Высшие n-ацил-n, n1 -трифенил- - аминоизобутириламидиний хлориды, обладающие способностью ингибировать химическую коррозию металла в сероводородсодержащих минерализованных средах

 

Использование: в металлургии, в качестве ингибитора коррозии металла в сероводородсодержащих средах. Сущность изобретения: продукт высшие N-ацил -N N¹ N²-трифенил-β-аминоизобутириламидинийхлориды ф-лы PhN(C_nH_2n+1C=O)CH₂C(CH₃)H-C-NHPh[(+)NHPh)Cl^- где n =8,10,17. БФ C₃₁H₄₀ClN₃₀ . Т.пл. 159-160°С. Выход 92%. БФ C₃₃H₄₄ClN₃₀ . Т.пл. 166-168°С. Выход 95% БФ C₄₀H₅₈ClN₃₀ . Т.пл. 148-150°С. Выход 89%. Реагент 1: ацилхлориды. Реагент 2: N, N¹ N²-трифенил-β-аминоизобутириламидин. Условия реакции: безводный серный эфир. 2 табл.

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к производным -аминоизомасляной кислоты - высшим N-ацил-N,N¹,N²- трифенил- β -аминоизобутириламидиний хлоридам (гидрохлоридам высших N-ацил-N, N¹, N²-трифенил- β -аминоизобутириламидинов) общей формулы (I), обладающим способностью ингибировать химическую (под действием химически агрессивной среды) коррозию металлов в водно-солевых средах, содержащих сероводород, т. е. в условиях, характерных для работы нефтепромыслового оборудования и трубопроводов в условиях нефтедобычи.

Известен ряд природных [1,2] и синтетических [2-4] производных амидинов β -аминопропионовой кислоты, некоторые из которых обладают высокой антивирусной активностью [1]. Среди производных β -аминоамидинов ближайшим структурным аналогом заявляемых соединений (I) является β -амино- β -N-стеароилпропионамидин (II) [2].

Основным отличием структуры (II) от заявляемых соединений (I) является отсутствие фенильных заместителей при атомах азота амидинового фрагмента и ацилированной аминогруппы. Такого рода заместители имеются в структурах N-ацетил-N,N¹,N²- триарилглицинамидинов (III) [5], также способных представлять структурные аналоги заявляемых соединений.

О каких-либо практически полезных свойствах веществ (II) и (III) неизвестно.

Заявляемые структуры (I) являются бифункциональными; их можно рассматривать как комбинацию фрагмента амида (конкретно, анилида) высшей насыщенной карбоновой кислоты (А), N¹,N²-дизамещенного амидиниевого фрагмента (Б) и соединяющего их углеводородного звена (С).

CC C₁₇HNHCHH₂ H₂ r Информация о способности амидиниевых солей (фрагмент Б) или свободных амидинов ингибировать коррозию металлов в литературе отсутствует. В то же время есть сведения о высокой эффективности амидов высших карбоновых кислот (в том числе стеариновой) в качестве ингибиторов коррозии металла [6-8]. Таким образом, наиболее близким по структуре к заявляемым веществам (I), обладающим способностью ингибировать коррозию металла (прототипом) является стеароиланилид (IV).

Однако в условиях сероводородной коррозии этот ингибитор недостаточно активен (см. ниже).

Задачей изобретения является выявление новых производных амидов высших карбоновых кислот, проявляющих повышенную способность ингибировать коррозию металла в сероводородсодержащих минерализованных средах.

Поставленная задача достигается заявляемыми соединениями общей формулы (I), обладающими способностью ингибировать химическую коррозию металла в сероводородсодержащих минерализованных средах. По способности ингибировать коррозию металла предлагаемые соединения превосходят известные структурные аналоги.

Эти соединения получают ацилированием N¹,N²-дифенил- β -N- фениламиноизобутириламидина хлорангидридами высших карбоновых кислот.

П р и м е р 1. N¹,N²-дифенил- β -N-фениламино-N-пеларгоноилизобутириламидинийхлорид (I, n=8).

К раствору 2,0 г (0,006 моль) N¹,N²-дифенил- β -N- фениламиноизобутириламидина в 30 мл безводного серного эфира при перемешивании прибавляют 1,07 г (0,006 моль) пеларгоноилхлорида в 20 мл безводного эфира. На следующий день отфильтровывают осадок аналитически чистого продукта; выход 2,5 г (81% ).

CH₂C(CH₃) C (I) C₁₇HNHPh _(VI) П р и м е р 2. N¹,N²-дифенил- β -N-фениламино-N- ундеканоилизобутириламидинийхлорид (I, n=10) получают аналогично примеру 1 из 2,1 г (0,0063 моль) N¹,N²-дифенил- β -N- фениламиноизобутириламидина и 1,3 г (0,0063 моль) ундеканоилхлорида.

П р и м е р 3. N¹,N²-дифенил- β -N-фениламино-N- стеароилизобутириламидиний хлорид (I, n= 17) получают аналогично примеру 1 из 2,1 г (0,0063 моль) N¹, N²-дифенил- β-N- фенилизобутириламидина и 1,93 г (0,0063 моль) стеароилхлорида.

Полученные соединения малорастворимы в воде, хорошо растворимы в спиртах, диполярных апротонных растворителях, хлороформе.

Заявляемые соединения представлены в табл. 1. Их структура доказана элементным анализом, данными ИК-, УФ- и ПМР-спектров.

В ИК-спектрах продуктов (в вазелиновом масле) фиксируются полосы поглощения скелетных колебаний ароматических циклов при 1495-1500 и 1595-1600 см^-1, δ(N⁺-H) при 1570-1575 см^-1, ν(N N) около 1615 см^-1, наиболее интенсивные полосы поглощения ν (С=0) около 1660 см^-1 и серия полос поглощения ν (N⁺-H) в интервале 2400-2800 см^-1 с максимумами около 2695 и 2735 см-1. В УФ-спектрах (в метаноле) заявляемых веществ наблюдается интенсивный максимум поглощения при 263,5 нм (lg ε ≈ 4,20). Наличие интенсивной полосы поглощения в области 260 нм в УФ-спектрах, а также положение пика ν (С=0) при 1660 см^-1, а не при 1690 см^-1, как в N¹,N²-дифенил-N¹-ацетилацетамидине, присутствие в ПМР спектрах (в СDCl³) уширенного синглета δ (N⁺-H) дифенилзамещенного амидиниевого фрагмента в области 12,15 м. д. свидетельствуют, что ацильный заместитель в продуктах (I) находится у аминогруппы, а не присоединен к амидиновому фрагменту [5].

Испытание ингибиторов коррозии металлов в сервоводородсодержащей минерализованной среде проводят на стали 3 в течение 6 ч согласно ОСТ 39-099-79 [9] в стандартном растворе плотностью 1,12 г/см³, содержащем, г/л: натрия хлорид 144; кальция хлорид 23, магния хлорид 22; кальция сульфат 1,4, уайт-спирит 0,7, сероводород 0,10.

Результаты испытаний заявляемых соединений и соответствующие данные для прототипа (стеароиланилида) и для применяемого в нефтяной промышленности ингибитора АНП-2 по ТУ 6-02-1076-76, представляющего собой гидрохлорид смеси аминопарафинов [10] приведены в табл.2.

Рассмотрение табл. 2 показывает, что предлагаемые соединения обеспечивают практически приемлемую защиту от химической коррозии (Z ≈ 90% и выше при концентрации 50 мг/л), тогда как АНП-2 проявляет ту же активность что и наихудшее из заявляемых соединений (пример 3) в концентрации в 2 раза более высокой (100 мг/л). Стеароиланилид (прототип) при концентрации 50 мг/л в 2,25 раза мене активен, чем наихудший из заявляемых образцов (пример 3) и в 5 раз, чем лучший (пример 2). Лучший из заявляемых образцов (пример 2) замедляет коррозию в сероводородсодержащей минерализованной среде в 20 раз, что обеспечивает практически полную защиту от коррозии.

Свойства, которыми обладают заявляемые соединения (I), могут позволить найти им применение в нефтяной промышленности для защиты от коррозии систем поддержания пластового давления и трубопроводов.

Формула изобретения

Высшие N-ацил-N, N¹, N² -трифенил- β -аминоизобутириламидиний хлориды общей формулы CHCCl^-, где n = 8, 10, 17, обладающие способностью ингибировать химическую коррозию металла в сероводородсодержащих минерализованных средах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2