專利名稱：一種n-咪唑基乙酸酯衍生物及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制備方法和用途，特別是涉及一類以咪唑和氯代乙酸酯為原料合成的N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
甲醇汽油對(duì)各類金屬的腐蝕明顯大于普通汽油。腐蝕對(duì)象主要是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、油路、油泵以及相關(guān)生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的常用金屬，包括有色金屬銅、鋁、鋅及合金、黑色金屬鋼鐵及合金等；腐蝕介質(zhì)主要是水和甲酸。甲醇汽油的強(qiáng)腐蝕性制約了它的推廣。針對(duì)甲醇汽油的強(qiáng)腐蝕性，現(xiàn)有技術(shù)已提出許多緩蝕方案方案I :專利號(hào)ZL200710045098. 2，授權(quán)公告號(hào)CN100580064C，授權(quán)公告日2010 年I月13日，專利名稱“車用甲醇汽油”的中國(guó)專利文件，公開了其中的緩蝕劑(防腐劑) 為“亞硝酸二環(huán)己胺與異丙醇、二丁胺、甘油三乙酸酯中的任意一種或兩種的混合物”。方案2 :專利申請(qǐng)?zhí)?00710306075. 2，公開號(hào)CN101240200,
公開日2008年8月13 日，發(fā)明創(chuàng)造名稱“車用甲醇清潔燃料”的中國(guó)專利申請(qǐng)文件，公開了其中的緩蝕劑(防腐抑制劑)為“烷基磷酸胺鹽”。方案3 :專利申請(qǐng)?zhí)?00810018242. 8，公開號(hào)CN101285010,
公開日2008年10月 15日，發(fā)明創(chuàng)造名稱“一種多功能醇燃料添加劑”的中國(guó)專利申請(qǐng)文件，公開了(按體積份計(jì)算)包括“丙炔醇、羥基丁二酸乙酯、肌醇六磷酸酯、N-甲基嗎啉、環(huán)己胺”的緩蝕(腐蝕抑制劑)組合物。方案4 :專利申請(qǐng)?zhí)?00910022435. 5，公開號(hào)CN101544825，
公開日2009年9月30
日，發(fā)明創(chuàng)造名稱“醇基汽油緩蝕、防溶脹、防腐蝕的添加劑聚合物及制備方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)文件，公開了(按質(zhì)量比)包括“胺基磷酸酯、雙環(huán)烷基酚、脂肪酸酰胺酯、聚丁二酰亞胺、乙二醇單乙酯、氟碳表面活性劑”的緩蝕組合物。方案5 :專利申請(qǐng)?zhí)?00910069421. 9，公開號(hào)CN101580747,
公開日2009年11月 18日，發(fā)明創(chuàng)造名稱“滿足機(jī)動(dòng)車車污染物排放限值的燃料組合物”的中國(guó)專利申請(qǐng)文件， 公開了緩蝕劑(防銹劑)為“烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物”。此外，市場(chǎng)上還有一些衍生物類型的多效緩蝕劑，例如T406(苯三唑脂肪酸胺鹽)、Τ551 (苯三唑衍生物)、Τ561 (噻二唑衍生物)、Τ703 (十七烯基咪唑啉烯基丁二酸鹽)、 Τ708 (烷基磷酸咪唑啉)、Τ711 (N-油酰肌胺酸十八胺鹽)等。經(jīng)查驗(yàn)，以上方案或衍生物均有一定的甲醇汽油緩蝕能力，但在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)一些不足之處一、有的方案環(huán)保性不足。例如方案I的亞硝酸二環(huán)己胺對(duì)多種金屬具有較優(yōu)良的緩蝕作用，但已被證明是可疑的致癌物。方案3的丙炔醇毒性較大。在衍生物類型的多效緩蝕劑中，Τ561 (噻二唑衍生物)含硫。二、有的方案不符合新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。我國(guó)從2009年12月I日開始實(shí)施GB/ Τ23799-2009車用甲醇汽油(Μ85)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的“表I車用甲醇汽油(Μ85)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法”中，明確載有以下內(nèi)容“注不得人為加入對(duì)車輛可靠性和后處理系統(tǒng)有害的含鹵化物的添加劑及含鐵、含鉛和含磷的添加劑”。由于現(xiàn)有技術(shù)的緩蝕方案大多在該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前提出，造成許多方案含有以上注釋提及的“不得人為加入的”成分。例如方案2的烷基磷酸胺鹽含磷，方案3的肌醇六磷酸酯含磷，方案4的胺基磷酸酯、氟碳表面活性劑分別含磷和鹵化物。而在衍生物類型的多效緩蝕劑中，T708 (烷基磷酸咪唑啉)含磷。三、有的方案缺乏多效緩蝕作用。例如方案5的緩蝕劑(防銹劑)僅為烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物。該緩蝕劑以黑色金屬的緩蝕為主，對(duì)有色金屬緩蝕效果不佳。四、有的方案以組合物復(fù)配緩蝕劑、具有多效緩蝕作用。但是緩蝕劑種類偏多，帶來(lái)如下缺點(diǎn)其一，配制過(guò)程繁復(fù)，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。其二，不同種類的緩蝕劑分子對(duì)金屬表面吸附、覆蓋能力不同，可能存在某種競(jìng)爭(zhēng)和拮抗作用。例如方案3的組合物有5種物質(zhì)， 方案4的組合物更有6種物質(zhì)，多種物質(zhì)之間的相互影響不易準(zhǔn)確把握。五、現(xiàn)有的大多數(shù)衍生物類型的緩蝕劑是為潤(rùn)滑油和燃料油設(shè)計(jì)的，油溶性好、但醇溶性不好。例如多效緩蝕劑T406、T551、T561、T703、T708、T711，在甲醇汽油中必須用互溶劑才能實(shí)現(xiàn)分散、使用不便，且分子量較大，導(dǎo)致用量較大、會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)積炭增加過(guò)快。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明以咪唑與乙酸酯合成N-咪唑基乙酸酯衍生物， 用作甲醇汽油的多效緩蝕劑。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種醇溶性好、環(huán)保、毒性低、用量少，具有多效緩蝕作用N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制備方法和用途。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種N-咪唑基乙酸酯衍生物，其結(jié)構(gòu)如式⑴所示，其由咪唑和乙酸酯基團(tuán)組成，
權(quán)利要求
1.一種N-咪唑基乙酸酯衍生物，其特征在于所述N-咪唑基乙酸酯衍生物結(jié)構(gòu)如式(I)所示，其由咪唑和乙酸酯基團(tuán)組成，
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下反應(yīng)步驟1)氯代乙酸酯的合成在裝有回流管、CaCL2干燥管的圓底燒瓶中，加入摩爾比為I : I. 05 I. I的氯乙酸與低碳醇，油浴加熱、緩慢升溫至回流，回流6 8h，停止加熱、靜置6 8h冷卻至室溫，將反應(yīng)物傾入蒸餾水中，靜止分層，分離出有機(jī)層；用NaHCO3飽和水溶液洗滌有機(jī)層2-4次，再用無(wú)水氯化鈣干燥有機(jī)層，放置ll_15h后，減壓蒸餾精制，得到無(wú)色的氯代乙酸酯液體，其反應(yīng)式如式(II)所示；C1CH2C00H+R0H — C1CH2C00R+H20(II)2)N-咪唑基乙酸酯衍生物的合成在裝有回流管、CaCl2干燥管、恒壓滴液漏斗的三口圓底燒瓶中，加入質(zhì)量比為68 1600 1700 28 30 80 90的咪唑、丙酮、聚乙二醇400和碳酸鉀混合均勻，加熱至75-95°C，再逐步滴加與咪唑等摩爾量的氯代乙酸酯，滴加完畢，升溫至80 105°C回流5. 5 6. 5h，停止加熱、靜置6 8h冷卻至室溫，抽濾反應(yīng)物，用丙酮洗滌濾層3-4次，合并抽濾液及丙酮洗滌液，減壓蒸餾合并的溶液得到所述的 N-咪唑基乙酸酯衍生物，其反應(yīng)式如式(III)所示，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于所述步驟I)中的低碳醇為甲醇、乙醇或正丙醇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于所述步驟I)中將反應(yīng)物傾入蒸餾水中時(shí)，所用的蒸餾水的量以原料Imol氯乙酸計(jì)，使用蒸餾水I.2 2L。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于所述步驟I)中用NaHCO3飽和水溶液洗滌反應(yīng)物時(shí)，每次洗滌NaHCO3飽和水溶液的用量以原料 Imol氯乙酸計(jì)，每次用量60 80mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于 所述步驟2)中，當(dāng)R為CH3,氯代乙酸酯的滴加溫度為75V ;當(dāng)R為C2H5時(shí)，氯代乙酸酯的滴加溫度為85°C，當(dāng)R為C3H7時(shí)，氯代乙酸酯的滴加溫度為95°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于 所述步驟2)中，氯代乙酸酯滴加完畢進(jìn)行升溫回流，當(dāng)R為CH3,反應(yīng)液的回流溫度為80 85°C;當(dāng)R為C2H5時(shí)，反應(yīng)液的回流溫度為90 95°C，當(dāng)R為C3H7時(shí)，反應(yīng)液的回流溫度為 100 105 。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N-咪唑基乙酸酯衍生物的制備方法，其特征在于所述步驟2)中，用丙酮洗滌濾層時(shí)，所用的丙酮的量以原料Imol咪唑計(jì)，每次用量IOOg丙酮。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物的用途，其特征在于所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物在甲醇汽油中作為緩蝕劑的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物的用途，其特征在于所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物在甲醇汽油中作為緩蝕劑的應(yīng)用時(shí)，N-咪唑基乙酸酯衍生物在甲醇汽油中的添加量為甲醇汽油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的O. 001% O. 005%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種N-咪唑基乙酸酯衍生物及其制備方法和用途，所述N-咪唑基乙酸酯衍生物由咪唑和乙酸酯基團(tuán)組成，其制備方法包括1)在反應(yīng)瓶中加入氯乙酸與低碳醇，緩慢升溫回流6～8h，反應(yīng)完畢經(jīng)后處理再減壓蒸餾得到無(wú)色的氯代乙酸酯液體；2)在反應(yīng)瓶中加入咪唑、丙酮、聚乙二醇400和碳酸鉀混合均勻，加熱至75-95℃，再逐步滴加氯代乙酸酯，滴加完畢溫至80～105℃回流5.5～6.5h，反應(yīng)完畢經(jīng)后處理再減壓蒸餾得到所述的N-咪唑基乙酸酯衍生物。本發(fā)明的N-咪唑基乙酸酯衍生物可作為多效甲醇汽油緩蝕劑，其環(huán)保、毒性低、用量少、醇溶性好、具有多效緩蝕作用、以單一組分的方式用于甲醇汽油緩蝕。
文檔編號(hào)C10L1/232GK102603641SQ20121001764
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者余平, 張延涵, 李隆梅, 王素偉, 陳居濱 申請(qǐng)人:中源新能源(福建)有限公司