[发明专利]一种甘氨酸衍生物缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于缓蚀剂及其制备方法领域，具体涉及一种甘氨酸衍生物缓蚀剂 及其制备方法。

背景技术

钢铁是现代工业最重要的材料之一，广泛应用于生活中的各个领域。钢铁 一般需要用酸液清洗表面，如工艺设备酸洗除垢、酸浸除锈等，这样势必会使 钢铁材料受到腐蚀，影响材料的性能，进而带来经济损失和社会危害。因此， 采取有效的措施减缓和抑制钢铁腐蚀现象的发生已不是单纯的技术问题，而是 关系到保护资源，节约能源，节省材料，保护环境，保证正常生产和人身安全， 发展新技术等一系列重大的社会和经济问题。

缓蚀剂技术具有操作简单、见效快，能保护整个系统等特点，是一种非常 有效的防腐措施，现已成为防腐蚀技术中使用最为广泛的方法之一，被广泛用 于化学清洗、石油产品的生产加工、工业用水和机械设备制造等领域。

目前常用的缓蚀剂种类繁多，但也存在很多缺陷，如毒性大、用量多、成 本高，在生产和使用过程中对操作人员和生态环境存在较大危害，不能满足如 今绿色化学的发展要求。因此，人们迫切需要开发一种高效、无毒无害、剂量 小、成本低的新型缓蚀剂。

氨基酸生产成本较低，在水中的溶解性好，对环境无毒无害，可生物降解， 是一种很有发展潜力的绿色缓蚀剂。目前有报道将半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸 用于制备缓蚀剂，但将甘氨酸用于制备缓蚀剂时，因其分子结构比较简单，多 为亲水性，不能阻挡水分子对钢铁表面的进攻，因此，制备出的缓蚀剂缓释效 果不好。

发明内容

本发明针对上述不足之处而提供的一种甘氨酸衍生物缓蚀剂及其制备方 法，通过酰胺化反应在甘氨酸分子上接入Fmoc-保护基团和疏水长链，通过杂原 子(N、O等或不饱和键)和含π电子的双苯环吸附于金属，疏水长链阻挡水分 子，使其在钢铁表面形成一道保护膜，达到防腐的目的。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种甘氨酸衍生物缓蚀剂，其制备方法中所涉及的反应式为：

具体包括以下步骤：

(1)Fmoc-甘氨酸的合成

将6-6.5mmol甘氨酸和6.3-6.5mmol芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺加入20-30mL二 甲基甲酰胺溶剂中反应，随后加入NaHCO₃除去溶剂和残余的胺类化合物，在 50℃真空烘箱中干燥过夜，得到Fmoc-甘氨酸；

(2)Fmoc-甘氨酸酰氯的合成

将4.42-4.5mmolFmoc-甘氨酸加入25-35mLCH₂Cl₂中，N₂保护条件下加入 4.42-4.5mmolSOCl₂，50℃回流反应4h，得Fmoc-甘氨酸酰氯；

(3)Fmoc-甘氨酸酰胺的合成

向4.42-4.5mmolFmoc-甘氨酸酰氯中加入4.42-4.5mmol十八胺、20mL CH₂Cl₂溶液，再加入0.5-1g无水碳酸钠，50℃反应24h，得到黄色固体，利用 层析柱分离法纯化产物。

本发明提供的一种甘氨酸衍生物缓蚀剂及其制备方法，具有以下几种有益 效果：

(1)甘氨酸作为天然氨基酸分子是亲水性分子，分子结构简单，对于碳钢 在NaCl溶液中缓蚀效率极低，通过酰胺化反应在甘氨酸分子上接入Fmoc-保护 基团和疏水长链，通过杂原子和含π电子的双苯环吸附于金属，疏水长链阻挡 水分子，使其在钢铁表面形成一道保护膜，达到抑制腐蚀的目的。

(2)本发明以天然氨基酸为原料，具有生物降解性、生物活性、环境友好 性等特点，其材料方便易取，生产成本低，操作过程简单，制备出的产品缓释 效果好。

附图说明

图1为Fmoc-甘氨酸酰胺的¹HNMR核磁图谱；

图2为未添加Fmoc-甘氨酸酰胺缓蚀剂的钢片腐蚀形貌；

图3为添加Fmoc-甘氨酸酰胺缓蚀剂的钢片腐蚀形貌；

图4为添加不同浓度Fmoc-甘氨酸酰胺缓蚀剂的钢片的阻抗谱图；

图5为添加不同浓度Fmoc-甘氨酸酰胺缓蚀剂的钢片的极化曲线图。

具体实施方式

实施例1