[发明专利]一种噻唑类杂环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，即用以抑制金属铜及其制品在海水或氯化钠介质中的腐蚀的一种低毒、高效的噻唑类杂环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噻唑类杂环化合物及其制备和应用，用以抑制金属铜及其制品在海水或氯化钠介质中的腐蚀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种噻唑类化合物：其为(5-甲基-[1，3，4]噻二唑-2-巯基)-乙酸(4-N，N二甲基胺-苯亚甲基)-酰肼，结构式为：

噻唑类化合物的制备方法，化学反应方程式为：

具体的制备过程如下，

(1)首先将乙酸与甲醇等摩尔混合，反应脱水得到乙酸甲酯(I)；

(2)将产物(I)与过量的水合肼混合，60-90℃油浴2-3h反应，得乙酰肼(II)；

(3)将得到的反应产物(II)与过量二硫化碳混合在碱性环境下反应生成化合物(III)；

(4)将产物(III)在浓硫酸催化下，油浴温度60-85℃下进行环化1-2h，得到2-巯基-5-甲基-[1，3，4]噻二唑(IV)，而后在碱性条件下与过量的氯代乙酸乙酯反应，得到(V)；

(5)将产物(V)与过量的水合肼反应，得到(VI)，并将所得(VI)与过量p-N，N-二甲基苯甲醛反应得到产物(5-甲基-[1，3，4]噻二唑-2-巯基)-乙酸(4-N，N二甲基胺-苯亚甲基)-酰肼(VII)。

噻唑类化合物的的应用：噻唑类化合物可作为铜海水缓蚀剂，对海水或氯化钠介质中的铜制品进行腐蚀防护。

噻唑类化合物为(5-甲基-[1，3，4]噻二唑-2-巯基)-乙酸(4-N，N二甲基胺-苯亚甲基)-酰肼，结构式为：

所述的氯化钠介质为质量浓度为0.1％-5％的氯化钠溶液。

应用前，将(5-甲基-[1，3，4]噻二唑-2-巯基)-乙酸(4-N，N二甲基胺-苯亚甲基)-酰肼溶于环己酮中，其与环己酮的重量比为1∶10-1∶20，接着在室温下对混合溶液进行超声波分散20-30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。

将铜制品浸没于加入缓蚀剂的海水或氯化钠介质中，浸没温度为25℃，，pH范围为5.5-9.5，其中每升海水或氯化钠介质中有(5-甲基-[1，3，4]噻二唑-2-巯基)-乙酸(4-N，N二甲基胺-苯亚甲基)-酰肼量为5-100mg。

铜制品浸没于加入缓蚀剂的海水或氯化钠介质的时间没有严格要求，一般缓蚀效率会在一定时间内随着浸泡时间的增加而增加，达到一定时间后，缓蚀效率维持在一定水平，但这个时间点不定。

海水是一个复杂的腐蚀环境，但是引起金属在海水中腐蚀的主要化学物质便是氯离子，因此，我们可以在实验室通过配置氯化钠溶液来模拟海水中氯离子对金属的腐蚀。

本发明的有益效果是：

1.成本低。本发明缓蚀剂有效成分为(5-甲基-[1，3，4]噻二唑-2-巯基)-乙酸(4-N，N二甲基胺-苯亚甲基)-酰肼，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。