоксановым фрагментом в составе катиона в качестве теплоносителей

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
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220314

Address after: 300383 area a, plant 21, Shengda 1st branch road, Saida Industrial Park, wangwenzhuang Town, Xiqing District, Tianjin

Applicant after: TIANJIN KDS INDUSTRIAL CO.,LTD.

Address before: 511400 College of light industry and chemical engineering, Guangdong University of technology, Guanggong 1st Road, University Town, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province

Applicant before: Li Yanyan

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant