曼尼希碱季铵盐的合成路线
曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价
曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价金明皇;李克华;吴兰兰【摘要】以苯乙酮、醛、硫脲等为原料合成曼尼希碱,曼尼希碱再与氯化苄进行季铵化反应,合成了曼尼希碱季铵盐缓蚀剂.通过正交试验确定了季铵化反应最佳条件,即曼尼希碱与氯化苄摩尔比1.5,反应温度50℃,反应时间2h.考察了缓蚀剂用量、腐蚀介质盐酸含量及腐蚀温度对曼尼希碱季铵盐缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,在缓蚀剂用量1.0％,腐蚀介质盐酸含量15％、腐蚀温度40℃,腐蚀时间4h及常压条件下,N80钢片的腐蚀速率为0.9 904 g/m2·h,表明曼尼希碱季铵盐缓蚀剂具有优异的缓蚀性能.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2012(013)009【总页数】4页(P22-25)【关键词】酸化缓蚀剂;曼尼希碱季铵盐;季铵化;硫脲【作者】金明皇;李克华;吴兰兰【作者单位】长江大学化学与环境工程学院,荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,荆州434023【正文语种】中文通过酸化压力设备把酸溶液［较多为土酸(盐酸+氢氟酸)或盐酸］注入地层，利用酸液对岩石的溶蚀作用，使油层岩石的渗透通道扩大，并溶解渗流通道中的堵塞物或制造人工裂缝，从而使油气通道畅通，油井酸化是提高油田开发经济效益的一种重要措施。
但酸液注入地层的过程会使地面管道及井筒管壁产生严重的腐蚀，因此酸液中必须加入缓蚀剂［1］。
由于曼尼希碱适用于高浓度的土酸与浓盐酸酸化施工，与其他酸化添加剂配伍性好，并且具有良好的抗H2S腐蚀性能，所以是目前国内外油气田广泛使用的一种酸化缓蚀剂［2］。
但是曼尼希碱只能在较低的温度下使用(温度一般低于150℃)，而且酸溶性不好，特别是添加浓度较高时容易产生沉淀。
考虑到氮杂环化合物与烷基卤化物合成的季铵盐系列缓蚀剂在高温下具有良好缓蚀效果［3］，则使氯化苄和曼尼希碱在一定条件下发生季铵化反应，生成的曼尼希碱季铵盐含有季铵盐离子的基础上增大了分子基团，同时由于生成的季铵盐及分子中的羧基改善了缓蚀剂的酸溶性［4］，因此笔者以苯乙酮、醛、硫脲等为原料，合成曼尼希碱，并与氯化苄进行季铵化反应，合成曼尼希碱季铵盐缓蚀剂，并考察了其缓蚀性能。
季铵盐的合成
季铵盐的合成
季铵盐是一种重要的有机盐类，具有广泛的应用。
以下是季铵盐的合成方法及注意事项：
1. 季铵盐的合成方法：
- 过程：一般通过季铵化反应实现，即将三级胺与卤代烃在碱的存在下反应，得到季铵盐。
- 详细步骤：将三级胺、卤代烃、水和碳酸钠依次加入反应瓶中，在搅拌条件下保持一定反应时间，反应完成后进行水洗、烘干及结晶，即可得到季铵盐产物。
2. 注意事项：
- 原料纯度：三级胺和卤代烃需要保证较高的纯度，以避免杂质影响反应过程及产物质量。
- 碱性条件：反应中碳酸钠的用量需要考虑到反应体系的pH值，一般在催化剂量范围内进行选择，并控制反应过程中的温度变化。
- 产物纯化：结晶后的产物需要进行水洗、烘干，以避免产物中有机残留物及其它杂质。
3. 季铵盐的应用：
- 季铵盐作为一种常见的季铵化合物，可广泛应用于日用化工、精细化学品、生防、水处理等领域。
- 对于季铵盐的不同衍生物，其具体应用也不同，如季铵盐质子化合物可用作离子交换树脂；季铵盐聚合物则可用于表面活性剂、乳化剂
等。
总之，季铵盐的合成需要控制好反应体系中各因素的影响，以获得较高的产物纯度。
应用方面，季铵盐的多样性及应用广泛性使其成为一种非常有潜力的有机盐类。
新型曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价
李克华等． 新 型曼尼 希碱 季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价
２ ３
新 型 曼 尼 希碱 季铵 盐 缓蚀 剂 的 合成 与性 能评 价
李克华 ， 习 伟， 尹小 丽
（ 长江大学化学 与环境工程学 院 ， 湖北荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ） ［ 摘 要］ 在曼尼希碱合成的基础上 ， 通过 与氯化苄反应制备曼尼希碱季铵盐 。通过 正交试
１ ． １ 主 要仪 器及 试剂
２ ． １ 合成 曼尼 希碱 的适 宜条件
根据本项 目组前期的研究结果 ， 选择适宜 的 反应条件（ 见表 １ ） ， 合成 出缓蚀性能较好 的曼尼 希碱 ， 测定其在加量 １ ％和 ４ Ｏ℃下对 Ｎ一 ８ ０ 钢片 的腐蚀速率 。结果表 明， 适宜条件下合成 的曼尼 希碱对钢片的腐蚀速率为 ０ ． ２ ６ ４ ３ （ ｍ ・ ｈ ） 。
质量 分数 的曼 尼希 碱季 铵盐 型 缓蚀 剂 ， ４ ０℃下 恒 温４ ｈ ， 测 定 Ｎ一８ ０钢试 片在 酸液 中 的腐蚀 速 率 ，
Hale Waihona Puke 以此来评价以不同原料合成的曼尼希碱季铵盐型
缓蚀 剂 的缓蚀 性能 Ｊ 。
２ 结果 与讨 论
了一种季铵盐型酸化缓蚀剂 ， 并初步评价其缓蚀
性能。 １ 实验 部 分
精 细 石 油 化 工 进 展
２ ４
Ａ Ｄ Ｖ Ａ Ｎ Ｃ Ｅ Ｓ Ｉ Ｎ Ｆ Ｉ Ｎ Ｅ Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｓ
第 １ ５卷第 １ 期
Ｂ ｓ一１ ４ 号 试验， 显然 Ｂ Ｓ —ｌ ４ 的 腐 蚀 速 率 比
属 于这 一类 缓蚀剂 。
在曼尼希碱分子中含有多个带有孤对电子的 氧原子和氮原子 ， 而且在氧 、 氮或氮、 氮之 间隔着 ２ 个或 ３ 个非配位原子。所以曼尼希碱分子是一 个螯合配位体 ， 它的配位原子的孤对 电子进入铁 原子 （ 离子 ） 杂化 的 ｐ空轨 道 ， 形 成配 位键 ， 发 生 络合作用 ， 形成较完整的疏水保护膜 ， 从而阻止腐 蚀产物铁离子向溶液 中扩散的腐蚀反应的阳极过 程； 通过覆盖效应又抑制 了腐蚀反应的阴极过程 ， 使腐蚀反应速率变慢 ， 达到金属缓蚀 的目的 。 曼尼希碱通过季铵化得到曼尼希碱季铵盐 ， 反 应生 成 的阳离 子 吸 附在 金 属 表 面 ， 极 性 基氮 原
季铵化曼尼希碱的复配性能研究
加入 ５ ５ｍ ２ Ｌ蒸馏水即制得所需土酸。 １ ２ ４ 缓 蚀剂 的配 制 ．．
配制 １ ６组缓 蚀剂 ， 具体 组成 如表 ｌ所示 。将 配制 的缓蚀 剂搅 拌 均匀 。 表 １ 缓蚀 剂 中各组分 质量
实验序号 季铵曼尼希碱 硫脲 Ｏ Ｐ—ｌ Ｏ
１ １ 仪器 及药 品 ． 恒 温水 浴 缸 ， 电动 搅 拌 器 ， 口烧 瓶 ， 析 天 三 分
Ｌ ｉａ Ｌａ ｇＰｎ ｉ ｊ ｉ ｉ Ｗｅ ｉ ｎ ｇ （ ． ｈ ｎ ｓｅｇ Ｅ ｇ ｎｅｉｇ ａ ｄＩｄ ｓ ｙ Ｃ ．Ｌｄ ， ａｊ ２ ０ ０ ２ Ｊｎｈ ｕＤ ｓ ｎ １ Ｚ ｏ ｇ ｈ ｎ ｎ ｉｅｒ ｎ ｎ ｕｔ ｏ ｔ． Ｐ ｎｉ １４ １ ； ． ｉｚｏ ｅｉ ｎ ｒ ｎ ｇ
表 ３ 平均 腐蚀 速率
与正交表的数据对 比可知 ， 按照该复配组合配制 的缓蚀剂的腐蚀速率 比按照其他配比制得的缓蚀 剂 的腐蚀速率小 。 ２ ２ 以盐 酸为 介质 时 ．
以盐 酸为介 质 时 ， 验结果 如表 ６所示 ， 实 反应
时间均为４ｈ 。平均腐蚀速率如表 ７所示 ， 缓蚀剂
４ Ｌ ０ｍ 配制的土酸 ， 已测得质量 、 、 高及孔 将 长 宽、
径 的钢片放人试管中 ， 将塞子塞好 ， 浸在４ ０℃的
以土酸为介质时， 实验结果如表 ２所示 ， 反应 时间均为４ｈ 。平均腐蚀速率如表 ３ 所示， 缓蚀剂 的最优复配组合如表 ４ 所示。
表 ２ 以土酸 为介 质 时的实 验结果
（ ）：０—８ ． ３ ７ ３
［ ］ 张苗． ２ 新型含氮有机缓蚀剂 的合成与 应用研究 ［ ］ 兰州 ： Ｄ．
兰州理工大学 ， ０９ ２０ ．
３ 结论
［ ］ 苑权 ， ３ 李克华 ， 李立峰 ， ． 等 醛酮胺缩合物 的合成及缓蚀性能 研究 ［ ］ 化工科技 ， ０ ４ （ ）２ — １ Ｊ． ２ ０ ，６ ： ３ ． ８ ［ ］ 原青 民． ４ 油气井酸化缓 蚀剂述评 ［ ］ 石油钻采 工艺 ， ８ ， Ｊ． １ ６ ９
新型曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价
新型曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价1. 绪论介绍研究背景、目的和意义，概述国内外相关研究现状，引出本文的研究内容和主要思路。
2. 实验部分2.1 合成曼尼希碱季铵盐缓蚀剂详细介绍合成方法、反应原理及实验条件，包括曼尼希碱的脱水磷酸盐化反应、季铵化反应等。
2.2 表征曼尼希碱季铵盐缓蚀剂介绍合成产物的理化性质表征方法和结果，如红外光谱、核磁共振谱、热重分析、元素分析等。
3. 性能评价3.1 缓蚀性能评价通过电化学测试和腐蚀失重测定等方法评价样品的缓蚀性能，探究缓蚀机理。
3.2 热稳定性评价评价样品在高温下的热稳定性能，并探讨其热分解机理。
3.3 涂膜性能评价通过对样品进行涂膜处理，评价其在不同底材上的附着力、硬度、耐候性等性能。
4. 结果与分析根据实验结果进行分析，探讨曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的性能特点及其影响因素。
5. 结论总结曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价实验，分析其缓蚀机理和适用范围，提出下一步的研究方向和展望。
第一章：绪论1.1 研究背景金属腐蚀是一种常见的自然现象，会直接影响到工业和生活中金属产品的使用寿命和性能。
为了延长金属产品的使用寿命，减少腐蚀对于工业、环境、和社会等方面的负面影响，人们一直在努力开发新型的缓蚀剂，以提高金属的抗腐蚀性能。
传统缓蚀剂主要包括无机盐、碱金属离子、脱羧剂、硝酸盐等。
但是由于这些缓蚀剂有毒、挥发性高、环境污染等问题，新型的缓蚀剂研究备受关注。
其中，曼尼希碱季铵盐被发现具有良好的缓蚀性能，成为新型缓蚀剂领域的热点研究。
1.2 研究意义曼尼希碱季铵盐是一种具有良好性能和环境友好性的缓蚀剂，研究该缓蚀剂的合成和性能评价可以为金属腐蚀防护提供新的思路和方法，有利于工业生产的节能减排和环保。
此外，曼尼希碱季铵盐这种新型缓蚀剂还可以广泛应用于船舶、汽车、铁路、修建、军事等领域，为国民经济的发展做出积极贡献。
1.3 国内外研究现状在国际上，曼尼希碱季铵盐新型缓蚀剂的研究较为深入，已有不少优秀的研究成果。
曼尼希反应和席夫碱反应
曼尼希反应
定义：
曼尼希反应是一种三组分缩合反应，涉及醛或酮、氨基化合物和甲醛的反应，生成β-羟基胺。
反应机理：
1.氨基化合物与甲醛反应，生成亚胺（即席夫碱）。
2.醛或酮亲核加成到亚胺上，形成季铵盐中间体。
3.季铵盐中间体消除甲醇，产生β-羟基胺。
用途：
•合成β-羟基胺和β-氨基酮
•制备药物、天然产物和聚合物
席夫碱反应
定义：
席夫碱反应是一种醛或酮与伯胺或仲胺反应，生成席夫碱（也称为亚胺）的反应。
反应机理：
1.胺的氮原子亲核加成到醛或酮的羰基碳上。
2.消除水分子，生成席夫碱。
用途：
•检测醛或酮的存在（2,4-二硝基苯肼法）
•合成染料、药物和聚合物
•作为配体，与金属离子形成配合物
曼尼希反应和席夫碱反应的比较
特征曼尼希反应席夫碱反应
反应类型三组分缩合二组分缩合
反应物醛或酮、氨基化合物、甲醛醛或酮、伯胺或仲胺
产物β-羟基胺席夫碱（亚胺）
反应机理涉及季铵盐中间体涉及水分子消除
用途合成β-羟基胺和β-氨基酮合成染料、药物和聚合物。
曼尼希碱类缓蚀剂的合成与性能研究
摘要 ： 以 甲醛 、 酮、 有机胺为原料 ， 在５ ０～１ ０ ０℃ 反 应 合 成 了 曼尼 希 碱 缓 蚀 剂 ， 并 研 究 了反 应 物
摩 尔比、 反应温度、 反应 时间和反 应体 系的 ｐ Ｈ值等 因素对反应产物缓蚀性 能的影 响。对曼尼希碱 缓蚀 剂的合成 工艺条件进 行优 化 ， 总结 了最佳 合成 工 艺条件 ： 反 应 温度 １ ０ ０℃ ， 胺和 酮摩 尔比为
入 丙酮 再 次 蒸 馏 可 得 到 橙 黄 色 固 体 ， 并 测 其 红
外 光谱 。
１ ． ５ 腐 蚀速 度评 价方 法
硫脲 、 酮 、乙 醇 （ ９ ８ ％） ， 分 析 纯； 有 机 胺 （ Ｂ Ｔ） ， 分析纯； 甲醛 ， 分析纯； 浓盐酸 （ ３ ０ ％） ；
腐蚀 介 质选 用 质 量 分数 １ ５ ％ ＨＣ １ 的水 体 ， 并
１ ． ５ ， 醛和酮为 １ ． ０ ， 反 应液 ｐ Ｈ值为 ３ ， 反 应时 间 ６ ｈ ， 此条件 合成 的缓蚀 剂在 质量分数 为 １ ５ ％Ｈ Ｃ １ 体 系 中腐 蚀 速 率 最 小 ； 把２ ％缓蚀剂加入到温度为 ９ ０℃ ， 质量分数为 １ ５ ％ 的 盐 酸体 系 中 ， 钢 片 的 腐 蚀速率 降为 ２ ． ０ １ ｇ ／ （ ｍ ． ｈ ） ， 说 明缓 蚀 剂 Ｔ Ｓ 一 ３具 有 较 好 的 抗 高 温 性 。 根 据 其 极 化 曲 线 说 明 该 缓 蚀 剂 是 以抑 制 阳极 过 程 为主 的 混合 控 制 型缓 蚀 剂 。 关键词 ： 缓蚀 剂 曼 尼 希碱 质量损失法 缓 蚀 机 理
１ ． ３ 曼 尼希碱 季铵 盐缓 蚀剂 的合成 方 法
采用 加热 回流 冷凝 法合 成曼 尼希 碱 。在 装有
Mannich反应在化学合成中的相关应用
Mannich 反应机理及在化学合成中的相关应用摘要：介绍Mannich 反应及其可能的反应历程，探析发生该反应的反应物常见 类别，简述Mannich 反应在有机合成中的相关应用。
1 Mannich 反应概述通常将具有醇式或潜在烯醇式结构的化合物（如某些炔）与醛(通常为甲醛)在酸催化下，与第一、第二胺反应，生成胺甲基衍生物的反应叫曼尼希反应。
Mannich 反应也称胺甲基化反应。
[1]例如：RCOCH 3+CE 2O+EtN +H 2CL -−−−−→−室温、水或乙醇RCOCH 2CH 2NEt 2·HCL+H 2O 该反应一般在水、乙醇等溶剂中室温条件下进行。
Mannich 反应是一类非常重要的有机合成反应。
在医药和生物碱的合成中有广泛的应用价值，可用于制备碳—氨基化产物。
并作为中间体，通过消除、取代、还原加成、环化等制备一般方法难以合成的化合物。
近年来，研究使用手性催化剂来实现间接和直接的催化不对称Mannich 反应也有较大发展。
例如：图1 直接不对称催化Mannich 反应2 Mannich 反应的常见反应物类型Mannich 反应是三种组分缩合过程，即由胺、醛和至少含有一个活泼氢的化合物（如酮）缩合而成。
可表示为：在Mannich 反应中，碱组分可以是氨、胺、脐、酞胺、氨基酸；酸组分有酮类、醛类、炔类、酚类、梭酸、杂环化合物等；醛组分为各种单醛或双醛。
由于该反应一般在水、乙醇等溶剂中室温条件下进行，故反应温度一般控制在溶液的沸点，温度不宜过高，以免副产物的增加。
[2]2.1 含有活泼α氢的化合物Mannich 反应中最常用的含有活泼α—氢的化合物是酮，不论是对称的酮，还是不对称的酮都能发生此反应；不仅酮类化合物可发生这种缩合反应,其他含有活泼α—氢的化合物也可发生这种缩合反应。
这些含有活泼α—氢的化合物主要有：图2 常见用于Mannich反应的活泼α氢化合物[3]若用不对称的酮进行Mannich反应时，综合反应优先发生在有取代基的α—碳原子上，因为多烃基取代的烯醇较稳定，更容易被亚甲胺碳正离子进攻。
曼尼希反应详细资料大全
曼尼希反应详细资料大全曼尼希反应（Mannich反应，简称曼氏反应），也称作胺甲基化反应，是含有活泼氢的化合物（通常为羰基化合物）与甲醛和二级胺或氨缩合，生成β-氨基（羰基）化合物的有机化学反应。
一般醛亚胺与α-亚甲基羰基化合物的反应也被看做曼尼希反应。
反应的产物β-氨基（羰基）化合物称为“曼尼希碱”（Mannich碱），简称曼氏碱。
基本介绍•中文名：曼尼希反应（•外文名：Mannich反应•别称：曼氏反应•套用学科：有机化学•适用领域范围：化工生产•反应机理：胺对羰基发生亲核加成•：概述,反应机理,发展历史,套用,反应的立体选择性,概述反应中的胺一般为二级胺，如哌啶、二甲胺等。
如果用一级胺，反应后的缩合产物在氮上还有氢，可以继续发生反应，故有时也可根据需要使用一级胺，一级胺与甲醛常温下会迅速脱水，形成希夫碱。
如果用三级胺或芳香胺，反应中无法生成亚胺离子，停留在季铵离子一步。
胺/氨的作用是活化另一个反应物醛。
甲醛是最常用的醛，一般用它的水溶液、三聚甲醛或多聚甲醛。
除甲醛外，也可用其他醛。
反应一般在水、乙酸或醇中进行，加入少量盐酸以保证酸性。
含α-氢的化合物一般为羰基化合物（醛、酮、羧酸、酯）、腈、脂肪硝基化合物、末端炔烃、α-烷基吡啶或亚胺等。
若用不对称的酮，则产物是混合物。
呋喃、吡咯、噻吩等杂环化合物也可反应。
曼氏反应通常需在高温下和质子溶剂中进行，反应时间长，容易生成副产物。
反应机理反应的机理如下图所示。
羰基质子化，胺对羰基发生亲核加成，去质子，氮上的电子转移，水离去，可以得到一个亚胺离子中间体。
以二甲胺作原料，这个中间体为N, N-二甲基-亚甲基氯化铵，在70年代由Kinact等人首先发现。
它具有很强的反应性，可以使很多在通常条件下难以进行的反应得以顺利进行。
反应机理亚胺离子作为亲电试剂，进攻含活泼氢化合物的烯醇型结构，失去质子，便得到产物。
产物曼氏碱比较稳定，以它作原料，经甲基化与Hofmann消除反应，或在蒸馏时和碱作用下发生的分解反应，可以得到α,β-不饱和酮。
曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究
（ ｙＬａ ｏ ａ ｏ ｙ ｆ ｒＧｒ ｅ ｅ ｃ ｌＴｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｉｉｔｙ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ， Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｒ ｏ ｅ ｎ Ｃｈ ｍｉａ ｃ ｎ ｌｇ ｆ Ｍ ｎ ｓｒ ｆ Ｅｄ ｃ ｔｏ Ｓ ｈ ｏ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅｒ ｎ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｔｉｎ ｉ ｉ ｅ ｓｔ ｃ ｏ ｌ ｈ ｍｉａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｊ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｔｉ ｎ ｉ ０ ０ ２，Ｃｈ ｎ ａ ｊｎ３ ０ ７ ｉａ）
摘 要 ： 甲 醛 、 、 机胺 和 氯 化 苄 为 原 料 ， ４ ～ ８ 以 酮 有 在 Ｏ Ｏ℃ 反 应 合 成 了 季 铵 化 曼 尼 希 碱 缓 蚀 剂 ， 失 重 法 评 价 了 用 产 物 在 质 量 分 数 为 １ 盐 酸 中 对 Ｎ ８ ５ 一Ｏ钢 片 的 缓 蚀 性 能 ， 红 外 光 谱 仪 表 征 了 其 结 构 。采 用 静 态 腐 蚀 速 度 评 用
中 图分 类 号 ： ＴＥ３ ６
极 化 曲线 交 流 阻抗
文献标识码 ： Ａ
油气井 酸 化作 业 是 增 产 的 一项 有 效 措 施 ， 虽 然 增加 了采 收 率 ， 酸化 过 程 中所 使 用 的 酸液 对 但 管 线 和设备 会 产 生严 重 腐 蚀 ＿ 开发 性 能 好 、 １ ］， 成 本低、 环保 型 的缓蚀 剂是 一个 重要 的研究 方 向＿ 。 ２ ］
一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究_彭雪飞
腐蚀与防护
CO R RO SION & PRO T ECT IO N
V ol .31 N o .5 M ay 2010
一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究
彭雪飞1 , 冯浦涌1 , 王 贵1 , 陈振宇2
(1 .中海油田生产事业技术部 , 天津 300451 ;2 .华中科技大学化学与化工学院 , 武汉 430074)
彭雪飞等 :一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究
H Cl 及含 0 .0056 mol/ L 缓蚀剂的 15 % H Cl 溶液 中极化曲线 , 拟合结果见表 3 。
电路进行拟合 。 图 5 等效电路中 Rs 、Rf 及 Rt 分别为溶液电阻 、
膜电阻与电荷转移电阻 , CP E1 与 CP Edl 分别为与 膜电容及双电层电容相关的常相位角元件 。 各元件 的拟合结果见表 2 。
F lory-H uggins[ 4] 等温方程 :
log(cθ)=lo gK +xlog(1 -θ)
(2)
式中 :c 为缓蚀剂浓度(m ol/ L), K 为相应的常数 , x 是一个尺寸参数 , 表示一个缓蚀剂分子取代的水分
子数 , x 大等于 1 表明缓蚀剂是单分子层吸附 , 小于
1 则是多分子层的吸附 。 把表 1 数据代入上述方程
摘 要 :以甲醛 、苯乙酮 、N-甲基苯胺为原料 , 经缩合反应生成曼尼希 碱 , 向 生成的曼尼 希碱中加 入氯乙酸进 行季铵 化反应 , 最终得到具有优良的酸溶性的曼 尼希碱季铵盐 。 曼尼希碱季铵盐在 碳钢表面形 成单分子 吸附层 , 每个曼尼 希碱季铵盐分子平均取代 1 .38 个水分子 。 电化学阻抗测试结果显 示 , 膜 电阻与电 荷传递电阻 同时随着 曼尼希碱季 铵盐浓度的增加而增大 。 曼尼希碱季铵盐通过降低指前因子及增加 腐蚀反应的 活化能抑 制腐蚀速率 。 将曼尼希碱 季铵盐与丙炔醇复配后 , 可以用于 180℃盐酸或土酸的酸化施工 。 关键词 :缓蚀剂 ;曼尼希碱季铵盐 ;丙炔醇 ;油井酸化 中图分类号 :TG 174.42 文献标识码 :A 文章编号 :1005-748X(2010)05-0345-04
一种曼尼希碱季铵盐耐高温酸化缓蚀剂的制备方法及应用[发明专利]
![一种曼尼希碱季铵盐耐高温酸化缓蚀剂的制备方法及应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/11413f4ef524ccbff0218444.png)
专利名称：一种曼尼希碱季铵盐耐高温酸化缓蚀剂的制备方法及应用
专利类型：发明专利
发明人：王鼎立,李勇明,陈曦宇,江有适,朱炬辉
申请号：CN201811320918.9
申请日：20181107
公开号：CN109810040A
公开日：
20190528
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种曼尼希碱季铵盐耐高温酸化缓蚀剂的制备方法及应用，制备如下：(1)将胺类物质吲哚、二苯甲基哌啶、二苯基乙胺、二苄胺或者二异丙醇胺溶于有机溶剂中，缓慢加入醛类物质3‑(2‑噻吩基)苯甲醛或肉桂醛，放入恒温水浴锅中，60‑80℃下搅拌反应1‑3h，然后将酮类物质苄叉丙酮、二苯乙烯丙酮或1,1‑二苯基丙酮加入其中，调节PH值至3—4，反应7‑10h，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，得到曼尼希碱；(2)将曼尼希碱溶于有机溶剂中，加入季铵化试剂氯甲基萘、氯化苄或者三苯氯甲烷，在70‑90℃反应14‑16h，冷却至室温，减压蒸馏。
本发明简单可行，原料无毒，安全环保，制备的酸化缓蚀剂对油气井碳钢的酸腐蚀有明显的抑制作用。
申请人：西南石油大学
地址：610500 四川省成都市新都区新都大道8号
国籍：CN
代理机构：成都金英专利代理事务所(普通合伙)
代理人：袁英
更多信息请下载全文后查看。
曼尼希碱季铵盐的合成路线
目标产物：曼尼希碱季铵盐(Mannich Base Quaternary Ammonium Salt）Step1：苯乙酮的制备（Synthesis of Acetophenone）1）向装有恒压滴液漏斗，机械搅拌装置和回流冷凝管的三口烧瓶中迅速加入粉状无水硫化铝和苯。
在搅拌下将乙酰氯自滴液漏斗缓慢加入，加完后，在水浴中搅拌回流，直至无氯化氢气体溢出为止。
2）将反应混合物冷却至室温，在搅拌下倒入浓盐酸和冷水的烧杯中，若仍有固体不溶解则补加浓盐酸使之溶解。
后分液，分出有机层，水层用苯萃取两次。
合并有机层，用氢氧化钠和去离子水洗涤至中性。
最后用无水硫酸镁干燥。
3）将干燥后的粗产物在水浴上蒸馏回收苯。
稍冷凝后改成空气冷凝装置，收集198-202°C 的馏分。
注：纯苯乙酮为无色透明油状液体，其沸点为202°C，熔点为20.5°C，折光率n D=1.5372.Step2：曼尼希碱的合成（Synthesis of Mannich Base ）在装有电动搅拌机，回流冷凝管，温度计的三口烧瓶中加入一定量的乙二胺，无水乙醇为溶剂，搅拌并滴加盐酸溶液，调节体系pH值到反应所需的酸度范围，然后再加入甲醛和苯乙酮，不断搅拌，维持反应温度恒定。
持续反应一段时间后，得到均匀透明的红棕色液体为曼尼希碱。
Step3.羰基的还原（Reduction of C arbonyl Group）在配有电动搅拌器，回流冷凝管，温度计的三口烧瓶中加入Mannnich碱，甲醇适量。
水域加热至反应物全溶，冷却至室温，在搅拌下缓缓加入硼氢化钠粉末（温度低于50°C）完毕后，升温到100°C，回流1.5h。
冷却到室温，加水稀释。
再加入稀盐酸除去末反应的硼氢化钠，待冷却到室温后抽滤，得粗产物。
以石油醚为溶剂重结晶得目标产物。
Step4:氯化苄的合成（Synthesis of Benzyl Chloride）在装有温度计，回流冷凝管和氯化氢导气管的三口烧瓶中，加入苯，多聚甲醛，氯化锌，冰醋酸，浓盐酸，搅拌下通浓硫酸干燥的氯化氢气体，在室温到50°C之间通气饱和2个小时，后于50-55°C通气体继续反应12h。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目标产物：曼尼希碱季铵盐(Mannich Base Quaternary Ammonium Salt）
Step1：苯乙酮的制备（Synthesis of Acetophenone）
1）向装有恒压滴液漏斗，机械搅拌装置和回流冷凝管的三口烧瓶中迅速加入粉状无水硫化铝和苯。
在搅拌下将乙酰氯自滴液漏斗缓慢加入，加完后，在水浴中搅拌回流，直至无氯化氢气体溢出为止。
2）将反应混合物冷却至室温，在搅拌下倒入浓盐酸和冷水的烧杯中，若仍有固体不溶解则补加浓盐酸使之溶解。
后分液，分出有机层，水层用苯萃取两次。
合并有机层，用氢氧化钠和去离子水洗涤至中性。
最后用无水硫酸镁干燥。
3）将干燥后的粗产物在水浴上蒸馏回收苯。
稍冷凝后改成空气冷凝装置，收集198-202°C 的馏分。
注：纯苯乙酮为无色透明油状液体，其沸点为202°C，熔点为20.5°C，折光率n D=1.5372.
Step2：曼尼希碱的合成（Synthesis of Mannich Base ）
在装有电动搅拌机，回流冷凝管，温度计的三口烧瓶中加入一定量的乙二胺，无水乙醇为溶剂，搅拌并滴加盐酸溶液，调节体系pH值到反应所需的酸度范围，然后再加入甲醛和苯乙酮，不断搅拌，维持反应温度恒定。
持续反应一段时间后，得到均匀透明的红棕色液体为曼尼希碱。
Step3.羰基的还原（Reduction of C arbonyl Group）
在配有电动搅拌器，回流冷凝管，温度计的三口烧瓶中加入Mannnich碱，甲醇适量。
水域加热至反应物全溶，冷却至室温，在搅拌下缓缓加入硼氢化钠粉末（温度低于50°C）完毕后，升温到100°C，回流1.5h。
冷却到室温，加水稀释。
再加入稀盐酸除去末反应的硼氢化钠，待冷却到室温后抽滤，得粗产物。
以石油醚为溶剂重结晶得目标产物。
Step4:氯化苄的合成（Synthesis of Benzyl Chloride）
在装有温度计，回流冷凝管和氯化氢导气管的三口烧瓶中，加入苯，多聚甲醛，氯化锌，冰醋酸，浓盐酸，搅拌下通浓硫酸干燥的氯化氢气体，在室温到50°C之间通气饱和2个小时，后于50-55°C通气体继续反应12h。
停止反应，冷却，过滤，有机层依次经历水洗，碳酸钠溶液洗，水洗，无水氯化钙干燥，得粗产物，后蒸馏的目的产物。
Step5:曼尼希碱季铵盐的合成（Synthesis of Mannich Base Quaternary Ammonium Salt）
在配有回流冷凝管，温度计，电热套，电磁搅拌装置的三口烧瓶中加入一定比例的曼尼希碱和氯化苄，在一定温度下，反应回流4—5h，得到曼尼希碱季铵盐。