3-Полиоксиметиленоксазолидины в качестве ингибиторов коррозии металлических поверхностей двигателей внутреннего сгорания метанолсодержащим топливом Советский патент 1990 года по МПК C07D263/06 C10L1/02 C10L1/22 

Изобретение относится к органической химии, а именно к новым З-полит оксиметиленоксазолидинам, которые в силу наличия ингибирующих свойств к .действию водно-метанольных смесей на стали, могут найти применение в качестве ингибиторов коррозии металлических поверхностей двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является создание новых полиоксиметиленоксазолиди- нов, обладающих новыми для этого ряда соединений свойствами, а также повышение эффективности и срока действия ингибиторов коррозии металлических поверхностей двигателей под действием спиртсодержащего топлива. Пример 1., Получение 3-Гтри- (оксиметилен)7оксазолидина формулы

П

O N-CCH OlH

I...

в колбе с обратным холодильником и ловушкой Дина-Старка кипятят смесь (I п ь) моноэтаноламина.ЗОг П.О моль) параформальдегида и 150мл бензола до прекращения выделения воды, после чего перегонкой выделяют оксазолидин (в виде тримера - 1 3 5трис-(2-оксиэтил)пергидро-1,3,5-три- азина). Получают 67,2 г (92%) оксаС71

о со

йолидина с температурой кипения |93°С/8 мм рт.ст.

В стакане к 36,55 г (0,5 моль) полученного оксазолидина при перемешивании и нагревании до добавляют г (1,5 моль), параформа и нагревают ло получения прозрачной O/IHO- родной массы. После этого стакан взвешивают и при дальнейшем перемешивании и нагревании добавляют (из- за потери параформа за счет взгонки) еще столько параформа, чтобы конечная масса полученной однородной реакци- |онной смеси составляла 81,6 г (0,5 моль, |1выхол 100) З-Гтри(оксиметилен) JoKca- |золилина. Полученный продукт имеет d

Г5993714

90 - смеси составляла 1б,3 г (1001). Полученный таким образом продукт по ИК- спектру идентичен продукту, полученному в примере 1.. Пример. Получение (ок- симетилен)оксазолидина формулы

10

1О

гп

0-N-(CH20)H

Аналогично примеру 2 из 6-1 г (1 моль) моноэтаноламина и 90 (3 моль) параформа получают 132 г

(99,2%) продукта

MR.

d

1,2282 n

1в

найд. 31 ,3 MR,p выч.

4885. 31,5.

:i,2528, п 1,4850. MRJ, найд. i. 37,33 . MRj, выч. 37,80.

Найдено, Н 7,97, 8,06;

С iti,33, ,53; N 8,51, 8,63.

i .NO.

i Вычислено, % С 4,l6; Н 8,03;

IN 8,58. ,

ИК-спектр содержит полосы.

-т

1030, 1075, 1105, 1150,. 1170 (JC-0-C и колебания оксазолидинового цикла) , 1360, (J , СН), 2860, 2930 |(х)СН,,), (ОН). I Пример. Получение |(оксиметилен) оксазолидина. Аналогич Ыо примеру 1 конденсируют б1 г (1,0 моль) моноэтаноламина и 30 г (1 моль) параформа в 150 мл бензола. ;После отделения воды отгоняют при атмосферном давлении основное количест во бензола, а затем его остатки при давлении 10 мм рт.ст. К кубовому остатку при перемешивании и нагревании

при перемешивании

до 95-105 С добавляют до привеса 90 г (3 моль) параформа, нагревают до тех пор, пока реакционная масса не стане однородной и прозрачной. При охлаждении ее получают 1б2 г (-99,5%) про- дукта с 1.,. ИК-спектр иденти чен ИК-спектру продукта, полученного в примере 1.

ПримерЗ. Получение (оксиметилен)} оксазолидина.

В стакане к 6,1 г (0,1 моль) моноэтаноламина при перемешивании и нагревании до добавляют 12,0 г (0,4 моль) параформа и нагревают до получения однородной прозрачной массы. После этого смесь взвешивают и при дальнейшем перемешивании и нагревании добавляют еще столько параформа, чтобы конечная масса полученной однородной прозрачной реакционной

0

0

5

.

гп

0-N-(CH20)H

Аналогично примеру 2 из 6-1 г (1 моль) моноэтаноламина и 90 (3 моль) параформа получают 132 г

(99,2%) продукта

MR.

d

1,2282 n

1в

найд. 31 ,3 MR,p выч.

С 44,65, 44,97; N 10,12, 10,22.

%: С 45,10; Н 8,33;

4885. 31,5.

Найдено, % Н 8,52, 8,64;

.NO,.

Вычислено, N 10,52.

ИК-спектр содержит полосы, 1015, 1165, 1090, 1175 (vO-C-0 и колебания оксазолидинового цикла) 1360, 1450 (сГСН,), 2875, 2937 (л)СН.), 3420 (VOH).

П р и м е р 5. Получение 3-гидро- ксиметилоксазолидина формулы

0 -N-Cli20H

.

0

61

60

Аналогично примеру 2 из (1 моль) моноэтаноламина и (2 моль) параформа получают 102,6 (99,5%) целевого продукта с 1,2079, п. 1,4962. MR. MRj, выч. 25,3.

П р и м е р 6. Получение 3- тетра- оксиметилен)J оксазолидина формулы

dy

-j, найд. 25,0,

(СН70)цН

0

5

Аналогично примеру 2 из б1 г (1 моль) моноэтаноламина и 150 г (5 моль) параформа получают 192,2 г (99,4%) целевого продукта с d 1,2603, 1,4810. MR , найд. 43 MR.JJ выч. 44,0,

П р и м е р 7. Исследование антикоррозионных свойств 3-полиоксимети- леноксазолидинов.

Определение антикоррозионной активности производили по ГОСТу 20449- 75 с использованием визуального метода оценки.

Образцы, изготовленные из стали (ст.З) размером 60 20 f 2 мм, обра6.

5

батывали шлифовальной шкуркой для удаления пятен, цйрапин и следов коррозии, пропитывали спирто-бензол ной смесью, сушили фильтровальной бумагой и помещали в бюксы объемом 50 мл. Бюксы заполняли метанолводу- содержащей смесью. Добавку исследуемого вещества к этой смеси варьировли в пределах 0,01-0,1%. Испытания. проводили при . Наблюдения за появлением коррозии на образцах проводили регулярно в течение месяца. Дополнительно для приближения к естественным условиям были проведен испытания в стальных стаканах с кордированной внутренней поверхностью. Исследованная водно-метанольная смесь представляла собой отход производства метанола ПО Ангарскнефте оргсинтез с содержанием метанола д 70, высших спиртов до 10 и воды. В качестве этанола использовали 3-(тридецилокси)пропил амин.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, соединение примера 5 - Зтидроксиметилоксазо- лидин плохо защищает сталь. Соединение примера 6 - 3 тетра(оксимети- лен)}оксазолидин по эффективности антикоррозионного действия находится на уровне соединений примеров 1- 4 : (оксиметилен)} оксазолидина и 3-Стри(оксиметилен)оксазолидина, однако он при стоянии разрушается достаточно быстро с выделением пара- форма и его применение в качестве ингибитора является нецелесообразным в виду того, что параформ быстро забивает систему питания двигателя.

Стендовые испытания двигателя внутреннего сгорания при использовании испытуемых полиоксиметиленокса- золидинов примеров 1-4 в качестве присадки к метаНОЛводусодержащему

топливу показали, что при добавлении их в количестве 0,0025-0,01% в качестве ингибитора интенсивность износа цилиидропоршневой группы не изменяется. Прирост содержания железа в масле по сравнению с начальной концентрацией в случае чистого топлива составляет 3,9-10-3%, а в случае мета нолсодержащего топлива с добавкой испытуемого нового ингибитора коррозии - 3,3-10-3 и при дальнейшей работе не возрастает.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из полученных данных видно, что полиоксиметиленоксазолидины защищают сталь ст.З от коррозии в водно-ме- танольной смеси в течение 10-30 сут при концентрации 0,01-0,02%, а при концентрации 0,1% более 6 мес.

Так как добавка водно-метанольной смеси к штатному топливу составляет 10-15%, то действующая концентрация ингибитора - полиоксиметилёноксазо- лидина в топливной смеси в 6, ра ниже, чем в чистой водьо-метанольной смеси и составляет 0,001-0,002

Таким образом, полиоксимети .енск- сазолидины являются болеэ дешевыки, доступными и эффективными ингибиторами коррозии, чем известный 3(тридецилокси ) пропиламин .

Формула изобретения

3-Полиоксиметиленоксазолидины формулы

i

п ,

(CH20V-H ,

где п 2 или 3,

в качестве ингибиторов коррозии металлических поверхностей двигателей внутреннего сгорания метанолсодержа- щим топливом.

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к 3-полиоксиметиленоксазолидинам ф-лы CH₂-O-CH₂-CH₂-N-CH₂O)_N-H, где N-2 или 3, которые могут использоваться в качестве ингибиторов коррозии металлических поверхностей двигателей внутреннего сгорания метанолсодержащим топливом. Цель - выявление соединений, обладающих полезными свойствами. Получение ведут конденсацией моноэтаноламина с формальдегидом. Выход, %

Брутто=ф-ла: для соединений при N=3 100

C₆H₁₃NO₄, при N=2 99,2

C₅H₁₁NO₃. Новые соединения защищают сталь Ст. 3 от коррозии в водно-метанольной смеси в течение 10-30 сут при концентрации 0,01-0,02%, а при концентрации 0,1%-более шести месяцев. 2 табл.