[發明專利]一種苯并咪唑衍生物的應用及制備方法

在審

• 申請號: 201510220851.1
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104947122A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 張國安;侯曉萌;郭興蓬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C23G1/06
• 分類號: C23G1/06;C23G1/08;C07D235/28
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于金屬緩蝕領域，更具體地，涉及一種苯并咪唑衍生物的應用及制備方法。

背景技術

眾所周知，由于其強度高，機械性能好，價格低廉、可回收利用等優點，碳鋼成為目前人類使用最多的金屬材料。它在機械制造、建筑、航空航天、電子、軍事、通訊、交通運輸等領域廣泛應用。然而由于金屬易受到周圍環境介質的化學作用或電化學作用而發生腐蝕，金屬腐蝕也成為了材料設備安全運行時最主要的破壞因素，給人們生產生活帶來巨大的損失。再加上金屬腐蝕具有普遍性、隱蔽性、漸進性、突發性等特點，這些甚至可以危及到人們的健康和安全。目前，全世界每年因腐蝕造成的經濟損失約7000億美元，各國因金屬腐蝕造成的損失約占其國民生產總值的2-4％。我國因鋼鐵腐蝕所造成的經濟損失約3000億人民幣，約占國民生產總值的4％，且每年有大約30％的設備因腐蝕而報銷。如何有效解決金屬腐蝕，已成為目前各國迫切需要解決的問題。

在鋼材生產過程中，酸洗處理是去除熱軋板材表面形成的氧化鐵皮的有效方法。然而酸洗處理往往會導致鋼材的腐蝕問題。在酸洗過程中添加緩蝕劑是抑制金屬腐蝕的一種簡單有效方法。在化學酸洗中使用的緩蝕劑，通常要求不降低清洗速度和質量，不會造成金屬的局部腐蝕，在金屬設備表面吸附快覆蓋率高，能承受酸洗條件的變化，緩蝕性能不能隨時間延長而下降。

工業酸洗中的鹽酸既要保證酸洗有足夠的速度，又不能因酸液濃度太大而使鹽酸與氧化鐵及鐵基體反應過快，其濃度約為5％左右，即1mol/L左右，這樣一個濃度因不會導致腐蝕速度增加，而被廣泛采用。

現有的金屬酸洗緩蝕劑，多為咪唑啉衍生物類緩蝕劑，雖然其無特殊的刺激性氣味、熱穩定性好、高效、毒性低，但是咪唑啉類化合物需要在180℃-260℃高溫下才能合成，或需要真空條件才能更好進行，耗能大，增加了生產成本。

因此亟需開發咪唑啉衍生物類緩蝕劑的替代品，其無特殊的刺激性氣味、熱穩定性好、高效、毒性低的同時，要求反應條件溫和，能耗小，適合工業化生產。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種苯并咪唑衍生物的應用及制備方法，其目的在于通過低劑量添加特定的苯并咪唑衍生物，對碳鋼起到良好的緩蝕作用，提供一種新型的碳鋼緩蝕劑，由此解決現有碳鋼緩蝕劑添加量高，毒性大、制備困難的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種苯并咪唑衍生物的應用，其應用作碳鋼酸洗緩蝕劑。

優選地，所述的苯并咪唑衍生物的應用，其所述苯并咪唑衍生物為1-丁基2-芐硫基苯并咪唑。

優選地，所述的苯并咪唑衍生物的應用，1-丁基2-芐硫基苯并咪唑濃度在10ppm至100ppm之間。

優選地，所述的苯并咪唑衍生物的應用，所述緩蝕劑為碳鋼酸洗緩蝕劑。

按照本發明的另一方面，提供了一種苯并咪唑衍生物的制備方法，所述苯并咪唑衍生物為1-丁基2-芐硫基苯并咪唑，包括如下步驟：

(1)將2-巰基苯并咪唑和強堿按照摩爾比例1:1在丙酮中混合，緩慢滴加與2-巰基苯并咪唑等物質量的氯化芐，使巰基發生H的取代反應，分離提純后得到白色針狀粉末2-芐硫基苯并咪唑(SBBI)；

(2)將步驟(1)中獲得的2-芐硫基苯并咪唑與強堿在有機溶劑中混合均勻，使得每100mL的有機溶劑對應2-芐硫基苯并咪唑0.02-0.03mol和強堿0.04-0.06mol，緩慢滴加略過量1-溴丁烷，使發生N-烷基化反應，蒸發溶劑得到亮黃色油狀1-丁基2-芐硫基苯并咪唑(CSBBI)。

優選地，所述制備方法，其步驟(1)所述取代反應條件如下：60℃左右回流2-5小時，優選3小時。

優選地，所述制備方法，其步驟(2)所述N-烷基化反應條件如下：60℃-67℃回流15-18小時。

優選地，所述制備方法，其步驟(2)所述的有機溶劑為四氫呋喃、DMF、乙腈，優選為四氫呋喃。

按照本發明的另一方面，提供了一種緩蝕劑，其特征在于，含有1-丁基2-芐硫基苯并咪唑。

優選地，所述緩蝕劑，其所述1-丁基2-芐硫基苯并咪唑的濃度在10ppm至100ppm之間，優選在25ppm至75ppm之間。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：