专利名称：一种n-咪唑基乙酸酯衍生物及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一类N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制备方法和用途，特别是涉及一类以咪唑和氯代乙酸酯为原料合成的N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制备方法和用途。
背景技术：
甲醇汽油对各类金属的腐蚀明显大于普通汽油。腐蚀对象主要是汽车发动机、油箱、油路、油泵以及相关生产、储运设施的常用金属，包括有色金属铜、铝、锌及合金、黑色金属钢铁及合金等；腐蚀介质主要是水和甲酸。甲醇汽油的强腐蚀性制约了它的推广。针对甲醇汽油的强腐蚀性，现有技术已提出许多缓蚀方案方案I :专利号ZL200710045098. 2，授权公告号CN100580064C，授权公告日2010 年I月13日，专利名称“车用甲醇汽油”的中国专利文件，公开了其中的缓蚀剂(防腐剂) 为“亚硝酸二环己胺与异丙醇、二丁胺、甘油三乙酸酯中的任意一种或两种的混合物”。方案2 :专利申请号200710306075. 2，公开号CN101240200,
公开日2008年8月13 日，发明创造名称“车用甲醇清洁燃料”的中国专利申请文件，公开了其中的缓蚀剂(防腐抑制剂)为“烷基磷酸胺盐”。方案3 :专利申请号200810018242. 8，公开号CN101285010,
公开日2008年10月 15日，发明创造名称“一种多功能醇燃料添加剂”的中国专利申请文件，公开了(按体积份计算)包括“丙炔醇、羟基丁二酸乙酯、肌醇六磷酸酯、N-甲基吗啉、环己胺”的缓蚀(腐蚀抑制剂)组合物。方案4 :专利申请号200910022435. 5，公开号CN101544825，
公开日2009年9月30
日，发明创造名称“醇基汽油缓蚀、防溶胀、防腐蚀的添加剂聚合物及制备方法”的中国专利申请文件，公开了(按质量比)包括“胺基磷酸酯、双环烷基酚、脂肪酸酰胺酯、聚丁二酰亚胺、乙二醇单乙酯、氟碳表面活性剂”的缓蚀组合物。方案5 :专利申请号200910069421. 9，公开号CN101580747,
公开日2009年11月 18日，发明创造名称“满足机动车车污染物排放限值的燃料组合物”的中国专利申请文件， 公开了缓蚀剂(防锈剂)为“烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物”。此外，市场上还有一些衍生物类型的多效缓蚀剂，例如T406(苯三唑脂肪酸胺盐)、Τ551 (苯三唑衍生物)、Τ561 (噻二唑衍生物)、Τ703 (十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐)、 Τ708 (烷基磷酸咪唑啉)、Τ711 (N-油酰肌胺酸十八胺盐)等。经查验，以上方案或衍生物均有一定的甲醇汽油缓蚀能力，但在实际应用中也发现一些不足之处一、有的方案环保性不足。例如方案I的亚硝酸二环己胺对多种金属具有较优良的缓蚀作用，但已被证明是可疑的致癌物。方案3的丙炔醇毒性较大。在衍生物类型的多效缓蚀剂中，Τ561 (噻二唑衍生物)含硫。二、有的方案不符合新的国家标准要求。我国从2009年12月I日开始实施GB/ Τ23799-2009车用甲醇汽油(Μ85)标准，该标准的“表I车用甲醇汽油(Μ85)的技术要求和试验方法”中，明确载有以下内容“注不得人为加入对车辆可靠性和后处理系统有害的含卤化物的添加剂及含铁、含铅和含磷的添加剂”。由于现有技术的缓蚀方案大多在该标准实施之前提出，造成许多方案含有以上注释提及的“不得人为加入的”成分。例如方案2的烷基磷酸胺盐含磷，方案3的肌醇六磷酸酯含磷，方案4的胺基磷酸酯、氟碳表面活性剂分别含磷和卤化物。而在衍生物类型的多效缓蚀剂中，T708 (烷基磷酸咪唑啉)含磷。三、有的方案缺乏多效缓蚀作用。例如方案5的缓蚀剂(防锈剂)仅为烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物。该缓蚀剂以黑色金属的缓蚀为主，对有色金属缓蚀效果不佳。四、有的方案以组合物复配缓蚀剂、具有多效缓蚀作用。但是缓蚀剂种类偏多，带来如下缺点其一，配制过程繁复，产品质量不易控制。其二，不同种类的缓蚀剂分子对金属表面吸附、覆盖能力不同，可能存在某种竞争和拮抗作用。例如方案3的组合物有5种物质， 方案4的组合物更有6种物质，多种物质之间的相互影响不易准确把握。五、现有的大多数衍生物类型的缓蚀剂是为润滑油和燃料油设计的，油溶性好、但醇溶性不好。例如多效缓蚀剂T406、T551、T561、T703、T708、T711，在甲醇汽油中必须用互溶剂才能实现分散、使用不便，且分子量较大，导致用量较大、会使发动机积炭增加过快。针对现有技术的不足之处，本发明以咪唑与乙酸酯合成N-咪唑基乙酸酯衍生物， 用作甲醇汽油的多效缓蚀剂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种醇溶性好、环保、毒性低、用量少，具有多效缓蚀作用N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制备方法和用途。本发明的技术方案为一种N-咪唑基乙酸酯衍生物，其结构如式⑴所示，其由咪唑和乙酸酯基团组成，
权利要求
1.一种N-咪唑基乙酸酯衍生物，其特征在于所述N-咪唑基乙酸酯衍生物结构如式(I)所示，其由咪唑和乙酸酯基团组成，
2.根据权利要求I所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下反应步骤1)氯代乙酸酯的合成在装有回流管、CaCL2干燥管的圆底烧瓶中，加入摩尔比为I : I. 05 I. I的氯乙酸与低碳醇，油浴加热、缓慢升温至回流，回流6 8h，停止加热、静置6 8h冷却至室温，将反应物倾入蒸馏水中，静止分层，分离出有机层；用NaHCO3饱和水溶液洗涤有机层2-4次，再用无水氯化钙干燥有机层，放置ll_15h后，减压蒸馏精制，得到无色的氯代乙酸酯液体，其反应式如式(II)所示；C1CH2C00H+R0H — C1CH2C00R+H20(II)2)N-咪唑基乙酸酯衍生物的合成在装有回流管、CaCl2干燥管、恒压滴液漏斗的三口圆底烧瓶中，加入质量比为68 1600 1700 28 30 80 90的咪唑、丙酮、聚乙二醇400和碳酸钾混合均匀，加热至75-95°C，再逐步滴加与咪唑等摩尔量的氯代乙酸酯，滴加完毕，升温至80 105°C回流5. 5 6. 5h，停止加热、静置6 8h冷却至室温，抽滤反应物，用丙酮洗涤滤层3-4次，合并抽滤液及丙酮洗涤液，减压蒸馏合并的溶液得到所述的 N-咪唑基乙酸酯衍生物，其反应式如式(III)所示，
3.根据权利要求2所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤I)中的低碳醇为甲醇、乙醇或正丙醇中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤I)中将反应物倾入蒸馏水中时，所用的蒸馏水的量以原料Imol氯乙酸计，使用蒸馏水I.2 2L。
5.根据权利要求2所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤I)中用NaHCO3饱和水溶液洗涤反应物时，每次洗涤NaHCO3饱和水溶液的用量以原料 Imol氯乙酸计，每次用量60 80mL。
6.根据权利要求I或2所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于 所述步骤2)中，当R为CH3,氯代乙酸酯的滴加温度为75V ;当R为C2H5时，氯代乙酸酯的滴加温度为85°C，当R为C3H7时，氯代乙酸酯的滴加温度为95°C。
7.根据权利要求I或2所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于 所述步骤2)中，氯代乙酸酯滴加完毕进行升温回流，当R为CH3,反应液的回流温度为80 85°C;当R为C2H5时，反应液的回流温度为90 95°C，当R为C3H7时，反应液的回流温度为 100 105 。
8.根据权利要求2所述的一种N-咪唑基乙酸酯衍生物的制备方法，其特征在于所述步骤2)中，用丙酮洗涤滤层时，所用的丙酮的量以原料Imol咪唑计，每次用量IOOg丙酮。
9.根据权利要求I所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物的用途，其特征在于所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物在甲醇汽油中作为缓蚀剂的应用。
10.根据权利要求I所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物的用途，其特征在于所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物在甲醇汽油中作为缓蚀剂的应用时，N-咪唑基乙酸酯衍生物在甲醇汽油中的添加量为甲醇汽油质量分数的O. 001% O. 005%。
全文摘要
本发明公开了一种N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制备方法和用途，所述N-咪唑基乙酸酯衍生物由咪唑和乙酸酯基团组成，其制备方法包括1)在反应瓶中加入氯乙酸与低碳醇，缓慢升温回流6～8h，反应完毕经后处理再减压蒸馏得到无色的氯代乙酸酯液体；2)在反应瓶中加入咪唑、丙酮、聚乙二醇400和碳酸钾混合均匀，加热至75-95℃，再逐步滴加氯代乙酸酯，滴加完毕温至80～105℃回流5.5～6.5h，反应完毕经后处理再减压蒸馏得到所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物。本发明的N-咪唑基乙酸酯衍生物可作为多效甲醇汽油缓蚀剂，其环保、毒性低、用量少、醇溶性好、具有多效缓蚀作用、以单一组分的方式用于甲醇汽油缓蚀。
文档编号C10L1/232GK102603641SQ20121001764
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者余平, 张延涵, 李隆梅, 王素伟, 陈居滨 申请人:中源新能源(福建)有限公司