[发明专利]一种羟烃基咪唑啉酰胺及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种羟烃基咪唑啉酰胺及其制备方法和应用，属于有机合成技术领域。本发明提供的羟烃基咪唑啉酰胺的制备方法包括将脂肪酸与四乙烯五胺和石油醚混合进行酰胺化反应，再与冰乙酸和石油醚进行多乙酰胺化反应，再与活化后的Cu‑BTC MOFs混合进行环化反应，得到羟烃基咪唑啉酰胺。本发明采用活化后的Cu‑BTC MOFs作为催化剂，具有大量不饱和金属活性位点，能够提高多乙酰胺化初产物的环化程度，在无需多次加入脂肪酸的同时提高羟烃基咪唑啉酰胺的收率，简化制备工艺。实验结果表明，本发明制备的羟烃基咪唑啉酰胺的收率为92％且缓蚀率达到88.51％。

技术领域

本发明涉及防腐技术领域，尤其涉及一种羟烃基咪唑啉酰胺及其制备方法和应用。

背景技术

为有效控制炼油装置中塔顶、塔盘及冷凝、冷却系统内酸性介质及盐类对设备的腐蚀，确保装置的长周期安全运行，添加缓蚀剂是一种普遍采用且经济有效的方法。近年来随着“绿色化学”观念被广泛接受，要求缓蚀剂不仅性能优异，更重要的是能够避免污染环境以达到减轻环保压力的目的。

咪唑啉型缓蚀剂由于无毒、无刺激性气味，对人体及周围环境没有危害的环境友好特性而成为研发的重点，可以针对咪唑啉分子(式Ⅰ)中的极性基团M和非极性基团R分别进行改性、优化以及分子设计，从而开发出高效、低毒、低用量、适合多种需求的新型缓蚀剂。

现有技术中为了克服咪唑啉的不稳定性、减小其生物毒性，通常保持咪唑啉环结构不变，对咪唑啉环上的取代基团进行酰胺化或季铵化改性。其中，酰胺化改性后的咪唑啉酰胺以油溶性为主，缓蚀效果良好，但难溶于水，限制了其应用范围，增加了助剂的后处理与回收难度；而水溶性咪唑啉酰胺采用水作为溶剂，成本降低很多；无闪点、无爆炸危险，使用更安全；可直接和水溶性中和剂混合后一起加注，使用更加方便、应用广泛。

现有技术中制备水溶性咪唑啉酰胺时，通常将脂肪酸和多胺在带水剂存在下经缩合形成一酰胺和多酰胺中间体，再经环化得到咪唑啉酰胺结构，常用的带水剂为苯、甲苯或二甲苯。但是，现有技术中多酰胺中间体很难完全环化，从而使得产物的收率较低，而为了提高产物的收率，发明专利CN101885706A中采取将脂肪酸多次加入，制备工艺较为复杂。因此，有必要在保证水溶性咪唑啉酰胺优异性能的基础上对水溶性咪唑啉酰胺的制备工艺进行简化并提高水溶性咪唑啉酰胺的收率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种羟烃基咪唑啉酰胺及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法简单，制备的羟烃基咪唑啉酰胺的收率高且缓蚀效率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种羟烃基咪唑啉酰胺的制备方法，包括以下步骤：

(1)将脂肪酸与四乙烯五胺和石油醚混合进行酰胺化反应，得到一酰胺化初产物；

(2)将所述步骤(1)得到的一酰胺化初产物与冰乙酸和石油醚混合进行多乙酰胺化反应，得到多乙酰胺化初产物；

(3)将所述步骤(2)得到的多乙酰胺化初产物与活化后的Cu-BTC MOFs混合进行环化反应，得到羟烃基咪唑啉酰胺。

优选地，所述步骤(1)中的脂肪酸包括12-羟基硬脂酸和蓖麻油酸中的一种。

优选地，所述步骤(1)中脂肪酸和四乙烯五胺的物质的量之比为1:(0.5～2)。

优选地，所述步骤(1)中脂肪酸和石油醚的物质的量之比为1:(0.5～2)。

优选地，所述步骤(1)中酰胺化反应的温度为120～160℃。

优选地，所述步骤(2)中冰乙酸与所述步骤(1)中脂肪酸的物质的量之比为(3～5)：1。