油酸基咪唑啉缓蚀剂的合成装置3基咪哩琳合成过程

油酸咪唑啉合成咪唑啉缓蚀剂具有绿色、低毒等优点，在防腐过程中备受青睐。本文以低成本油酸和一系列有机胺为原料合成了一系列咪唑啉缓蚀剂，并通过光谱分析和反应过程动力学研究确定了最佳合成条件。1 实验仪器及药品1.1 实验仪器 本文所用仪器名称、型号及生产厂家见表1： 表1 实验仪器名称、规格及生产厂家1.2 实验药品本文使用的药物如表2所示：表2 实验药物及规格2 油酸基咪唑啉缓蚀剂合成有机酸原料：油酸；有机胺原料：二亚乙基三胺（DETA）、三亚乙基四胺WO、四亚乙基五胺；溶剂：二甲苯；实验装置：合成装置由带恒压滴液漏斗的回流装置、温度计、水分离器和四口烧瓶组成。具体装置如图1所示： 合成实验步骤： 1) 预混：取油酸、二甲苯适量，称取一定的物料比，加入四口烧瓶中；四口烧瓶控制在电热套内并安装回流装置；通循环水，打开氮气装置，检查装置密封性，通氮气稳定；2)酰胺化反应：打开电热套加热，将一定量的有机胺加入恒压滴液漏斗中，缓慢加入烧瓶中；将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。酰胺化反应：打开电热罩加热，将一定量的有机胺加入恒压滴液漏斗中，缓慢加入烧瓶中；将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。酰胺化反应：打开电热罩加热，将一定量的有机胺加入恒压滴液漏斗中，缓慢加入烧瓶中；将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。将一定量物质中的有机胺加入恒压滴液漏斗中，缓慢加入烧瓶中；将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。将一定量物质中的有机胺加入恒压滴液漏斗中，缓慢加入烧瓶中；将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源咪唑啉合成，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。将温度控制在一定温度持续数小时，期间反应生成的水与二甲苯形成共沸物，在分水器中蒸发，再分四次回流。在烧瓶中。反应达到一定时间后，回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。回收分水器中的水和二甲苯，以及微量的有机胺；，经过预定时间后，停止加热；关闭电源，当温度降至保险温度时，关闭氮气，关闭循环水。

图 1 油溶性咪唑啉缓蚀剂合成装置示意图 3 油酸基咪唑啉合成过程中的反应动力学研究反应速率是合成过程中研究的主要内容。由于合成反应过程中有机胺过量，反应速率定义为单位时间内油酸浓度的降低，单位为mol/(Ls)。早在 1860 年，古尔德伯格．厘米和瓦格。P总结了前人的工作成果，并结合相关实验得到的数据，提出“化学反应的速率与反应物的有效质量成正比”的观点。在化学反应中，有效质量描述了反应过程中反应物和产物浓度的变化。在反应过程中，该反应可视为等容过程，油酸咪唑啉合成的反应速率方程如下式所示： 根据反应碰撞理论，分子之间会发生化学反应，反应物之间必须发生有效碰撞。假设有足够的能量促进分子间的碰撞，并且分子在碰撞后迅速形成活化的复合物。反应物粒子之间的有效碰撞能量（非活化分子转化为活化分子所需的最小能量）称为活化能。通过实验研究，Van't Hoff指出，温度每升高10℃，反应速率提高2-4倍。1890年代，阿伦尼乌斯研究了蔗糖的转化反应，根据实验结果定义了反应过程的活化能，最终建立了阿伦尼乌斯方程，如公式所示： 在不同温度下，对应于：两边取对数，有：在不同的温度（T1-Tn）下，以相同浓度的油酸和二乙烯三胺进行合成反应，可得到不同温度下的反应速率k1-kn。根据斯特林方程的条件，指前因子A与反应温度和浓度无关，其值仅取决于反应物的特性。t Hoff 指出，温度每升高 10 ℃，反应速率提高 2-4 倍。1890年代，阿伦尼乌斯研究了蔗糖的转化反应，根据实验结果定义了反应过程的活化能，最终建立了阿伦尼乌斯方程，如公式所示： 在不同温度下，对应于：两边取对数，有：在不同的温度（T1-Tn）下，以相同浓度的油酸和二乙烯三胺进行合成反应，可得到不同温度下的反应速率k1-kn。根据斯特林方程的条件，指前因子A与反应温度和浓度无关，其值仅取决于反应物的特性。t Hoff 指出，温度每升高 10 ℃，反应速率提高 2-4 倍。1890年代，阿伦尼乌斯研究了蔗糖的转化反应，根据实验结果定义了反应过程的活化能，最终建立了阿伦尼乌斯方程，如公式所示： 在不同温度下，对应于：两边取对数，有：在不同的温度（T1-Tn）下，以相同浓度的油酸和二乙烯三胺进行合成反应，可得到不同温度下的反应速率k1-kn。根据斯特林方程的条件，指前因子A与反应温度和浓度无关，其值仅取决于反应物的特性。

并且当温度变化较小时，活化能E被认为是恒定的。因此，根据lnk-1 /T的关系，可以得到反应过程的指前因子A和活化能Eo。在合成过程中，油酸与有机胺的进料比（摩尔比）为1：n，油酸的浓度可用下式表示： 由于油酸与有机胺伴随有副反应如合成过程中的平行反应和串联反应，杨振生等认为，在生成邻苯二甲酰胺的同时，也会生成双邻苯二甲酰胺。胺类的合成可能还存在其他副反应，反应速率和所涉及的物质不同。然而，作为一项动力学研究，没有必要也不可能涵盖所有内容。关键是把握反应的主要形式。因此，本文主要考虑主要的酰胺反应，并做出以下两个假设：(1)反应体系中各组分之间不存在相互作用，即主副反应的产物没有影响;(2)在实验室研究中，忽略了分子的内外扩散以及吸附和解吸过程，微混合对快速复杂反应过程的影响可以忽略不计。根据以上假设咪唑啉合成，设计了动力学实验测量的具体流程：(1)根据油酸的含量，测定反应过程中的总酸值（油酸+油酸酰胺+油酸咪唑啉），从而得到反应过程中油酸浓度的变化；(2)@ >根据油酸基咪唑啉化合物的紫外吸收光谱标准曲线，测定合成粗品中油酸基咪唑啉的含量，反应动力学参数k和Eo3.1 油酸基咪唑啉 采用合成速率方程测定 缓蚀剂合成过程中酸值的测定 油酸与有机胺的合成是酸碱反应。根据酸值与浓度的对数关系，首先测定纯油酸的酸值，并拟合反应物的酸值与浓度的定量关系。其次，通过测量反应过程中的酸值，可以计算出反应过程中有机酸的浓度，确定反应过程中反应物的转化率，从而确定反应进程。值 M