[發(fā)明專利]一種亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510356039.1
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN105001204B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 袁斌;黃潔陽;呂松
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: C07D401/14
• 分類號: C07D401/14;C23F11/02;C23G1/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發(fā)明涉及金屬腐蝕抑制技術領域，更具體地，涉及一種亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）的制備方法。

背景技術

油氣井開采和工業(yè)熱力設備酸洗過程中，為了防止酸液對油管、套管、鍋爐等設備的腐蝕，在酸液中添加緩蝕劑是必不可少的防腐措施，如今咪唑啉類緩蝕劑在油田管道防腐中應用尤為廣泛，硫脲、吡啶均為工業(yè)酸洗緩蝕助劑。

現(xiàn)有技術中也公開了一些金屬緩蝕劑，申請?zhí)枮?00810049937.2的中國專利公開了一種水溶性緩蝕劑，該緩蝕劑是通過咪唑啉衍生物、吡啶衍生物、緩蝕助劑和溶劑通過復配獲得，該緩蝕劑能夠適應較寬的pH值變化；申請?zhí)枮?00710180019.9的中國專利公開了一種油氣田開采用復合緩蝕劑及其制備方法，該復合緩蝕劑同樣是由咪唑啉磷酸酯、硫脲、氯化十六烷基吡啶等化合物組成，這些化合物之間相互協(xié)同提高緩蝕能力；綜上可以看出，現(xiàn)有的緩蝕劑都是通過將各種具有緩蝕作用的化合物進行復配獲得，化合物復配不僅操作復雜，且不同化合物組合后可能還會對金屬性能起到不良作用，另外，現(xiàn)有的金屬緩蝕劑對金屬的緩蝕效率低。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種具有強緩蝕能力的亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）的制備方法。

本發(fā)明的第二個目的是提供上述方法制備獲得的緩蝕劑亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）。

本發(fā)明的第三個目的是提供含有上述亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）的緩蝕劑。

本發(fā)明的第四個目的是提供亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）在防治金屬腐蝕方面的應用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案予以實現(xiàn)的：

一種亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）的制備方法，包括以下步驟：

S1. 中間體亞烷基雙（硫脲基咪唑啉）的制備：亞烷基雙咪唑啉（A）和硫脲按摩爾比1：2～2.5混合后，在環(huán)己酮介質中，于105～110℃攪拌反應2.0～3.5小時減壓蒸出溶劑，得粗產物，將粗產物經第一次萃取、蒸發(fā)后得到中間體亞烷基雙（硫脲基咪唑啉）（B）；

S2. 將亞烷基雙（硫脲基咪唑啉）（B）和4-氯甲基吡啶鹽酸鹽按摩爾比1：1.8～2.0混合后，加入反應溶劑，調節(jié)pH至中性，緩慢升溫至70～75℃，攪拌反應4～5小時后，冷卻、蒸出溶劑、第二次萃取、蒸發(fā)后得到亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）（P）；所述亞烷基雙咪唑啉為亞丁基雙咪唑啉、亞己基雙咪唑啉、亞辛基雙咪唑啉、亞葵基雙咪唑啉或者亞十二烷基雙咪唑啉。

上述制備方法所涉及的化學反應方程式為：

優(yōu)選地，S2所述反應溶劑為無水乙醇。

優(yōu)選地，S1所述第一次萃取是將粗產物溶于有機相中，用無機相萃取，其中，有機相和無機相的體積比為2：1～2；具體地，所述有機相可以是二氯甲烷或者三氯甲烷，無機相是水。

優(yōu)選地，S2所述第二次萃取是將蒸出溶劑后的產物溶于除鹽水中，用有機相萃取，其中，除鹽水和有機相的體積比為2：1.2～2；具體地，所述有機相可以是二氯甲烷或者三氯甲烷。

具體地，上述制備方法包括以下步驟：

S1. 亞烷基雙咪唑啉（A）和硫脲，按摩爾比1：2～2.5混合后，在環(huán)己酮介質中，于105～110℃攪拌反應2.0～3.5小時后，減壓蒸出溶劑，得到棕色粘稠亞烷基雙（硫脲基咪唑啉）（B）液態(tài)粗產物，將粗產物分散于二氯甲烷中，用水進行萃取（二氯甲烷：水=2：1），將二氯甲烷有機相進行旋轉蒸發(fā)，得到棕色粘稠狀的亞烷基雙（硫脲基咪唑啉）（B）產品。

S2. 將S1所得產物和4-氯甲基吡啶鹽酸鹽，按摩爾比1：1.8～2.0混合后，加入無水乙醇，用NaOH溶液調節(jié)pH至中性，不斷攪拌下緩慢升溫至70～75℃，攪拌反應4小時后，微冷卻，蒸出溶劑，將粗產物分散于除鹽水中，用二氯甲烷萃取（V/V 1：1）2次，分離出水層，將水層進行旋轉蒸發(fā)，得到亞烷基雙（硫脲基咪唑啉吡啶基季銨鹽）（P）產品。

需要說明的是，實驗中，申請人還用了無水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺作為亞烷基雙咪唑啉（A）和硫脲的混合介質，但無論是利用無水乙醇，還是N,N-二甲基甲酰胺，其最終得到的產物的緩蝕率都沒有環(huán)己酮做溶劑的高，故選環(huán)己酮作為介質。

另外，S1所得產物和4-氯甲基吡啶鹽酸鹽混合后，還用了異丙醇和N，N-二甲基甲酰胺作溶劑，但利用異丙醇和N，N-二甲基甲酰胺作溶劑時，起最終得到的產物的緩蝕率都沒有用無水乙醇的高，故選無水乙醇。