【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精细化工及石油化工领域，特别涉及一种咪唑啉衍生物及其制备方法、用途。
技术介绍
1、在石油化工领域，常见的石油产品(汽油、煤油、柴油、润滑油等)中的有机硫化物等组分会对金属表面产生化学腐蚀，所以要在石油产品中添加防腐剂。具有孤对电子对的杂环化合物是常见的腐蚀抑制剂，为了提高这些杂环化合物的油溶性，一般会在其分子中引入烃基，例如烷基咪唑啉的烷基数在10～18个碳数范围时，可作为防锈油中的油溶性防锈剂。
2、常用的烃基取代咪唑啉，如十七烯基咪唑啉烯烃丁二酸盐，是一种很好的腐蚀抑制剂，对黑色金属和有色金属均适用。现有的制备烃基取代咪唑啉的方法，一般都是以油酸和二乙烯三胺为初始原料，进行酰胺化后再闭环合成十七烯基咪唑啉，十七烯基咪唑啉再与十二烯基丁二酸成盐得到十七烯基咪唑啉烯烃丁二酸盐防锈剂，例如cn110256353中披露的方法。在这种合成十七烯基咪唑啉的方法中，要么采用升温自由脱水法，要么采用真空脱水法，或者采用溶剂脱水法，但是无论采用何种合成方法，都会产生大量的副反应，生成油酸二酰胺、油酸单酰胺、油酸咪唑啉取代酰胺等多种副反应。而且产物中水分去除不干净，导致十七烯基咪唑啉的储存稳定性差，且在储存过程中咪唑啉会发生水解导致变得混浊。现有文献中并未提及如何高效获得高纯度十七烯基咪唑啉的方法。
3、另外，现阶段制备的十七烯基咪唑啉烯烃丁二酸盐还存在油溶性差、酸值较高、容易降低油品的抗氧化、极压耐磨性能等诸多缺点。很多文献对烃基取代咪唑啉的结构进行了改性。cn102653696利用溶液接枝法在乙丙共聚
4、cn107385450合成了一种聚乙二醇油酸基咪唑啉水溶性缓蚀剂及其制备方法，利用油酸咪唑啉与单端环氧的聚乙二醇单甲醚或双端环氧的聚乙二醇反应得到对应的聚乙二醇油酸基咪唑啉缓蚀剂，该缓蚀剂具有较好的水溶性。
5、cn102747374披露了一种咪唑烷硫酮衍生物，采用硫脲和二乙烯三胺得到1-(2-胺乙基)-2-咪唑烷硫酮，加入饱和脂肪酸后得到咪唑烷硫酮衍生物，该衍生物用在含h2s和co2的油水环境中，可以有效控制h2s和co2对油气井套管和集输管线等金属材料的腐蚀。
6、目前，采用长链不饱和脂肪酸和多烯多胺反应仍是制备烃基取代咪唑啉的常用方法，但是该方法存在产物不稳定、产率低、油溶性差等缺点。为了提高烃基取代咪唑啉的抗腐蚀效率，对烃基取代咪唑啉进行改性以提高其储存稳定性和溶解性仍是本领域技术人员的努力方向。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种咪唑啉衍生物及其制备方法、用途。
2、本专利技术的咪唑啉衍生物，其结构如式(i)所示：
3、
4、在式(i)中，n为1～10之间的整数，各个r基团各自独立地选自c2～c5的亚烷基；r0基团选自c15～c20的烷基、环烷基或烯基；各个r’基团各自独立地选自c1～c20的烷基、c6～c10的芳基、被c1～c10的直链或支链取代的c6～c10的芳基。
5、根据本专利技术，所述的r0基团可以为c15～c20的烷基，也可以为c15～c20的环烷基，还可以为c15～c20的烯基。所述c15～c20的烯基可以为基团内部包含一个或多个碳碳双键而基团端部为烷基的基团，也可以为基团端部为碳碳双键的基团，还可以是基团内部包含一个或多个碳碳双键、基团端部为碳碳双键的基团。
6、根据本专利技术，优选地，在式(i)中，n为1～5之间的整数(例如可以为1、2、3、4或5)，各个r基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；r0基团选自c16～c18的烷基或烯基；各个r’基团各自独立地选自c2～c8的烷基、苯基、被c4～c10的直链或支链取代的苯基。所述被c4～c10的直链或支链取代的苯基优选对位被c4～c10的直链或支链取代的苯基，例如可以为对丁基苯基、对异辛基苯基、对壬基苯基。
7、根据本专利技术，所述咪唑啉衍生物可以为如下化合物中的一种或多种：
8、
9、根据本专利技术，所述咪唑啉衍生物的制备方法包括以下步骤：
10、(1)使cs2与式(x)所示化合物反应；
11、
12、其中的r’基团各自独立地选自c1～c20的烷基、c6～c10的芳基、被c1～c10的直链或支链取代的c6～c10的芳基；
13、(2)使步骤(1)的反应产物与式(y)所示化合物发生反应，收集产物；
14、
15、其中的n为1～10之间的整数，各个r基团各自独立地选自c2～c5的亚烷基；r0基团选自c15～c20的烷基、环烷基或烯基。
16、根据本专利技术，优选地，n为1～5之间的整数(例如可以为1、2、3、4或5)，各个r基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；r0基团选自c16～c18的烷基或烯基；各个r’基团各自独立地选自c2～c8的烷基、苯基、被c4～c10的直链或支链取代的苯基。所述被c4～c10的直链或支链取代的苯基优选对位被c4～c10的直链或支链取代的苯基，例如可以为对丁基苯基、对异辛基苯基、对壬基苯基。
17、根据本专利技术，在步骤(1)中，cs2与式(x)所示化合物之间的反应式如下所示。
18、
19、根据本专利技术，在步骤(2)中，步骤(1)的反应产物与式(y)所示化合物之间的反应式如下所示。
20、
21、根据本专利技术，在步骤(1)中，cs2与式(x)所示化合物之间的摩尔比可以为0.8～1.3：1，优选为0.9～1.2：1；在步骤(2)中，所述式(y)所示化合物与步骤(1)中的cs2之间的摩尔比可以为1：0.5～1.5，优选为1：0.8～1.2。
22、根据本专利技术，在步骤(1)中，cs2与式(x)所示化合物之间反应的温度可以为10～50℃，优选为15～25℃；反应的时间通常为0.5～5h，优选为0.5～2.5h；在步骤(2)中，所述步骤(1)的反应产物与式(y)所示化合物之间反应的温度可以为60～100℃，优选为70～90℃；反应的时间通常为0.5～3h，优选为1～2h。
23、根据本专利技术，所述式(y)所示化合物可以通过使式(α)所示化合物与式(β)所示化合物先发生酰胺化脱水反应、再发生环化脱水反应制备得到；
24、r0cooh(β)，
25、其中的n为1～10之间的整数，各个r基团各自独立地选自c2～c5的亚烷基；r0基团选自c15～c20的烷基、环烷基或烯基。
26、根据本专利技术，优选地，n为1～5之间的整数(例如可以为1、2、3、4或5)，各个r基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；r0基团选自c16～c18的烷基或烯基。
27、根据本专利技术，所述式(α)所示化合物与式(β)所示化合物之间的摩尔比可以为1～2：1，优选为1～1.5：1；在所述式(α)所示化合物与式(β)所示化合物的反应过程中，发生所述酰胺化脱水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.咪唑啉衍生物，其结构如式(I)所示：
2.按照权利要求1所述的咪唑啉衍生物，其特征在于，在式(I)中，n为1～5之间的整数，各个R基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；R0基团选自C16～C18的烷基或烯基；各个R’基团各自独立地选自C2～C8的烷10基、苯基、被C4～C10的直链或支链取代的苯基(所述被C4～C10的直链或支链取代的苯基优选对位被C4～C10的直链或支链取代的苯基)。
3.按照权利要求1所述的咪唑啉衍生物，其特征在于，所述咪唑啉衍生物为如下化合物中的一种或多种：
4.权利要求1～3之一所述咪唑啉衍生物的制备方法，包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，n为1～5之间的整数，各个R基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；R0基团选自C16～C18的烷基或烯基；各个R’基团各自独立地选自C2～C8的烷基、苯基、被C4～C10的直链或支链取代的苯基(所述被C4～C10的直链或支链取代的苯基优选对位被C4～C10的直链或支链取代的苯基)。
6.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1
7.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，CS2与式(X)所示化合物之间反应的温度为10～50℃，反应的时间为0.5～5h；在步骤(2)中，所述步骤(1)的反应产物与式(Y)所示化合物之间反应的温度为60～100℃，反应的时间为0.5～3h。
8.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述式(Y)所示化合物通过使式(α)所示化合物与式(β)所示化合物先发生酰胺化脱水反应、再发生环化脱水反应制备得到；
9.按照权利要求8所述的制备方法，其特征在于，n为1～5之间的整数，各个R基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；R0基团选自C16～C18的烷基或烯基。
10.按照权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述式(α)所示化合物与式(β)所示化合物之间的摩尔比为1～2：1；在所述式(α)所示化合物与式(β)所示化合物的反应过程中，发生所述酰胺化脱水反应的温度为140～180℃，反应的时间为1～3h，发生所述环化脱水反应的温度为180～250℃，反应的时间为2～6h。
11.按照权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述式(X)所示化合物选自二正丁胺、二苯胺、4-丁基二苯胺、4,4’-二正丁基二苯胺、4-异辛基二苯胺和4,4’-二异辛基二苯胺中的一种或多种，所述式(α)所示化合物选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的一种或多种，所述式(β)所示化合物选自十六酸、十八酸、油酸和亚油酸中的一种或多种。
12.权利要求1～3之一所述的咪唑啉衍生物或者按照权利要求4～11方法制得的咪唑啉衍生物用作石油产品中的多效添加剂。
13.权利要求1～3之一所述的咪唑啉衍生物或者按照权利要求4～11方法制得的咪唑啉衍生物用作金属加工液中的添加剂。
...【技术特征摘要】
1.咪唑啉衍生物，其结构如式(i)所示：
2.按照权利要求1所述的咪唑啉衍生物，其特征在于，在式(i)中，n为1～5之间的整数，各个r基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；r0基团选自c16～c18的烷基或烯基；各个r’基团各自独立地选自c2～c8的烷10基、苯基、被c4～c10的直链或支链取代的苯基(所述被c4～c10的直链或支链取代的苯基优选对位被c4～c10的直链或支链取代的苯基)。
3.按照权利要求1所述的咪唑啉衍生物，其特征在于，所述咪唑啉衍生物为如下化合物中的一种或多种：
4.权利要求1～3之一所述咪唑啉衍生物的制备方法，包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，n为1～5之间的整数，各个r基团各自独立地选自亚乙基或亚丙基；r0基团选自c16～c18的烷基或烯基；各个r’基团各自独立地选自c2～c8的烷基、苯基、被c4～c10的直链或支链取代的苯基(所述被c4～c10的直链或支链取代的苯基优选对位被c4～c10的直链或支链取代的苯基)。
6.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，cs2与式(x)所示化合物之间的摩尔比为0.8～1.3：1；在步骤(2)中，所述式(y)所示化合物与步骤(1)中的cs2之间的摩尔比为1：0.5～1.5。
7.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，cs2与式(x)所示化合物之间反应的温度为10～50℃，反应的时间为0.5～5h；在步骤(2)中，所述步骤(1)的反应产物与式(...
【专利技术属性】
技术研发人员：成欣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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