Библиографическое описание:

Байрамов Г. И. Синтез новых производных cульфадимезина на основе α-хлор-алкоксиметл эфиров и хлоразона и их исследование // Молодой ученый. — 2009. — №7. — С. 49-52.

On the basis of  α - chlorine-alkyl and alkenyloxymethyl aethers and chlorazon have been synthesized 8 new derivative sulfadimezine organic connections. It has been conducted their researches as inhibitors protection against corrosion of metals. These new connections (especially connections V-VIII), containing some functional groups and 7 atoms of nitrogen even at concentration 2,5; 5; 10 mg/l are highly effective inhibitors.

 

На основании α-хлор-алкил и алкенилоксиметил эфиров и хлоразона были синтезированы 8 новых производных сульфадимезиновых органических соединений. Проведено их исследования в качестве ингибиторов защиты от коррозии металлов. Эти новые соединения (особенно соединения V-VIII), содержащие несколько функциональных групп и 7 атомов азота даже при концентрации 2,5; 5; 10 мг/л являются высокоэффективными ингибиторами.

 

       В результате ранее проведенного нами синтеза азот и серосодержащих органических соединений и их исследования в качестве ингибиторов [1–2] было установлено, что действительно соединения, содержащие несколько функциональных групп и много атомов азота  обладают высокоэффектив-ными свойствами ингибиторных веществ [3].

            В связи с этим, в результате продолженных работ по синтезу и исследованию, нами на основе a-хлор-октоксиметил, a-хлор-десоктиме-тил, a-хлор-ундесоксиметил и 2,6-дихлор-5-оксогексен-2 эфиров, а так же на основе хлоразона были получены производные сульфадимезина (услов-но названные органическими соединениями I-VIII). Синтез и исследования были проведены известными методами в литературе [4–7].

            Синтез был проведен в несколько нижеследующих этапов:

I.                  На первом этапе был проведен синтез a-хлор-алкенилок-симетил эфиров на основании нижеследующих реакций известными методами в литературе [4–6]:

 

CH2O     +    ROH    +    HCl­   ROCH2Cl    +    H2O

 

      где,         R= – C8H17; –C10H21; –C12H25; –CH2–CH=CCl–CH3.

Структура и элементный анализ синтезированных a-хлор-октоксиме-тил, a-хлор-десоксиметил, a-хлор-ундесоксиметил и 2,6-дихлор-5-оксогек-сен-2 эфиров были определены известными методами. Полученные результаты соответствуют известным в литературе [4-6] показателям.

II. На втором этапе была проведена реакция a-хлор-алкил и алкенилоксиметил эфиров с сульфадимезином и были синтезированы новые органические соединения I–IV. Синтез был проведен по известному методу в литературе [7]:

 

 

 

 

 

 


  где   R= –C8H17 (I);  –C10H21 (II);  –C12H25 (III),  –CH2–CH=CCl–CH3 (IV).

 

III. На третьем этапе была проведена реакция синтезированных на втором этапе новых органических соединений с хлоразоном и были синтезированы новые органические соединения V–VIII. Синтез был проведен по известному методу в литературе [7]:

 

 

 

 

 


   

 

      где,                              ;  R=  –C8H17 (V);  –C10H21 (VI); –C12H25 (VII);

                                                               –CH2–CH=CCl–CH3 (VIII).

 

 

           Определение структуры новых синтезированных органических соединений I–VIII было проведено снятием их в ИК и масс спектре. Информация об этом приведена в разделе экспериментальной части.

Процентный выход, физико-химические константы и элементный анализ новых производных приведены в таблице 1.

     Во время исследовательских работ по определению ингибиторной активности  новых соединений I–VIII было установлено, что каждое из них по своей ингибиторной эффективности превосходит как взятый в качестве сырья для синтеза сульфадимезина, так и многие известные в литературе ингибиторные вещества. Исследовательские работы по определению ингибиторной эффективности новых производных сульфадимезина (соединения  I–VIII) были проведены на основе известного в литературе [8] «гравиметрического» метода потери массы металла.

      Установление эффективности синтезированных новых производных сульфадимезина (I–VIII) в качестве ингибитора коррозии стали проведено в четырехгорлых колбах в динамических условиях при постоянном перемешивании (600 об/мин.) коррозионной двухфазной смеси при           40–450С. Образцы из стали 3 с общей поверхностью 2 см2 перед испытанием шлифуются, обезжириваются соответствующим образом. Расход ингибитора рассчитывается на 1 л коррозионной среды. Время испытания 3 ч. Результаты исследования приведены  в табл. 2.

             Как видно из табл. 2, даже при концентрации 2.5; 5; 10 мг/л полученные нами новые соединения I–VIII (особенно соединения V–VIII) по своим ингибиторным свойствам превышают взятое нами для сравнения известное в литературе [9] условно обозначенное нами А, ингибиторное вещество, получившее авторское свидетельство, даже при его концентрации  200 мг/л.

      Вероятнее всего, что  новые производных сульфадимезина соед. I–VIII адсорбируются на поверхности стали и проявляя свою ингибиторную активность, положительно действуют на сталь, делая ее поверхность пассивной для коррозии. За счет наличия в составе новых соединений двойных связей, много функциональных групп, атомов азота и за счет повышения плотности электронов в их составе поверхность стали становится пассивной к коррозии. Все это способствует образованию комплекса между молекулой ингибитора и металлом и приводит к повышению степени защиты.

          На основании исследовательской работы можно заявить, что синте-зированные новые производные сульфадимезина (соединения I–VIII, а осо-бенно соединения V–VIII) могут использоваться как высокоэффективные ингибиторы защиты от коррозии стального технологического оборудова-ния в нефтегазодобывающей, перерабатывающей промышленности, а так же и в нефтехимической промышленности.

         Как видно из состава и структуры новых производных сульфади-мезина соединений I–VIII, эти соединения могут найти свое применения как медицинский препараты, присадки, биологически активные вещества, инсектисиды. Поэтому очень актуален синтез таких соединений в нефте-химической промышленности, а так же в промышленности органической химии.

Экспериментальная часть

          Синтез N1,N1-диоктоксиметил-сульфадимезина (I). В реакционную колбу помещают 2 г ZnCl2, 27,8 г (0,1 г-моль) сульфадимезина прибавляют 100 мл этилового спирта, и при температуре 700С перемешивают до полного растворения сульфадимезина. Затем из капельной воронки периодически добавляется 35,68г (0,2 г-моль) α-хлор-октоксиметилового эфира и в течение 8 часов перемешивается при температуре 760С. При комнатной температуре реакционную смесь нейтрализуют, добавляя 100 мл 10 % раствора NaOH и промывают 200 мл дистиллированной воды. Органический слой извлекается диэтиловым эфиром, затем растворитель отгоняют водоструйным вакуумом и органический слой сушат над СаСl2.

      Синтезированный N1,N1-диоктоксиметил-сульфадимезина (I) отгоняет-ся на вакуумной установке.

        Аналогично синтезу соединения I был проведен синтез N1,N1-дидeсо-ксиметил-сульфадимезина (II), N1,N1-диундесоксиметил-сульфадимезина (III) и N1,N1-ди(2-хлор-5-оксогексен-2)-сульфадимезина (IV).

     Составы и структуры синтезированных новых соединений I-VIII были установлены на основании данных элементного анализа, ИК и масс спектров.

       В ИК спектре этих соединений интенсивно проявляются полосы характеризующие простую эфирную группу С-О-С 1050, 1080 см-1; С-N связь 1280, 1310, 1350 см-1; NH связь 3360, 3375 - 3395 см-1; СН3 группу 1380, 1460, 2990, 3030 см-1; содержащуюся в ядре бензола С=С связь  1440–1465, 1500–1510, 1590–1610 см-1; С6Н5 группу 700–780 см-1.

        В ИК спектре соед. IV наряду с перечисленными выше характерис-тиками структуры интенсивно проявляются полосы, относящиеся к 2-хлор-5-оксогексен-2 группе С=С связь 1640 см-1; С-Сl связь 650 см-1

       В масс спектрах соединений I-IV было определено, что их молекулярным массам соответствуют молекулярные ионы 526 m/е, 618 m/е,  674 m/е  и 515 m/е.

          Синтез N1,N1-диоктоксиметил-N2'-азон-сульфадимезина (V). В ре-акционную колбу для синтеза помещают 2 г ZnCl2, 22,25 г (0,1 г-моль) хло-разона, и прибавляют 150 мл метилового спирта. Смесь  при температуре 600С перемешивается в течение одного часа до полного растворения хло-разона. Затем из капельной воронки постепенно подают 52,6г (0,1 г-моль) N1,N1-диоктоксиметил-сульфадимезин и в течение 8 часов реакционная смесь перемешивается при температуре 600С. Затем при комнатной температуре реакционную смесь нейтрализуют, добавляя 100 мл 10% раст-вора NaOH и промывают 200 мл дистиллированной воды. Органический слой извлекается диэтиловым эфиром. Отгоняют эфир, реакционный продукт сушат над СаСl2. На вакуумной установке выделяют N1,N1-диоктоксиметил-N2'-азон-сульфадимезин(V).

        Синтез соединений N1,N1-дидесоктоксиметил-N2'-азон-сульфадиме-зина(VI), N1,N1-диундесоктоксиметил-N2'-азон-сульфадимезина (VII) и      N1,N1-ди(2-хлоp-5-оксогексен-2)-N2'-азон-сульфадимезина (VIII) был про-веден аналогично синтезу соединения V.

           Составы и структуры синтезированных новых соединений сульфа-димезина V–VIII были установлены на основании данных элементного анализа, масс и ИК-спектров.

             В ИК-спектре этих соединений интенсивно проявляются полосы характеризующие простую эфирную группу С–О–С 1050, 1080 см-1;     СН3-группу 1380, 1460, 2990 см-1; СН2-группу 2950 см-1; связь С-N 1310-1350 см-1; в группе азона N–N связь 1580 см-1,  NH2-группу 550, 1570,   3300 см-1; содержащуюся в ядре бензола С=С связь 1440 , 1465, 1500 – 1510, 1590 – 1610 см-1; С6Н5 группу 700 – 780 см-1.

              В ИК спектре соед. VIII наряду с перечисленными выше харак-теристиками структуры интенсивно проявляются полосы, относящиеся к  2-хлор-5-оксогексен-2 группе связь С=С 1640 см-1; С–Сl связь 650 см-1

       В масс спектрах соединений V–VIII было определено, что их моле-кулярным массам соответствуют молекулярные ионы 747 m/е, 803 m/е,  859 m/е и 700 m/е.

 


                Таблица 1

 Процентный выход, физико–химические константы и элементный анализ синтезированных новых

производных сульфадимезина (cоед. I–VIII)

Химическая формула соединения и

условный номер

Выход, %

Ткип, 0С (мм рт.ст)

MRD

Брутто формула, мол. вес

 

Элементный анализ, %

Вычислено/ Найдено

    найдено   

вычислено

C

H

N

S

Cl

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

 

 

 

 

 

 

 


I

 

 

95.45

 

 

286-187

(3)

 

 

1.0527

 

 

1.5285

 

 

164.52

164.34

 

 

C30H50N4O4S

562

 

 

64,06

63,89

 

 

8,89

8,74

 

 

9,96

9,79

 

 

5,69

5,47

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

95.39

 

 

191-192

(3)

 

 

1.0586

 

 

1.5397

 

 

183.09

182.93

 

 

C34H58 N4O4S

618

 

 

66,02

65,84

 

 

9,39

9,18

 

 

9,06

8,87

 

 

5,18

4,95

 

 

 

 

 

 

 

 

III

 

 

95.43

 

 

196-197

(3)

 

 

1.0654

 

 

1.5508

 

 

201.67

201.52

 

 

C38H66 N4O4S

674

 

 

67,66

67,48

 

 

9,79

9,57

 

 

8,31

8,13

 

 

4,75

4,58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV

 

 

94.37

 

 

221-222

(3)

 

 

1.2649

 

 

1.5827

 

 

136.02

135.84

 

 

C22H28N4O4SCl2

515

 

 

 

51,26

51,04

 

 

5,44

5,27

 

 

10,87

10,65

 

 

6,21

6,03

 

 

 

13,79

13,56

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

 

 

 

 

 

V

 

 

95.38

 

 

235-236

(3)

 

 

1.1218

 

 

1.5655

 

 

217.05

216.89

 

 

C40H57N7O5S

747

 

 

64,26

64,07

 

 

7,63

7,45

 

 

13,12

12,91

 

 

4,28

4,09

 

 

 

 

 

 

 

 

VI

 

 

95.44

 

 

241-242

(3)

 

 

1.1289

 

 

1.5768

 

 

235.63

235.48

 

 

C44H65N7O5S

803

 

 

65,75

65,58

 

 

8,09

7,91

 

 

12,2

12,04

 

 

3,98

3,75

 

 

 

 

 

 

 

VII

 

 

95.42

 

 

246-247

(3)

 

 

1.1372

 

 

1.5881

 

 

254.25

254.07

 

 

C48H73N7O5S

859

 

 

67.05

66,87

 

 

8,50

831

 

 

11.41

11.18

 

 

3.73

3.51

 

 

 

 

 

 

 

 

VIII

 

 

94.51

 

 

254-255

(3)

 

 

1.3043

 

 

1.6201

 

 

188.54

188.39

 

 

C32H35N7O5S Cl2

700

 

 

54,86

54,67

 

 

4,57

4,39

 

 

14,0

13,78

 

 

4,57

4,29

 

 

10.14

9.91

 

 

 

        

               где,                        .


 

                                                                                                                           Таблица 2

Показатели результатов исследования ингибиторной эффективности

новых производных сульфадимезина cоед. I – VIII

Условный номер соединения

 

Концентрация ингибитора, мг/л

3% NaCl+нефт (10:1)

H2S  500 мг/л

0.3 N HCl +бензин (1:7)

H2S  1000 мг/л

 

Скорость коррозии, г/см2 час

Эффек-тивность  ингиби-тора,  %

Скорость коррозии, г/см2 час

Эффективность  ингибитора,

  %

1

2

3

4

5

5

Без ингибитора

2.56

3.65

I

2.5

5

10

0.081

0.023

0.011

96.84

99.10

99.76

0.098

0.012

0.0005

97.32

99.65

99.98

 

II

2.5

5

10

0.063

0.012

0.005

97.54

98.0

99.8

0.0075

0.0009

0.0002

99.79

99.97

99.99

 

III

2.5

5

10

0.044

0.007

0.001

98.28

99.73

100

0.0051

0.0005

0.0001

99.86

99.98

100

IV

2.5

5

10

0.028

0.005

0.001

98.91

99.8

100

0.0023

0.0002

99.94

99.99

100

 

V

2.5

5

10

0.007

0.002

99.97

99.99

100

0.0005

0.0002

99.98

99.99

100

 

VI

2.5

5

10

0.0005

0.0001

99.98

100

0.0002

99.99

100

 

VII

2.5

5

10

0.0002

99.99

100

0.0001

100

VIII

2.5

5

10

0.0001

 

100

100

А [9]

 

200

0.038

98.5

0.073

98

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.      Байрамов Г.И. Синтез серо-, а так же азот- и серосодержащих новых органи-ческих соединений на основе 1-метил-1-хлор-2-октоксиметилциклогексана.           // Химические проблемы. НАН  Азербайджана. 2008.  № 1.  с.96.

2.      Байрамов Г.И. Синтез и исследование азотсодержащих новых органических соединений на основе 1,3-дихлорбутена-2. НАН Азербайджана. // Азерб. хим. журн. 2008.  № 2.  с.102.

3.      рачев Х., Стефанова С. Справочник по коррозии. М.: Мир, 1982. 62 с.

4.      Поконова Ю.В. химия и технология галоген эфиров – Л.: ЛГУ. 1982. 243 с.

5.      Поконова Ю.В Галлоиды эфиров. М.: Химия. 1966. 57 с.

6.      Байрамов Г.И. Дисс. …канд.хим.наук. Баку: ИНХП АН Азерб. ССР, 1988.  с.80,  82.

7.      Байрамов Г.И. Синтез новых производных дифенилкарбазона на основе          α-хлор-метил-алкил и алкенил эфиров и хлоразона и их исследование.  Молодой ученый ежемесячный журнал. Чита.  2009.  № 5.  с.13, 15.

8.      Жук Н.П. Курс коррозии и защита металлов.  М.: Металлургия, 1968. 361 с.

9.      А.с. СССР.  №1031141, 1983 г., А  С 07 С129/12 С 23 F 11/14. Шихмамедбекова А.З, мамедьярова И.Ф, Байрамов Г.И. и др. N, N'–дифенил–-N'-октоксиметил-гуанидин в качестве ингибитора коррозии стали в двухфазной системе.

 

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle