WO2016013920A2 - Metodo de obtencion de compuestos derivados de fosfo-imidazolinas con alta estabilidad de anillo de imidazolina - Google Patents
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Definitions
- Corrosion is defined as the deterioration of a metallic material as a result of a substance or group of substances, affecting its performance by promoting its gradual disintegration.
- corrosion is an electrochemical process in which the metal is transformed through an oxide-reduction reaction where the metal loses electrons by increasing its valence number and the corrosion agent gains electrons by reducing its valence.
- Corrosion is found in virtually all stages of oil processing and refining, this is derived from a large number of chemical agents, operating conditions and products generated in production systems. The greatest number of failures are produced by the affectation of the materials by hydrogen sulfide and sulfur-derived compounds, in the presence of water.
- Corrosion of containers, pipes and condensation systems is one of the main problems found in oil distillation plants. Corrosion weakens steel structures by thinning and blistering.
- Corrosion by hydrogen sulfide can be of two types:
- Surfactant inhibitors can be divided into four types, a) Inorganic inhibitors. They are salts that form a film inside the duct, neutralizing the salts dissolved in the water and preventing their encrustation. Molybdenum salts mixed with nitrites or phosphates are used. They are useful for cooling circuits, but not recommended for solar heating or thermal circuits since the temperature makes it difficult to form the protective film on the metal. In addition, said film decreases the heat transfer properties of the fluid. An important feature to note is that these inhibitors are mostly toxic.
- organic inhibitors They are compounds of the group of carboxylic acids, which, combined with organic salts inhibit ionic migration, these do not allow it to be transferred to the weakest metal, therefore, effectively delaying corrosion without damaging the heat-carrying properties of the fluid .
- organic inhibitors Today, it is the most effective method for circuits where the fluid circulates at temperatures greater than 20 ° C. Passivating inhibitors This type of inhibitor causes a change in the corrosion potential, forcing the metal surface to exhibit passive behavior against corrosion. Examples of such inhibitors are oxidizing anions such as chromate, nitrate, nitrite and non-oxidizing ions such as phosphates and molybdates.
- surfactant inhibitors d) inhibitors of a mixture of materials.
- Surfactant inhibitors are molecules composed of a polar hydrophilic group (head), anchored to a non-polar hydrophobic group
- the inhibitory action of the surfactant molecules can be given by physical adsorption (electrostatic) or chemical absorption with the metal surface, depending on the charge of the solid surface and the change in free energy. Materials used as corrosion inhibitors.
- Corrosion of the material usually occurs in the presence of oxygen and moisture, and basically involves two electrochemical reactions, oxidation occurs at the anodic site and reduction in the cathodic.
- Inhibitors are normally used to protect materials against deterioration caused by corrosion.
- Inhibitors that reduce corrosion in metallic materials can be Anodic inhibitors
- the anodic inhibitors act by forming an insoluble compound, which precipitates at the anodic sites, avoiding the anodic reaction and therefore, further inhibiting corrosion.
- Some of the best known anodic inhibitors are sodium bidroxide, carbonate, silicate and sodium borate, certain phosphates, sodium chromate, nitrite and sodium benzoate.
- Cathodic inhibitors unlike anodic ones, act on the entire surface and are less effective. They reduce corrosion by forming a layer or film of high electrical resistance on the surface, which functions as a barrier to the corrosion current.
- Some cathodic inhibitors are ions such as calcium, zinc or magnesium; oxides can be precipitated to form a protective layer on the metal.
- Imidazolines can be used as salts or as derivatives.
- a good number of patents can be found in the literature [Modob J. U.S. Patent 3,758,493), Sudple R. U.S. Patent 4, 206, 172], highlighting as the most common structures those derived from l-ethylamine-2- octadecü-imidazoline (I) and 1-bidroxetil, 2-octadecü-imidazoline (II) shown in Figure 2 .
- the functional part of imidazoline, the ethylamino group can be reacted with ethylene oxide and this product is subsequently modified with P 2 O 5 to give a very effective inhibitor even at a concentration of 5ppm [Jones , L. W; US Pat 4,554,090, 1985].
- this same amino group can be modified with a dicarboxylic acid to be subsequently reacted with ethylene oxide [Maddoux, JUS Pat 3,629,104, Pacheco M. A; Mex Pat Appl. 2003, Sherman, J. V; Voelkel L; Walter, M; Wulff, C; Stoesser, 5 M; Brand, SUS Pat. Appl. 02005].
- the methodology Mainly diffused for obtaining corrosion inhibitors is the reaction between a fatty acid of 18 carbon atoms and (2-aminoethyl) -ethane-1,2-diamino for the case of compound I and (2-aminoethylamino) - ethanol for the preparation of compound ⁇ , according to the reaction expressed in Figure 2.
- WO2000 / 049204 describes the method and a corrosion inhibitor for metallic equipment exposed to aqueous media.
- This compound is water soluble and comprises a 2-substituted N-ethoxy imidazoline, this substituent comprises an amount of ethylene oxide to provide water solvency of the imidazoline.
- EP2462207 describes the use of substituted imidazolines in position 2 with a substituted hydrocarbon chain or pyrimidine and glyoxal. The use of these compounds reduces the amount of hydrogen sulfide present in the process streams in the hydrocarbon refineries and also reduces the amount of corrosion in the equipment that has contact with these streams.
- RU02339739 patent describes the protection of metal against corrosion, useful in metal pipes.
- One of the components of this compound is 2-heptadecenylimidazolin acrylate N-butyl 2- heptadecenylimidazoline.
- RU02326990 patents a corrosion inhibitor compound using as an active ingredient a mixture of imidazoline and amidoamine. This method allows to obtain a corrosion inhibitor with high performance, decreases the net cost of the product thanks to the use of an available and cheap solvent, in addition to the need for a minimum dose of the inhibitor, 30ml / L.
- Patent EP1333108 presents the invention of a corrosion inhibitor 5 useful in the petroleum industry to protect metal parts that are in contact with the aqueous medium.
- This compound is a mixture of substituted 1,2 imidazoline and a polyphosphated ethoxylated ester. This compound is effective at a concentration of 5 to 100 ppm.
- JP 11279779 (1999) speaks of the inhibition of corrosion in the metal using a compound containing N-alkyl-benzotriazolmethyl or alkylated secondary amines. This compound is obtained by adding and mixing formaldehyde and alkyl or alkenylamide to benzotriazole tolitriazole without a solvent or in an appropriate solvent, then this mixture is dehydrated.
- KR 1020050086495 (2005) which describes an inhibitor of metal corrosion and hydrochloric acid formation in crude oil distillers.
- the compound described herein as a corrosion inhibitor is a quaternary amine.
- RU02086702 patent describes a useful corrosion inhibitor in which gas and oil production equipment.
- This inhibitor is composed of a mixture of diethyl diamino 2-alkyl 2- imidazoline and monoamides, which include alkylol, triethylene tetramine. Using this inhibitor makes it possible to increase the life of the pipes and pumps, in addition to reducing the number of emergencies and improving the ecological situation in the oil field.
- Figure 1 General structure of a corrosion inhibitor.
- the present invention provides new imidazoline molecules having the following structure
- the molecules of the present invention have a higher water repellency and low pH, in addition to having a greater ability to complex against metals. These properties are achieved due to the presence of the phenyl group at position 2 of 2-imidazoline.
- the presence of the triglyceryl group is because it must include a fraction of the molecule must have hydrophobic character this is achieved with the presence of stearyl groups. These molecules exhibit activity as high efficiency corrosion inhibitors.
- the invention also provides the process for the preparation of the bis-2-fenu-2-imidazolines molecules shown in the following figure:
- the added toluene is distilled, recovering 1,982 Kg of the Phosphoramide of Bis (3 - ⁇ (10-hydroxy-octadecanoyl) oxy) propane-1, 2-di-yl distearate) - 2-fenü-lH-benzo [ d] imidazol-l-yl) ethanamine.
- Example 2 Obtaining the Phosphoramide of Bis (3 - ((10-hydroxy-octadecanoyl) oxy) propane-1, 2-di-yl distearate 1) - 2-phenyl-1H-benzo [d] imidazol-1-yl) ethanamine.
- the added toluene is distilled, recovering 2.34 Kg of the Phosphoramide of Bis (3 - ((10-hydroxy-octadecanoü) oxy) propane-1, 2-di-yl distearate) - 2-phenyl-1 H-benzo [d] imidazol-1-yl) ethanamine.
- the added toluene is distilled, recovering 1.82 Kg of the Phosphoramide from (3 - ((10-hydroxy-oc1ade ⁇ oü) oxi) prorjano-l, 2-di-yl distearate) - Bis- [2- phenyl - 1 H-benzo [d] imidazol-1-yl) ethanamine].
- the added toluene is distilled, recovering 1.82 Kg of the Phosphoramide from (3 - ((10-hydroxy-octadecanoü) oxy) propane-l, 2-di-yl distearate) - Bis- [2- fenü-4, 5-dihydro-1 H-imidazole].
- This formulation at the following concentration of 150 ppm exhibits corrosion inhibitory activity when a steel plate is placed in a 1N sulfuric acid solution, exhibiting a polarization resistance (Rp) of 84.28 ohms / cm 2 and an inhibition efficiency of corrosion of 74.05% corrosion rate at current density (icorr) of 308.50 ⁇ / cm 2 and penetration of 3.58 (mm / year).
- Rp polarization resistance
- icorr current density
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Se describe el proceso de reacción entre los derivados de la 2-fenil-2-imidazolinas o sus compuestos sustituidos en la posición 1 con grupos 2-aminostilo δ 2-hidroxietilo con fosfatos de mono o dihidrogeno de mono o bis (3-((-hidroxi-alquilil)oxi)propano-1,2-di-íl díalquilaío) (obtenidos de la reacción de aceites vegetales epoxidados y ácido fosfórico) en presencia de disolventes aromáticos o mezclas de compuestos aromáticos que tienen puntos de ebullición entre 100 y 200°C, Los fosfatos y fosforámidas derivadas tienen fuerte carácter inhibidor de corrosión.
Description
MÉTODO DE OBTENCIÓN DE COMPUESTOS DERIVADOS DE FOSFO - IMIDAZOLINAS CON ALTA ESTABILIDAD DEL ANILLO DE IMIDAZOLINA. DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Se logró la obtención de moléculas derivadas de la imidazolina en donde el substituyente en la posición 2 es un grupo fenilo, Este grupo en conjunto con los electrones no apareados de los nitrógenos en las posiciones 3 y 1 del anillo de la imidazolina son capaces de promover la interacción con un metal. Esto genera una fuerte interacción entre la superficie a proteger, con el compuesto inhibidor de la corrosión. Además de estas características, el grupo de moléculas obtenidas contienen un grupo capaz de formar película de características hidrofóbicas con el fin de evitar la presencia de agua en la interfase. Todo esto se logra utilizando aceites naturales modificados químicamente. Las condiciones para la obtención de estas nuevas molecular inhibidoras emplea presiones, temperaturas moderadas y reactivos fáciles de manipular.
ANTECEDENTES
La corrosión es definida como el deterioro de un material metálico por efecto de una sustancia o grupo de sustancias, afectando su desempeño al promover su desintegración paulatina. Propiamente hablando, la corrosión es un proceso electroquímico en el cual el metal es transformado por medio de una reacción de óxido-reducción en donde el metal pierde electrones incrementando su número de valencia y el agente de corrosión gana electrones reduciendo su valencia.
La corrosión se encuentra prácticamente en todas las etapas de procesamiento y refinación del petróleo, esto se deriva de una gran cantidad de agentes químicos, condiciones de operación y productos generados en los sistemas de producción. E1 mayor número de fallas son producidas por afectación de los materiales por el ácido sulfhídrico y los compuestos derivados del azufre, en presencia de agua. La corrosión de recipientes, tuberías y sistemas de condensación, es uno de los principales problemas que se encuentran en las plantas de destilación del petróleo. La corrosión debilita las estructuras del acero por adelgazamiento y ampollamiento. La corrosión por ácido sulfhídrico puede ser de dos tipos:
- Pérdida de material
- Fisuración sin pérdida de material.
Métodos de reducción de la corrosión.
En el intento de encontrar una solución efectiva a este problema, la adición de inhibidores de corrosión ha sido la técnica más utilizada, lo cual ha sido objeto de estudio durante mucho tiempo. Para ser efectivo, un inhibidor debe reducir la cantidad de agua en la superficie del material, interactuar con los sitios de reacción tanto anódicos como catódicos, para retardar la oxidación y reducir las reacciones de corrosión, además de prevenir el transporte del agua y las especies corrosivas hacia la superficie del metal. Los inhibidores surfactantes se pueden dividir en cuatro tipos, a) Inhibidores inorgánicos. Son sales que forman una película en el interior del conducto, neutralizando las sales disueltas en el agua e impidiendo su incrustación. Se utilizan sales de molibdeno mezclado con nitritos o fosfatos. Son útiles para circuitos de refrigeración, pero no recomendados para circuitos de calefacción o térmicos solares dado que la temperatura dificulta la formación de la película protectora en el metal. Además, dicha película, disminuye las
propiedades caloportadoras del fluido. Una característica importante a destacar es que dichos inhibidores en su gran mayoría son tóxicos.
b) inhibidores orgánicos: Son compuestos del grupo de los ácidos carboxílicos, que, combinados con sales orgánicas inhiben la migración iónica, estos no permiten que se traslade al metal más débil, por tanto, retrasando efectivamente la corrosión sin perjudicar las propiedades caloportadoras del fluido. A día de hoy, es el método más efectivo para circuitos donde el fluido circule a temperaturas mayores de 20°C. Inhibidores pasivantes. Este tipo de inhibidores causan un cambio del potencial de corrosión, forzando la superficie metálica a presentar una conducta pasiva ante la corrosión. Los ejemplos de este tipo de inhibidores son aniones oxidantes como los iones de cromato, nitrato, nitrito y los no oxidantes como fosfatos y molibdatos. c) inhibidores surfactantes d) inhibidores de una mezcla de materiales. Los inhibidores surfactantes son moléculas compuestas de un grupo hidrofilico polar (cabeza), anclada a un grupo hidrofóbico no polar
(tallo). En una solución acuosa la acción inhibitoria de las moléculas surfactantes se puede dar por la adsorción física (electrostática) o absorción química con la superficie metálica, dependiendo de la carga de la superficie sólida y el cambio en la energía libre. Materiales utilizados como inhibidores de corrosión.
La corrosión del material usualmente se da en presencia de oxígeno y humedad, e involucra básicamente dos reacciones electroquímicas, la oxidación ocurre en el sitio anódico y la reducción en el catódico. Los inhibidores son normalmente usados para proteger los materiales contra el deterioro generado por la corrosión. Los inhibidores que reducen la corrosión en los materiales metálicos pueden ser
Inhibidores anódicos. Los inhibidores anódicos actúan formando un compuesto insoluble, el cual precipita en los lugares anódicos, evitando la reacción anódica y por lo tanto, inhibiendo aún más la corrosión. Algunos de los inhibidores anódicos más conocidos son el bidróxido de sodio, carbonato, silicato y borato de sodio, ciertos fosfatos, cromato sódico, nitrito y benzoato de sodio.
Inhibidores catódicos. Los inhibidores catódicos, a diferencia de los anódicos, actúan sobre toda la superficie y son menos eficaces. Disminuyen la corrosión mediante la formación de una capa o película de alta resistencia eléctrica sobre la superficie, la cual funciona como una barrera para la corriente de corrosión. Algunos inhibidores catódicos, son iones tales como el calcio, zinc o magnesio; se pueden precipitar óxidos para formar una capa protectora en el metal.
En la actualidad existe una buena cantidad de investigación orientada a establecer el mecanismo por el cual actúan los diversos agentes inhibidores de corrosión. Una de las versiones más aceptada para este tipo de inhibidores activos es que presentan en su estructura heterociclos que contienen átomos de nitrógeno, oxigeno o azufre, saturados o insaturados y algunos aromáticos. La mayoría de los inhibidores de corrosión tienen en su estructura una funcionalidad, que es el principal "sello distintivo" y le imparte cierta capacidad de poder incrementar la capacidad de ser acomplejado por un ácido de Lewis.
Estas moléculas también tienen en su estructura una cadena bidrocarbonada, esto es mostrado en la figura 1.
En el mecanismo propuesto predice que el heterociclo del inhibidor de corrosión, es acomplejado sobre la superficie del acero, en donde la película o sitio activo sobre la superficie del tubo es el óxido férrico hidratado Fe(OH)3.3H20. Esta interacción es lo suficientemente fuerte como para que el inhibidor de corrosión sea localizado sobre la superficie en forma transitoria, produciéndose una película del inhibidor. Por otro lado el agua representa un elemento importante para que se dé el proceso de corrosión ya que es la que va a recibir los electrones que aporte el fierro, por los que al restringir la presencia de agua sobre la superficie se evitará la
corrosión. Así, la mayoría de los inhibidores de corrosión, portan una fracción activa susceptible a la complejación con metales y otra parte hidrocarbonada, para que sea posible formar una película sobre la superficie del material que se quiere proteger contra el agua.
A pesar de que los inhibidores de corrosión tienen capacidad de formar películas transcientes, sólo reducen la velocidad con la que las tuberías o elementos metálicos son corroídos. Muchos han sido los intentos de reducir la velocidad de corrosión con la obtención de una cantidad importante de moléculas activas, que en esencia guardan la estructura general mostrada en la figura 1 para un inhibidor de corrosión que porta un heterociclo. Las imidazolinas, por su desempeño y costo son las más empleadas como agentes inhibidores de corrosión además de que tienen otras aplicaciones industriales como son: en lubricantes para los vehículos automotores, detergentes, aditivos en los alimentos y formulaciones de fármacos, asi como agente antiestático, suavizante de telas, antiespumante, como aditivo del asfalto y derivados de petróleo [Kauhik M; Naruala R.C; Rupare S.B. Chemical & Eng World, 1998, 83.]. Las imidazolinas pueden ser usadas como sales o como derivados. Un buen número de patentes pueden ser localizadas en la literatura [Modob J. U.S. Patent 3,758,493), Sudple R. U.S. Patent 4, 206, 172], destacando como las estructuras más comunes las derivadas déla l-etilamina-2- octadecü-imidazolina (I) y la 1-bidroxetil, 2-octadecü-imidazolina (II) que se muestran en la figura 2.
Para aumentar la eficiencia del compuesto I, la parte funcional de la imidazolina, el grupo etilamino se puede hacer reaccionar con óxido de etileno y este producto es modificado posteriormente con P2O5 para dar un inhibidor muy efectivo aún a una concentración 5ppm [Jones, L. W; U.S. Pat 4,554,090, 1985]. En forma similar, este mismo grupo amino puede ser modificado con un ácido dicarboxílico para ser posteriormente reaccionar con óxido de etileno [Maddoux, J. U.S. Pat 3,629,104, Pacheco M. A; Méx. Pat Appl. 2003, Sherman, J. V; Voelkel L; Walter, M; Wulff, C; Stoesser, 5 M; Brand, S. U.S. Pat. Appl. 02005]. La metodología
mayormente difundida para la obtención los inhibidores de corrosión es la reacción entre un ácido graso de 18 átomos de carbono y la (2-aminoetil)-etano- 1 ,2-diamino para el caso del compuesto I y el (2-aminoetilamino)-etanol para la preparación del compuesto Π, de acuerdo a la reacción expresada en la figura 2.
El avance e innovación en las tecnologías en todos los ámbitos va incrementando al paso del tiempo, conforme la demanda lo va solicitando, desarrollando productos nuevos y mejorados. Los inhibidores de corrosión no son la excepción, de acuerdo al registro de las patentes, nos podemos dar cuenta de que el problema de los daños por corrosión y la búsqueda de soluciones se han dado desde hace muchos años. Los nuevos desarrollos tienen como ingredientes activos una diversidad de compuestos, todos los cuales, han demostrado ser útiles para contrarrestar la corrosión.
En el 2003 se reportó el desarrollo del proceso para la producción de una ciclohexamina monoetoxilada, que es un compuesto químico orgánico inhibidor de la corrosión para medios alcalinos, del tipo fílmico, soluble en hidrocarburos y dispersable en agua, desarrollado para controlar la corrosión provocada por la presencia de diversos agentes agresivos, tales como ácido sulfhídrico, ácido clorhídrico, amoniaco, y bisulfuros en plantas de refinación de destilación, que evita la tendencia a la emulsificación de hidrocarburos en agua y que tiene la capacidad de actuar como tensoactivo en la interfase, particularmente en las plantas hidrodesulfatadoras de turbosina. Esta conversión combina la protección fílmica para la corrosión con el rompimiento de emulsión y acondicionamiento de la interfase para promover un efecto nulo de emulsificación.
La patente WO2000/049204, describe el método y un inhibidor de corrosión para equipo metálico expuesto a medios acuosos. Este compuesto es soluble en agua y comprende una imidazolina N-etoxi, 2-sustituída, este sustituyente comprende una cantidad de óxido de etileno para proporcionar solvencia en agua de la imidazolina.
La patente EP2462207 describe el uso de imidazolinas substituidas en la posición 2 con una cadena hidrocarbonada sustituidas o pirimidina y glyoxal. El uso de éstos compuestos reduce la cantidad de sulfuro de hidrógeno presente en las corrientes del proceso en las refinerías de hidrocarburos además reduce la cantidad de corrosión en el equipo que tiene contacto con éstas corrientes.
La patente RU02339739 describe la protección del metal contra la corrosión, útil en las tuberías de metal. Uno de los componentes de éste compuesto es el 2-heptadecenylimidazolin acrilato N- butil 2- heptadecenilimidazolina.
La patente RU02326990 patenta un compuesto inhibidor de la corrosión usando como ingrediente activo una mezcla de imidazolina y amidoamina. Este método permite obtener un inhibidor de corrosión con un alto rendimiento, disminuye el costo neto del producto gracias al uso de una solvente disponible y barato, además de que se necesita una dosis mínima del inhibidor, 30ml/L.
En la patente EP1333108 se presenta la invención de un inhibidor 5 de corrosión útil en la industria del petróleo para proteger las partes metálicas que están en contacto con el medio acuoso. Este compuesto es una mezcla de imidazolina 1, 2 sustituida y un éster etoxilado polifosfatado. Este compuesto es efectivo a una concentración de 5 a 100 ppm.
La patente JP 11279779(1999) habla de la inhibición de la corrosión en el metal utilizando un compuesto que contiene N-alquil-benzotriazolmetil o aminas secundarias alquiladas. Este compuesto se obtiene al agregar y mezclar formaldehido y alquil o alquenilamida a benzotriazol tolitriazol sin un solvente o en un solvente apropiado, después esta mezcla es deshidratada. Otra patente es la KR 1020050086495 (2005) que describe un inhibidor de la corrosión del metal y de la formación de ácido clorhídrico en los destiladores de petróleo crudo. El compuesto que aquí se describe como inhibidor de la corrosión es una amina cuaternaria. En la patente RU02086702 describe un inhibidor de corrosión útil en el que equipo de producción del gas y petróleo. Este inhibidor está compuesto de una mezcla de dietUendiamino 2-alquil 2- imidazolina
y monoamidas, las cuales incluyen alquilol, trietileno tetramina. Usar este inhibidor hace posible incrementar el tiempo de vida de las tuberías y bombas, además de reducir el número de emergencias y mejorar la situación ecológica en el campo petrolero.
De todas las patentes mencionadas podemos observar la cantidad y la diversa naturaleza de los compuestos que son utilizados como inhibidores de la corrosión, pero en ninguna de ellas se menciona el proceso de su síntesis, el método aquí descrito implica una síntesis mediante reacciones radicálicas, capaces de controlar variables como el peso molecular del producto, permitiendo una mejor caracterización para lograr una mejor solución a un problema especifico.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1. Estructura general de un inhibidor de corrosión.
Figura 2.- Principales imidazolinas empleadas como inhibidores de corrosión.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona nuevas moléculas de imidazolina que tiene la siguiente estructura
'Sitio de unión con átomo O del fosfato
Las moléculas de la presente invención presentan una mayor repelencia al agua y pH bajos, además de que tienen una mayor capacidad de complejación frente a metales. Estas propiedades se logran debido a la presencia del grupo fenilo en la posición 2 de la 2-imidazolina. La presencia del grupo tríglicerilo es debido a que debe incluir una fracción de la molécula debe tener carácter hidrófobo esto se logra con la presencia de grupos estearilo. Estas moléculas presentan actividad como inhibidores de corrosión de alta eficiencia.
La forma de obtener estas fosforamidas de 2-fenü-2-imidazolina es la reacción del fosfato acido de bis 3 -(( 10-hidroxi-alquil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato y el derivado de la 2-fenil-2- imidazolina correspondiente empleando un solvente hidrocarbonado aromático como por ejemplo Tolueno, orto, meta o para xileno o su mezcla de isómeros, etilbenceno o mezclas de compuestos aromáticos como el Solvesso 110 (número de registro CAS [64742-95-6]), Solvesso 150 (número de registro CAS [64742-94-5]) o el Solvesso 200. Estas reacciones se realizan en
un intervalo de temperatura de 100 a 160°C por espacio de 8 horas con remoción continua de agua. Bajo estas condiciones el rendimiento de las reacciones son superiores al 90%.
Derivados del fosfato acido de bis 3-((10-bidroxi-alquil)-oxi)propano-l,2-di-il dialquilato pueden ser obtenidos del empleo de los aceites epoxidados de tricliceridos vegetales en reacción con ácido fosfórico en relación molar ácido fosfórico: aceite epoxidado de 1:2
La invención también proporciona el procedimiento para la preparación de las moléculas bis-2- fenü-2-imidazolinas mostradas en la siguiente figura:
La forma de obtener estas fosforamidas de bis (2-fenil-2-imidazolina) es la reacción del fosfato diácido de 3-((10-hidroxi-alquil)oxi) propano-l,2-di-il dialquilato y el derivado de la 2-fenil-2- imidazolina correspondiente en una relación molar 1:2, empleando un solvente hidrocarbonado aromático como por ejemplo Tolueno, orto, meta o para xileno o su mezcla de isómeros, etilbenceno o mezclas de compuestos aromáticos como el Solvesso 110 (número de registro CAS [64742-95-6]), Solvesso 150 (número de registro CAS [64742-94-5]) o el Solvesso 200. Estas
reacciones se realizan en un intervalo de temperatura de 100 a 160°C por espacio de 8 horas con remoción continua de agua. Bajo estas condiciones las fosforamidas de bis (2-fenil-2- imidazolina) son obtenidas en rendimientos superiores al 90%. Derivados del fosfato diacido de 3 -(( 10-hidroxi-alquil)-oxi)propano- 1 ,2-di-il dialquila to pueden ser obtenidos del empleo de los aceites epoxidados de tricliceridos vegetales en reacción con ácido fosfórico en relación molar ácido fosfórico: aceite epoxidado de 1:1
Estas nuevas moléculas son altamente efectivas en formulaciones inhibidores de corrosión, debido a su alta solubilidad en disolventes hidrocarbonados hidrófobos, además presentan una alta estabilidad. La naturaleza hidrófoba proviene del grupo 3-((10-hidroxi- octadecanoil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato sustituyente en el grupo fosfato.
Ejemplo 1.
Obtención del Fosforamida de Bis(3-((10-hidroxi-octadecanoil)oxi)propano-l,2-di-il diestearato l)- 2-fenil-lH-benzo[d]imidazol-l-il) etanamina.
En un reactor de acero con capacidad de 10 litros se colocan 1.87Kg de fosfato de -hidrogeno bis(3 -((10-hidroxi-octadecanoil)oxi)prOpano- 1 ,2-di-il diestearato) (obtenido de la reacción de aceite epoxidado de soya y acido fosfórico) en un reactor de 5 litros de vidrio, se le añade 0.228 Kg de 2-(2-fenil-4,5-dihidro- 1 H-imidazol- 1 -il)etanamina y al final se le añade 200mL de tolueno, se calienta durante 8 horas a 125°C. Durante ese tiempo se destila el agua formada logrando recuperar 20 g de agua. Como parte final se destila el tolueno agregado, logrando recuperar 1.982 Kg del Fosforamida de Bis(3 -{( 10-hidroxi-octadecanoil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato)- 2-fenü-lH-benzo[d]imidazol-l-il) etanamina.
Ejemplo 2.
Obtención del Fosforamida de Bis(3-((10- hidroxi-octadecanoil)oxi)propano-l,2-di-il diestearato l)- 2-fenil-lH-benzo[d]imidazol-l-il) etanamina.
En un reactor de acero con capacidad de 10 litros se colocan 2.27 Kg de fosfato de -hidrogeno bis(3 -(( 10-hidroxi-octadecanoil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato) (obtenido de la reacción de aceite epoxidado de girasol y ácido fosfórico) en un reactor de 5 litros de vidrio y se le añade 0.228 Kg de 2-(2-fenil-4,5-dihidro-1H-imidazol- 1 -il)etanamína y al final se le añade 200mL de tolueno, se calienta durante 8 horas a 125°C. Durante ese tiempo se destila el agua formada logrando recuperar 20 g de agua. Como parte final se destila el tolueno agregado, logrando recuperar 2.34 Kg del Fosforamida de Bis(3-((10-hidroxi-octadecanoü)oxi)propano-l,2-di-il diestearato)- 2-fenil- 1 H-benzo[d]imidazol- 1 -il) etanamina.
Ejemplo 3.
Obtención del Fosforamida de β-(( 10-hidroxi-octadecanoil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato l)- bis-[2-fenil-lH-benzo[d]imidazol-l-il) etanamina].
En un reactor de acero con capacidad de 10 litros se colocan l.SSKg de fosfato de -dihidrogeno (3-((9-hidroxi-octadecanoil)oxi)propano-l,2-di-il diestearato) (obtenido de la reacción de aceite epoxidado de linaza y ácido fosfórico) en un reactor de 5 litros de vidrio, se le añade 0.316 Kg de 2-(2-fenil-4,S-dihidro-lH- imidazol-l-il)etanamina y al final se le añade 200 mL de tolueno, se calienta durante 8 horas a 125°C. Durante ese tiempo se destila el agua formada logrando recuperar 18 g de agua. Como parte final se destila el tolueno agregado, logrando recuperar 1.82 Kg del Fosforamida de (3-((10-hidroxi-oc1ade<^oü)oxi)prorjano-l,2-di-il diestearato)- Bis-[2- fenil- 1 H-benzo [d] imidazol- 1 -il) etanamina].
Ejemplo 4.
Obtención del Fosforamida de (3-(( 10-bidroxi-octadecanoil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato l)- bis-[2-fenil-4, 5-dihidro-l H-imidazol] .
En un reactor de acero con capacidad de 10 litros se colocan 1.55Kg de fosfato de - dihidrogeno (3-((9-hidroxi-octadecanoil)oxi)propano-l,2-di-il diestearato) (obtenido de la reacción de aceite epoxidado de oliva y ácido fosfórico) en un reactor de 5 litros de vidrio y se le añade 0.316 Kg de 2-fenil-4,5-dihidro-lH-imidazol y al final se le añade 200mL de tolueno, se calienta durante 8 horas a 125°C. Durante ese tiempo se destila el agua formada logrando recuperar 18 g de agua. Como parte final se destila el tolueno agregado, logrando recuperar 1.82 Kg del Fosforamida de (3-((10-hidroxi-octadecanoü)oxi)propano-l,2-di-il diestearato)- Bis-[2- fenü-4,5-dihidro- 1 H-imidazol] .
Ejemplo 5.
En un recipiente de 500 mL se colocan 75 g Fosforamida de Bis(3-((10-hidroxi- octadecanoil)oxi)propano- 1 ,2-di-il diestearato)- 2-fenil- 1 H-benzo[d] imidazol- 1 -il) etanamina y 120 gramos del disolvente aromático hidrocarbonado (® solveso 150) y 75 g de CI1099. Finalmente se adicionan 10 g de nonilfenol etoxilado (10 moles de óxido de etileno), la mezcla se agita por espacio de 30 minutos. Esta formulación a la siguiente concentración de 150 ppm presenta actividad inhibidora de corrosión cuando una placa de acero es puesta en una solución de ácido sulfúrico 1N, exhibiendo una resistencia a la polarización (Rp) de 84.28 ohms/cm2 y una eficiencia de inhibición de corrosión de 74.05% velocidad de corrosión en densidad de corriente (icorr) de 308.50 μΑ/cm2 y penetración de 3.58 (mm/año). Ejemplo 6.
En un recipiente de 500 mL se colocan se colocan 75 g de Fosforamida de bis-(3-((9-hidroxi- octadecanoil) oxi) propano-l,2-di-il diestearato)-[2-fenil-4,5-dihidro-lH-imidazol]. y 120 gramos del disolvente aromático hidrocarbonado (® solveso 150) y 75 g de CI1099. Finalmente se adicionan 10 g de nonilfenol etoxilado (10 moles de óxido de etileno), la mezcla se agita por espacio de 30 minutos. Esta formulación a una concentración de 150 ppm presenta actividad inhibidora de corrosión cuando una placa de acero es puesta en una solución de ácido sulfúrico
1N, exhibiendo una resistencia a la polarización (Rp) de 70.26 ohms/cm2 y una eficiencia de inhibición de corrosión de 67.92% velocidad de corrosión en densidad de corriente (icorr) de 370.05 μΑ/cm2 y penetración de 4.30 (mm/año).
Claims
REIVINDICACIONES
Habiendo descrito suficiente nuestra invención, lo consideramos como una novedad y por lo tanto reclamamos como de nuestra exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: 1.- Una molécula que contenga la siguiente estructura:
Caracterizadas por:
El átomo X puede ser un átomo de Nitrógeno o de Oxigeno,
El radical R es (2,3-bis(alquiloxi)propoxi)-hidroxi-l-oxoalquilo donde el valor del subíndice (y) tiene valores de cero, dos, tres o cuatro,
El radical R es (2,3-bis(alquiloxi)propoxi)-hidroxi-l-oxoalquilo donde el valor del subíndice (y) puede tomar los valores de cero, dos, tres o cuatro y combinaciones de estos.
2.- Una molécula que tengan la siguiente estructura:
Caracterizadas por:
El átomo X puede ser un átomo de Nitrógeno o de Oxigeno,
El radical R es es (2,3-bis(alquiloxi)propoxi)-hidroxi-l-oxoalquilo donde el valor del subíndice (y) tiene valores de cero, dos, tres o cuatro; el valor del subíndice (y) tiene valores de cero, dos, tres o cuatro,
El radical R es es (2,3-bis(alquüoxi)propoxi)-liidroxi-l-oxoalquilo donde el valor del subíndice (y) puede tomar los valores de cero, dos, tres o cuatro y combinaciones de estos.
3. - Las formulaciones inhibidoras de corrosión que contengan las moléculas de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2 caracterizadas porque emplean disolventes hidrocarbonados aromáticos,
4. - Las formulaciones inhibidoras de corrosión que contengan las moléculas de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2 caracterizadas por que emplean tensoactivos derivados de óxido de etileno.
5. - Un procedimiento para la obtención de las moléculas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por la reacción de un derivado de la 2-fenil-2-imidazolina o sus compuestos sustituidos en la posición 1 con grupos 2-aminoeíüo ó 2-hidroxietilo con fosfatos de mono o dihidrogeno de mono o bis (3~((-hidroxi-alquilil)oxi)propano-l,2~di-il dialquilato) (obtenidos de la reacción de aceites vegetales epoxidados y ácido fosfórico).
ó.- Un procedimiento para la obtención de las moléculas de acuerdo a la reivindicación 4 caracterizada por que emplea disolventes aromáticos o mezclas de compuestos aromáticos que tengan puntos de ebullición entre 100 y 200°C.
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