[发明专利]一种喹啉基苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种喹啉基苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法，包括：1)1,2,4,5‑四氨基苯与喹啉‑4‑羧酸进行酰化、环化反应，得到喹啉基苯并咪唑；2)喹啉基苯并咪唑与四亚甲基二胺进行扩链，再经季铵化反应得到喹啉基苯并咪唑缓蚀剂；该缓蚀剂具有高阳离子密度，具有良好的溶解性，氮原子与芳环形成共轭π键，在金属表面的附着力强；另外该缓蚀剂具有多个烷烃直链，疏水端会定向进入腐蚀性介质中，从而形成疏水层，排斥腐蚀介质，可作为碳钢、铜的缓蚀剂，具有良好的缓蚀效果。

技术领域

本发明涉及一种有机缓蚀剂，尤其涉及一种喹啉基苯并咪唑缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

咪唑啉类衍生物因其可在金属表面形成紧密的吸附层，可作为盐酸、硫酸、二氧化碳和硫化氢腐蚀的缓蚀剂，因此被广泛应用于油气田的生产和化工生产过程中。近年来，低毒、高效、用量少的咪唑啉衍生物及天然植物绿色缓蚀剂成为研发热点，其合成也备受关注。

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，不仅含有苯环还含有2个氮原子的芳香杂环，因此苯并咪唑的π电子能够形成共轭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。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，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。

发明内容

基于苯并咪唑独特的分子结构，本发明设计合成一种喹啉基苯并咪唑分子，作为碳钢、铜的缓蚀剂，以进一步提高其在金属表面的附着力和覆盖率，提高其缓蚀性能。

所述喹啉基苯并咪唑缓蚀剂，具有如下分子式：

式中，R为H或C1～C12的烷基直链，n为整数。

上述喹啉基苯并咪唑缓蚀剂的反应流程及制备方法如下：

(1)制备1,2,4,5-四氨基苯

按CN108191669A的专利方法制得，具体流程为：1,2,3-三氯苯硝化后得到4,6,-二硝基-1,2,3-三氯苯，继而进行氨解，得到到4,6-二硝基-2-氯-1,3-苯二胺，最后在加热加压反应条件下进行氢解，得到1,2,4,5-四氨基苯。

(2)制备喹啉基苯并咪唑(TTBZ-QL)

在二甲苯/N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂中，1,2,4,5-四氨基苯与喹啉-4-羧酸在氮气环境下酰化反应，进一步升温进行环化反应，经旋蒸、重结晶、干燥得到TTBZ-QL。

所述混合溶剂中，二甲苯和N-甲基吡咯烷酮的体积比为2:1。

所述1,2,4,5-四氨基苯与喹啉-4-羧酸的投料摩尔比为1:2～2.4。

作为优选，所述1,2,4,5-四氨基苯与喹啉-4-羧酸的投料摩尔比为1:2～2.2。

(3)扩链制备ceTTBZ-QL

TTBZ-QL与四亚甲基二胺在有相转移催化剂的碱性溶液中反应，经萃取、干燥得到ceTTBZ-QL。

所述相转移催化剂四丁基溴化铵。

所述碱性溶液为40wt％的氢氧化钠水溶液。

(4)季铵化反应制备喹啉基苯并咪唑缓蚀剂

在甲苯溶剂中，ceTTBZ-QL与卤代烃进行季铵化反应，得到褐色固体，经冲洗、干燥得到TTBZ-tb。

所述卤代烃为碘代烷、溴代烷中的一种或两种。

作为优选，所述卤代烃为碳原子数为4～6的正溴代烷。

本发明具有如下优点和有益效果：