实施例2
[0043] 1- 丁基2-苄硫基苯并咪唑的制备方法，包括以下步骤：
[0044] (1)将2-巯基苯并咪唑和氢氧化钠按摩尔比例1:1混合，缓慢滴加与2-巯基苯并 咪唑等物质的量的氯化苄，使巯基发生H的取代反应，分离提纯后得到白色针状粉末2-苄 硫基苯并咪唑。反应条件为：63°C回流5小时。
[0045] (2)将步骤（1)中获得的2-苄硫基苯并咪唑与氢氧化钠在有机溶剂中混合均匀， 使得每100mL的有机溶剂对应2-苄硫基苯并咪唑0. 03mol和氢氧化钠0. 06mol，缓慢滴加 略过量1-溴丁烷，使发生N-烷基化，蒸发溶剂得到亮黄色油状1- 丁基2-苄硫基苯并咪唑。 反应条件为：在65°C下反应15h。所述有机溶剂为乙腈。
[0046] 以上所属条件均可得到亮黄色油状1- 丁基-2-苄硫基苯并咪唑。红外和核磁表 征如附图2和附图3所示。
[0047] 溶剂量和强碱用量对产率影响不大（85. 2% -89. 5% )，出于节能和提高产量角 度，每100mL有机溶剂中添加2-苄硫基苯并咪唑0. 03mol，所加强碱（氢氧化钾、氢氧化钠 均可，出于节省成本，优选为氢氧化钠）为0. 04mol。考虑到后续旋蒸时的难易问题，溶剂优 选为四氢呋喃。反应温度为四氢呋喃的回流温度。
[0048] 实施例3
[0049] 1- 丁基2-苄硫基苯并咪唑的制备方法，包括以下步骤：
[0050] (1)将2-巯基苯并咪唑和氢氧化钠按摩尔比例1:1混合，缓慢滴加与2-巯基苯并 咪唑等物质量的氯化苄，使巯基发生H的取代反应，分离提纯后得到白色针状粉末2-苄硫 基苯并咪唑。反应条件为：65°C回流2小时。
[0051] (2)将步骤⑴中获得的2-苄硫基苯并咪唑与氢氧化钠在有机溶剂中混合均匀， 使得每100mL的有机溶剂对应2-苄硫基苯并咪唑0. 025mol和强碱0. 05mol，缓慢滴加略过 量1-溴丁烷，使发生N-烷基化，蒸发溶剂得到亮黄色油状1- 丁基2-苄硫基苯并咪唑。反 应条件为：在60°C下反应16. 5h。所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0052] 当n(SBBI) :n(l-溴丁烷）为1:1，反应时间15h，其产率为69. 81 % ;反应时间 16. 5h，其产率为71.4 % ;反应时间18h，其产率为79. 7%。当n(SBBI) :n(l-溴丁烷） 为1:1. 1，反应时间15h，其产率为70. 61% ;反应时间16. 5h，其产率为73. 45% ;反应时 间18h，其产率为79. 58%。当n(SBBI) :n(l-溴丁烷）为1:1. 2,反应时间15h，其产率为 80. 23%;反应时间16. 5h，其产率为82. 47%;反应时间18h，其产率为86. 5%。所以优选为 n(SBBI) :n(l-溴丁烷）为1:1. 2,四氢呋喃的回流温度下反应时间18h。
[0053] 实施例4
[0054] 本发明采用失重法、电化学阻抗（EIS)、动电位扫描和SEM等方法进行缓蚀性能表 征。
[0055] 采用失重方法测试了 Q235碳钢在IM盐酸溶液中添加不同浓度苯并咪唑类缓蚀剂 (10、25、50、75、100ppm)的缓蚀效率。测试温度为30°C，腐蚀时间为24h，其结果如表1所 不O
[0056] 表1 Q235碳钢在IM盐酸中添加不同浓度1- 丁基-2-苄硫基苯并咪唑缓蚀剂的 缓蚀效率
[0057]
[0058] 由上述失重结果可以看出，在较低浓度（25ppm_50ppm)下，1- 丁基-2节硫基苯并 咪唑即具有高的缓蚀效率。浓度大于50ppm，缓蚀效率增加不大，从成本考虑，权利优选该缓 蚀剂的使用浓度为50ppm。
[0059] 采用电化学阻抗方法测试Q235钢在30°C下，IM盐酸中添加不同浓度苯并咪唑类 缓蚀剂（l〇、25、50、75、100ppm)的缓蚀效率。实验结果如图4,拟合结果如表2所示。
[0060] 表2 Q235碳钢在IM盐酸中添加不同浓度CSBBI的阻抗谱拟合结果
[0062] 由上述结果可知，电化学阻抗数据与失重数据相一致，即随缓蚀剂浓度增加，缓蚀 效率增大。
[0063] 采用动电位扫描的方法测试Q235钢在30°C下，IM盐酸中不同浓度苯并咪唑类缓 蚀剂（10、25、50、75、100ppm)的缓蚀效率。实验结果如图5,拟合结果如表3所示。
[0064] 表3不同浓度的1- 丁基-2-苄硫基苯并咪唑在IM盐酸中的极化结果拟合
[0065]
[0066] 极化曲线的结果显示，该类型缓蚀剂为优良的混合型缓蚀剂，在含CSBBI仅IOppm 的情况下，缓蚀效率即达97. 92%。与实验实例4的失重结果，电化学阻抗结果都具有相当 的一致性。所以，选择50ppm作为以下实验实例的最佳浓度。
[0067] 与失重方法相同，添加50ppm苯并咪唑类缓蚀剂，测试其对碳钢在IM盐酸溶液的 缓蚀效果，试验后利用SEM观察试片表面形貌。测试碳钢为Q235,测试温度为30°C，腐蚀时 间为24h。腐蚀形貌如图6所示。
[0068] 从图中可以看出，未添加缓蚀剂的Q235钢表面腐蚀严重，腐蚀后试样表面多孔、 粗糙；添加了 50ppml- 丁基-2-苄硫基苯并咪唑腐蚀后，钢片表面划痕清晰可见，基本未发 生腐蚀，缓蚀效果极佳。为验证1- 丁基-2-苄硫基苯并咪唑的缓蚀效果随温度的变化是否 稳定，特做了实施例5进行说明。实施例5
[0069] 将腐蚀试片分别置于含CSBBI 50ppm的IM盐酸溶液中，采用失重法进行实验。测 试温度分别为：30°C、45°C、60°C，失重时间为8h。测试结果如表4所不。
[0070] 表4 Q235碳钢在含CSBBI50ppm的IM盐酸中不同温度下的缓蚀效率
[0071]
[0072] 根据实施例5结果，在温度为30_60°C范围内，CSBBI对Q235碳钢在盐酸酸洗液中 的缓蚀效率变化不大，且能保持较高的缓蚀效率。
[0073] 实施例6
[0074] 将Q235碳钢电极置于含CSBBI 50ppm的IM盐酸溶液中，在30°C下连续电化学测 试3天，获得缓蚀效率随时间的变化，如图7所示。
[0075] 根据实施例6的实验结果，Q235碳钢在添加50ppm 1- 丁基-2-节硫基苯并咪挫 缓蚀剂的IM盐酸中腐蚀3天后缓蚀效率仍在97. 35%以上，表明本发明缓蚀剂具有优良的 耐久性，能够长时间保持较高的缓蚀性能。
[0076] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种苯并咪唑衍生物的应用，其特征在于，所述苯并咪唑衍生物为1-丁基2-苄硫基 苯并咪唑，其应用作碳钢酸洗缓蚀剂。2. 如权利要求1所述的苯并咪唑衍生物的应用，其特征在于，1- 丁基2-苄硫基苯并咪 挫浓度在IOppm至IOOppm之间。3. 如权利要求1所述的苯并咪唑衍生物的应用，其特征在于，所述缓蚀剂为碳钢酸洗 缓蚀剂。4. 一种苯并咪唑衍生物的制备方法，其特征在于，所述苯并咪唑衍生物为1-丁基2-苄 硫基苯并咪唑，包括如下步骤： (1) 将2-巯基苯并咪唑和强碱按照摩尔比例1:1在丙酮中混合，缓慢滴加与2-巯基苯 并咪唑等物质量的氯化苄，使巯基发生H的取代反应，分离提纯后得到白色针状粉末2-苄 硫基苯并咪唑； (2) 将步骤（1)中获得的2-苄硫基苯并咪唑与强碱在有机溶剂中混合均匀，使得每 IOOmL的有机溶剂对应2-苄硫基苯并咪唑0. 02-0. 03mol和强碱0. 04-0. 06mol，缓慢滴加 略过量1-溴丁烷，使发生N-烷基化反应，蒸发溶剂得到亮黄色油状1- 丁基2-苄硫基苯并 咪唑。5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1)所述取代反应条件如下：60°C 左右回流2-5小时，优选3小时。6. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2)所述N-烷基化反应条件如下： 60°C -67°C 回流 15-18 小时。7. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2)所述的有机溶剂为四氢呋喃、 DMF、乙腈，优选为四氢呋喃。8. -种缓蚀剂，其特征在于，含有1- 丁基2-苄硫基苯并咪唑。9. 如权利要求8所述的缓蚀剂，特征在于，所述1- 丁基2-苄硫基苯并咪唑的浓度在 IOppm 至 IOOppm 之间。
【专利摘要】本发明公开了苯并咪唑衍生物的应用及制备方法。所述苯并咪唑衍生物为1-丁基2-苄硫基苯并咪唑(CSBBI)，应用于碳钢酸洗缓蚀剂，具有高效、低成本、低毒、无特殊气味的优点，在较低的添加量(10～100ppm)下，即能取得良好的缓蚀效果，大幅降低了缓蚀剂的成本。同时本发明还提供了该苯并咪唑类衍生物的制备方法，反应条件温和，产率高，适合大规模工业生产。
【IPC分类】C07D235/28, C23G1/08, C23G1/06
【公开号】CN104947122
【申请号】CN201510220851
【发明人】张国安, 侯晓萌, 郭兴蓬
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月4日