噻二唑席夫碱衍生物的合成及其摩擦性能

刘机灵

摘 要：本文首先通过利用红外线和核磁共振波普对新型的噻二唑席夫碱衍生合成物进行一系列实验分析，以及利用其它设备对合成化合物的热稳定性，抗腐蚀性等等进行了实验分析，其实验结果分析可知，合成化合物稳定性和抗腐蚀性以及耐磨性均良好。

关键词：噻二唑；抗腐蚀性能；减摩抗磨性

1 节能环保添加剂

二硫化磷酸金属盐是润滑油添加剂一种，是常用的一种抗氧化和耐磨性、耐腐蚀性较强的化学添加剂。但因磷元素和其他金属元素的添加，对环境有一定破坏，这种润滑油不能同时满足应用和节能环保需求，就出现了本病咪唑、苯并三氮唑、噻二唑等衍生物。这些衍生物是新型润滑油添加剂，符合环保节能需求。本研究中我们以1，3，4-噻二唑席夫碱衍生物为例，在侧链上加入含氧基团化学元素，并对氨基进行修饰，成为亚胺结构席夫碱类型化合物。加入化学元素的分子极性，让化合物能更好吸附在金属表面。亚氨结构吸附碱类化合物，因碳氮双键存在，化合物有一定配位，能和金属成为更加稳定的络合物，让金属腐蚀性得到抑制，增加抗腐蚀能力。而三种新型噻二唑衍生物对金属表面结构表征和热稳定性、抗腐蚀性与减磨抗磨能力都进行了调整和测试。

2 实验部分

利用相应红外光谱仪器及数字显示显微熔点测试仪、热重分析仪、铜片腐蚀测定仪、SRV-IV微动摩擦磨损测试机等进行实验，应用氯乙酸酯与2-（4-甲酰基苯氧基）、5-氨基-2-巯基-1，3，4-噻二唑、冰乙酸、石油醚、液体石蜡、分析纯等作实验试剂。实验中，将[5-（邻羟基苯亚甲基亚胺基）-1，3，4-噻二唑-2-基]刘乙酸乙酯合成物放在单口烧瓶中，需加入6.5mmol5-氨基-2-巯基-1，3，4-噻二唑，9.1mmolKOH，3mL去离子水，进行搅拌，直到溶解为止。缓慢将6.5mmol氯乙酸酯混合溶液加入5mL乙醇溶液中，TLC点板跟踪反应，在室温正常情况下需反应4个小时，反应结束后过滤得到固体和液体混合物。抽滤经水洗干燥后，固体应用75%乙醇进行再一次结晶，这时可得到5-氨基-2-巯基-1，3，4-噻二唑。三口烧瓶中再加入0.01mol硫乙酸酯，20mL无水乙醇，溶解后再缓慢加入0.01mmol水杨醛，再加入0.1mmol冰乙酸，TLC点板跟蹤反应，在80℃下进行回流4小时搅拌，反应结束后将溶剂进行蒸发，冷却后可得到固体黄色物质。固体干燥后，可利用无水乙醇进行再次结晶，结晶得到粗产物。应用不同化学实验方法，都可得到5-氨基-2-巯基-1，3，4-噻二唑物质。

利用红外光谱仪和核磁共振仪器，能对1，3，4-噻二唑衍生物结构表征进行了解。利用热重分析仪器可对合成化合物分子热稳定性能进行检测。氮气流升温速度控制在10℃/min，温度需保证25℃-600℃。利用铜片腐蚀测定仪进行测定，利用国标方式对合成化合物抗腐蚀性进行测定，将磨光的投片放在M1、M2、M3添加剂的液体石蜡基础油中，让添加剂中的质量可分别为0、0.1%、0.25%、0.5%，在100℃-3小时、100℃-10小时、120℃-3小时及120℃-10小时等几种不同条件下进行有效测定。通过测定，利用石油醚进行冲洗，和标准腐蚀色斑进行有效对比，在通过铜片颜色进行腐蚀程度判断。利用微动摩擦磨损试验机对不同添加剂摩擦性进行考察。通过球盘点先接触方式进行。上实验球利用直径10mm铜球进行，下实验盘为直径24mm，厚度7.9钢盘进行。将添加剂按0、0.1%、0.25%、0.5%、1.0%、2.0%质量分数的超声分散在液体石蜡基础油中分散，可得测试的样品。实验中频率要控制在50Hz，振幅1mm，温度控制在25℃/80℃，压力100N，实验时间控制在半小时。

3 结果与结论

5-氨基-2-巯基-1，3，4-噻二唑是底物，为让化合物减磨抗磨性能加强，通过亲核来代替反应，在2位的羟基上加入急性酯基官能团。为加强抗腐蚀性，消除反应后需对5位的氨基进行再次修饰。同时为让化合物热稳定性能加强，需逐渐减缓速度，缓慢将其加入到分子结构中，通过重新结晶及柱层析分离方法来提纯，制备有亚胺结构的1，3，4-噻二唑席夫碱类化合物。合成化合物通过氢核磁共振及红外光谱进行表征，在普标分析中可知，M1表征HNMR数据里苯环代替羟基的化学位移是11.24，是单重峰；HC=N上H化学位移是9.10，也是单重峰，4.29是-SCH2-基团上H化学位移，都为单重锋。而-OCH2- 基团上H化学位移是4.16，是三重峰。核磁共振氢谱数据中显示，不同类型氢的个数和比例及峰裂情况，与化合物M1结构一致。通过热重权限图可知，合成化合物稳定性较强，合成化合物能满足所有普通润滑油添加剂对热稳定性的要求。抗腐蚀性能方面，液体石蜡基础油中添加进不同试剂，铜片腐蚀级别有所变化，也可证明，合成添加剂抗腐蚀性能较强。通过实验分析，席夫碱衍生物摩擦性和抗磨能力都较强，比普通润滑油效果更好。

4 结论

5-氨基-2-巯基-1，3，4-噻二唑润滑油添加剂可用在内燃机以及齿轮油和液压油中。其减磨抗磨能力较强，能有效减少金属间磨损，让金属表面摩擦力提升。

参考文献：

[1]曹宇，史伯安，陈岩，郑桃.双1，3，4-噻二唑Schiff碱的合成及其生物活性研究[J].化学试剂，2012（4）.

[2]李新伟.含1，3，4-噁二唑二苯乙烯衍生物合成、荧光性质及生物活性研究[D].广州：华南理工大学，2012.