[发明专利]一种嘧啶咪唑啉缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嘧啶咪唑啉缓蚀剂及其制备方法，包括：1)对苯二甲酸与N1‑(嘧啶‑2‑基)乙二胺进行酰化、环化反应，得到1,4‑二((1‑嘧啶‑2‑基)咪唑‑2‑基)苯；2)1,4‑二((1‑嘧啶‑2‑基)咪唑‑2‑基)苯经季铵化反应制备嘧啶咪唑啉缓蚀剂；该缓蚀剂有丰富的N原子以及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。

技术领域

本发明涉及一种有机缓蚀剂，尤其涉及一种嘧啶咪唑啉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嘧啶咪唑啉缓蚀剂，该缓蚀剂分子上带有嘧啶基和咪唑，丰富的N原子以及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。

所述嘧啶咪唑啉缓蚀剂，具有如下分子式：

式中，R为C1～C12的烷基直链，X为Br或I或OH。

上述嘧啶咪唑啉缓蚀剂的制备方法如下：

首先，对苯二甲酸与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺进行酰化、环化反应制备1,4-二((1-嘧啶-2-基)咪唑-2-基)苯(Md-IMZ-B)，再经季铵化反应，使得咪唑N2变为季铵。

具体反应流程如下：

第一步，在溶剂中，对苯二甲酸与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺在加热的氮气保护环境下进行酰化，进一步升温进行脱水成环，得到的反应液浓缩后进行重结晶，得到Md-IMZ-B。

第二步，在溶剂中，卤代烃滴入Md-IMZ-B反应液体系，加热回流，使得烷基键合至咪唑N2位置，得到的反应液经萃取或透析纯化，挥发溶剂后得到嘧啶咪唑啉缓蚀剂。

第一步中所述的溶剂为二甲苯，或二甲苯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂。

第一步所述的对苯二甲酸与N1-(嘧啶-2-基)乙二胺的投料摩尔比例为1:2～2.5。

第二步中所述的卤代烃为碘代烷或溴代烷。

第二步中所述的卤代烃为碳原子为1～12的烷基直链。

作为优选，第二步中所述的卤代烃为碳原子数是4～6的溴代烷。

第二步所述卤代烃的碳原子数为1～4时，所述溶剂为水或醇或两者的混合物。

第二步所述卤代烃的碳原子数＞4时，所述溶剂为水和醇的混合物或乙腈或甲苯。

本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明提供的嘧啶咪唑啉缓蚀剂，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)所述嘧啶咪唑啉缓蚀剂分子有丰富的N原子以及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。