[发明专利]一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂及其制备方法和应用

说明书

一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂及其制备方法和应用，属于新型材料技术领域。巯基嘧啶衍生物缓蚀剂的分子结构式如式Ⅰ。巯基嘧啶衍生物缓蚀剂的制备方法包括：(1)称取4‑乙烯基苄基三甲基氯化铵与溴化氢，加入过氧化物催化剂，进行反马氏加成反应，提纯生成含有阳离子官能团的α‑卤代烃；(2)称取含有阳离子官能团的α‑卤代烃与4,6‑二氨基‑2‑巯基嘧啶，在碱性溶液中进行亲核取代反应，提取获得阳离子季铵盐缓蚀剂。本发明巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂制备方法，简单易行，缓蚀性能优良。本发明缓蚀剂分子中氮正阳离子、硫原子以及含有丰富的氮原子，缓蚀效果明显，适用于油气开采过程中的腐蚀防护。

技术领域

本发明属于新型材料技术领域，具体涉及一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂及其制备方法和应用。

背景技术

在油气田开发过程中油井油管、套管和原油集输系统遭受腐蚀穿孔、变形和断裂等破坏现象日益严重，直接影响油田的正常生产运行。集输管道因腐蚀往往伴随产生漏油、漏气、漏水等现象，轻则导致设备寿命减短、生产停滞，重则发生爆炸引起火灾、甚至人员伤亡等恶性事故，不仅污染了自然环境，还造成了宝贵资源的浪费。

目前，应对油气田金属腐蚀的措施，主要包括覆盖涂层法、添加缓蚀剂法、电化学保护法以及提高金属耐蚀性四种。其中，添加缓蚀剂法具有用量少、防护明显、价格低、施工简易等优点，在油气开采过程中已被广泛应用。而国内应用较为广泛的缓蚀剂主要有咪唑啉季铵盐、喹啉季铵盐、吡啶季铵盐、曼尼希碱等，并辅助以金属盐、表面活性剂、丙炔醇、碘化物来提高其缓蚀效率。但是，目前关于改性嘧啶衍生物制备缓蚀剂的研究尚属空白。

嘧啶属于杂环化合物，而4,6-二氨基-2-巯基则是应用较为广泛的一种嘧啶衍生物，分子中不仅含有丰富的氮原子，而且还含有易与α-卤代烃发生亲核取代反应的巯基基团，若将含有阳离子的α-卤代烃接枝到4,6-二氨基-2-巯基的分子结构中，则能进一步改善其物化性质。本专利报道的阳离子季铵盐缓蚀剂不仅拓展了新材料的应用领域，而且为新型缓蚀剂的研发提供了一种新的思路。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于设计提供一种新型阳离子型巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂及其制备方法和应用。本发明缓蚀剂具有结构稳定，抗腐蚀持续时间长，水溶性好等优点。可应用于抑制油气田开采过程中的金属腐蚀，保护金属设备，同时拓展了不同领域间的交叉运用。

为了实现以上目的，本发明技术方案如下：

一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂，其特征在于所述巯基嘧啶衍生物缓蚀剂的分子结构式为如下式Ⅰ所示：

所述的一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)称取4-乙烯基苄基三甲基氯化铵与溴化氢，加入过氧化物催化剂，进行反马氏加成反应，提纯生成含有阳离子官能团的α-卤代烃；

(2)称取上述步骤(1)生成的含有阳离子官能团的α-卤代烃与4,6-二氨基-2-巯基嘧啶，在碱性溶液中进行亲核取代反应，提取获得阳离子季铵盐缓蚀剂。

所述的一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中含有阳离子官能团的α-卤代烃的化学结构式如下式Ⅱ所示：

所述的一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中4-乙烯基苄基三甲基氯化铵与溴化氢的摩尔比为1:1.2～1.5，所述反马氏加成反应的条件为：反应温度20～40℃，反应时间2～8小时。

所述的一种巯基嘧啶衍生物季铵盐缓蚀剂的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中过氧化物催化剂包括有机过氧化物催化剂，优选为过氧化二苯甲酰、过氧化乙酰。