一种曼尼希碱、曼尼希碱季铵盐及其制备方法和应用技术

本申请属于缓蚀剂的技术领域，尤其涉及一种曼尼希碱、曼尼希碱季铵盐及其制备方法和应用。本申请第一方面提供了一种曼尼希碱，其具有式Ⅰ所示结构；式Ⅰ；其中，所述R为‑CH

【技术实现步骤摘要】
一种曼尼希碱、曼尼希碱季铵盐及其制备方法和应用
本申请属于缓蚀剂的
，尤其涉及一种曼尼希碱、曼尼希碱季铵盐及其制备方法和应用。
技术介绍
缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。尤其在石油产品的生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为主要的防腐蚀手段之一。曼尼希碱因具有极性基因，可被金属的表面电荷吸附，在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜，从而阻止或减缓相应电化学的反应，保护金属表面不受腐蚀，所以曼尼希碱可用于吸附型缓蚀剂。但是，现有的曼尼希碱缓蚀剂普遍存在吸附能力弱的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种曼尼希碱、曼尼希碱季铵盐及其制备方法和应用，能有效解决现有曼尼希碱缓蚀剂普遍存在吸附能力弱的技术问题。本申请第一方面提供了一种曼尼希碱，其具有式Ⅰ所示结构；其中，所述R为-CH3、-C2H5、-C3H8或-Ph；所述R1为-CH3或C2H5；所述R2为-OCH3或-CH3。本申请第二方面提供了所述曼尼希碱的制备方法，包括：以氯化氢为催化剂，将氨基硅烷，醛类化合物，无水极性溶剂和含活泼氢化合物混合反应，然后除去所述无水极性溶剂，制得具有式Ⅰ所示结构的曼尼希碱。另一实施例中，所述氨基硅烷、所述醛类化合物和所述无水极性溶剂三者之间的摩尔比为1：(1～1.2)：(10～20)；所述含活泼氢化合物的添加量为1～1.2倍当量。另一实施例中，所述反应温度为50～80℃；所述反应时间为下反应3～7h。另一实施例中，所述反应温度为60～80℃；所述反应时间为下反应4h。另一实施例中，所述氨基硅烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲基硅烷和γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。另一实施例中，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。另一实施例中，所述醛类化合物选自多聚甲醛、乙醛和苯甲醛的一种或多种。另一实施例中，所述醛类化合物为多聚甲醛。另一实施例中，所述无水极性溶剂选自无水正丁醇、无水正丙醇、无水乙醇和无水二甲基亚砜中的一种或多种。另一实施例中，所述无水极性溶剂为无水正丁醇。另一实施例中，所述含活泼氢化合物选自丙酮、苯乙酮、甲乙酮、甲丙酮和乙腈中的一种或多种。另一实施例中，所述含活泼氢化合物为丙酮或/和苯乙酮。具体的，除去所述无水极性溶剂的方法为减压蒸馏除去所述无水极性溶剂。具体的，所述曼尼希碱的制备方法，包括：在保护气体保护下，在反应器中加入氨基硅烷，醛类化合物，无水极性溶剂和含活泼氢，氨基硅烷、醛类化合物和无水极性溶剂三者之间的摩尔比为1：(1～1.2)：(10～20)，含活泼氢的添加量为现有常规催化剂添加量，在50～80℃下反应1～2h，再加入1至1.2倍当量的含活泼氢化合物，50～70℃继续反应3～5h，减压蒸除溶剂即得曼尼希碱，其中含活泼氢化合物为丙酮、苯乙酮、甲乙酮、甲丙酮和乙腈中的一种或多种。具体的，本申请的曼尼希碱的合成路线如下：R为-CH3、-C2H5、-C3H8或-Ph；R1为-CH3或C2H5；R2为-OCH3或-CH3；本申请第三方面提供了一种曼尼希碱季铵盐，其具有式Ⅱ所示结构；其中，所述R为-CH3、-C2H5、-C3H8或-Ph；所述R1为-CH3或C2H5；所述R2为-OCH3或-CH3；所述A为-CH3、-C2H5、-C3H8、-C4H10、-C5H12、-C6H14、-C7H16或-Bn。本申请第三方面提供了曼尼希碱季铵盐的制备方法，包括：将所述曼尼希碱、反应试剂和无水乙醇混合反应，除去小分子物质得到具有式Ⅱ所示的曼尼希碱季铵盐；其中，所述反应试剂选自卤代烃或/和硫酸二甲酯。另一实施例中，所述卤代烃为溴代烃或氯代烃。另一实施例中，所述曼尼希碱与所述反应试剂的摩尔比为1：(1.8～2.2)。另一实施例中，所述反应温度为50～80℃，所述反应时间为4～7h。另一实施例中，所述反应温度为65～75℃，所述反应时间为4h。具体的，在保护气体下，向反应器中加入曼尼希碱、溴代烃(或硫酸二甲酯)和无水乙醇，其中曼尼希碱与溴代烃两者之间的摩尔比为1:1.8至1:2.2，升温至65～75℃，反应4-6h，减压蒸除小分子物质得到有机硅曼尼希碱季铵盐缓蚀剂。具体的，所述保护气体为氮气。具体的，本申请的曼尼希碱季铵盐的合成路线如下：R为-CH3、-C2H5、-C3H8或-Ph；R1为-CH3或C2H5；所述R2为-OCH3或-CH3；A为-CH3、-C2H5、-C3H8、-C4H10、-C5H12、-C6H14、-C7H16或-Bn；本申请第四方面公开了所述曼尼希碱，或所述制备方法制得的曼尼希碱，或所述曼尼希碱季铵盐，或所述制备方法制得的曼尼希碱季铵盐在缓蚀和抑菌中的应用。本申请的目的针对现有曼尼希碱缓蚀剂普遍存在吸附能力弱的问题。本公开一种曼尼希碱、曼尼希碱季铵盐及其制备方法和应用，本申请式Ⅰ的曼尼希碱和式Ⅱ的曼尼希碱季铵盐，其中含有的硅甲氧基可以改变金属表面亲水疏水结构，而且能够水解形成硅醇和甲醇，其中硅醇可以通过配位键与金属形成强烈的配位作用，从而使曼尼希碱及其季铵盐与金属之间紧密结合，形成牢固膜。本申请的曼尼希碱季铵盐不仅具有有机硅类的优良表面活性，又具有季铵盐性能，能满足酸化压裂的缓蚀要求。可见，克服现有的曼尼希碱吸附力不足的缺陷，还能增加缓蚀剂种类，满足不同条件下对酸化缓蚀的需要。同时，本申请的曼尼希碱和曼尼希碱季铵盐的合成方法相对简单，反应条件温和，易于分离，收率高。本申请的曼尼希碱和曼尼希碱季铵盐可用于工业冷却水、酸洗、油气井酸化及金属制品储运等领域，亦可用于纺织及日用化工等行业。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本申请实施例提供的曼尼希碱A的核磁图；图2为本申请实施例提供的曼尼希碱A的红外光谱图；图3为本申请实施例提供的曼尼希碱季铵盐B的核磁图；图4为本申请实施例提供的曼尼希碱季铵盐B的红外光谱图；图5为本申请实施例提供的曼尼希碱C的核磁图；图6为本申请实施例提供的曼尼希碱C的红外光谱图；图7为本申请实施例提供的曼尼希碱季铵盐D的核磁图；图8为本申请实施例提供的曼尼希碱季本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曼尼希碱，其特征在于，其具有式Ⅰ所示结构；/n

【技术特征摘要】
1.一种曼尼希碱，其特征在于，其具有式Ⅰ所示结构；



其中，所述R为-CH3、-C2H5、-C3H8或-Ph；
所述R1为-CH3或C2H5；
所述R2为-OCH3或-CH3。


2.权利要求1所述的曼尼希碱的制备方法，其特征在于，包括：
以氯化氢为催化剂，将氨基硅烷、醛类化合物、无水极性溶剂和含活泼氢化合物混合反应，然后除去所述无水极性溶剂，制得具有式Ⅰ所示结构的曼尼希碱。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷、所述醛类化合物和所述无水极性溶剂的摩尔比为1：(1～1.2)：(10～20)；所述含活泼氢化合物的添加量为1～1.2倍当量。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为50～80℃；所述反应时间为下反应3～7h。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲基硅烷和γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种；
所述醛类化合物选自多聚甲醛、乙醛和苯甲醛的一种或多种；
所述无水极性溶剂选自无水正丁醇、无水正丙醇、无水乙醇和无水二甲基亚砜中的一种或多种；
所述含...

【专利技术属性】
技术研发人员：田磊，张必宏，
申请(专利权)人：佛山市天宝利硅工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44