Синтез новых производных cульфадимезина на основе алкоксиметилхлорированных 4-винил-циклогексенa и хлоразона и их исследование

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Бакинский государственный университет

Синтез новых производных cульфадимезина на основе алкоксиметилхлорированных 4-винил-циклогексенa и хлоразона и их исследование

Байрамов Гияс Ильяс оглы

Введение

На основании алкоксиметилхлорированных 4-винилциклогексена и хлора-зона были синтезированы 8 новых производных сульфадимезина, ранее неизвестных в литературе. Во время исследования было установлено, что эти новые соединения (I-VIII) обладают высокоэффективными свойствами ингибиторов. Эти новые соединения (особенно соединения V-VIII), содержащие несколько функциональных групп и 7 атомов азота даже при концентрации 2,5; 5; 10 мг/л на 100% превосходят эффективность известных в литературе ингибиторов при концентрации их 200 мг/л.

Теоретическая часть

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

В связи с этим в результате продолженных работ по синтезу новых производных сульфадимезина на основе алкоксиметилхлорированных 4-винилциклогексенa и хлоразона были получены ранее неизвестные в литературе 8 новых органических соединений I-VIII.

Процентный выход, физико-химические константы и показатели элементного анализа синтезированных I-VIII новых органических соединений приведены в табл. 1.

Синтез новых органических соединений I-VIII был проведен нижеследующими этапами:

I. На первом этапе известными способами в литературе [4-6] были получены б-хлор-алкоксиметил эфиры:

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

Структуры, составы, физико-химические константы и элементные анализы были определены известными методами. Полученные данные соответствовали показателям в литературе [4-6].

II. На втором этапе была проведена реакция между 4-винил-циклогексеном с б-хлор-алкоксиметил эфирами по известным методам в литературе [6]:

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

Структуры, составы, физико-химические константы и элементные анализы синтезированных 1-винил-3,4-(хлор, алкилоксиметил) и 1-винил-3,4-[хлор,(2-хлор-5-оксогексен-2)] циклогексанов были определены известными методами. Полученные данные соответствовали показателям в литературе [6].

III. На третьем этапе была проведена реакция между 1-винил-3,4-(хлор, алкилоксиметил)циклогексанами, а также 1-винил-3,4-[хлор,(2-хлор-5-оксогексен-2)] циклогексанов с сульфадимезином по известным методам в литературе [7]:

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

IV. На четвертом этапе была проведена реакция между производными сульфадимезина новыми соединениями I-IV с хлоразоном:

Где

R = -C₈H₁₇(V); -C₁₀H₂₁(VI); -C₁₂H₂₅ (VII), -CH₂-CH = CCl-CH₃ (VIII)

В целях определения степени ингибиторной эффективности новых синтезированных соединений I-VIII в лаборатории в созданных сильно коррозионных средах при различной концентрации соединений испытание проводилось на стали 3 в течение 3-х часов при температуре 40-45^оС.

Определение ингибиторной эффективности новых производных проводилось известным в литературе [8] «гравиметрическим» методом по потери массы металла. Результаты определения ингибиторной эффективности соединений I-VIII приведены в табл. 2.

Как видно из таблицы 2, каждое из новых соединений, (особенно соединения V-VIII) даже при малой концентрации 2.5; 5; 10 мг/л по своей ингибиторной эффективности в значительной степени превышает известное ингибиторное вещество в литературе [9], получившее авторское свидетельство и взятое нами для сравнения, условно обозначенное нами вещество А, даже при его концентрации 200 мг/л.

На основании результатов исследования можно считать, что на эффект защиты оказывает влияние не только наличие или отсутствие кратной связи, а так же природа и количество функциональных групп и количество атомов азота. Все это способствует образованию комплекса между молекулой ингибитора и металлом и приводит к повышению степени защиты.

На основании результатов исследования можно заявить, что синтезированные новые производные сульфадимезина (соединения I-VIII, особенно соединения V-VIII) могут использоваться как высокоэффективные ингибиторы защиты от коррозии стального технологического оборудования в нефтегазодобывающей, перерабатывающей промышленности, а так же и в нефтехимической промышленности.

Как видно из строения и состава соединений I-VIII можно вести исследования для использования их в разных направлениях, поэтому очень актуален синтез таких соединений в нефтехимической промышленности, а так же в промышленности органической химии.

сульфадимезин ингибиторный коррозия стальной технологический

Экспериментальная часть

Синтез 3,4-N₁,N₁-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан-сульфадимезина (I). В реакционную колбу для синтеза помещают 2 г ZnCl₂, 13,9 г (0,05 г-моль) сульфадимезина, прибавляют 150 мл этилового спирта. Смесь при температуре 75⁰С перемешивается в течение одного часа до полного растворения сульфадимезина. Затем из капельной воронки периодически подают 28,65 г (0,1 г-моль) 1-винил-3,4-(хлор, октоксиметил) циклогексана и в течение 8 часов реакционная смесь перемешивается при температуре 75⁰С. Затем при комнатной температуре реакционную смесь нейтрализуют, добавляя 100 мл 10% раствора NaOH и промывают 200 мл дистиллированной воды. Органический слой извлекается диэтиловым эфиром. Отгоняют эфир, реакционный продукт сушат над СаСl₂. Синтезированный 3,4-N_1,N₁-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан- сульфадимезина (I) отгоняется на вакуумной установке.

Аналогично синтезу соединения (I) был проведен синтез 3,4-N_1,N₁-ди(1-винил-3,4-дeсоксиметил)циклогексан-сульфадимезина (II), 3,4-N_1,N₁-ди(1-винил-3,4-ундесоксиметил)-сульфадимезина (III) и 3,4-N_1,N₁-[1-винил-3,4-(2хлор-5-оксогексен-2)]циклогексан-сульфадимезина (VIII).

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

В ИК спектре этих соединений интенсивно проявляются полосы характеризующие СН₂-СН винильную группу 910, 990 см^-1, простую эфирную группу С-О-С 1050, 1080 см^-1; связь С-N 1310- 1350 см^-1; связь С-S 515, 730-745 см^-1; СН₃ группу 1380, 1460, 2990, 3030 см^-1; СН₂ группу 2950 см^-1; NН-N группу 1580 см^-1, NН группу 3400, 3450 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 характеристиками 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-спектре соединений I-IV было определено, что их молекулярным массам соответствуют молекулярные ионы 963 m/е, 1019 m/е, 1075m/е и 916 m/е.

Синтез 3,4-N₁,N₁-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан--N₂'-азон-сульфадимезина (V). В реакционную колбу для синтеза помещают 2 г ZnCl₂, 11,125г (0,2 г-моль) хлоразона, прибавляют 100 мл метилового спирта. Смесь при температуре 60⁰С перемешивается в течение одного часа. Затем из капельной воронки периодически подают 48,5г (0,05 г-моль) 3,4-N₁,N₁-ди(1-винил-3,4-октоксиметил)циклогексан-сульфадимезина и в течение 8 часов реакционная смесь перемешивается при температуре 75⁰С. Затем при комнатной температуре реакционную смесь нейтрализуют, добавляя 100 мл 10% раствора NaOH и промывают 200 мл дистиллированной воды. Органический слой извлекается диэтиловым эфиром. Отгоняют эфир, реакционный продукт сушат над СаСl₂. Синтезированный 3,4-N₁,N₁-ди(1-метил-2-октоксиметил)циклогексан-N₂'-азон-сульфадимезина (V) отгоняется на вакуумной установке.

Синтез соединений 3,4-N₁,N₁-ди(1-винил-3,4-десоксиметил)циклогексан-N₂'-азон-сульфадимезина (VI), 3,4-N₁,N₁-(1-винил-3,4-ундесоксиметил)-циклогексан-N₂'-азон-сульфадимезина (XI) и 3,4-N₁,N₁-ди[1-винил-3,4-(2-хлор-5-оксогексен-2)]циклогексан-N₂'-азон-сульфадимезина (VIII), был проведен аналогично синтезу соединения V.

Состав и структуры синтезированных новых соединений сульфадимезина V-VIII были установлены на основании элементного анализа, ИК и масс спектров.

В ИК-спектре этих соединений интенсивно проявляются полосы, характеризующие винильную группу 3080, 1647-1650; 910-980 см^-1; С-О-С простую эфирную группу 1050, 1080 см^-1; СН₃ группу 1380, 1460, 2990 см^-1; СН₂ группу 2950 см^-1; С-N связь 1310, 1350 см^-1; N-N группу 1580 см^-1; связь С-S 515, 730-745 см^-1; в группе азона NH₂ группу 550, 1570, 3300 см^-1; связь С=O 1650-1750 см^-1; в бензольном кольце С = С связь 1440, 1465, 1500-1510, 1590-1600 см^-1; С₆Н₅ группу 700-780 см^-1. В ИК-спектре соединения VIII наряду с перечисленными выше характеристиками 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 молекулярным массам соответствуют молекулярные ионы 963 m/е, 1019 m/е, 1075 m/е и 916 m/е.

Таблица 1

Процентный выход, физико-химические константы и элементный анализ новых производных сульфадимезина (cоединения I-VIII) на основе алкоксиметилхлорированных 4-винилциклогексенa и хлоразона

Где

R₂ = -CH₂-CH = CCl - CH₃

Таблица 2

Показатели результатов исследования ингибиторной эффективности новых производных сульфадимезина на основании алкоксиметилхлорированных 4-винилциклогексена и хлоразона cоед. I - XVI

Литература

1. Байрамов Г.И. Синтез серо-, а так же азот- и серосодержащих новых органических соединений на основе 1-метил-1-хлор-2-октоксиметилциклогексана. // Химические проблемы. 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 б-хлор-метил-алкил и алкенил эфиров и хлоразона и их исследование. //”Молодой ученый' 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.

Размещено на Allbest.ru