[发明专利]氮杂环类化合物及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及铜的海水缓蚀剂，具体的说是一种氮杂环类化合物及其制备和应用。

背景技术

随着陆地上各种资源的不断消耗，开发和利用海洋资源成为解决当前资源枯竭的必然途径。但海水属于强电解质溶液，具有强烈的腐蚀性，极大程度地限制了海洋资源的开发和利用。因此，只有解决了金属材料在海水中的腐蚀问题，才能真正体现出海洋资源的开发利用价值。

铜具有优良的机械强度、可加工性、导电性、导热性、可焊接性等特点，长期以来在工业、军事及民用等领域已得到广泛应用。然而，虽然铜在金属活动性顺序表中排在氢之后，活泼性较差，但是铜在含有氯离子、硫酸盐、硝酸盐等腐蚀介质体系中，也极易受到不同程度的腐蚀破坏，从而失去其原有的各种性能，甚至带来巨大的灾难。

目前，虽然已经有不少文献报道过金属铜的海水缓蚀剂，但是能够应用于实际生产中的缓蚀剂数量却极为稀少，大部分仍然沿用传统的苯并三唑类化合物作为铜缓蚀剂，给生产过程带来一系列经济和环境问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮杂环类化合物及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氮杂环类化合物：所述氮杂环类化合物为a：5-o-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；b：5-m-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；c：5-p-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基，结构式为：

氮杂环类化合物的制备方法：化学反应方程式为：

首先将邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸或对甲基苯甲酸分别与甲醇等摩尔混合，反应脱水分别得到甲基苯甲酸甲酯(I)；将所得产物(I)分别与过量的水合肼反应，70-90℃回流4-5h得到乙酰肼(II)；将得到的反应产物(II)分别与稍过量的二硫化碳在NaOH或KOH碱性环境下，加热回流65-85℃，3-4h反应生成化合物(III)；产物(III)分别在浓硫酸催化作用下，油浴温度60-85℃进行环化1-2h，得到产物a：5-o-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；b：5-m-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；c：5-p-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基。

氮杂环类化合物的应用：所述氮杂环类化合物可作为铜制品的海水缓蚀剂。

将氮杂环类化合物与介质溶液混合后作为铜制品的海水缓蚀剂；每升介质溶液中噻唑类化合物为5-100mg。所述介质溶液为质量浓度为0.1％-5％的氯化钠溶液。

应用前，将上述所得缓蚀剂分别溶于环己酮中，其与环己酮的重量比为1∶10-1∶20，接着在室温下用超声波分散器对混合溶液进行超声分散20-30min分钟，使之完全溶解；然后，将充分溶解后的溶液加入到OP-10乳化剂中，OP-10乳化剂的加入量与环己酮与的重量比为1∶1，室温下搅拌均匀得到缓蚀剂，即可使用。将铜制品于25℃条件下浸没于缓蚀剂中，pH范围为5.5-9.5。

本发明的有益效果是：

1.成本低。本发明缓蚀剂有效成分分别为a：5-o-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；b：5-m-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；c：5-p-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基，合成方便，价格低廉。

2.低毒环保。本发明缓蚀剂与目前常用的无机铜缓蚀剂和传统的有机铜缓蚀剂相比，能够在阳光下自然降解为无毒或低毒物质，不会给环境带来负荷，符合绿色缓蚀剂发展的趋势。

3.适用性强。本发明缓蚀剂的适用范围广，在不同盐度、温度、pH下均具有优良的缓蚀性能。

4.高效性。本发明添加少量的缓蚀剂就能有效抑制金属铜在腐蚀介质中的破坏。

5.耐久性好。本发明缓蚀剂具有优良的耐久性，能够长时间保持较高的缓蚀性能。

具体实施方式

本发明采用电化学阻抗谱和动电位极化两种电化学方法进行缓蚀性能表征。虽然两种方法得到的缓蚀效率有一定差异，但各种方法的总趋势是一致的，可以看出在不同条件下该化合物均具有优良的缓蚀性能。

实施例1

氮杂环类化合物为a：5-o-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；b：5-m-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基；c：5-p-甲苯-[1，3，4]噻二唑-2-巯基，结构式为：

制备方法：

化学反应方程式为：