[发明专利]一种水溶性1-苯基-5-巯基四氮唑衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机缓蚀添加剂合成技术领域，尤指一种水溶性1-苯基-5-巯基四氮唑衍生物及其制备方法。               

背景技术

水基金属加工液因具有优良的冷却性、清洗性、防锈性、经济性和安全性等优点，得到了快速发展，并广泛应用于切削、研磨、压延、冲压和攻丝等金属加工领域，缓蚀剂是水基金属加工液的重要组成部分，随着有机防锈添加剂的开发和应用，无机盐类防锈添加剂逐渐被取代，羧基是天然有机配体与金属结合的主要基团，其缓蚀性能的大小，主要取决于分子结构，对分子吸附在金属表面起着关键作用。

1-苯基-5-巯基四氮唑是一种杂环类缓蚀剂，但是其水溶性差，通过官能团置换和反应，合成1-苯基-5-巯基四氮唑的衍生物，使其分子中含有两个以上的缓释基团，增加水溶性的同时，通过物理吸附和化学吸附在金属表面形成定向排列的保护膜，从而减缓和抑制了金属的腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性1-苯基-5-巯基四氮唑衍生物及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：以硫酸溶液为溶剂，1-苯基-5-巯基四氮唑和顺丁烯二酸酐进行加成反应，其反应生成的含羧基的中间化合物经过滤、碱溶解、酸化等提纯后，再与二乙醇胺进行酰胺化反应，生成水溶性1-苯基四氮唑衍生物，具体包含以下步骤：

1)．以硫酸溶液为溶剂，1-苯基-5-巯基四氮唑(Ⅰ) 溶解在硫酸溶液中，于40℃～60℃下，分批加入顺丁烯二酸酐，反应2～4小时，降温至30℃以下，生成含羧基的中间化合物（Ⅲ），其主要化学反应为：

2)．加水稀释上述反应物料，过滤，滤饼用碱性水溶液溶解，调至PH为9～10，再次过滤除去不溶物，滤液用酸液酸化至PH为1～3，过滤、水洗，提纯含羧基的中间化合物（Ⅲ）；

3)．提纯的含羧基的中间化合物（Ⅲ），以少量水为溶剂，与二乙醇胺（Ⅳ）反应，于110～140℃下，进行回流反应3～5小时，将反应混合物降温，减压蒸馏除去水分，制得1-苯基四氮唑衍生物防锈添加剂（Ⅴ），其主要化学反应为：

进一步的是，所述的1-苯基-5-巯基四氮唑、顺丁烯二酸酐和二乙醇胺的摩尔比为1﹕1～1.2﹕2～2.5。

所述的碱性水溶液是氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中的一种或两种。

所述的酸液是稀硫酸溶液。

本发明一种水溶性1-苯基-5-巯基四氮唑衍生物及其制备方法，其特点和优点是：合成物水溶性好；是一种有机杂环的二羧酸酰胺，具有多个缓释基团与金属结合的特性，可起到优异的防锈作用；合成物具有耐硬水的性能；产率高，工艺简单，适合工业化生产。 

具体实施方式

实施例1

在装有搅拌装置和温度计的三口瓶中，加入75%的硫酸150ml，加入36克的1-苯基-5-巯基四氮唑，使其在硫酸溶液中溶解，于40℃～60℃下，分批加入20克的顺丁烯二酸酐，反应2～4小时，降温至30℃以下，生成含羧基的中间化合物，加水稀释上述反应物料，过滤，滤饼用碳酸钠水溶液溶解，调至PH为9～10，再次过滤除去不溶物，滤液用稀硫酸溶液酸化至PH为1～3，过滤、水洗，提纯含羧基的中间化合物装入四口瓶中，加入10克水和43克二乙醇胺，于100～120℃下，进行反应3～5小时，将反应混合物降温，减压蒸馏除去水分，制得水溶性1-苯基-5-巯基四氮唑衍生物防锈添加剂。

实施例2

在装有搅拌装置和温度计的三口瓶中，加入75%的硫酸160ml，加入38克的1-苯基-5-巯基四氮唑，使其在硫酸溶液中溶解，于40℃～60℃下，分批加入25克的顺丁烯二酸酐，反应2～4小时，降温至30℃以下，生成含羧基的中间化合物，加水稀释上述反应物料，过滤，滤饼用氢氧化钠水溶液溶解，调至PH为9～10，再次过滤除去不溶物，滤液用稀硫酸溶液酸化至PH为1～3，过滤、水洗，提纯含羧基的中间化合物装入四口瓶中，加入11克水和43克二乙醇胺，于120～130℃下，进行反应3～5小时，将反应混合物降温，减压蒸馏除去水分，制得水溶性1-苯基-5-巯基四氮唑衍生物防锈添加剂。

实施例3