Производные 4-(бензимидазолил-2')-хинолина как ингибиторы коррозии стали в кислых средах

 

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к производным 4-(бензимидазолил-2')-хинолина ф-лы где 1) R = H₂O; 2) (C₂H₅)₂SO₄, которые могут быть использованы как ингибиторы коррозии стали в кислых средах. Цель - выявление соединений, проявляющих полезные свойства. Получение соединения ф-лы 2 ведут реакцией гидрата 2-(хинолил-4)-бензимидазола с диэтилсульфатом в среде ацетона при комнатной температуре. Получение соединения ф-лы 1 ведут конденсацией о-фенилендиамина с 4-хинолинкарбоновой кислотой в присутствии полифосфорной кислоты. Выход, %; т.пл., ^oC; брутто-формула: 1) 72, 136; C₁₆H₁₁N₃ · H₂O; 2) 54; 192-193; C₂₀H₂₁N₃SO₄. Ингибирующая активность при концентрации 0,05-0,8 г/л при температуре 30-90^oC достигает 90%; улучшается химическая и механическая стойкость полистирольной композиции. 4 табл.

Изобретение относится к новым производным 4-(бензимидозолил-2')-хинолина общей формулы I где R = H₂O, (C₂H₅)₂SO₄, как ингибиторам коррозии стали в кислых средах и включающей их полистирольной композиции. Цель изобретения - получение новых производных 4-(бензимидазолил-2')-хинолина, обладающих улучшенными ингибирующими свойствами по сравнению со структурным аналогом, имеющим то же действие. Пример 1. Гидрат-4(бензимидазолил-2')-хинолина-1 (ИК-194). Из 17,3 г (0,1 моль) цинхониновой кислоты и 10,8 г (0,1 моль) o-фенилендиамина в 30 мл полифосфорной кислоты за 3 ч при 190-210^oC получают гидрат 4-(бензимидазолил-2')-хинолина, т. пл. 136^oC (из водного метанола). Выход 18,9 г (72%); R_f 0,5 (бензол: гексан - хлороформ - метанол 6:1:30:1). УФ-спектр, λ_макс (1д Е); 204 (4,55); 236 (4,44); 320 нм (4,38). ИК-спектр (CHCl₃): 3425-3435 см^-1(NH). Найдено,%: C 72,9; H 4,8; N 15,8. C₁₆H₁₁N₃·H₂O. Вычислено,%: C 72,9; H 4,9; N 15,9. Пример 2. Этилсульфат 1-этил-4-(бензимидазол-2')-хинолина (II) (ИК-207). K 2,63 (0,01 моль) гидрата 4-(бензимидазолил-2')-хинолина (ИК-194) в 30 мл ацетона при комнатной температуре приливают 3,21 г (0,03 моль) диэтилсульфата. Выпавший осадок зеленого цвета перекристаллизовывают из этилового спирта или диметилсульфоксида. Выход 2,1 г (54%): т. пл. 192-193^oC; R_f 0,48 (бензол: гексан:хлороформ:метанол 6:1:30:1). УФ-спектр, λ_макс (1д Е): 206 (4,69); 240 (4,46); 330 нм (4,38). ИК-спектр (CHCl₃):3425-3435 см^-1 (NH). Найдено,%: C 60,0; H 5,6; N 10,3; S 7,8. C₂₀H₂₁SO₄. Вычислено,%: C 60,1; H 5,3; N 10,5; S 8,0. Новые синтезированные соединения проявили ингибирующую способность в кислых (солянокислых, сернокислых) и минерализованных сероводородсодержащих средах. В качестве коррозионных сред использованы 10%-ные водные растворы соляной и серной кислот марки "х.ч.", а также раствор 3% NaCl + 1,5 г/л H₂S. Испытания полученного нового соединения проводили на модельных образцах стали Ст.3 КП размером 50х25х2 мм. Скорость коррозионного разрушения определяли гравиметрическим методом на пяти параллельных образцах. Эффективность ингибирующих добавок оценивали по величине степени защиты (Z) где ρ_о и ρ - скорость растворения металлов в агрессивной среде без ингибитора и с ингибитором соответственно, г/м²·ч. Продолжительность испытаний 6, 3 и 1 ч соответственно при 30, 60 и 90^oC в солянокислых и сернокислых средах и 48,12, 6 ч в сероводородсодержащих средах (см. табл. 1-3). Полученные новые химические соединения трудно растворимы в кислых средах и еще менее растворимы в слабокислых сероводородсодержащих средах. Поэтому защита металлов этими соединениями может происходить только на поверхности раздела фаз. Чтобы получить гомогенную смесь и тем самым увеличить площадь соприкосновения металла с ингибитором подобран растворитель, который усиливает ингибирующий эффект предлагаемых соединений. Таким растворителем является растворитель АМ, представляющий собой смесь, состоящую преимущественно из 2-амино-2-оксиэтилового эфира, остальное диэтиленгликоль (10-25%) и морфолин (0,5-5%). Найдены оптимальные соотношения дичетвертичных солей и растворителя АМ (см. табл. 4). Из табл.4 следует, что оптимальные соотношения ингибитора с растворителем АМ - синергетиком, составляет 1:10. Улучшение химической стойкости и механической прочности в химических средах при добавлении заявленных веществ показано в табл.5. Результаты показывают, что ингибиторы I и II являются эффективными при коррозии стали в агрессивных средах при 30-90^oC, значительно превосходят антикоррозионную активность базового объекта - промышленного ингибитора ЧМ и могут применяться для антикоррозионной защиты оборудования, работающего в агрессивных средах в химической и нефтедобывающей промышленности, а также для защиты медицинских инструментов в агрессивных средах. Авторское свидетельство СССР N 1415721, кл. C 07 D 401/04, 18.11.86 (непубликуемое).

Формула изобретения

Производные 4-(бензимидазолил-2') -хинолина общей формулы

где R = H₂O, (C₂H₅)₂SO₄,
как ингибиторы коррозии стали в кислых средах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2