咪唑啉缓蚀剂
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咪唑啉类缓蚀剂性能的评价及其机理研究马文军;范峥;李稳宏;李珍;田盼盼;孙晋蒙【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2014(042)002【摘要】针对陕北某天然气气井腐蚀现象日益严重以及天然气中H2S,CO2等酸性组分质量浓度不断增大等一系列亟待解决的生产实际问题,首先利用质量损失法对4种常用的咪唑啉类缓蚀剂进行了缓蚀效果评价,然后通过量子化学计算和分子动力学模拟的方法对其缓蚀行为和作用机理进行了初步研究.结果表明:咪唑啉类缓蚀剂对金属的缓蚀作用,主要由于其分子中的咪唑环及极性基团的作用;发生吸附时,咪唑环优先吸附于金属表面,有利于咪唑啉分子在金属表面形成稳定的保护膜.同时憎水支链的自由移动与伸展,能够在远离金属表面的地方形成一层致密的疏水层,阻碍了腐蚀介质与金属基体的接触,有效地增强了咪唑啉分子的缓蚀效果.缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果相吻合.【总页数】5页(P9-12,33)【作者】马文军;范峥;李稳宏;李珍;田盼盼;孙晋蒙【作者单位】西北大学化工学院,陕西西安710069;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西北大学化工学院,陕西西安710069;陕西省石油化工研究设计院,陕西西安710054;西北大学化工学院,陕西西安710069;西北大学化工学院,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】TG174.41【相关文献】1.咪唑啉季铵盐缓蚀剂缓蚀性能评价及其缓蚀机理探讨 [J], 王芳;付增华;孟波;于海峰2.环烷酸基咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价 [J], 张文钟;高嵩;战风涛3.咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价 [J], 张广东;戴倩倩;刘建仪;周飞;赵宏利4.硫脲基烷基咪唑啉类缓蚀剂的制备、缓蚀性能及其机理 [J], 张光华;王腾飞;孙卫玲;董惟昕;费菲5.一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO_2环境下的缓蚀性能评价[J], 王锦昌;林元华;孙志鹏;符伟兵;曾德智因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
咪唑啉结构范文咪唑啉(imidazole)是一类含有五元杂环的有机化合物,分子式为C3H4N2、咪唑啉具有很多重要的生物活性和化学应用,被广泛用于药物合成、催化剂和缓蚀剂等方面。
下面将详细介绍咪唑啉的结构、性质和应用。
咪唑啉的结构包括一个五元杂环,其中有两个碳原子和三个氮原子。
五元杂环中的两个非键电子对使得咪唑啉呈现了碱性,可以与酸反应生成相应的盐。
咪唑啉的分子式为C3H4N2,相对分子质量为68.08、它是一种白色固体,可溶于水和有机溶剂如乙醇和二甲基亚砜。
咪唑啉的溶液呈中性或微碱性。
咪唑啉具有一系列重要的生物活性,因此在药物合成中得到广泛应用。
咪唑啉环的存在使得它可以与生物大分子(如蛋白质和核酸)发生相互作用,并改变其结构和功能。
例如,咪唑啉类化合物常被用作酶的抑制剂,用于治疗疾病如癌症、糖尿病和感染性疾病。
此外,咪唑啉类药物还具有抗菌、抗真菌和抗寄生虫等活性。
咪唑啉也在催化剂领域具有重要地位。
咪唑啉类化合物可以作为有机催化剂,例如在羧酸酯的合成和取代反应中,咪唑啉可作为碱促进反应进行。
此外,咪唑啉还可以作为配体,与过渡金属形成配合物,用于催化化学反应,如氧化、还原、羰基化、环化等反应。
咪唑啉还被广泛用作缓蚀剂,特别是在船舶和离岸设施的防腐涂料中。
咪唑啉通过抑制金属腐蚀反应的进行,保护金属表面免受氧化和腐蚀的侵害。
咪唑啉的缓蚀性能优异,因此被广泛应用于许多领域,如化工、电力、海洋工程等。
在有机合成中,咪唑啉常被用作保护基的反应中的试剂。
例如,咪唑啉可以与酸反应生成咪唑啉盐,该盐可以在有机合成中起到保护基的作用,保护活性基团或功能团不发生不必要的反应。
咪唑啉盐的脱保护通常是通过酸性条件下的水解来实现的。
总而言之,咪唑啉是一种具有广泛应用的有机化合物,其结构包含一个五元杂环,并具有碱性、溶解性和生物活性等性质。
咪唑啉在药物合成、催化剂和缓蚀剂等方面都具有重要地位,并为各个领域的发展做出了贡献。
咪唑啉的合成制备1. 主要仪器与药品主要仪器:三口烧瓶、电动搅拌器、恒温加热套、硅油浴锅、冷凝回流管、温度计、烧杯等常规玻璃仪器。
主要药品:乙酸、二乙烯三胺、甲醛、OP - 10 (烷基酚聚氧乙烯醚,乳化性能)、表面活性剂LSN、有机溶剂T、无水乙醇等。
2. 缓蚀剂的制备将装有温度计、电动搅拌器和冷凝回流管的三口烧瓶放入恒温加热套,向烧瓶中加入10. 0 g乙酸,接通冷凝水,开动搅拌器,调节恒温加热套升温至60℃,然后缓慢加入30. 0 g二乙烯三胺,继续升温至160℃反应4 h,再升温至200℃反应4 h,冷却后得到乙酸咪唑啉。
再取一烧杯,依次加入30.0 g 30% (质量,下同)的甲醛水溶液、3.0 g表面活性剂LSN、7.0 g OP - 10,搅拌均匀后,再加入合成的乙酸咪唑啉10. 0 g,充分搅拌混合后得到一种橙色糊状物质。
最后向烧杯中加入20 g有机溶剂T稀释成粘稠状液体即为所要制备的缓蚀剂。
3.合成过程乙酸在高温下与二乙烯三胺反应生成乙烯酸咪唑啉。
该反应分两步脱水进行,首先是乙酸与二乙烯三胺在高温下的缩合反应,分子间脱去一分子水得到酰胺,然后酰胺在更高温度的作用下进一步分子内脱去一分子水形成咪唑啉五元环。
其反应方程式如下:CH3COOH +H2N (CH2 ) 2NH (CH2 ) 2NH2→CH3CONH (CH2 ) 2NH (CH2 ) 2NH2 +H2O →N CH2+H2OCH3(CH2)7CH CH(CH2)7CNCH2CH2CH2NH214.实验说明表面活性剂LSN 先加入甲醛溶液中,有利于其溶解,再加入OP - 10和乙酸咪唑啉后有热量放出,形成糊状物。
糊状物不利于酸化现场应用,因此用有机溶剂T将其稀释成液体。
此外,温度控制对产物十分重要。
温度过低,反应产物的产率低;温度过高,第一步脱水将生成双酰胺,同时增大了反应物被氧化的可能性。
油酸分子式: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 282乙酸替代: CH3COOH 602。
一、咪唑啉季铵盐
三苯环咪唑啉季铵盐
(1)咪唑啉合成:苯甲酸与三乙烯四胺在二甲苯溶剂下缩合生成咪唑啉,通过两步脱水生成咪唑中间体。
(一步酰胺化,一步环化反应。
)
(2)季铵化:咪唑啉与氯化苄进行季铵反应。
二、咪唑啉酰胺
(1)脂肪酰胺中间体的合成:在甲苯回流条件下,壬酸、冰乙酸与多乙烯多胺脱水发生酰胺化反应,得到中间体脂肪酰胺。
(2)咪唑啉酰胺合成:脂肪酰胺中间体发生环化反应,体系进一步脱水得到咪唑啉酰胺。
三、油酸基羟乙基咪唑啉
合成过程:油酸与羟乙基乙二胺,加入甲苯,经过酰胺化、环化生成。
四、环烷基咪唑啉
合成过程:环烷酸和二乙烯三胺,加入二甲苯,通过酰胺化、环化生成。
五、咪唑啉缓蚀剂的作用机理
咪唑啉分子一般由三部分组成:一个含氮的五元杂环,杂环上与氮成键的支链和长的碳氢支链。
对于咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀机理,目前大家比较认可的解释是吸附作用。
咪唑啉型缓蚀剂之所以具有缓蚀作用,主要是由于其分子结构中的咪唑啉环上的一个氮原子可以与金属表面的d空轨道生成配位键,而非极性的烷基链会形成一个疏水层,阻止腐蚀介质进入的金属表面,从而起到缓蚀作用。
不同结构的咪唑啉缓蚀剂,主要是改变上诉的支链,来继承支链基团所具有的性质。
如接入苯环是由于苯环在金属表面有一定的吸附作用,作用机理与氮原子类似。
如果问究整个咪唑啉化合物哪一个基团起到多大的作用,我仅知道可用Materials studio等软件进行动力学模拟,通过软件计算进行量化来作为参考。
对于这部分我也只是浅尝辄止,所以对其准确性与是否真正具备指导作用了解的并不深刻。
不过这部分通常只是用于科研,工业上应该无需如此细致。
以上仅为查资料与自己的理解。
如有不正确的地方,望指正。