[发明专利]一种双苯并咪唑基硼酸酯类化合物及其制备方法、缓蚀剂

说明书

本发明提供了一种双苯并咪唑硼酸酯类化合物，具有如式(I)所示的结构；其中，R选自H或CH₃；n为0、1、2或3。本发明特别选择了苯并咪唑类化合物，并向其结构中引入带有孤电子对的O和B元素和杂环来增强其缓蚀性能，将双二醇硼酸酯基引入到苯并咪唑分子中，从而形成一类不仅含有氮而且含有氧和硼的新型缓蚀剂。本发明提供的双苯并咪唑硼酸酯类化合物，具有同多种金属特别是铜、铁配位及络合的能力，提高了化合物与金属表面的配位能力，形成更紧密而牢固的保护膜，提高了对金属的保护能力，增加了金属抗腐蚀能力，达到金属防腐的目的；同时工艺简单，适用于大规模生产应用；

技术领域

本发明涉及缓蚀剂技术领域，涉及一种苯并咪唑类化合物及其制备方法、缓蚀剂，尤其涉及一种双苯并咪唑基硼酸酯类化合物及其制备方法、缓蚀剂。

背景技术

苯并咪唑是一个多环芳香杂环化合物，由苯环和咪唑环稠合而成，分子式为C₇H₆N₂，不仅含有苯环还含有2个氮原子的芳香杂环，这种特殊的结构可以与生物体内的酶和受体等形成氢键，与金属离子配位以及发生疏水-疏水和π-π相互作用等。正是由于苯并咪唑类化合物具有特殊的结构、生理活性和反应活性等，应用十分广泛，在抗癌、抗高血压、抗寄生虫、抗真菌、抗病毒、镇痛消炎、抗风湿、治疗低血糖、生理紊乱、作为组胺受体拮抗剂和质子泵抑制剂等方面有很重要的药用价值，具有非常重要的意义；并可用于模拟天然超氧化物歧化酶(SOD)的活性部位研究生物活性，以及环氧树脂新型固化剂、催化剂和某些金属的表面处理剂，还可作为有机合成反应的中间体等。

近几年来，苯并咪唑类化合物在缓蚀方面的优势和效果，得到了领域内的广泛认可和关注，其具有缓蚀效果好、用量少、制备简单、低毒、对环境污染小等优点，是一种绿色高效的缓蚀剂。

目前，苯并咪唑类化合物作为缓蚀剂机理的理论还有待成熟，主要存在如下三种理论：(1)物理吸附。缓蚀剂在金属表面的吸附源于缓蚀剂离子和金属表面电荷产生静电力和两者之间的范德华力，其中静电引力起重要作用。所以，苯并咪唑类化合物是一种阳离子缓蚀剂。(2)化学吸附。一般的缓蚀剂的成因是和极性基团和非极性基团的性质分不开的，苯并咪唑类化合物就属于这种供电子型的缓蚀剂。(3)π键吸附。如果分子结构中含有π电子物质的话，那么π键吸附就是具有这样结构的有机缓蚀剂的吸附原因之一，其能向金属表面空的d轨道提供电子而形成配位键，这就是π键吸附。这种吸附受附近原子基团的影响，主要与π键的空间位置位阻有关。空间位阻小，有利于其在金属表面形成紧密排列，可增大覆盖率从而增加缓蚀率。但是，空间位阻太小，有效覆盖率也较小，不利于缓蚀率的增加。极性基团中心原子的孤对电子还有可能与π电子形成共轭π键，即大π键，并以平面构型吸附于金属表面上，使缓蚀率大为提高等等。

特别是随着经济的快速发展，石油能源的重要性日趋提升，相关产业也得到了大力的发展。在油田生产过程中，防腐是重要的环节，特别是油气井开采和工业热力设备酸洗过程中，为了防止酸液对油管、套管、锅炉等设备的腐蚀，最好的方法是在酸液中添加缓蚀剂。如今苯并咪唑类缓蚀剂已在油田管道和设备防腐中得到广泛应用。但是到目前为止，苯并咪唑类缓蚀剂在作用机理上尚未统一，未形成完整的理论和应用体系，在合成制备上也还都还存在诸多问题，所以其缓蚀性能还有许多提升的空间。

因此，如何进一步的提升苯并咪唑类化合物的缓蚀性能，已成为业内诸多具有前瞻性的科研人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种双苯并咪唑硼酸酯类化合物及其制备方法、缓蚀剂。本发明提供的双苯并咪唑基硼酸酯类化合物，具有同多种金属特别是铜、铁配位及络合的能力，从而提高对金属的保护能力，减小了金属腐蚀速率，增加了金属抗腐蚀能力。同时，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和，适用于大规模生产应用。

本发明提供了一种双苯并咪唑硼酸酯类化合物，具有如式(I)所示的结构：