Гідрати 2-хінолінзаміщених-5(6)-бензоілбензимідазолів, як інгібітори корозії сталі в розчинах соляної кислоти

Гідрати 2-хінолінзаміщених-5(6)-бензоілбензимідазолів I-III O O N . H2 O N H II N H I N . H2 O C6 H5 N C6 H5 - C N C6H 5 - C C6 H5 - C O CH3 N N. H2 O N H III N H І (ИК-306) N C6 H5 - C O N H ІІ (ИК-328) N H2O N . H2 O C6H5 CH3 N . H2 O ІІІ (ИК-310) Синтезовані сполуки володіють інгібуючою активністю в 10%-ному розчині соляної кислоти і можуть бути використані для протикорозійного захисту різноманітного устаткування та медичних інструментів, виго товлених з вуглецевої сталі. В патентній та науково-технічній літературі відсутні дані про ці речовини та їх властивості. Найближчим до винаходу за технічними результатами є промисловий інгібітор ЧМ, що складається з важких фракцій при перегонці хінолінових основ (Алцыбеева А., Левин С. Ингибиторы коррозии металлов. - Изд-во Химия, 1968). Недоліками технічного інгібітора ЧМ є: 28833 N H (11) O O UA N C 6H5 - C N C 6H5 - C (19) Винахід відноситься до галузі органічної хімії, конкретно до гідратів 2-(хіноліл-2)-5(6)-бензоілбензимідазолу (І), 2-(2-метилхіноліл-4)-5(6)-бензоілбензимідазолу (ІІ), 2-(2-фенілхіноліл-4)-5(6)-бензоілбензимідазолу (ІІІ). (13) A як інгібітори корозії сталі в розчинах соляної кислоти. 28833 1. Низька інгібуюча активність при значних концентраціях (при 30°С і концентрації 0,8 г/л ступінь захисту містить усього 59,4%). 2. При підвищенні температури ефективність інгібітора падає (при 60°С - 48,8%, при 90°С 42,3%). В основу винаходу поставлено задачу розширення асортименту високоефективних інгібіторів корозії сталі в кислих середовищах, діючих при низьких концентраціях, а також при підвищених темNH2 C 6H5 - C NH2 O пературах шля хом використання гідратів 2хінолінзаміщених-5(6)-бензоілбензиміда-золів в якості інгібіторів корозії сталі в розчинах соляної кислоти. Синтез основ І-ІІІ ведуть при нагріванні 3,4-діамінобензофенона та відповідних хінолінкарбонових кислот при 190-200°С в середовищі поліфосфорної кислоти (ПФК), яка служить водночас каталізатором та розчинником. Процеси здійснюються за наступними схемами: ПФК + N C6H5 - C HO OC N N H O IV N . H 2O I COOH NH 2 C 6H5 - C NH 2 O ПФК + N C 6H 5 - C CH 3 N O IV CH3 N . H2O N H II COOH NH 2 C 6H5 - C NH2 O ПФК + N C 6H 5 - C C 6H 5 N O IV N H C6H 5 N . H 2O III 3,4-діамінобензофенон (IV) та ПФК - відомі речовини та методики їх одержання описані в хімічній літературі. Одержані кінцеві речовини І-ІІІ удають з себе білі кристалічні речовини, будова яких підтверджена методами елементного аналізу, ІЧ- та ПМРспектроскопії. Дослідження інгібуючих властивостей нових синтезованих речовин проводили по "Унифицированной методике промышленных испытаний ингибиторов и пенообразователей, применяемых при травлении стали в неокислительных минеральных кислотах" (г. Днепропетровск, ДМеТи, 1978) на модельних зразках сталі (Ст.3кп) розміром 50´25´2 мм. В якості корозійного середовища використовують 10%-ні водні розчини соляної кислоти. Швидкість корозійного руйнування визначали гравіметричним методом на п'яти паралельних зразках. Ефективність інгібуючих домішок оцінювали по величині ступеня захисту (z, %): K -K z= 0 × 100% K0 де К0 і К - швидкості розчину металу в агресивному середовищі без інгібітора та з інгібітором, відповідно, в г/м 2год. Довгочасність досліджень 6, 3 та 1 година, відповідно, при температурах 30, 60 та 90°С. Дослідження речовин І-ІІІ показали, що вони забезпечують в 10 %-ному розчині соляної кислоти ступінь захисту металів при концентраціях 0,050,8 г/л та температурах 30, 60, 90°С рівну: для речовини І (ИК-306) 38,9-61,8; 35,7-69,7; 40,0-56,9, для речовини II (ИК-328) 36,7-66,4; 34,1-68,8; 38,7-55,6, для речовини III (ИК-310) 40,3-71,4; 34,5-75,2; 43,5-60,4 та є ефективними при корозії сталі в солянокислих середовищах при 30-90°С, значно перевищує антикорозійну активність прототипу – промислового інгібітора ЧМ (див. табл.) і можуть використовуватися для антикорозійного захисту устаткування, що працює в агресивних середовища х в хімічній промисловості, а також для захисту медичних інструментів в агресивних дезинфікуючих середовищах. Приклад 1 Одержання гідрату 2-(хіноліл-2)-5(6)-бензоілбензимідазолу І (ИК-306). Суміш 2,12 г (0,01 моль) 3,4-діамінобензофенона і 3,4 г (0,02 моль) хінальдинової кислоти у 30 г ПФК нагрівають 2,5-3 години при 190-200°С, реакційну масу охолоджують до 80°С та обробляють аміаком. Одержують гідрат 2-(хіноліл-2)-5(6)бензоілбензимідазолу, т.пл. - 129-130°С (із мети 2 28833 лового спирту). Ви хід 2,3 г (63%). Знайдено, %: С 74,53; Н 4,56; N 11,48. С23Н15N3O×H2O. Вирахувано, %: С 75,18; Н 4,67; N 11,40. Приклад 2 Одержання гідрату 2-(2-метилхіноліл-4)-5(6)бензоілбензимідазолу ІІ (ИК-328). Суміш 2,12 г (0,01 моль) 3,4-діамінобензофенона і 3,6 г (0,02 моль) 2-метил-4-хінолінкарбонової кислоти в 30 г ПФК нагрівають 3 години та, аналогічно прикладу 1, одержують гідрат 2-(2метилхіноліл-4)-5(6)-бензоілбензимідазолу, т.пл. 185-188°С(із водного метилового спирту). Вихід 2,4 г (64%). Знайдено, %: С 75,32; Н 4,92; N 11,03. С24Н17N3O×H2O. Вирахувано, %: С 75,57; Н 5,03; N 10,20. ІЧ-спектр, n, см -1: 1670 (С=0); 3490 (NН). Приклад 3 Одержання гідрату 2-(2-фенілхіноліл-4)-5(6)бензоілбензимідазолу III (ИК-310). Суміш 2,12 г (0,01 моль) 3,4-діамінобензофенона і 6,42 г (0,02 моль) 2-феніл-4-хінолінкарбонової кислоти в 30 г ПФК нагрівають 3 години і, аналогічно прикладу 1, одержують гідрат 2-(2фенілхіноліл-4)-5(6)-бензоілбензимідазолу, т.пл. 203-205°С (із водного етилового спирту). Ви хід 2,56 г (58%). Знайдено, %: С 78,51; Н 4,87; N 9,46. С29Н19N3 О·Н2О. Вирахувано, %: С 78,53; Н 4,78; N 9,48. ІЧ-спектр, n, см -1: 1660 (С=0); 3470 (NН). Таблиця Ступінь захиту в 10%-ній HCl, z % Інгібітор корозії І ИК-306 ІІ ИК-328 ІІІ ИК-310 ЧМ прототип Конц. г/л 0,05 0,1 0,5 0,8 0,05 0,1 0,5 0,8 0,05 0,1 0,5 0,8 0,05 0,1 0,5 0,8 30 38,9 54,9 62,8 61,8 36,7 53,9 59,1 66,4 40,3 55,7 61,2 71,4 19,5 38,6 54,2 59,4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 3 Т, °С 60 35,7 51,8 74,5 69,7 34,1 44,4 67,9 68,8 34,5 49,8 71,4 75,2 15,8 32,5 40,6 48,8 90 40,0 51,6 60,2 56,9 38,7 53,0 54,5 55,6 43,5 57,6 61,2 60,4 7,9 27,3 31,8 42,3