專利名稱：：取代吡啶甲酰腙金屬緩蝕劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬材料防護(hù)的取代吡啶甲酰腙類化合物，屬綠色緩蝕劑分子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種取代吡啶甲酰腙金屬緩蝕劑的制備方法。與最常用的無機(jī)緩蝕劑(亞硝酸鹽、磷酸鹽、聚磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉻酸鹽)相比，人工合成的有機(jī)緩蝕劑的種類更多。但目前有機(jī)緩蝕劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合成路線和工藝、應(yīng)用性能還存在很多不足之處，其理論進(jìn)展仍遠(yuǎn)滯后于實(shí)踐。選擇設(shè)計(jì)綠色緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)不但要考慮緩蝕效果，還必須兼顧生物活性以及通用性。為了適應(yīng)人類生活空間無毒、無公害緩蝕技術(shù)目標(biāo)，基于綠色化學(xué)技術(shù)的環(huán)境友好緩蝕劑的應(yīng)用開發(fā)，在近幾十年來取得了不少有價(jià)值的成果，但是在綠色緩蝕劑的研究中仍然面臨著諸多亟待解決的問題。如緩蝕劑用量較大、成本價(jià)高、分子設(shè)計(jì)不合理、合成路線和工藝復(fù)雜、產(chǎn)生危害性大的工業(yè)副產(chǎn)物，產(chǎn)率低、質(zhì)量差等。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種取代吡啶甲酰腙金屬緩蝕劑的制備方法，所制得的緩蝕劑化合物，基本構(gòu)成中含有酰腙基團(tuán)，不同于常規(guī)席夫堿基團(tuán)，它能在高酸性腐蝕介質(zhì)中存在并發(fā)揮良好緩蝕作用。本發(fā)明所涉及的取代吡啶甲酰腙席夫堿緩蝕劑結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中為吡啶基，羰基位于吡啶環(huán)的2、3或4位；上述化合物合成過程將吡啶甲酸甲酯和水合肼以1:11.2:1的摩爾配比，36倍于水合肼體積的無水乙醇或甲醇作為溶劑在三口燒瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，708(TC下回流、磁力攪拌反應(yīng)68小時(shí)，得到的產(chǎn)物減壓蒸餾、用無水乙醇重結(jié)晶、干燥，得到吡啶甲酰肼；然后將得到的吡啶甲酰肼與鄰香草醛以i:ii:1.2的摩爾配比，25倍于吡啶甲酰肼質(zhì)量的無水乙醇或甲醇為溶劑反應(yīng)，709(TC下回流、磁力攪拌反應(yīng)79小時(shí)，冷卻，抽濾，無水乙醇洗滌，重結(jié)晶，干燥得目標(biāo)化合物。所述吡啶甲酸甲酯為2-吡啶甲酸甲酯、3-吡啶甲酸甲酯和4-吡啶甲酸甲酯中的一種。本發(fā)明設(shè)計(jì)了滿足環(huán)境保護(hù)要求的油溶性良好的緩蝕劑分子，同時(shí)具有生物降解性好、低毒、在較寬pH值范圍(49)內(nèi)均具有緩蝕的特性，對(duì)A3碳鋼和銅均具有良好的的緩蝕性能。。
背景技術(shù)：
：圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。圖中標(biāo)記A-吡啶甲酸甲酯(R「C00CH》，C_水合肼，B_鄰香草醛，D_溶齊U。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:鄰香草醛_2-吡啶甲酰腙席夫堿的合成H;C—OOH將2-吡啶甲酸甲酯和水合肼以1:1的摩爾配比，4倍于水合肼體積的無水乙醇作為溶劑在三口燒瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，75t:下回流、磁力攪拌反應(yīng)7小時(shí)，得到產(chǎn)物減壓蒸餾、用無水乙醇重結(jié)晶、干燥，得到2-吡啶甲酰肼。然后將2-吡啶甲酰肼與鄰香草醛以i:i的摩爾配比，3倍于吡啶甲酰肼質(zhì)量的無水乙醇為溶劑反應(yīng)，8(TC下回流、磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，冷卻，有大量淡黃色晶體析出，抽濾，無水乙醇洗滌，重結(jié)晶，得淡黃色固體。紅外光譜顯示此時(shí)在1681cm—1處有酰腙基團(tuán)的特征吸收峰，30003100cm—1范圍內(nèi)有苯環(huán)上C-H吸收峰，817857cm—1屬于妣啶環(huán)上C_H吸收峰。產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。將最終反應(yīng)產(chǎn)物在有機(jī)溶劑溶解的情況下形成緩蝕劑溶液。配方按重量百分比為10%的鄰香草醛-2-吡啶甲酰腙席夫堿緩蝕劑，20%的無水乙醇，70%蒸餾水。1、中性腐蝕溶液評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)條件腐蝕溶液為3.5%的氯化鈉溶液，常溫常壓下，72h，緩蝕劑濃度為75mg/L，試驗(yàn)材質(zhì)為A3碳鋼和銅片。試驗(yàn)結(jié)果見表1。表1:對(duì)實(shí)施例1的緩蝕劑常溫常壓條件下評(píng)價(jià)空白A3碳鋼/0.2475/均勻腐蝕實(shí)施例1A3碳鋼油溶性水分散0.009496.21均勻光亮空白銅片/0.2164/均勻腐蝕實(shí)施例1銅片油溶性水分散0.005197.65均勻光亮2、酸性腐蝕溶液評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)條件腐蝕溶液為濃度lmol/L的鹽酸溶液，常溫常壓下，72h，緩蝕劑濃度為75mg/L，試驗(yàn)材質(zhì)為A3碳鋼和銅片。試驗(yàn)結(jié)果見表2。表2:對(duì)實(shí)施例1的緩蝕劑常溫常壓條件下評(píng)價(jià)緩蝕劑試驗(yàn)材質(zhì)溶解性腐蝕速率緩蝕效率試片表空白A3碳鋼/0.6475/均勻腐蝕實(shí)施例1A3碳鋼油溶性水分散0.014097.85均勻光亮空白銅片/0.4464/均勻腐蝕4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2:鄰香草醛_3-吡啶甲酰腙席夫堿的合成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>將3-吡啶甲酸甲酯和水合肼以1:1的摩爾配比，4倍于水合肼體積的無水乙醇作為溶劑在三口燒瓶或化學(xué)反應(yīng)器(如LabMax反應(yīng)器)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，75。C下回流、磁力攪拌反應(yīng)7小時(shí)，得到產(chǎn)物減壓蒸餾、用無水乙醇重結(jié)晶、干燥，得到3-吡啶甲酰肼。然后將3-吡啶甲酰肼與鄰香草醛以1:1的摩爾配比，3倍于吡啶甲酰肼質(zhì)量的無水乙醇為溶劑反應(yīng)，8(TC下回流、磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，冷卻，有大量淡黃色晶體析出，抽濾，無水乙醇洗滌，重結(jié)晶，得淡黃色固體。紅外光譜顯示此時(shí)在1659cm—1處有酰腙基團(tuán)的特征吸收峰，30003100cm—1范圍內(nèi)有苯環(huán)上C_H吸收峰，817857cm—1屬于妣啶環(huán)上C_H吸收峰。產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。將最終反應(yīng)產(chǎn)物在有機(jī)溶劑溶解的情況下形成緩蝕劑溶液。配方按重量百分比為10%的鄰香草醛-3-吡啶甲酰腙席夫堿緩蝕劑，20%的無水乙醇，70%蒸餾水。1、中性腐蝕溶液評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)條件腐蝕溶液為3.5%的氯化鈉溶液，常溫常壓下，72h，緩蝕劑濃度為75mg/L，試驗(yàn)材質(zhì)為A3碳鋼和銅片。試驗(yàn)結(jié)果見表3。表3:對(duì)實(shí)施例2的緩蝕劑常溫常壓條件下評(píng)價(jià)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2、酸性腐蝕溶液評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)條件腐蝕溶液為濃度lmol/L的鹽酸溶液，常溫常壓下，72h，緩蝕劑濃度為75mg/L，試驗(yàn)材質(zhì)為A3碳鋼和銅片。試驗(yàn)結(jié)果見表4。表4:對(duì)實(shí)施例2的緩蝕劑常溫常壓條件下評(píng)價(jià)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3:鄰香草醛-4-吡啶甲酰腙席夫堿的合成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>將4-吡啶甲酸甲酯和水合肼以1:1的摩爾配比，4倍于水合肼體積的無水乙醇作為溶劑在三口燒瓶或化學(xué)反應(yīng)器(如LabMax反應(yīng)器)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，75。C下回流、磁力攪拌反應(yīng)7小時(shí)，得到產(chǎn)物減壓蒸餾、用無水乙醇重結(jié)晶、干燥，得到4-吡啶甲酰肼。然后將4-吡啶甲酰肼與鄰香草醛以1:1的摩爾配比，3倍于吡啶甲酰肼質(zhì)量的無水乙醇為溶劑反應(yīng)，8(TC下回流、磁力攪拌反應(yīng)8小時(shí)，冷卻，有大量淡黃色晶體析出，抽濾，無水乙醇洗滌，重結(jié)晶，得淡黃色固體。紅外光譜顯示此時(shí)在1676cm—1處有酰腙基團(tuán)的特征吸收峰，30003100cm—1范圍內(nèi)有苯環(huán)上C_H吸收峰，817857cm—1屬于妣啶環(huán)上C_H吸收峰。產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。將最終反應(yīng)產(chǎn)物在有機(jī)溶劑溶解的情況下形成緩蝕劑溶液。配方按重量百分比為10%的鄰香草醛-4-吡啶甲酰腙席夫堿緩蝕劑，20%的無水乙醇，70%為蒸餾水。1、中性腐蝕溶液評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)條件腐蝕溶液為3.5%的氯化鈉溶液，常溫常壓下，72h，緩蝕劑濃度為75mg/L，試驗(yàn)材質(zhì)為A3碳鋼和銅片。試驗(yàn)結(jié)果見表5。表5:對(duì)實(shí)施例3的緩蝕劑常溫常壓條件下評(píng)價(jià)緩蝕劑代號(hào)試驗(yàn)材質(zhì)溶解性腐蝕速率mm/a緩蝕效率％試片表面情況緩蝕劑代號(hào)試驗(yàn)材質(zhì)溶解性腐蝕速率mm/a緩蝕效率％試片表面情況空白A3碳鋼/0.2475/均勻腐蝕實(shí)施例3A3碳鋼油溶性水分散0.017393.01均勻光亮空白銅片/0.2164/均勻腐蝕實(shí)施例3銅片油溶性水分散0.014393.35均勻光亮2、酸性腐蝕溶液評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)條件腐蝕溶液為濃度lmol/L的鹽酸溶液，常溫常壓下，72h，緩蝕劑濃度為75mg/L，試驗(yàn)材質(zhì)為A3碳鋼和銅片。試驗(yàn)結(jié)果見表6。表6:對(duì)實(shí)施例3的緩蝕劑常溫常壓條件下評(píng)價(jià)代號(hào)mm/a%面情況緩蝕劑代號(hào)試驗(yàn)材質(zhì)溶解性腐蝕速率mm/a緩蝕效率％試片表面情況空白A3碳鋼/0.6475/均勻腐蝕實(shí)施例3A3碳鋼油溶性水分散0.041393.62均勻光亮空白銅片/0.4464/均勻腐蝕實(shí)施例3銅片油溶性水分散0.019395.67均勻光亮權(quán)利要求一種取代吡啶甲酰腙金屬緩蝕劑的制備方法，其特征在于具體步驟為將吡啶甲酸甲酯和水合肼以1∶1～1.2∶1的摩爾配比，3～6倍于水合肼體積的無水乙醇或甲醇作為溶劑在三口燒瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，70～80℃下回流、磁力攪拌反應(yīng)6～8小時(shí)，得到的產(chǎn)物減壓蒸餾、用無水乙醇重結(jié)晶、干燥，得到吡啶甲酰肼；然后將得到的吡啶甲酰肼與鄰香草醛以1∶1～1∶1.2的摩爾配比，2～5倍于吡啶甲酰肼質(zhì)量的無水乙醇或甲醇為溶劑反應(yīng)，70～90℃下回流、磁力攪拌反應(yīng)7～9小時(shí)，冷卻，抽濾，無水乙醇洗滌，重結(jié)晶，干燥；所述吡啶甲酸甲酯為2-吡啶甲酸甲酯、3-吡啶甲酸甲酯和4-吡啶甲酸甲酯中的一種。全文摘要本發(fā)明公開了一種取代吡啶甲酰腙金屬緩蝕劑的制備方法。將吡啶甲酸甲酯和水合肼以1∶1～1.2∶1的摩爾配比，3～6倍于水合肼體積的無水乙醇或甲醇作為溶劑在三口燒瓶?jī)?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，70～80℃下回流、磁力攪拌反應(yīng)6～8小時(shí)，得到的產(chǎn)物減壓蒸餾、用無水乙醇重結(jié)晶、干燥，得到吡啶甲酰肼；然后將得到的吡啶甲酰肼與鄰香草醛以1∶1～1∶1.2的摩爾配比，2～5倍于吡啶甲酰肼質(zhì)量的無水乙醇或甲醇為溶劑反應(yīng)，70～90℃下回流、磁力攪拌反應(yīng)7～9小時(shí)，冷卻，抽濾，無水乙醇洗滌，重結(jié)晶。本發(fā)明設(shè)計(jì)了滿足環(huán)境保護(hù)要求的油溶性良好的緩蝕劑分子，同時(shí)具有生物降解性好、低毒、在較寬pH值范圍(4～9)內(nèi)均具有緩蝕的特性，對(duì)A3碳鋼和銅均具有良好的的緩蝕性能。文檔編號(hào)C23F11/14GK101709472SQ20091011454公開日2010年5月19日申請(qǐng)日期2009年11月10日優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日發(fā)明者劉寶玉,劉崢,王國(guó)瑞,陳世亮申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)