[發明專利]含香豆素類衍生物基團的熒光示蹤水處理劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210190120.3
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN103482777A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王瑛;劉鵬;傅佳駿;劉曉東;劉卓;李雪龍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/36
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種工業循環冷卻水系統用的緩蝕阻垢劑及其制備方法，具體涉及一種含香豆素類衍生物基團的熒光示蹤水處理劑及其制備方法。

背景技術

工業用水普遍存在的問題是用水設備或水處理設備表面容易結垢和腐蝕，從而堵塞、破壞管道，降低傳熱效率。于是各種水處理劑得到廣泛使用。近年來，由于可持續發展的需要，人們已經認識到含磷水處理劑的使用，易形成赤潮等環境問題，因而低磷或無磷水處理已成為現代水處理阻垢劑的發展方向。

在水處理劑使用過程中加藥濃度是一項十分重要的我參數。濃度過高易造成浪費，濃度過低，又不能達到水處理效果。傳統的定磷含量的檢測方法，過程繁雜、干擾因素多，而且更不適用于低磷和無磷配方的新型水處理劑。上世紀90年代末，人們將熒光示蹤技術引入到水處理中，熒光標記水處理劑也稱為國內外研究熱點。熒光示蹤技術與其他測量技術相比，主要具有以下優勢：靈敏度高，檢測下限低，可選擇性好，光譜參數多，可調控性好等。

目前，常見的熒光水處理劑的合成方法主要有兩種：（1）對聚合物改性接上熒光基團；（2）熒光單體與水處理劑單體共聚。然而對聚合物改性聚合物本身及反應條件要求苛刻，必然會增加生產成本，不易推廣。利用熒光單體與水處理劑單體共聚的關鍵是合成含有熒光基團的單體，再將其與水處理劑單體共聚。如中國專利CN?1781857A公開了一種含甲氧基萘類熒光標記水處理劑及其制備方法。該藥劑以4-氯-1,8-萘二甲酸酐、冰醋酸和3-二甲氨基丙胺為原料首先得到4-氯-N-3-二甲氨基丙基-萘酰亞胺，在與甲醇鈉反應引入甲氧基團，得到4,4-甲氧基-N-3-二甲氨基丙基-萘酰亞胺，此產物再與烯丙基氯反應得到熒光單體，最后將該熒光單體與含磷化合物、丙烯酸、丙烯酰胺或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等單體進行共聚得到目標水處理劑。但該方法反應時間長，原料不飽和熒光基團合成工藝復雜，不宜推廣。

發明內容

本發明針對現有熒光水處理劑的合成方法反應時間長，原料不飽和熒光基團合成工藝復雜等缺點，旨在提供一種兼具熒光示蹤、緩蝕、阻垢和分散功能的含香豆素類衍生物基團的熒光示蹤水處理劑及其制備方法，克服了現有技術中制備方法條件苛刻，成本高的問題。

為實現上述發明目的，本發明的一種香豆素類衍生物熒光示蹤水處理劑，其制備工藝包括如下步驟：

（1）將反應原料7-甲氧基-4甲基香豆素和N-溴代丁二酰亞胺溶于四氯化碳中，再加入引發劑，加熱至回流，恒溫反應，最后旋轉蒸發回收溶劑，重結晶生成絮狀4-溴甲基-7-甲氧基香豆素；

（2）將步驟（1）中制得的4-溴甲基-7-甲氧基香豆素與丙烯酸二甲胺基乙酯在阻聚劑存在的情況下在有機溶劑中進行季銨化反應，即得熒光單體二甲基-(4-(7-甲氧基香豆素))-甲基-(丙烯酰氧基)-乙基-溴化銨。

（3）將步驟（2）中制得的熒光單體二甲基-(4-(7-甲氧基香豆素))-甲基-(丙烯酰氧基)-乙基-溴化銨與蒸餾水混合均勻，升溫，滴加引發劑和分子量調節劑的水溶液，之后再滴加丙烯酸與丙烯酰胺水溶液，最后繼續恒溫反應，冷卻至室溫，即得本發明所述含香豆素類衍生物基團的熒光示蹤水處理劑的水溶液。

作為本發明的進一步改進，步驟（1）中所述的7-甲氧基-4-甲基香豆素與N-溴代丁二酰亞胺的摩爾比為1：1，反應溫度為80?℃，反應時間為8?h。

作為本發明的進一步改進，步驟（1）中所述的引發劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰，所述引發劑用量為7-甲氧基-4-甲基香豆素摩爾量的5%。

作為本發明的進一步改進，步驟（2）中所述的4-溴甲基-7-甲氧基香豆素與丙烯酸二甲胺基乙酯的摩爾比為1：1，反應時間為2?h，反應溫度為56?℃。

作為本發明的進一步改進，步驟（2）中所述的阻聚劑為甲氧基苯酚，所述的阻聚劑的用量為4-溴甲基-7-甲氧基香豆素摩爾量的5%。

作為本發明的進一步改進，步驟（2）中所述的有機溶劑為丙酮與四氫呋喃的混合溶劑，丙酮與四氫呋喃的體積比為1：1.5~2.5。

作為本發明的進一步改進，所述丙酮與四氫呋喃的體積比優選1：2。

作為本發明的進一步改進，步驟（3）中所述的丙烯酸和丙烯酰胺摩爾量之和與二甲基-(4-(7-甲氧基香豆素))-甲基-(丙烯酰氧基)-乙基-溴化銨的摩爾量之比為200：1，反應溫度70?℃~80?℃，反應時間為4.5?h~8.5?h。