一种羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法和应用

本发明涉及缓蚀剂，具体为一种羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法和应用。

背景技术：

1、金属及其合金是目前应用最为广泛的材料，但是自然环境中存在水、酸等腐蚀介质，对金属材料表面会存在腐蚀作用，同时仪器设备在酸洗除油等过程中，过度酸洗会导致仪器发生腐蚀现象，从而影响金属材料和仪器设备的使用寿命。在腐蚀介质中添加有机缓蚀剂，是防止金属腐蚀的有效方法。传统的缓蚀剂主要有三唑类缓蚀剂、席夫碱类缓蚀剂、苯并噻唑类缓蚀剂等。

2、三唑席夫碱类化合物在金属抗腐蚀方面有广阔的应用前景。三唑类席夫碱含有亚胺基，配位性能强，吸附性能好，可以通过物理吸附或化学吸附，在金属材料表面生成缓蚀剂膜，隔离金属材料与各种酸性腐蚀介质，从而保护金属。但是目前的缓蚀剂普遍含有芳环结构，导致水溶性较差，缓蚀性能不佳。提供合理的分子设计和结构优化，制备新型的三唑席夫碱缓蚀剂是研究难点。

技术实现思路

1、解决的技术问题是：制备了一种新型羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，具有很好的水溶性，以及缓蚀防腐性能。

2、技术方案：

3、一种羧基三唑席夫碱缓蚀剂，结构式如下：

4、

5、羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法包括如下步骤：向反应容器中加入四氢呋喃、三唑席夫碱缓蚀剂前驱体、氯乙酸，搅拌溶解后滴加摩尔浓度为2-3mol/l氢氧化钠溶液，控制反应液ph为11-13，反应后滴加盐酸溶液控制反应液ph为4-5，旋转蒸发，加入饱和氯化钠溶液、乙酸乙酯，萃取分离，有机层干燥并浓缩，产物在甲苯中重结晶，得到羧基三唑席夫碱缓蚀剂；

6、其中三唑席夫碱缓蚀剂前驱体的结构式如下：

7、

8、其中，三唑席夫碱缓蚀剂前驱体、氯乙酸的摩尔比例为1:(4.8-5.6)。

9、其中，反应温度为70-90℃，时间为4-8h。

10、其中，三唑席夫碱缓蚀剂前驱体的制备方法包括如下步骤：

11、(1)向反应容器中加入乙醇、4-羟基苯甲酰肼、氢氧化钾，在冰水浴中，滴加二硫化碳，反应18-24h，旋转蒸发，正己烷洗涤，干燥，得到的中间体加入到水中，滴加水合肼，100-120℃中反应6-10h，冷却后加入冰水，并滴加稀盐酸析出沉淀，过滤，冰水洗涤，干燥，得到4-(氨基-1,2,4-三唑-5-巯基)苯酚。

12、(2)向反应容器中加入冰醋酸、4-(氨基-1,2,4-三唑-5-巯基)苯酚、4,4'-二羟基-[1,1'-联苯]-3,3'-二甲醛，反应后旋转蒸发，水洗后产物在甲苯中重结晶，得到三唑席夫碱缓蚀剂前驱体。

13、其中，(2)中4-(氨基-1,2,4-三唑-5-巯基)苯酚、4,4'-二羟基-[1,1'-联苯]-3,3'-二甲醛的摩尔比例为(2-2.6):1。

14、其中，(2)中反应的温度为100-120℃，时间为2-5h。

15、技术效果：本发明利用4-(氨基-1,2,4-三唑-5-巯基)苯酚、4,4'-二羟基-[1,1'-联苯]-3,3'-二甲醛进行反应，得到三唑席夫碱缓蚀剂前驱体、再与氯乙酸反应，得到新型的羧基三唑席夫碱缓蚀剂，制备方法新颖高效，产率高，适合工业化生产。

16、本发明的羧基三唑席夫碱缓蚀剂含有多个亲水性的羧基，改善了三唑席夫碱缓蚀剂的亲水性和水溶性，在10-30g/l的溶液浓度下，具有很好的水溶性。为后续配置缓蚀剂水溶液提供了基础。同时含有三唑、席夫碱基团，其氮原子可以与碳钢表面的铁原子发生配位作用，并且羧基，巯基也可以与碳钢表面发生相互作用，使羧基三唑席夫碱缓蚀剂在碳钢表面牢牢的形成阻隔膜，抑制腐蚀介质与碳钢表面接触，对碳钢起到优异的缓蚀防腐作用。

技术特征：

1.一种羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述羧基三唑席夫碱缓蚀剂的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述三唑席夫碱缓蚀剂前驱体、氯乙酸的摩尔比例为1:(4.8-5.6)。

3.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法和应用，其特征在于，所述滴加氢氧化钠溶液控制反应液ph为11-13，氢氧化钠溶液的摩尔浓度为2-3mol/l。

4.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述反应温度为70-90℃，时间为4-8h。

5.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述滴加盐酸溶液控制反应液ph为4-5。

6.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述三唑席夫碱缓蚀剂前驱体的制备方法包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述(2)中4-(氨基-1,2,4-三唑-5-巯基)苯酚、4,4'-二羟基-[1,1'-联苯]-3,3'-二甲醛的摩尔比例为(2-2.6):1。

8.根据权利要求1所述的羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述(2)中反应的温度为100-120℃，时间为2-5h。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的羧基三唑席夫碱缓蚀剂在金属防腐缓蚀中的应用。

技术总结
本发明涉及缓蚀剂技术领域，且公开了一种羧基三唑席夫碱缓蚀剂的制备方法和应用，本发明的羧基三唑席夫碱缓蚀剂含有多个亲水性的羧基，改善了三唑席夫碱缓蚀剂的亲水性和水溶性，为后续配置缓蚀剂水溶液提供了基础。同时含有三唑、席夫碱基团，其氮原子可以与碳钢表面的铁原子发生配位作用，并且羧基，巯基也可以与碳钢表面发生相互作用，使羧基三唑席夫碱缓蚀剂在碳钢表面牢牢的形成阻隔膜，抑制腐蚀介质与碳钢表面接触，对碳钢起到优异的缓蚀防腐作用。

技术研发人员：吕萍,鄢景森,贺凤伟,鄂永胜,潘宁宁
受保护的技术使用者：辽宁科技学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29