СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТОВ С КОМПЛЕКСНЫМ ПРОТИВОГИДРАТНЫМ, АНТИКОРРОЗИОННЫМ И БАКТЕРИЦИДНЫМ ДЕЙСТВИЕМ

Изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения изомеров N,N,N-трибутил-N-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)аммоний хлорида. Результаты изобретения могут быть использованы в органической химии, нефтегазопромысловой химии и химической промышленности.

В последние годы в нефтегазопромысловой химии наблюдается отчетливый тренд по созданию реагентов комплексного действия, что ведет к существенному снижению операционных издержек в нефтегазодобывающей отрасли.

N,N,N-трибутил-N-[(2E)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]аммоний хлорид и N,N,N-трибутил-N-[(2Z)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]аммоний хлорид при концентрациях 0.5% эффективно предотвращают гидратообразование и обладают сильным антикоррозионным и бактерицидным действием (Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В.В. // Башкирский химический журнал, 2017, Т. 24, №3, С. 20).

Известен взятый нами за прототип способ получения (E)- и (Z)-изомеров N,N,N-трибутил-N-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)аммоний хлорида с высокими противогидратным, антикоррозионным и бактерицидным действием (Шахмаев Р.Н., Сунагатуллина А.Ш., Зорин В.В. // Башкирский химический журнал, 2017, Т. 24, №3, С. 20), базирующийся на алкилировании трибутиламина изомерами 1,3-дихлорпропена в кипящем этиловом спирте. Основными недостатками способа являются образование побочных продуктов нуклеофильного замещения и элиминирования, низкий выход целевых продуктов и значительная продолжительность процесса.

Задачей изобретения является создание более эффективного способа получения изомеров N,N,N-трибутил-N-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)аммоний хлорида с более высоким выходом.

Указанная задача решается тем, что в способе получения изомеров N,N,N-трибутил-N-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)аммоний хлорида (1), основанном на кватернизации трибутиламина (2) индивидуальными изомерами 1,3-дихлорпропена (Е-3 и Z-3) или их смесью, согласно изобретению, алкилирование трибутиламина проводят в кипящем ацетонитриле в присутствии каталитических количеств KI.

Способ осуществляется следующим образом. Смесь трибутиламина (2), 1,3-дихлорпропена (3) и KI в безводном ацетонитриле перемешивали 20 ч при кипении при следующем мольном соотношении реагентов [дибутиламин]: [1,3-дихлорпропен]: [KI]=1:1:0.01. Раствор концентрировали, сырой продукт промывали диэтиловым эфиром и удаляли остатки легколетучих компонентов под вакуумом.

N,N,N-трибутил-N-[(2E)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]аммоний хлорид (Е-1). Смесь 0.556 г (3 ммоль) трибутиламина (1), 0.333 г (3 ммоль) (E)-1,3-дихлопропена (3) и 5 мг (0.03 ммоль) KI в 5 мл ацетонитрила перемешивали при кипении в течение 20 часов. Растворитель упаривали, остаток промывали диэтиловым эфиром и удаляли остатки легколетучих компонентов под вакуумом. Выход 0.757 г (85%). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.01 т (9Н, СН₃, J 7.3 Гц), 1.44 секстет (6Н, СН₂, J 7.3 Гц), 1.73-1.82 м (6Н, СН₂), 3.31-3.36 м (6Н, NCH₂), 4.52 д (2Н, =СНСН₂, J 7.9 Гц), 6.02 д.т (1Н,=СНСН₂, J_транс 13.1, 7.9 Гц), 7.28 д (1Н,=CHCl, J_транс 13.1 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ_С, м.д.: 13.33 (3СН₃), 19.50 (3СН₂), 23.84 (3СН₂), 58.64 (=СНСН₂), 58.74 (3NCH₂), 119.58 (=CHCl), 132.34 (=СНСН₂).

N,N,N-трибутил-N-[(2Z)-3-хлорпроп-2-ен-1-ил]аммоний хлорид (Z-1). Получен аналогично. Выход 0.745 г (84%). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м. д.: 1.01 т (9Н, СН₃, J 7.3 Гц), 1.44 секстет (6Н, СН₂, J 7.3 Гц), 1.71-1.78 м (6Н, СН₂), 3.39-3.44 м (6Н, NCH₂), 4.30 д (2Н,=СНСН₂, J 7.3 Гц), 6.50 к (1H, =СНСН₂, J_цис 7.3 Гц), 6.75 д (1Н, =CHCl, J_цис 7.3 Гц). Спектр ЯМР ¹³С, δ_С, м.д.: 13.43 (3СН₃), 19.49 (3СН₂), 24.01 (3СН₂), 55.40 (=СНСН₂), 59.00 (3NCH₂), 118.66 (=CHCl), 129.16 (=СНСН₂).

Смесь (E)- и (Z)-изомеров N,N,N-трибутил-N-(3-хлорпроп-2-ен-1-ил)аммоний хлорида. Получена аналогично с использованием технической смеси (E)- и (Z)-изомеров 1,3-дихлорпропена (E/Z=6/4). Выход 0.754 г (85%).

Основными преимуществами способа являются более высокий выход продуктов - 84-85% на исходный трибутиламин (в прототипе 74-76%) и снижение продолжительности процесса.