[发明专利]一种用于钢铁酸洗的蛋氨酸衍生物缓蚀剂及其合成方法

说明书

一种用于钢铁酸洗的蛋氨酸衍生物缓蚀剂及其合成方法，该蛋氨酸衍生物缓蚀剂的名称为：2‑氨基‑3‑甲硫基‑N‑辛基‑丁酰胺，该衍生物能自发地、有效地吸附碳钢表面，以化学吸附为主，吸附力较强。由于引入的碳链为8个碳原子，使得衍生物在使用浓度范围内水溶性较好，缓蚀率高达98％以上。

技术领域

本发明总体涉及一种酸洗缓蚀剂，具体涉及一种用于钢铁酸洗的蛋氨酸衍生物缓蚀剂及其合成方法。

背景技术

在酸浸除锈、工艺设备酸洗除垢和酸化采油等酸性环境中，钢铁腐蚀是一种极其重要的破坏因素。为了防止酸洗造成的严重腐蚀，添加缓蚀剂是一种极为简便而有效的方法。随着环保意识不断增强和环保法规的不断完善，目前迫切需要开发无毒无害、可生物降解的缓蚀剂来取代那些早期应用的有毒性的缓蚀剂。从植物中提取的天然缓蚀剂和一些无毒无害的有机缓蚀剂已经在很多腐蚀体系中应用。氨基酸在金属缓蚀方面的应用，为缓蚀剂的无毒化及高效利用开辟了新的领域。氨基酸在相对简单的生产工艺中就可以获得较高的纯度(>99％)，生产成本较低，在水溶液中的溶解性较好，对环境无毒无害，可生物降解，是一种很有发展潜力的缓蚀剂。

近些年来国内外对氨基酸作为酸洗缓蚀剂的研究报告较多，研究者主要从20种标准氨基酸中筛选出几种有代表性的氨基酸，进行缓蚀效果的比较，从而研究其缓蚀机理。M.Zerfaoui等人采用失重法、极化曲线法和交流阻抗研究了甘氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸和蛋氨酸等几种氨基酸在pH＝5的柠檬酸中对铁的缓蚀作用。H.Ashassi-Sorkhabi等人用动电位极化曲线法测定了丙氨酸、甘氨酸和亮氨酸等三种氨基酸在盐酸中对碳钢的缓蚀作用。

随着研究的不断深入，人们发现一些含硫原子的氨基酸，如蛋氨酸和半胱氨酸，除含有氮原子之外，还含有硫原子，可以更强烈的吸附在金属表面，抑制腐蚀的发生，因此具有更优异的缓蚀性能。蛋氨酸或者半胱氨酸由于分子结构简单，在金属表面吸附性不强，添加量较大。为了进一步提高缓蚀率，降低添加量，研究者开始合成氨基酸的衍生物。

现阶段多直接用蛋氨酸作为缓蚀剂或者将其氧化为蛋氨酸亚砜，添加250mg·L^-1蛋氨酸作为缓蚀在3％NaCl溶液中对N80的缓蚀率为72.08％。何毅等人进一步改进(参见中国专利CN105622471A)，制备出了成Fmoc-蛋氨酸酰胺，在3％NaCl溶液中，添加量为250mg·L^-1时，对N80的缓蚀率可以达到86.94％，缓蚀率有了很大提高。然而，Fmoc-蛋氨酸酰胺主要是用于中性NaCl溶液中的缓蚀剂，用于酸洗液中的蛋氨酸衍生物缓蚀剂还未见报道。此外，Fmoc-蛋氨酸酰胺由于在蛋氨酸分子上引入了两个苯环及18个碳的长链烃基，使得最终产品水溶性不好。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的某些或某个问题，提供一种用于钢铁酸洗的新型蛋氨酸衍生物缓蚀剂及其合成方法。

根据本发明的第一方面，提供一种用于钢铁酸洗的蛋氨酸衍生物缓蚀剂，该蛋氨酸衍生物缓蚀剂的名称为：2-氨基-3-甲硫基-N-辛基-丁酰胺，化学结构式为：

根据本发明的第二方面，提供一种新型蛋氨酸衍生物缓蚀剂的合成方法，合成路线为：

具体情况下，该合成方法分为三个步骤：二氯亚砜-甲醇溶液的制备，蛋氨酸甲酯盐酸盐的合成和蛋氨酸的酰胺衍生物的合成，具体如下：

1)二氯亚砜-甲醇溶液的制备

向反应容器中加入甲醇，冰盐浴冷却至-10℃以下，搅拌下滴加二氯亚砜，控制滴加速度使反应温度不超过0℃，反应1h后自然升至室温，得二氯亚砜-甲醇溶液,其中二氯亚砜的浓度为1-2mol/L；

2)蛋氨酸甲酯盐酸盐的合成