[发明专利]一种吡啶衍生物金属缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属缓蚀剂及其制备方法，尤其涉及一种吡啶衍生物金属缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

从古至今，金属材料与人的生活息息相关。在现代工业中，钢铁仍是最重要的材料之一，广泛应用于海、陆、空交通运输、桥梁、车辆、机械设备、石油化工、城市建设等诸多领域，但是金属腐蚀一直困扰着人们，据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5～2.4％。为了应对金属腐蚀，人们对金属缓蚀剂的使用越来越多。

缓蚀剂是一种防腐蚀化学品，它少量加入环境介质中，就可以和金属表面发生物理或化学作用，从而显著地降低金属的腐蚀速度。缓蚀剂的使用不需要特殊设备，也不需要改变金属构件的性质,具有经济有效、适应性强的优点,广泛应用于工业生产各过程中，成为一种重要的防腐蚀技术手段。

缓蚀剂种类繁多，主要有无机物，如砷、氯化亚铜、碘化物等；有机物如脂肪胺、酰胺及其衍生物、咪唑啉、噻唑啉、烷基吡啶等，相对于无机物缓蚀剂而言，有机物作为缓蚀剂具有环保、持久等优点，已成为当前缓蚀剂领域的研究热点之一。有机缓蚀剂种类虽多，但又存在分子设计不合理、合成路线和工艺复杂、产率低、缓蚀效率有待提高等缺点。如CN 101709472 A中提到的取代吡啶甲酰腙金属缓蚀剂就存在合成步骤复杂、不易工业化等不足；专利CN 101974762 A申请的一种环保型金属缓蚀剂虽然较为环保，但缓蚀效率较低；因此开发合成方便、缓蚀效率高、持续作用能力强的高效有机缓蚀剂成为金属缓蚀发展的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吡啶衍生物金属缓蚀剂及其制备方法，所制得的缓蚀剂化合物基本构成中含有双吡啶基团和缩乙二醇基团，具有较高的缓蚀效率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种吡啶衍生物金属缓蚀剂，其结构式如式(1)所示：

式中，n＝1、2、3、4。

上述吡啶衍生物金属缓蚀剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将氢化钠溶解在少量无水四氢呋喃中，在氮气保护下缓慢滴入缩乙二醇或乙二醇进行反应，所述氢化钠与缩乙二醇或乙二醇的摩尔比为2:1～4:1；

(2)反应直至没有氢气放出后，在室温条件下，缓慢滴入含溴代吡啶的无水二甲基甲酰胺溶液，所述溴代吡啶与缩乙二醇或乙二醇的摩尔比为3:1～4:1，滴加完成后继续反应；

(3)反应完毕，在室温下向体系中加入含盐酸的乙醇溶液中和剩余的氢化钠，过滤后取滤液，蒸馏除去溶剂和未反应原料，所得剩余物经重结晶后得到吡啶衍生物金属缓蚀剂。

按上述方案，步骤(2)所述反应的反应温度为55～75℃，反应时间为6～8小时。

按上述方案，所述蒸馏为减压蒸馏。

按上述方案，所述重结晶为甲苯和乙酸乙酯重结晶。

本发明所述吡啶衍生物金属缓蚀剂的制备过程中，所涉及的反应方程式如下：

(1)步骤(1)氢化钠和缩乙二醇的反应：

(2)步骤(2)加入溴代吡啶继续反应，反应式如下：

式中，n＝1、2、3、4。

本发明的有益效果：(1)本发明吡啶衍生物金属缓蚀剂，由于双吡啶基团中间的连接基团具有一定的亲水性，相比较于其他吡啶类缓蚀剂具有较好的水溶性，因此在水溶液中对金属具有较好的缓蚀作用；

(2)将本发明所述吡啶衍生物金属缓蚀剂用于金属的缓蚀，由于其具有双吡啶的结构，吡啶上的的氮原子，可以结合质子，形成带正点的中心，而一般金属表面带负电荷，因此其与金属的吸附性较好，将其用于金属的缓蚀时，添加少量就可以有效抑制金属材料的有害腐蚀，与目前常用的缓蚀剂相比较，具有用量低、缓蚀效率高持续作用力强的优点；

(3)本发明合成步骤简单，反应条件温和，易于工业化。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的1，2-双(吡啶-2-基氧基)乙烷的核磁共振1H-NMR谱图。

图2为本发明实施例2制得的2,2’-((氧化双(乙烷-2,1-二基))双(氧基))联吡啶的核磁共振1H-NMR谱图。

具体实施方式

以下具体实施方式进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1

吡啶衍生物金属缓蚀剂：1，2-双(吡啶-2-基氧基)乙烷，分子式如下：

上述吡啶衍生物金属缓蚀剂的制备方法，具体步骤包括如下：