Эфиры фосфорной кислоты в качестве ингибиторов отложений сульфата кальция Советский патент 1992 года по МПК C07F9/09 C02F5/14 

.) 23.02.92. Бюл. Р 7

(21)3943892/04

(22)22.08.85

(7) Институт химических наук АН КазССР и Государствеиный проектный институт по проектированию предприятий пищевой промьпйлениости ,Каз- гипропищепром .

(72) Е.Е.. Ергожин, Ж.Т. Токмурзин, Р.Б Атшабарова, Е.Ж. Менлигазиев, Т.В. Гараева и И.К. Калашникова

(53)547.26 П8{088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 814897, кл. С 07 F 5/14, 1978.

Авторйкое свидетельство СшР1148302, кл. С 07 F 9/09, 1983 (непубликуемое).

(54)ЭФИРЫ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРОВ ОТЛОЖЕНИЙ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

(57)Изобретение касается эфирен фосфорной кислоты, в 1астности 1-СН- (2 гидрокси-3-фосфатопропилам 1но) - -3-(2-гидр6кси-3-фосфатопропокси)- -бензола (НФ) или (N-2-гидр- окси-3-фосфатопропиламино)-фенилJ- -сульфида СФ7, которые как ингибиторы могут быть использованы для предотвращения осаждения солей жест- кости в охлаждающих системах оборотного водоснабжения. Цель - создание лучших ингибирующих веществ указанного класса и назначения. Синтез ведут из соответствующего глицидилового эфира и фосфорной кислоты в среде этанола. Выход НФ 95%, т.пл. 203 С, , бруттб-формула С., выход IСФ 96%, 1,5452, брутто-формула CjgHjjNvjO.oPjS.. Эффективность ингиби- рования НФ и СФ отложения солей составляет при концентрации 0,8 мг/г 96-98% при времени действия 144 ч. 2 табл.

с SS

со

СП

ел

сг

00

Изобретение относится к химии фос- фороргаиических соедиис 1ий, к яоимм Э())Ирам фосфорноГ кислоты oCiriieii форг-гу- лы I I(HC)2P{0)-OCH.,CH(OH)CH,7jA,

ГДЙ

или

в качестве ингибиторов отложений сульфата кальция из высокоминерализованных под, которые могут найти применение V цветной и черной металлургии, п нефтедобываюшей пpo fышлeннocти, в охлаждающих системах оборотного водоснабжения и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение -эффективности ингибирования отложений сульфата кальция из минерализованных вод.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 1-ГН(2-гидрокси- -3-фосфатопроп шамино)-3-(2-гидрокси- 3-фосфатопропокси) -бензола (1а).

В трехгорлый термостатируемый реактор, снабженный мешалкой, холодильником и каггельной воройкой, загружают раствор 23,52 г (П,-2А моль) фосфорной .кислоты в этиловом спирте и медленно добавляют по каплям 17,68 г (0,08 моль) Н,0-диглицидилового эфира м-а№пюфенола (ДГЭм-ЛФ) с содер- л(анием эпоксидных групп 36% при молярном соотношении фосфорной кислоты и ДГЭм-ЛФ 3il. После окончания добавления д 1глицидилового эфир-а м-амино- фенола реакционную массу перемешивают .в течение 3 ч при 20 С. Полученный продукт высаживают в серный эфир переосшкдение повторяют три раза. За . тем продукт сушат в вакууме. Получают 31,7 г (95%) целевого продукта, представляющего собой, порошок светло коричневого цвета без запаха, легко растворимый в воде, диметилформамиде диметилсульфиде, т. пл. 203°С, Пд 1 ,5315, pV i ,7284.

Найдено, %: С 34,80; И 4, Н 3,4; Р 14,80.

С iiH.NO,,,.

Вг-птислепо, %: С 34,53--; И 5,04; М 3,4; Р 14,87. Мс Л1гкулярная масса (бензол): найдено 428, пьрпЕслено 43Я

0

5

0

5

0

45

Ик-спрктр ( -i , см- ): 1720 (С-ОН) , 1195 (Р-О), 945.(Р-ОИ), отсутстпуют полосы 1260, 1235, 910 и 830, характерные для эпоксидных групп.

Пример 2. Получение соеди нения I сТ.

В реактор пометают раствор г (0,21 моль) фосфорной кислдты в этиловом спирте и при 25 С по каплям добавляют 15,47 г (0,07 моль) ДГЭм-АФ. Смесь перемешивают в течение 3 ч при 25°С. Раствор обрабатывают, как указано в примере 1, и 27,1 г (93,0%) целевого продукта, hi 1,5315, f 7 1.7284.

Найдено, %: С 34,10; Н 5,205 N 3,30; Р 14,80; мол.м. 421..ИК-спектр (О ,): 1720 (С-ОН), 1195 () , 945 (Р-ОН).

П Р и м е Р 3. Получение соединения 1а. ..

К раствору 23,82 г (0,2ДЗ моль) (юсфорной кислоты в 2U мл спирта добавляют по каплям при интенсивном перемешивании и те тературе 17,9 г (0,081 моль) ДГЭм-АФ. Смесь перемешившот- в течение 3 ч. Далее продукт обрабатывают, как указано в примере 1. Получают 30,4 г (90%) целевого продукта, l,5312j f,728f.

Найдено, %: С 34,82, Н 5.,22; М 3,89; Р 14,79; мол.м. 419. йК-спектр,(л) , см- ): 1720 (С-ОН) , 1195 (), 945 (Р-ОН).

Пример 4. Получение соединения I а.

К раствору 20,40 г (0,21 моль) фосфорной кислоты в этиловом спирте при 20° прикапьшают 15,47 г (0,07 молbjДГЭм-АФ и перемешивают в течение 2,5 ч.- Далее раствор обрабатывают как указано в примере 1 и получают 27,1 г (93%) целевого продукта, 1,5315, 1 ,7280

Найдено, %: .С 34,80, Н 4,90; N 3,40; Р 14,60; мол. м. 425. I-1K-спектр ( -3, см- ): 1720 (С-ОН), 1195 () 945 (Р-ОН).

Получение соединеПримерПИЯ i а.

В условиях npmiepa 2, но при выержке рбазсционной массы в течение 1 ч получают 27,1 г (93,0%) целевого продукта, 1,5315, 1,7284„

Найдено, %: С 35,1; Н 5,6; N 3,4; Р 13,1; мол.м. 421. ИК-спектр (о, см-М: 945 (р-ОН), 1195 () , 1720 (с-ОН).

31365

Пример 6. ГТолучопие -М-2- гидрокси-3-фосфлтопропи.пами11о)- -фeннлI-cyльфид (1б).

В трехгорпьш реактор, снабженный холодильникам, термометром н капель. ион воронкой, загружают 21 г (0,21 моль) фосфорной кислоты в 28 .мл этилового спирта и при перемешивании и те тературе по каплям добавляют 23 г (0,07 моль) М,М-днглицидило- вого эфира ди-(п-a rинoфeннл)-сульфида (ДГЭДАДФС), растворенного в 29 мл спирта. Содержание эпоксидных групп 29,5%. Молярное соотношение ДГЭДАДФС и фосфорной кислоты 1:3. После окончания добавления реакционную массу перемешивают еще в течение 3 ч. Далее отгоняют спирт, затем вещество высаживают в серньш эфир, переосаяодение повторяют три раза, сушат в вакууме и получают 35,3 г (96,0%) вязкой жидкости .темно-коричневого цвета, хорошо растворимой в воде, п 1 1,5452, р 1,8968.

Г

Найдено, %: С 40,95; Н 5,10; N 5,8; Р 11,57; S 6,22.

CfeHnMiO-rtPjS..

Вычислено,%: С 41,22; Н 4,96; N 5,34; Р М-,83; S 6,П.

Как видно из данных табл. I, пред лагаеьше ингибиторы-соединения I а и 1б значительно превосходят по эффективности эталон - оксиэтилидендифос- фоновую кислоту (ОЭДФ) и на 20-30% превышают по эффективности ингибиру- ющаго действия аналоги - апкиленди0

5

5

0

f./i -I

Молекул.и рплп млг.са (крпогкпппч(Н .- ки) : найдено 527, ribiuncjtpuo 5.U). ИК-спектр (о, ): (Р-ПИ), 1190 (), 1770 (С-ПН).

Эффектирпость соединения формулы Г в качестве иигибиторог отлпже гцт1 султзфата кальция ил нодных растворон оценивают по следующей изпести и методике .

Пересыщенный раствор сульфата . ка.пьция готовят смешением зквипа.г1ен- тньгк количеств сульфлта натрня и хлорида кальция. Начальная, концентрация по сульфату кальция составляет во всех опытах 6,8 г/л. Растворы термо- статируют при 70 С б ч. По истечении этого времени растворы фильтруют и определяют содержание ионов-кальция.

Эффективность ингябирования отложений солей рассчитывают по форьгуле

С, - С,

100%,

с J - Cj

где Э - защитный эффект ингибирова- ния;.

С, С-, концентрация кальция в растворе с добавкой ингибитора, без добавки ингибитора и в исходном.растворе соответственно, мг-эк1з/л. Результаты приведены в таб п-. 1 . Таблица 1

a tин- N,N-биc-{мeтилeнфocфoнoвУю кислоту) (Il)s динатриевуто соль 1-гидрок-- 55 cti- 1,1-шжилиденд1.фосфоновой кисло- . ты (til).

Прод ояжительность индукционного периода t oпиcывae rpг: соединен . формулы аи 16 также значительно

преиосходнт индукционный период известных соединений того же назначения, о чем свидетельCTBytoT данные табл. 2.

Таблица 2

Продолжительность индукционного . нериода ингибиторов при концентрации 5,0 мг/л

. Риропания отложений соле й кальция . из водных растворов по сравнению с известными ингибиторами того же назначения.

Э

Формула изобретения

Эфиры фосфорной кислоты общей фор- 10 мулы (ОН)тР(0)-ОСН,СН(ОН)СН JjA,

Таким образом, использование соединений формулы I позволяет значительно повысить э(1)фективность ИНГИ20

где

А-кчо:

н

н

I

н

-жоу-зчоУкв качестве ингибиторов отложений сульфата кальция.