Способ получения ингибитора кислотной коррозии и способ его применения

Авторы патента:

C23F11/16 - серосодержащие соединения

Владельцы патента RU 2625312:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) (RU)

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения ингибитора кислотной коррозии – 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-тиона путём конденсации глиоксаля и тиомочевины, заключающийся в том, что процесс проводят при 45 °C в течение двух часов, в качестве растворителя используют смесь вода-этилацетат, а реагенты берут в следующих мольных соотношениях: Глиоксаль 1,0:Тиомочевина 1,0:Этилацетат 0,2. Также изобретение относится к способу применения полученного ингибитора путем его добавления в растворы неорганических кислот в количестве 0,5 мас.% от массы раствора. Технический результат: разработан новый способ получения 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-тиона, отличающийся простотой и высоким выходом целевого продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано для предотвращения коррозии стали в нефтедобывающей и нефтехимической промышленности, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования, эксплуатирующегося в кислых средах.

Известен ингибитор кислотной коррозии (Патент РФ 2320777, МПК C23F 11/04, опубл. 27.03.2008), в состав которого входит продукт конденсации амина и альдегида – α-оксинафтальизоникотин гидразин, а также 2,4,6-трис(2-изотиоуреидо)-симм-триазин гидроиодид, 2-(триазолил-4)-бензимидазол и уротропин, недостатком которого является дороговизна ингибитора и трудоемкость получения.

Для создания высокоэффективного и экономически выгодного ингибитора по известному источнику (Desai M. N., Thanki G. H., Gandhi M. H. Thiourea and its derivatives as corrosion inhibitors // Anti-Corrosion Methods and Materials, 1968. – V. 15. – P. 12 – 16) выбрана тиомочевина и её производные. Недостатком этого ингибитора является его неустойчивость в кислых средах – в результате распада тиомочевины образуется сероводород, который ускоряет коррозионный процесс.

Известен способ получения 4,5-дигидроксимидазолидин-2-тиона путем конденсации глиоксаля и тиомочевины в мольных соотношениях 1:1, при 50 °C в течение 60 минут. В качестве растворителя используют воду с небольшим количеством низших спиртов или ацетона. Выпавший после охлаждения реакционной массы осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из воды. Выход 45 – 50 % от теоретического (Патент JP 6084271, МПК C07D 233/84, C23F 11/16, опубл. 13.05.1985).

К недостаткам данного метода можно отнести низкий выход продукта, а также необходимость его очистки перекристаллизацией, что осложняет технологический процесс.

Новой технической задачей настоящего изобретения является разработка способа получения 4,5-дигидроксимидазолидин-2-тиона, позволяющего повысить выход продукта и упростить процесс.

Данная задача решается тем, что, как и в прототипе, 4,5-дигидроксимидазолидин-2-тион получают конденсацией глиоксаля и тиомочевины при нагревании, отличающейся тем, что реакцию ведут при 45 °C в течение двух часов, в качестве растворителя используют смесь вода-этилацетат, а реагенты берут в следующих мольных соотношениях:

Глиоксаль

1,0

Тиомочевина		1,0
Этилацетат		0,2

Применение такого метода позволяет получить 4,5-дигидроксимидазолидин-2-тиона с высоким выходом и частотой не менее 97%, что не требует дополнительной очистки.

Применяют ингибитор по п.1 путём его добавления в растворы неорганических кислот в количестве 0,5% мас. от массы раствора.

Пример 1

В 100 мл трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой и термометром, вносят 20 г тиомочевины, 38,1 г 40 % раствора глиоксаля и 5,28 г этилацетата. Включают перемешивание и растворяют тиомочевину в реакционной смеси при 25 °C. После полного растворения тиомочевины температуру повышают до 45 °C и выдерживают 2 часа. Полученную смесь охлаждают до 20 °C, осадок отфильтровывают и высушивают. Из фильтрата отгоняют этилацетат и используют повторно. Выход продукта составляет 24,65 г (~67,88%), чистота продукта 97,26%. Основное вещество 4,5-дигидроксимидазолидин-2-тион и примеси непрореагировавшей тиомочевины определяют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Испытание ингибирующего действия соединения

Испытание защитного действия данного ингибитора проводили в лабораторных условиях. Коррозионную устойчивость образцов стали оценивали по убыли их массы в растворах 5% (мас.) соляной кислоты, серной кислоты и ортофосфорной кислоты. Для испытаний использовали прутки из стали марки Ст3 размером h(4,0)×r(1,0) см, зачищенные наждачной бумагой с зернистостью от 80 до 120, промытые дистиллированной водой и обезжиренные ацетоном. Стальные образцы взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0001 г, затем погружали в 5%-ный раствор соляной кислоты, серной и ортофосфорной с добавками ДГИТ в количестве: 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.4–1.1, 2, 5% (мас.) и в растворы кислот той же концентрации без добавки антикоррозионного агента при температуре 25 °C в ячейке объемом 150 мл. Продолжительность эксперимента составляла 24 часа в статическом режиме. После испытаний образцы извлекали, промывали, высушивали в эксикаторе с CaCl₂ и вновь взвешивали.

Скорость коррозии K рассчитывали по формуле:

где Δm – убыль массы образца за время испытания, г; S – площадь поверхности образца, м²; τ – время опыта, сек.

Защитное действие определяли по формуле:

где K₀, K₁ – скорость коррозии стали соответственно в исходном растворе кислоты и в растворе с добавкой ингибитора.

Таблица 1. Степень защиты стали марки Ст3 ингибитором в различных кислотах

Как видно из таблицы 1, предлагаемое соединение 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-тион является эффективным ингибитором кислотной коррозии стали.

Технический результат: степень защиты стали марки Ст3 от кислотной коррозии 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-тионом соответствует стандарту ГОСТ 9.505 – 86, синтез данного соединения экологически безопасен и экономически выгоден.

1. Способ получения ингибитора кислотной коррозии – 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-тиона путём конденсации глиоксаля и тиомочевины, отличающийся тем, что процесс проводят при 45 °C в течение двух часов, в качестве растворителя используют смесь вода-этилацетат, а реагенты берут в следующих мольных соотношениях:

Глиоксаль

1,0

Тиомочевина		1,0
Этилацетат		0,2

2. Способ применения ингибитора по п.1, путём добавления ингибитора, полученного по п. 1, в растворы неорганических кислот в количестве 0,5 мас.% от массы раствора.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты различного оборудования, изготовленного из меди и ее сплавов.

Способ защиты стальных деталей и стального оборудования от коррозии // 2600609

Изобретение относится к защите стальных деталей и стального оборудования от коррозии путем создания поверхностных защитных слоев и может найти применение, например, в металлургической промышленности, в машиностроении, в нефтегазовой отрасли, в теплотехнике и коммунальном хозяйстве.

Ингибирующий состав для защиты металлов от кислотной коррозии // 2593569

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии, в том числе с помощью контактных ингибиторов, в частности, для получения из водных растворов устойчивых пассивирующих слоев на поверхности черных и цветных металлов и может быть использовано для защиты металлических поверхностей, а также для подготовки поверхности к нанесению иных средств противокоррозионной защиты.

Способ предотвращения минеральных отложений и коррозии // 2591975

Изобретение относится к способам предотвращения отложений минеральных солей, коррозии и может быть использовано в системах водоподготовки, где вода используется в качестве хладагента, теплоносителя, гидротранспорта.

Ингибитор сероводородной коррозии и наводороживания // 2591923

Изобретение относится к области защиты металлов от сероводородной коррозии и наводороживания в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для защиты стального оборудования и трубопроводов в средах с высоким содержанием сероводорода.

Ингибитор сероводородной и углекислотной коррозии в минерализованных водных средах // 2579848

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, с применением ингибиторов и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти.

Способ получения ингибитора сероводородной и углекислотной коррозии в минерализованных водных средах // 2578622

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, с применением ингибиторов, и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти.

Композиция для чистки и пассивации поверхности изделий из меди и медьсодержащих сплавов // 2568267

Изобретение относится к бытовой химии, а именно к чистящим средствам изделий, изготовленных из меди и медных сплавов, и может быть использовано для улучшения внешнего вида без повреждения поверхности.

Способ защиты серебра и поверхностей сплавов серебра от потускнения // 2556162

Изобретение относится к защите поверхности серебра и серебряных сплавов. Сначала обрабатываемую поверхность предварительно очищают органическими растворителями, далее очищенную поверхность погружают в раствор кислоты с образованием тонкого слоя оксида серебра и окисленную поверхность погружают в раствор по крайней мере одного тиола формулы СН3(СН2)nSH, где n от 10 до 16, причем молекулы указанного тиола химически реагируют с ранее окисленной поверхностью серебра в среде, содержащей водяной пар, при температуре не менее 50°С в течение не менее 10 минут.

Ингибитор коррозии в гидрокарбонатных и сероводородсодержащих средах // 2550451

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для защиты металлов от сероводородной и углекислотной коррозии. Ингибитор содержит, мас.%: 2-алкилимидазолин 5,0-50,0, серосодержащий компонент 0,1-10,0, шестичленное циклическое органическое соединение 5,0-50,0, продукт взаимодействия полиамидов с уксусной кислотой 0,5-19,0, органический растворитель 4,0-83,0 и воду остальное.

Производные n-гидроксилсульфонамида в качестве новых физиологически полезных доноров нитроксила // 2616292

Изобретение относится к производным N-гидроксисульфонамида где R1 представляет собой Н; R2 представляет собой Н; R3, R4, R5, R6 и R7 независимо выбраны из группы, состоящей из Н, F, алкилсульфонила, и OCF3, при условии, что: (1) по меньшей мере, один из R3, R4, R5, R6 и R7 отличен от Н; (2) по меньшей мере, один из R3, R4, R5, R6 и R7 отличен от F; и (3) когда R3, R4, R6 и R7 представляют собой Н, R5 отличен от F, или его фармацевтически приемлемой соли, которые высвобождают нитроксил (HNO) в физиологических условиях и полезны в лечении и/или предотвращении появления и/или развития заболеваний или состояний, чувствительных к нитроксильной терапии, включая ишемию/реперфузионную травму и сердечную недостаточность.11 н.

Способ синтеза эрготионеина и его аналогов // 2550202

Изобретение относится к способу синтеза эрготионеина или одного из его производных формулы (I): из соединения бетаинового типа формулы (II): путем реакции расщепления в присутствии тиола при температуре 60°C или выше.

Способ синтеза 2-тиогистидина и его аналогов // 2548153

Изобретение относится к способу синтеза производного 2-тиогистидина формулы (I) из соединения формулы (II) путем реакции расщепления в присутствии тиола при температуре, равной 60°C или выше, а также к соединениям формулы (II) и к способу их синтеза.

Аминотетралиновые производные, содержащие их фармацевтические композиции и их применение в терапии // 2546649

Изобретение относится к новым аминотетралиновым производным формулы (I) и их физиологически переносимым солям. Соединения обладают свойствами ингибиторов транспортера глицина, в частности активности GlyT1, и могут найти применение при лечении неврологических и психиатрических расстройств, таких как деменция, биполярное расстройство, шизофрения и др., или при лечении боли, связанной с дисфункцией глицинергической или глутаматергической нейропередачи.

Способ получения соединения, применимого в качестве ингибитора tafia // 2538506

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения соединения формулы (I), который включает взаимодействие соединения формулы (IV) с диэфиром щавелевой кислоты формулы (V).

Производные n-гидроксилсульфонамида в качестве новых физиологически полезных доноров нитроксила // 2448087

Изобретение относится к производным N-гидроксисульфонамида формулы (I), где R1 представляет собой H; R2 представляет собой H; R3, R4, R5 , R6 и R7 независимо выбраны из группы, состоящей из Н, галогена, перфторметила и алкилсульфонила, которые высвобождают нитроксил (HNO) в физиологических условиях и полезны в лечении и/или предотвращении появления и/или развития заболеваний или состояний, чувствительных к нитроксильной терапии, включая сердечную недостаточность.

Производное соединение пропан-1,3-диона или его соль // 2404973

Изобретение относится к соединению формулы I ,где А представляет собой возможно замещенный арил или гетероарил, В - бензольный или тиофеновый цикл, С - бензольный или алифатический углеводородный цикл, а значения остальных радикалов раскрыты в описании.

Производные тетралина и индана и их применения // 2396255

Варианты имидазола в качестве модуляторов рецептора гамма-аминомасляной кислоты (gaba) для лечения желудочно-кишечных (жк) расстройств // 2389722

4-(фенилметил и замещенный-фенилметил)-имидазол-2-тионы, действующие как специфические альфа2-адренергические агонисты // 2383535

Новые производные салициловой кислоты, их фармацевтически приемлемая соль, композиции и способ применения // 2641903

Изобретение относится к соединениям, выбранным из указанной ниже группы, а также их фармацевтически приемлемым солям, которые обладают ингибирующей активностью в отношении STAT3 и/или STAT5. Изобретение относится также к фармацевтической композиции, включающей указанные соединения, их применению для получения лекарственного средства для ингибирования активности STAT3 и/или STAT5 или для лечения рака, где раковые клетки содержат активированный STAT3 или STAT5. Кроме того, изобретение относится к ряду других конкретных соединений подобной структуры, фармацевтической композиции, включающей указанные соединения, их применению для получения лекарственного средства для ингибирования активности STAT3 и/или STAT5 или для лечения рака, где раковые клетки содержат активированный STAT3 или STAT5. 8 н. и 12 з.п. ф-лы, 21 ил., 6 табл., 76 пр.