一類水溶性的含兩個或三個苯并三氮唑環的鉀鹽衍生物的合成與應用的制作方法

本發明屬于水溶性的苯并三氮唑鉀鹽衍生物類緩蝕劑合成及其應用技術領域，特別涉及水溶性的含兩個或三個苯并三氮唑環的鉀鹽衍生物的緩蝕劑的合成及其在質量比為3％的氯化鈉溶液中對銅的緩蝕應用。

背景技術：

現有含苯并三氮唑環的緩蝕劑雖然在質量比為3％的氯化鈉溶液中對銅具有一定的緩蝕作用，但水溶性差，緩蝕效應偏低，且對苯并三氮唑修飾存在一定難度等特點。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述背景技術的不足，合成了水溶性的含兩個或三個苯并三氮唑環的鉀鹽衍生物，作為在質量比為3％的氯化鈉溶液中金屬銅的緩蝕劑。

本發明所涉及的水溶性的含兩個或三個苯并三氮唑環的鉀鹽衍生物，其化學結構式如下：

上述苯并三氮唑鉀鹽衍生物類緩蝕劑的合成方法，步驟如下：

取一定量的2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二酚置于三口燒瓶中并加入2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二酚70～80倍的乙醇溶解，再以2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二酚與氫氧化鉀摩爾比1:3的比例加入氫氧化鉀，在30～50℃反應3h將反應液移至單口燒瓶中減壓蒸餾，將減壓蒸餾所得綠色化合物用二氯甲烷溶解并過濾除去過量的氫氧化鉀，得到上述化合物2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)。

在上述化合物2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)制備過程中，以2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三酚與氫氧化鉀以摩爾比1:4的比例加入氫氧化鉀，其余步驟及試劑用量均與化合物2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)制備相同。

本發明的含水溶性的含兩個或三個苯并三氮唑環的鉀鹽衍生物在質量比為3％的氯化鈉溶液中對金屬銅有緩蝕作用；由于分子結構中增加了雜原子的數目，有助于提高緩蝕劑的緩蝕效應；且合成及分離方法簡單，原料方便易得。

附圖說明

圖1.本發明實施例1中2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)的¹H核磁共振譜圖。

圖2.本發明實施例2中2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)的¹H核磁共振譜圖。

圖3.銅試樣在質量比為3％NaCl水溶液中浸泡15天后的電鏡掃描圖。

圖4.銅試樣在質量比為3％NaCl水溶液含0.15mmol/L 2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)的溶液浸泡15天后的電鏡掃描圖。

圖5.銅試樣在質量比為3％NaCl水溶液含0.15mmol/L 2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)的溶液浸泡15天后的電鏡掃描圖。

具體實施方式

下面結合實例和附圖進一步說明本發明：

實施例1

2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)的合成

取2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二酚(0.201g,0.584mmol)置于三口燒瓶中并加入15mL乙醇溶解，再加入氫氧化鉀(0.098g,1.752mmol)，在30～50℃反應3h將反應液移至單口燒瓶中減壓蒸餾，將減壓蒸餾所得綠色化合物用二氯甲烷溶解并過濾除去過量的氫氧化鉀，得到綠色粉末狀產物，產率94％。其核磁共振氫譜如圖2所示。¹H-NMR(600MHz,DMSO-d1)(ppm):7.847-7.804(m,5H,Ar-H),7.300-7.250(m,5H,Ar-H)。

實施例2

2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)的合成

取2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三酚(0.210g,4.403mmol)置于三口燒瓶中并加入15mL乙醇溶解，再加入氫氧化鉀(0.986g,17.612mmol)，在30～50℃反應3h將反應液移至單口燒瓶中減壓蒸餾，將減壓蒸餾所得綠色化合物用二氯甲烷溶解并過濾除去 過量的氫氧化鉀，得到綠色粉末狀產物，產率90％。其核磁共振氫譜如圖4所示。¹H-NMR(600MHz,DMSO-d1)(ppm):8.006-7.895(m,6H,Ar-H),7.462-7.324(m,6H,Ar-H)。

實施例3

在溫度為298K條件下，在質量比為3％的氯化鈉溶液中對銅試樣進行了失重實驗，作為空白試驗。選擇失重實驗的時間為30天，然后銅試樣在蒸餾水、無水乙醇中超聲清洗置于干燥器中干燥一天，最后稱重測量。在相同的條件下，利用20g的銅樣品做三組平行實驗，求出平均失重為2.732g。

實施例4

在溫度為298K條件下，在含2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)緩蝕劑的質量比為3％的氯化鈉溶液中對銅試樣進行了失重實驗。選擇失重實驗的時間為30天，緩蝕劑濃度為0.15mmol/L的條件下進行，然后銅試樣在蒸餾水、無水乙醇中超聲清洗置于干燥器中干燥一天，最后稱重測量。在相同的條件下，利用20g的銅樣品做三組平行實驗，求出平均失重為0.136g。與空白試驗對比，表明化合物2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)對銅具有良好的緩蝕作用。

實施例5

在溫度為298K條件下，在含2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)緩蝕劑的質量比為3％的氯化鈉溶液中對銅試樣進行了失重實驗。選擇失重實驗的時間為30天，緩蝕劑濃度為0.15mmol/L的條件下進行，然后銅試樣在蒸餾水、無水乙醇中超聲清洗置于干燥器中干燥一天，最后稱重測量。在相同的條件下，利用20g的銅樣品做三組平行實驗，求出平均失重為0.123g。與空白試驗對比，表明化合物2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)對銅具有良好的緩蝕作用。

實施例6

本實驗需要將銅試預先加工成20mm×20mm×10mm的規格，然后在拋光機上對銅試樣進行平整處理，依次用280#、400#、800#、1200#、2000#水磨砂紙逐級打磨，使得銅試樣表面平整光滑，然后通過蒸餾水和乙醇超聲清洗約五分鐘，取出后將銅試樣分別浸泡在未添加緩蝕劑的3％氯化鈉腐蝕溶液中和分別含有2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)和2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)，浸泡15天后取出試樣，先用蒸餾水沖洗試樣表面然后烘干，使用TESCAN VEGAIII型掃描電子顯微鏡對試樣進行表面腐蝕形貌分析，并與未添加緩蝕劑和未浸泡溶液的銅試樣的腐蝕表面進行比較。掃描電鏡的加速電壓為15kV，掃描倍數為2000，掃描見圖3～5。

圖3是銅試樣在質量比3％NaCl水溶液中浸泡15天后的電鏡掃描圖，圖4是銅試樣在質量比為3％NaCl水溶液含0.15mmol/L 2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)的溶液中浸泡15天后的電鏡掃描圖，圖5是銅試樣在質量比為3％NaCl水溶液含0.15mmol/L 2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)的溶液中浸泡15天后 的電鏡掃描圖，從圖中可以看出緩蝕劑2,4-二(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3-二(醇酸)鉀(C1)和2,4,6-三(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)苯-1,3,5-三(醇酸)鉀(C2)具有較好的緩蝕效果。