Page 132 - 《精细化工》2019年第11期

·2280· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

受关注 [11] ，然而，其综合性能并不及传统含磷药剂 [12] 。 文中探讨了利用上述机理得到的 β-PASP 的合
为此，研究者常采用适当的改性技术实现 PASP 性 成工艺，评定了它们的阻垢缓蚀性能。由于 β-二羰
能的多样化 [13-14] 。开环改性是利用聚琥珀酰亚胺 基化合物的可降解产物均为无毒小分子，将此类 β-
（PSI）作为活性中间体进行的。文献报道的亲核试 二羰基化合物作为绿色接枝剂，为 PASP 的化学改
剂集中在含有氮原子的化合物上 [15] ，PSI 被含氮亲 性提供了新思路。以期为提高 PASP 的综合性能、
核试剂开环生成改性 PASP，反应机理如图 1 所示。 实现其产业化提供有效的手段。
本文得到的 3 种 β-PASP 阻垢剂是基于 β-二羰基化
1 实验部分
合物的特殊结构而完成的，反应机理如图 2 所示。
同时，与采用 C 2 H 5 ONa、无水乙醇分别作为体系的 1.1 试剂与仪器
催化剂和溶剂相比 [16] ，本工艺克服了溶剂化效应、 顺丁烯二酸酐、乙酰乙酸乙酯（EAA），AR，
质子化效应和空间效应造成的改性产品黏均分子量 天津市凯信化学工业有限公司；氢氧化钠、乙二胺
过高，阻垢能力减弱的问题 [14] 。此外，β-二羰基化 四乙酸二钠，AR，天津市福晨化学试剂厂；碳酸铵，
合物的降解产物为无毒小分子 [17] ，解决了现有改性 AR，上海中泰化学试剂有限公司；苯甲酰乙酸乙酯
技术在提高阻垢率同时仍然存在的一些缺点：反应 （EBA），AR，萨恩化学技术（上海）有限公司；
污染大、产物不可生物降解或降解产物有毒性效应 丙二酸二乙酯（DEM），AR，江苏仲鼎化工有限公司。
等 [18-20] 。其次，本文以多种 β-二羰基化合物为接枝 DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器，郑州长
剂，得到了“系列化”的 PASP 功能材料 [16] 。 城科工贸有限公司；BS110S 电子分析天平，北京赛
多利斯天平有限公司；RCC-Ⅱ旋转挂片腐蚀实验
仪，江苏省江都市建华仪器仪表厂；VERTEX 70 型
红外光谱分析仪器，德国 Bruker 公司。
1.2 β-PASP 阻垢剂的制备
1.2.1 中间体 PSI 的制备与纯化
在自制烧杯中加入 9.8 g（0.1 mol）马来酸酐，
60 ℃下溶于适量蒸馏水，冷水浴中逐份加入一定量
的碳酸铵，溶解后升温至 60~90 ℃，敞口至水分蒸
干，得到白色固体马来酰亚胺。继续升温到 180 ℃反
应 1 h，得橙黄色脆性固体聚琥珀酰亚胺 PSI（Ⅱ），
将其转移至烧杯中，加入 50 mL N,N-二甲基甲酰胺

（DMF）溶解，在 40 ℃的恒温水浴中搅拌 4 h，然
图 1 含氮亲核试剂与 PSI 的反应机理 后加入适量无水乙醇沉析、抽滤，滤饼即为纯化的
Fig. 1 Reaction mechanism of nitrogen-containing nucleophile
with PSI PSI，烘干研磨备用，滤液回收。
1.2.2 β-PASP 阻垢剂的合成
称取一定量的 NaOH 置于 50 mL 单口烧瓶中，
加入适量的蒸馏水，至 NaOH 溶解完全。然后，量
取一定体积的 β-二羰基化合物（Ⅰ）滴加到 NaOH
溶液中，反应一段时间后按比例加入上述 PSI（Ⅱ），
反应数小时，得到红棕色溶液。用 4 mol/L 盐酸将
产物的 pH 调至中性，用无水乙醇洗涤 2~3 次，得
红褐色黏性物质，即为 β-PASP（Ⅲ）阻垢剂，副产
物为 PASP（Ⅳ）。其合成路线如下所示：

图 2 β-二羰基化合物与 PSI 的反应机理
Fig. 2 Reaction mechanism of three β-dicarbonyl compounds
with PSI