二硫代氨基甲酸盐缓蚀剂DTC-1的合成及性能研究

中加 入一定 量 的溶 剂 、 碱液 和胺类物 质混合 体 ， 不 断搅 拌 ， 待其 混 合 均匀 后 ， 制温 度 ， 控 滴加 二硫 化 碳 ； 反应 体 系控 制在 一定 温度 范 围 内 ， 续 搅 将 继 拌 ， 后再 加 热 到 一定 温度 后 ， 温 反应 一 定 时 然 恒
９源自文库
间 。待 反应完 成 后 得 酒棕 红 色 均 匀 液体 ， 即二 硫
代氨基 甲酸盐 Ｄ Ｃ一１产 品。 Ｔ
１３ 结构表 征 ．
表 １ 缓蚀 剂 Ｄ ＴＣ一 １稳定性
存放时间／ ｄ
３ ０
腐蚀速￣－ｍｍ・ ／ ８
Ｏ０ Ｏ３ ． ７ Ｏ． ７ Ｏ ３５ ０． ７ ０ ３８ ０． ７ ０ ４１ Ｏ． ７ ０ ３９
ｃ＝ 伸 缩 振 动 引 起 的 ； ０ ｍ 处 吸 收 峰 是 ＝Ｏ １００ ｃ Ｃ－Ｓ 的伸 缩振 动 吸收峰 ； ７ ｍ 处 吸 收峰是 ￣ － 键 ７ ４ｃ ｃ Ｓ 的伸 缩 振 动 吸 收 峰 ； ３ ．０ｃ 处 左 右 — 键 ５６５ ｍ 的对 称峰 为 Ｋ 键 伸 缩 振 动 吸 收 峰 ； ４ ８ｃ －ｓ １ ５ ｍ 处 的吸 收峰是 Ｎ Ｃ — 键伸缩 振 动 吸收 峰 ， 明合 成 表
氨基 甲酸盐及其衍生物广泛应用于橡胶、 石油、 农 业、 矿业、 医药、 环境保护和分析化学等领域。 针对 超低 渗 、 低 孔 油藏 油气 田地 区完 井作 超 业过 程 中存 在 的问题 以及开发 无毒 、 公 害 、 无 低成 本、 可生物降解和环境友好的缓蚀剂产品思路 ， 再 根据 缓蚀 剂作 用 机理 ， 者选 取 简 单 易得 的原 料 笔 合成一种含 Ｎ ０ Ｓ ， ， 元素的环保 、 高效有机物缓蚀
Ｄ Ｃ一１ Ｔ 。红外光谱 图对 其进 行结构表征 ， 证实合成物 为 目标 产物。考 察了缓蚀剂 Ｄ Ｃ—ｌ性能 ， Ｔ
包括稳定性、 溶解分散性 、 乳化倾 向性及 缓蚀性 。结果 表明 ， 缓蚀 剂 Ｄ Ｃ—Ｉ 能稳定 ， Ｔ 性 溶解性好 ， 无乳化倾 向性 ； 在盐水 中具有 良好 配伍性和缓蚀性能 ； 适用于弱酸性 、 中性和碱性 流体介质体系 ； 适宜温度范围大 ， 在油气 田作业 中具有推广使用的前景 。
剂二 硫代 氨基 甲酸盐类 。该 缓蚀剂 缓蚀性 能 良好 且兼 有阻垢 、 菌 、 氧等 多 种功 效 ， 杀 抗 】 目前 国内
对它研 究极 少 ， 还没有 现场应 用方 面的报 道 。
１ 二 硫代 氨基 甲酸盐 ＤＴ Ｃ一１的合 成
１ １ 反应 机理 ．
Ｎ Ｈ 旷一 ＞ ／＋ 。
合 成产物 Ｄ Ｃ一１红 外 光 谱 见 图 １ 由 图 １ Ｔ 。 可见 ， ０ ３１０—３５０ｅ 处 出现 吸 收 宽 峰 ， ０ ｍ 主要
６ ０
９ ０
１０ ｏ １０ ２
是氨基Ｎ 伸缩振动引起 的； —Ｈ 在谱 图中 １ ０ ０— ６ １８０ｅ 之 间 都 出 现 了 吸 收 峰 ， 要 是 羰 基 ０ ｍ 主
关键词 二硫代氨基 甲酸盐 缓蚀 剂 合成
二 硫 代 氨 基 甲酸 盐 （ ｉｉｃｒａ ａ ） 称 ｄｔｏａｂｍ ｔ 简 ｈ ｅ Ｄ Ｃ， １ 纪 中期 就 已在 实验 室通 过有 机 伯胺 Ｔ 在 ９世 或 仲胺 与二硫 化 碳反 应 而合 成 ¨ 。 目前 ， 硫代 】 二
在碱 性溶液 中 ， 胺或 仲胺 与 Ｏ 作 用 生成 伯 Ｈ一 伯胺或 仲胺 负离 子 ， 负离 子 进攻 硫 碳基 上 的碳 该 原 子生成 硫 负离子 中间 体 ， 一步 骤 决定 该 反应 这 速度 ； 然后 ， 正 电荷 的钾离 子 加到 负离 子上 ， 带 制 得 目的产 物 】 。该 反应 历程 为 ：
８
精 Ａ
细
石
油
化
工
进
展
ＡＤ ＶＡＮＣ Ｓ Ｉ Ｆ ＮＥ ＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ ＡＬ Ｅ Ｎ Ｉ Ｐ Ｃ Ｓ
第 ｌ … ９期 ’ １卷第 …
二 硫 代 氨 基 甲酸 盐 缓 蚀 剂 Ｄ Ｃ一１ Ｔ 的合 成及 性 能研 究
詹 炙
（ 中石化西南石 油局钻井工程研究院 ， 阳 ６８ ０ ） 德 １００ 摘 要 以价廉易得的碳 酰二 胺 （ 尿素 ） 二硫化碳反 应 ， 成 了二硫 代氨 基 甲酸盐缓蚀剂 与 合
收稿 日期 ：０ ０—０ ２ 。 ２ １ ４— ９ 作者简介 ： 唐力 ， 西南石油 大学应用化学硕士 ， 主要从事油气 田化学 品研发和技 术服务 等工作 ， 现工作于 中石化西南石油 局钻井工程研究院。
２ １ ９月 ００年
唐
力． 二硫代氨基 甲酸盐缓蚀剂 Ｄ Ｃ一 Ｔ １的合成 及性 能研究
。
采用 碳酰 二 胺 （ 素 ） 二 硫 化 碳 及 氢 氧 化 尿 与
钾反应合成二烷基二硫代 氨基 甲酸钾 ， 此反应为 亲核 加成 反应 ， 反应剧 烈且放 热量 大 。
由于二 硫化 碳 分子 中硫 原子 的 电负 性 大 ， 吸
１２ 合 成方 法 ．
合 成装 置 由回流冷凝 管 、 压分液 漏斗 、 恒 温度
计 、 拌器和 三 口烧 瓶 等组成 。首先 ， 搅 在三 口烧瓶
电子 能力 强 ， 同时 分子 中 Ｓ Ｃ双 键 由一 个 ｏ键 — ｒ 和一 个 叮键组成 ， ｒ 而 键 的电子云 流动性 比 仃键 的 电子云 流动 性大 ， 的 电子 云 向硫 原 子偏 移 ， 竹键 造成 ｓ＝ ＝ Ｃ基 中带 部 分负 电荷 硫 原子 的活 性 比带 部分 负 电荷碳 原 子 的 活性 大 ， 造成 ｓ Ｃ基 中碳 — 原 子裸 露 ， 而 易发 生 亲核 加 成 反应 。亲核 试 剂 因 首 先加 到碳 原 子上 ， 也 是 决定 整 个 反 应速 度 的 这 关 键 一步 ， 然后 亲 电试 剂 再 加 到带 有 负 电荷 的硫 原 子 上 ， 过程 速度较 快 。 此
一
ｃ
一 ｓ ＋ 一 一 一 ＞ Ｓ 篮 ２
其化学反应方程式如下：
主反 应 ：
＞Ｎ ＋Ｓ＋ Ｏ 一 Ｈ Ｃ Ｋ— ＞Ｎ ２ 一Ｉ Ｉ
副反应 ：
ＣＳ ＋２ＫＯＨ ￣ＫＯＣＳ ２ ＳＫ＋Ｈ２ ０ ６ＫＯＨ ＋ ３ＣＳ２ － —一－ ＣＳ３ ２Ｋ２ ＋Ｋ２ Ｃ０３ Ｈ２ ＋３ ０