Металлилацетиленовые спирты в качестве ингибитора коррозии стали в серной кислоте

 

Использование: в качестве ингибитора коррозии стали в серной кислоте. Сущность: новые химические вещества - металлилацетиленовые спирты общей формулы: (CH₂=C(CH₃)-CH₂-CC-CR₂OCH₂CH(O)CH₂N(C₂H₅)₂ где R - H(I), БФ С₁₄Н₂₅NО₂, Т_кип. 145 - 146^oС/1,5 мм.рт.ст. R - CH₃(II) БФ С₁₆Н₂₉NО₂; Т_кип. 124 - 125^oС/1,5 мм рт.ст. Выход 82,2 - 86,6. Степень защиты стали в 25%-ной серной кислоте при концентрации ингибитора 0,1% соединений (I) и (II) составляет при 20 - 30^oС 92,6 - 99,6%, скорость коррозии 0,9 г/м² ч (I) и 1,5 г/м² ч (II). 1 табл.

Изобретение относится к органической химии, конкретно к новым соединениям спиртам металлилацетиленового ряда общей формулы: CH₂= CH₂- C C -CR₂OCHCH₂N(C₂H₅)₂ где R H(I), CH₃(II), которые могут найти применение в качестве ингибиторов коррозии стали в серной кислоте, а также в органическом синтезе и синтезе полимерных материалов.

В качестве кислотных ингибиторов (5 н Н₂SO₄) известны следующие спирты ацетиленового ряда пропин-1-ол-3, 3-метил-бутин-1-ол-3, 3-пропилгексин-1-ол-3, бутин-1-ол-3 и др.[1] Однако следует отметить, что большинство из них не проявляют ингибирующих свойств.

Известно применение в качестве ингибитора коррозии стали в серной кислоте аминов (АНПО, смесь алифатических аминов общей формулы R-NH₂, где R алкил (С₁₅-С₁₈), степень защиты которых в 25%-ной кислоте при 60^оС составляет 572% а при 80^оС Z 141% свидетельствует о невысокой эффективности ингибитора в данных условиях [2] Известно применение ацетиленовых спиртов как ингибиторов солянокислотной коррозии [3] Цель изобретения синтез новых соединений спиртов металлилацетиленового ряда общей формулы: CH₂= CH₂- C C -CR₂OCH₂--CH₂(C где R H (I) или СН₃ (II), обеспечивающих более высокую степень защиты стали от коррозии в серной кислоте и расширение ассортимента сернокислотных ингибиторов коррозии стали.

Поставленная цель достигается соединениями 1-(5-метил-5-гексен-2-инилокси)-3-диэтиламинопропан-2-ол (I) и 1-(1,1,5-три- метил-5-гексен-2-инилокси)-3-диэтиламинопропан-2-ол (II), в качестве ингибитора коррозии стали в серной кислоте. Наличие в структуре соединений I и II адсорбционных центов, ненасыщенных связей и атомов азота способствует повышению эффективности их в качестве ингибиторов сернокислотной коррозии.

Ингибиторы Э(I) и (II) получают взаимодействием глицидиловых эфиров метиллилацетиленовых спиртов с диэтиламином. Продолжительность реакции 16 ч при 50^оС с последующей вакуумной отгонкой и сушкой продуктов реакций с выходом 82,2 и 66,6% соответственно.

П р и м е р 1. Получение 1-(5-метил-5-гексен-2-инилокси)-3-диэтиламинопропан-2-ола (I).

Смесь, состоящую из 2,8 г (0,017 моль) соединения 1-(5-метил-5-гексен-2-инилокси)-2,3-эпоксипропана, 3,65 г (0,05 моль) диэтиламина и 2 мл воды, перемешивают 16 ч при 50^оС, затем экстрагируют эфиром, сушат поташем. После отгонки растворителя и вакуумной перегонки выделяют 3,3 г соединения 1-(5-метил-гексен-2-инилокси)-3-диэтиламинопропан-2-ол (I). Т._кип. 145-146 (1,5 мм); n_D²⁰ 1,4878; d_n²⁰ 0,9505; MR 78,53. Вычислено 71,99. Выход 82,2% R_f 0,69 (бензол: эфир 3:1). ИК-спектр (тонкий слой) 1655 см^-1 (С=С), 2225 см^-1 (С=С), 3100 см^-1 (СН₂=С), 3450 см^-1 (ОН), 1110 см^-1 (С-О-С).

Найдено, С 70,04; 70,15; Н 10,32; 10,50; N 6,00; 5,80.

С₁₄Н₂₅NO₂.

Вычислено, С 70,19; Н 10,44; N 5,85.

П р и м е р 2. 1-(1,1,5-триметил-5-гексен-2-инилокси)-3-диэтиламинопропан-2-ол) (II).

Смесь, состоящую из 2,4 г (0,012 моль) 1-(1,1,5-триметил-5-гексен-2-инилокси)-2,3-эпоксипропана и 2 мл воды перемешивают 16 ч при 50^оС, затем экстрагируют эфиром, сушат поташем. Затем отгоняют растворитель и перегонкой в вакууме выделяют 2,36 г соединения 1-(1,1,5-триметил-5-гексен-2-инилокси)-3-диэтиламинопропан-2-ол (II). Т_кип. 124-125 (1,5 мм), n_D²⁰ 1,4674; d_n²⁰ 0,9236; MR 80,81. Вычислено 81,28. Выход 66,6% Найдено, С 71,69; 71,90; Н 10,75; 10,90; N 5,30; 5,15.

C₁₆H₂₉O₂.

Вычислено, С 71,80; Н 10,84; N 5,23.

ИК-спектр (тонкий слой): 1650 см^-1 (С=С), 2220 см^-1 (С=С), 3100 см^-1 (СН=СН₂), 3500 см^-1 (ОН), 1110 см^-1 (С-О-С).

Соединения, полученные по примерам 1 и 2, испытывают в качестве ингибитора сернокислотной коррозии стали.

Коррозионной средой служил 25% -ный раствор серной кислоты; т-ра кислотного раствора 20-40-60-80^оС, время испытания 1 ч при 20^оС и 2 ч при других температурах. Ингибированные растворы готовят непосредственно перед опытом. Для количественной оценки коррозионной стойкости стали используют усредненные значения наиболее воспроизводимых результатов.

Результаты испытаний приведены в таблице. Сравнение эффективностей предлагаемых в качестве ингибиторов соединений (I и II) с прототипом (III) показывает, что прототип значительно уступает предлагаемым ингибиторам. В ряде случаев у последних степень защиты достигает 99% и выше, в то время как у прототипа повышение температуры среды снижает эффективность действия ингибитора.

Преимуществом предлагаемых ингибиторов является высокая эффективность в такой агрессивной среде как 25%-ная серная кислота и возрастание эффективности действия с увеличением температуры, среды в интервале 20-80^оС.

Так, степень защиты стали в 25%-ной Н₂SO₄ при концентрации ингибитора 0,1% известного и предложенных соединений (I и II) составляет соответственно: при 20^оС 86,9; 92,6; 92,6 при 60^оС 90,6; 97,9; 98,9 при 80^оС 57,0; 99,4; 99,6.

Защитное действие предлагаемых соединений в качестве ингибиторов сернокислотной коррозии при высоких температурах связано с сопряженным действием адсорбционных центров ненасыщенных связей молекул, атомов азота и гидроксильных групп, обеспечивающих эффективную адсорбцию молекулы ингибитора на поверхность стали.

Таким образом, синтезированы новые органические соединения, проявляющие высокие ингибирующие свойства при коррозии стали в серной кислоте и расширяющие ассортимент эффективных сернокислотных ингибиторов.

Формула изобретения

Металлилацетиленовые спирты общей формулы
где R-H (I), CH₃ (II),
в качестве ингибитора коррозии стали в серной кислоте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2