[发明专利]硫代氨基甲酰基吡唑啉类化合物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及碳钢的盐酸酸洗缓蚀剂，具体的说是一种硫代氨基甲酰基吡唑啉类化合物的制备方法及其应用，属于金属腐蚀与防护技术领域。

背景技术

目前，酸化是提高油气井采收率的一项重要措施，国内多数油气井都需要依靠酸化技术处理地层，以提高油气井的采收率，实现油气井的增产与稳产。但酸液注人地层的过程会对油气井设备和管线产生严重的腐蚀，大大缩短油气井设备和管线的使用寿命，同时被酸溶蚀的金属铁离子又会对地层造成伤害，严重影响了油气井的正常生产。而添加缓蚀剂是防止油气井设备和管线腐蚀的有效途径。

酸化缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于酸性介质中，防止和减缓钢铁腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。国内油气田常用的有机酸化缓蚀剂主要有苯并咪唑、咪唑啉、季铵盐、嘧啶、噻二唑衍生物等。油气田中常见的金属缓蚀剂在合成及其应用过程中往往存在着毒性大、成本高、稳定性差、效果不理想以及产物与溶剂分离困难等问题。目前，缓蚀剂的研究正朝着“环境友好型缓蚀剂”的方向发展。本发明提出了一种新型环境友好型高效的应用于碳钢的盐酸酸化缓蚀剂的合成方法，该缓蚀剂的分子结构相对于传统的缓蚀剂具有更大的共轭体系，同时分子内还含有氨基硫代甲酰基，氨基硫代甲酰基是氨基硫脲分子结构的一部分，氨基硫脲对碳钢具有良好的缓蚀性能，因此，其含有的孤对电子和π电子与金属Fe原子的内层d空轨道形成多吸附的化学键，在碳钢表面形成更加紧密稳定的吸附膜，起到阻碍腐蚀介质与金属表面的接触，从而减缓碳钢腐蚀的效果。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，通过设计结构新的化合物分子提供一种低毒、环境友好、高效的含芳香杂环的硫代氨基甲酰基吡唑啉类化合物作为高效酸化缓蚀剂的应用。

为实现上述目的本发明采用技术方案为：

一种含芳香杂环的硫代氨基甲酰基吡唑啉类化合物作为高效酸环缓蚀剂的应用，所述含芳香杂环的硫代氨基甲酰基吡唑啉类化合物为3-(4-甲苯基)-5-(4-二甲氨基苯基)-1-硫代氨基甲酰基-2-吡唑啉，其结构式如式一所示：

式一。

进一步的说，将式一化合物作为盐酸酸洗缓蚀剂时，将3-(4-甲苯基)-5-(4-二甲氨基苯基)-1-硫代氨基甲酰基-2-吡唑啉溶于1.0mol/L的盐酸溶液介质中，接着在室温下对混合溶液超声分散30min，使之完全溶解，室温搅拌均匀即可。

再进一步的说，将碳钢制品浸没于加入缓蚀剂的1.0mol/L盐酸溶液中，浸泡时间不少于1h，浸没温度为25℃，其中每升盐酸溶液中3-(4-甲苯基)-5-(4-二甲氨基苯基)-1-硫代氨基甲酰基-2-吡唑啉加入量为5～100mg。

所述式一化合物的制备方法如下：

首先将4-二甲氨基苯甲醛与4-甲基苯乙酮在氢氧化钠的乙醇水溶液中反应，常温下搅拌反应12h，减压抽滤得到黄色的1-(4-甲苯基)-3-(4-二甲氨基苯基)丙烯酮，将得到的1-(4-甲苯基)-3-(4-二甲氨基苯基)丙烯酮与缩氨基硫脲在氢氧化钠的乙醇水溶液中反应，加热回流，磁力搅拌10h，TLC跟踪反应，反应完全后，倾倒入冰水中，经减压抽滤、水洗、乙醇重结晶，即为产物3-(4-甲苯基)-5-(4-二甲氨基苯基)-1-硫代氨基甲酰基-2-吡唑啉，氢核磁共振表征结果如下：

¹HNMR(DCCl₃),400MHz):δ＝7.54(d,2H,p-(CH₃)₂-N-Ar-H,J＝8.06)；7.15(d,2H,p-(CH₃)₂-N-Ar-H,J＝8.06)；6.94(d,2H,p-CH₃-Ar-H,J＝8.45)；6.54(d,2H,p-CH₃-Ar-H,J＝8.45)；6.18(s,2H,-NH₂)；3.9(t,1H,-CH-)；2.85(s,6H,-CH₃)；2.35(s,3H,-CH₃)；1.91(d,2H,-CH₂-)。

本发明所具有的优点：

1.成本低。本发明缓蚀剂有效成分为3-(4-甲苯基)-5-(4-二甲氨基苯基)-1-硫代氨基甲酰基-2-吡唑啉，合成原料来源丰富，简单易得，价格低廉。