举例：
王建华、舒福昌等合成了一系列咪唑啉类缓蚀剂。 朱驯、周秀芹等合成了环烷基咪唑啉衍生物。 伍平凡、胡扬根等 一次性合成了6 种未见文献报 道的咪唑啉酮衍生物。 康宏云和李善建合成了两性离子咪唑啉衍生物和 阳离子咪唑啉衍生物。
表2是几种咪唑啉类物质的合成工艺以及一般性质
产品 原料 条件 产品性质
不仅能对铜及铜合金具有良好的缓蚀性能，而且对铁、锌、 镉、银等金属具有良好的缓蚀效果
c.高效低毒型缓蚀剂 具有变废为宝、成本低廉、低毒或无
毒等特点
d.杂环型缓蚀剂 具有多功能、高效性、适应性强、低毒性等
优点
e.低聚或缩聚型缓蚀剂 具有低毒、多个缓蚀基团、
高效多功能等特点
表1 缓蚀剂的物理性质 项目名称 质量指标
谢谢！
（3）反应时间。 反应时间越长，产物的缓蚀性能越好。 （4）催化剂。
(1)物理吸附 咪唑啉季胺盐类缓蚀剂由于存在季胺基团, 其中的N+具 有很强的正电性, 可以吸附金属表面多余的电子而形成比较稳 定的膜。所以, 它是一种阳离子缓蚀剂。 (2) 化学吸附 一般的缓蚀剂的成因是和极性基团和非极性基团的性质分 不开的。极性基团的中心原子N、O、S等有未共用的孤对电子, 而金属表面存在空的d 轨道时,中心电子的孤对电子就会与金属 中的空d 轨道相互作用形成配位键, 使缓蚀剂分子吸附于金属表 面。 一般的咪唑啉类物质就是这种供电子型缓蚀剂。
（1）咪唑 （2）咪唑啉类 咪唑啉及其衍生物的性质主要取决于其母体环和1、 2位取代基的情况。咪唑啉及其衍生物毒性低较、易 于生物降解，并且具有一定的抑制硫酸盐还原菌生长 的作用
性质： 咪唑啉的性质：白色针状固体或白色乳状液体， 性质不稳定，在室温条件下有水存在时，一夜就可转 化为酰胺。在咪唑啉合成时，减压脱水过程必须避免 与空气接触，否则产品颜色很快变深。 咪唑啉类缓蚀剂的突出特点是：当金属与酸性 介质接触时，它可以在金属表面形成单分子吸附膜， 改变氢离子的氧化还原电位；也可以络合溶液中的 某些氧化剂，达到缓蚀的目的。
1-二羧酸甲基-2-十七 油酰氯+乙二胺+氯乙 羟基 酸 咪唑啉季胺盐混合物
3.2 咪唑啉类缓蚀剂合成的主要影响因素
（1）反应物配比。 反应物的配比主要研究的是羧酸和二元胺或多元胺之 间的配比关系。合适的酸胺比应为1:1.1～l∶1.3。 （2）温度。 目前, 对反应温度尚未达成统一的认识。但是，有这样 一个规律： 提高最高反应温度有利于最终反应的进行。 温度过低时, 反应速度太慢,在一定的时间内不能够反应 完全; 温度太高时, 导致副反应加快，副产物增多。
V0：未加入缓蚀剂时金属的腐蚀速率 V ： 加入缓蚀剂后金属的腐蚀速率 缓蚀效率越大，缓蚀剂的阻碍或延缓腐 蚀的效果就越好

几种已经研制成功的缓蚀剂的特点： a.单功能型缓蚀剂
仅对钢铁类黑色金属材料制品具有缓蚀性能，而对多种非 铁金属，尤其是两种金属的连接处，则有不同程度的腐蚀
b.多功能型通用缓蚀剂
咪唑啉缓蚀剂无毒、无刺激性气味,对 人体及周围环境没有危害,属于环境友好型 缓蚀剂。 而且咪唑啉缓蚀剂在各种酸性介质中均 具有较好的缓蚀性能，可通过覆盖效应和提 高腐蚀反应的活化能来防止氧气和二氧化碳 对金属设备的腐蚀,是一种有效的防腐产品， 广泛应用于石油、天然气等工业生产， 其本身也朝着新型、高效、低用量、低 毒、环保型的方向发展。
咪唑啉类缓蚀剂品种很多，如： 咪唑啉的季铵盐 咪唑啉的葵二酸盐、油酸盐以及油酸盐和 二聚酸盐的混合物 通过四乙烯五胺同脲或硫脲反应制备的咪唑啉酮和 咪唑啉二硫脲以及咪唑啉的多硫化合物
咪 唑 啉 类 缓 蚀 剂 举 例
3.1
咪唑啉一般由有机酸和二乙烯三胺、三乙烯四胺、多 乙烯多胺在有机溶剂中进行缩合反应得到。其反应式如下：
(3) π 键吸附 如果分子结构中含有π 电子物质的话, 它能向金属表面空 的d 轨道提供电子而形成配位键, 这就是π 键吸附，那么π 键 吸附就是具有这样结构的有机缓蚀剂的吸附原因之一。 这种吸附受附近原子基团的影响, 主要与π 键的空间位置 位阻有关。
目前，许多学者倾向于用吸附作用机理来解释。 咪唑啉衍生物是由带负电性O、S、N 等原子为中心 的极性基和以C、H 为中心的非极性基所组成。咪唑 啉衍生物分子通过其极性基团的物理吸附或化学吸附 作用，吸附在金属表面。
（1）真空法。该法中反应物在较低压力下混合加热， 在完成第一步脱水后，再升温降压，除去水分，并完 成第二步脱水。
（2）溶剂法。这种方法是指以甲苯或二甲苯为携水剂， 第一步脱水在常压下进行，通过苯或二甲苯与水共沸 将水从反应容器中带出，从而推动脱水反应的进行。 当第一步脱水完成后，再减压升温完成环化脱水的过 程。
一方面改变金属表面的电荷分布和界面性质，使 金属表面的能量状态趋于稳定化，增加腐蚀反应的活 化能能量，降低其腐蚀速率； 另一方面由于非极性基紧密排列在金属表面形成一 层疏水性保护膜，阻碍着与腐蚀反应有关的电荷或物 质的转移，从而使得腐蚀反应受到抑制。
一般而言，咪唑啉衍生物分子对金属的吸附以化学
吸附为主，当缓蚀剂分子接近金属表面时，咪唑啉上的
大π 键就会有π 电子进入Fe 的空d 轨道,反π 轨道又可 接受Fe 的d 轨道中的电子形成反馈键，从而形成多中心 的化学吸附作用。 总之,对咪唑啉衍生物缓蚀剂作用机理研究还不成
熟,因此,继续深入研究其作用机理对开发新型缓蚀剂具
有理论价值和指导意义。
目前，国外对于咪唑啉衍生物缓蚀剂的研究已经比较 深入，初步实现了大规模工业化生产，并已应用到许多行 业，取得了很好的经济效益。我国咪唑啉型缓蚀剂的研究 大约始于19 世纪70 年代，从品种和工业应用上都还是刚刚 起步。 因此，深入研究咪唑啉型缓蚀剂缓蚀机理，开发新型 咪唑啉衍生物缓蚀剂；利用医药、食品、工农业副产品提 取有效缓蚀组分，并进行改性处理，制备多功能咪唑啉衍 生物缓蚀剂，并在此基础上探讨最佳工艺条件，这些都是 人们今后努力的方向。
外观 密度(20℃)(g· cm－3) pH值
凝固点(℃) 粘度(40℃)(mm2· s－1)
淡黄色或无色液体 0.95～1.05 ＞9.0
－10.0℃ 48.8
咪唑的二氢取代被命名为咪唑啉，咪唑啉学名为间二 氮杂环戊烯，其五元杂环中含有两个互为间位的氮原子及 一个双键，杂环大小与咪唑一致。咪唑和咪唑啉类缓蚀剂 的结构如图1所示 。
反应中所生成的水不利于反应进行。 原因: 一, 从反应动力学角度, 生成的水不利于反应 向正方向进行, 使反应速度减缓; 二, 水的存在促使生成产物水解以及其他副反应的进 行, 导致产品纯度下降。
咪 唑 啉 类 缓 蚀 剂 的 合 成 工 艺
所以合成咪唑啉类缓蚀剂首先需要脱水处理。
一般脱水方法有两种：
本文主要对咪唑啉类缓蚀剂的 合成、影响其产率的因素以及缓蚀机理 进行评述，并介绍了其发展趋势。
缓蚀剂:缓蚀剂是一种当它以适当的浓度和形式存 在于环境中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复 合物。 缓蚀作用:缓蚀剂添加于腐蚀介质中能大大降低 金属腐蚀速率的现象。 缓蚀效率(简称IE)：
V 0 V V IE 100% 1 100% V0 V0
2-甲基咪唑啉
乙酰胺+乙二胺
镁催化剂，加热
淡黄色固体
烷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ咪唑啉
环烷酸+有机多胺
加热两步缩合脱水
淡黄色固体
双咪唑啉季胺盐
乙二胺+己二腈（摩 尔比2：1） 氯化苄
催化剂，80～120 ℃, 土褐色液体，能溶 3～4 h 于乙醇、丙酮、水， 有芳香油味 滴加，80～120 ℃, 3～4 h 真空加热、脱水、环 化 凝状黄色物质
咪唑啉类缓蚀剂及其缓蚀机理
栾丽君
1115143003
目录
前言
缓蚀剂概述
咪唑啉类缓蚀剂的结构及特性
咪唑啉类缓蚀剂的合成 咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理 展望
前言
腐蚀是困扰工业发展的一个极为突出的 问题。在众多的防腐蚀方法中, 缓蚀剂因具 有经济、高效、适应性强等优点, 被广泛应 用在石油、石化、钢铁、电力和建筑等领域, 发挥着极其重要的作用。 缓蚀剂研究正向 高效、多功能、无公害 的目标发展。近年来,随着人类环保意识的增 强,缓蚀剂的开发与应用越来越重视环境保护 的要求,而传统缓蚀剂往往对环境有一定危害。