К.х.н. Хамитова А.С.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова, Казахстан

Исследование антикоррозионной активности ингибиторов коррозии металлов на основе реакции аммиака с акрилонитрилом

Ингибирование агрессивных сред – один из наиболее эффективных и универсальных методов защиты от коррозии. Ингибиторы можно применять практически в любой отрасли экономики. Наиболее эффективно применение их в агрессивных кислых средах. Ингибиторы коррозии – это особые вещества, которые, будучи введены в коррозионную среду в небольших количествах, способны резко снижать скорость коррозионного процесса или полностью подавлять его. Несомненным достоинством этого метода следует считать возможность его применения без изменения соответствующих технологических процессов и аппаратурного оформления на уже существующих промышленных объектах.

Алкил -, диалкиламинопропионитрилы нашли широкое применение в нефтегазовой промышленности в качестве ингибиторов сероводородной и углекислотной коррозии металлов. Эти ингибиторы получают путем взаимодействия аминов с акрилонитрилом. Но нам представляется, что этот путь синтеза их не экономичен, так как исходные амины относятся к дорогим продуктам. Более экономичным способом получения этих  алкиламинопропионитрилов был бы метод алкилирования продуктов реакции аммиака с акрилонитрилом сравнительно дешевым алкилгалогенидами. С этой целью нами проведено исследование реакции аммиака с акрилонитрилом и алкилирования полученных при этом аминопропионитрилов.

       Реакция аммиака с акрилонитрилом проводили в водном растворе при пропускании через реакционную смесь газообразного аммиака и добавлении акрилонитрила с такой скоростью, при которой температура экзотермической реакции не превышала 70 єС.

 

 

            При этом обнаружено, что в этих условиях происходит гидролиз нитрильных групп образующегося ди-(Я-циантил) - амина (1) с образованием амида Я-аминодиприоновой кислоты (2), который осаждается в виде белого порошка при обработке реакционной смеси ацетоном. Строение (2) доказано встречным синтезом путем проведения реакции аммиака с акриламидом, а также данными ИК-, Масс-спектров и элементного анализа.

 

 

     В ИК-спектре амида Я-аминодиприоновой кислоты (2) содержаться полосы поглощения характерные для валентных колебаний N-H: 3475, 3540 см –1 (-NН2); полосы поглощения карбонильной группы (С=О) амида: 1649, 1628 см –1 и деформационные колебания N-H и колебаний С- N: 1620 см –1 .

     Это явление было неожиданным, так как процесс гидролиза идет в отсутствии катализаторов щелочи или минеральных кислот. По-видимому, процессу гидролиза предшествовало, присоединение аммиака или образующихся аминов, по нитрильной группе с образованием аминов которые легко гидролизуются. А присоединение аммиака или аминов по нитрильной группе объясняется тем, что, как известно в Я-аминодипропионитриле образуется внутримолекулярная водородная связь между протонами аминогруппы и атомом нитрильной группы, которая поляризует нитрильную группу, способствуя тем самым увеличению ее электрофильной активности.

       Полученный ди-(Я-цианэтил)-амин (1) алкилировали бромистым этилом и хлористым аллилом.

 

 

Синтезированные соединения N-этил- Я-аминодипропионитрил (3) и N-аллил- Я-аминодипропионитрил (4) испытали в качестве ингибиторов коррозии металлов, которые показали неплохие результаты.

     Состав и строение полученных соединений (3) и (4) доказаны элементным анализам и ИК-спектроскопией. В ИК- спектре соединения N-этил- Я-аминодипропионитрила (3) содержаться полосы поглощения нитрильной группы: 2260 см –1  , две полосы поглощения аминогруппы вызванные участием С- N – связи: 1225, 12050 см –1  , полосы поглощения метильной и метиленовой группы в области: 2865, 2910, 2925 см -1  . В ИК спектре N-этил- Я-аминодипропионитрила (4) имеются полосы поглощения нитрильной группы: 2260 см –1 , полосы поглощения аминогруппы С- N- связи: 1225, 1205 см –1, полосы поглощения двойной связи С=С: 1640 см –1 и полосы поглащения метиленовой и метиновой группы: 2910, 3000, 3015 см –1.

 

Литература:

1.     Кузнецов Ю.И., Ваганов Р.К.. О защите стали в сероводородсодержащих средах летучими ингибиторами // Защита металлов.– 2000.– Т.36, № 5. - С. 520-524.

2.     Тыр С.Г., Уйма Я., Бобошка З.А., Тыр Е.В. Эффективность ингибитора на основе алифатических аминов // Защита металлов. – 1998. – Т.34, № 4. С. 431-435.

3.     Иванов Е.С., Тимонин В.П.. Производство и перспективы применения ингибиторов коррозии в химической промышленности // Химическая промышленность. – 1988. – № 12. – С. 717-720.