噻二唑席夫堿衍生物的合成及其摩擦性能

劉機靈

摘 要：本文首先通過利用紅外線和核磁共振波普對新型的噻二唑席夫堿衍生合成物進行一系列實驗分析，以及利用其它設備對合成化合物的熱穩定性，抗腐蝕性等等進行了實驗分析，其實驗結果分析可知，合成化合物穩定性和抗腐蝕性以及耐磨性均良好。

關鍵詞：噻二唑；抗腐蝕性能；減摩抗磨性

1 節能環保添加劑

二硫化磷酸金屬鹽是潤滑油添加劑一種，是常用的一種抗氧化和耐磨性、耐腐蝕性較強的化學添加劑。但因磷元素和其他金屬元素的添加，對環境有一定破壞，這種潤滑油不能同時滿足應用和節能環保需求，就出現了本病咪唑、苯并三氮唑、噻二唑等衍生物。這些衍生物是新型潤滑油添加劑，符合環保節能需求。本研究中我們以1，3，4-噻二唑席夫堿衍生物為例，在側鏈上加入含氧基團化學元素，并對氨基進行修飾，成為亞胺結構席夫堿類型化合物。加入化學元素的分子極性，讓化合物能更好吸附在金屬表面。亞氨結構吸附堿類化合物，因碳氮雙鍵存在，化合物有一定配位，能和金屬成為更加穩定的絡合物，讓金屬腐蝕性得到抑制，增加抗腐蝕能力。而三種新型噻二唑衍生物對金屬表面結構表征和熱穩定性、抗腐蝕性與減磨抗磨能力都進行了調整和測試。

2 實驗部分

利用相應紅外光譜儀器及數字顯示顯微熔點測試儀、熱重分析儀、銅片腐蝕測定儀、SRV-IV微動摩擦磨損測試機等進行實驗，應用氯乙酸酯與2-（4-甲酰基苯氧基）、5-氨基-2-巰基-1，3，4-噻二唑、冰乙酸、石油醚、液體石蠟、分析純等作實驗試劑。實驗中，將[5-（鄰羥基苯亞甲基亞胺基）-1，3，4-噻二唑-2-基]劉乙酸乙酯合成物放在單口燒瓶中，需加入6.5mmol5-氨基-2-巰基-1，3，4-噻二唑，9.1mmolKOH，3mL去離子水，進行攪拌，直到溶解為止。緩慢將6.5mmol氯乙酸酯混合溶液加入5mL乙醇溶液中，TLC點板跟蹤反應，在室溫正常情況下需反應4個小時，反應結束后過濾得到固體和液體混合物。抽濾經水洗干燥后，固體應用75%乙醇進行再一次結晶，這時可得到5-氨基-2-巰基-1，3，4-噻二唑。三口燒瓶中再加入0.01mol硫乙酸酯，20mL無水乙醇，溶解后再緩慢加入0.01mmol水楊醛，再加入0.1mmol冰乙酸，TLC點板跟蹤反應，在80℃下進行回流4小時攪拌，反應結束后將溶劑進行蒸發，冷卻后可得到固體黃色物質。固體干燥后，可利用無水乙醇進行再次結晶，結晶得到粗產物。應用不同化學實驗方法，都可得到5-氨基-2-巰基-1，3，4-噻二唑物質。

利用紅外光譜儀和核磁共振儀器，能對1，3，4-噻二唑衍生物結構表征進行了解。利用熱重分析儀器可對合成化合物分子熱穩定性能進行檢測。氮氣流升溫速度控制在10℃/min，溫度需保證25℃-600℃。利用銅片腐蝕測定儀進行測定，利用國標方式對合成化合物抗腐蝕性進行測定，將磨光的投片放在M1、M2、M3添加劑的液體石蠟基礎油中，讓添加劑中的質量可分別為0、0.1%、0.25%、0.5%，在100℃-3小時、100℃-10小時、120℃-3小時及120℃-10小時等幾種不同條件下進行有效測定。通過測定，利用石油醚進行沖洗，和標準腐蝕色斑進行有效對比，在通過銅片顏色進行腐蝕程度判斷。利用微動摩擦磨損試驗機對不同添加劑摩擦性進行考察。通過球盤點先接觸方式進行。上實驗球利用直徑10mm銅球進行，下實驗盤為直徑24mm，厚度7.9鋼盤進行。將添加劑按0、0.1%、0.25%、0.5%、1.0%、2.0%質量分數的超聲分散在液體石蠟基礎油中分散，可得測試的樣品。實驗中頻率要控制在50Hz，振幅1mm，溫度控制在25℃/80℃，壓力100N，實驗時間控制在半小時。

3 結果與結論

5-氨基-2-巰基-1，3，4-噻二唑是底物，為讓化合物減磨抗磨性能加強，通過親核來代替反應，在2位的羥基上加入急性酯基官能團。為加強抗腐蝕性，消除反應后需對5位的氨基進行再次修飾。同時為讓化合物熱穩定性能加強，需逐漸減緩速度，緩慢將其加入到分子結構中，通過重新結晶及柱層析分離方法來提純，制備有亞胺結構的1，3，4-噻二唑席夫堿類化合物。合成化合物通過氫核磁共振及紅外光譜進行表征，在普標分析中可知，M1表征HNMR數據里苯環代替羥基的化學位移是11.24，是單重峰；HC=N上H化學位移是9.10，也是單重峰，4.29是-SCH2-基團上H化學位移，都為單重鋒。而-OCH2- 基團上H化學位移是4.16，是三重峰。核磁共振氫譜數據中顯示，不同類型氫的個數和比例及峰裂情況，與化合物M1結構一致。通過熱重權限圖可知，合成化合物穩定性較強，合成化合物能滿足所有普通潤滑油添加劑對熱穩定性的要求。抗腐蝕性能方面，液體石蠟基礎油中添加進不同試劑，銅片腐蝕級別有所變化，也可證明，合成添加劑抗腐蝕性能較強。通過實驗分析，席夫堿衍生物摩擦性和抗磨能力都較強，比普通潤滑油效果更好。

4 結論

5-氨基-2-巰基-1，3，4-噻二唑潤滑油添加劑可用在內燃機以及齒輪油和液壓油中。其減磨抗磨能力較強，能有效減少金屬間磨損，讓金屬表面摩擦力提升。

參考文獻：

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