Nghiên cứu tổng hợp, khảo sát cấu trúc và mối quan hệ giữa cấu trúc với hoạt tính của một số chất ức chế ăn mòn kim loại dạng bay hơi dãy Bê ta - Aminoxeton

ĐạI HọC QUốC GIA H NộI
TRờng đại học khoa học tự nhiên





trịnh cơng





nghiên cứu tổng hợp, khảo sát cấu trúc v
mối quan hệ giữa cấu trúc với hoạt tính
của một số chất ức chế ăn mòn kim loại
dạng bay hơi dy

-aminoxeton



Chuyên ngành: Hoá lý thuyết v hoá lý
Mã số: 62 44 31 01



tóm tắt luận án tiến sĩ hoá học

H nội 2007

Công trình này đợc đợc hoàn thành tại Bộ môn Hoá lý, Khoa
Hoá học, Trờng Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia
Hà Nội; Viện Hoá học Các Hợp chất Thiên nhiên, Viện Khoa
học và Công Nghệ Việt Nam và Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga.



Ngời hớng dẫn khoa học: GS.TS Lâm Ngọc Thiềm
GS.TS Châu Văn Minh





Phản biện: 1. GS.TSKH Trần Đình Toại Viện Hoá
Học Viện KH và CN Việt Nam
2. GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển Trờng ĐH
Xây Dựng Hà Nội
3. PGS.TS Trịnh Xuân Sén Trờng ĐH
KHTN - ĐH QG Hà Nội




Luận án đợc bảo vệ ngày 15 tháng 5 năm 2007

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Th viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm thông tin t liệu, Đại học Quốc Gia Hà Nội


các công trình đ công bố
liên quan đến luận án
1. Châu văn Minh, Lu Văn Chính, Phạm Hữu Điển, Phan Văn
Kiệm, Trịnh Cơng, Lơng Đức Tuân (2002), Tổng hợp và
xác định cấu trúc của 4-đietylamin-3-metyl-butan-2- on, Tạp
chí hóa học và ứng dụng, (4), Tr.17-19.
2. Châu văn Minh, Phan Văn Kiệm, Trơng Quang Trung,
Phạm Hữu Điển, Lu Văn Chính, Trịnh Cơng (2002),
Tổng hợp 4-đietylamin -butan-2-on và 3- đietylamin-
phenyl-propan-1-on, Tạp chí hóa học và ứng dụng, (5), Tr.
28-32.
3. Châu văn Minh, Phan Văn Kiệm, Trơng Quang Trung, Phạm
Hữu Điển, Lu Văn Chính, Trịnh Cơng (2002), Tổng hợp 1-
đietylamin -5-metyl-hecxan-3-on, Tạp chí hóa học và ứng
dụng, (6), Tr.25-28.
4. Châu văn Minh, Phan Văn Kiệm, Trơng Quang Trung, Phạm
Hữu Điển, Lu Văn Chính, Trịnh Cơng (2002), Tổng hợp 4-
morpholin -4-yl-butan-2- on, Tạp chí hóa học và ứng dụng, (7),
Tr.14-17.

5. Châu Văn Minh, Phan Văn Kiệm, Phạm Hữu Điển, Lâm Ngọc
Thiềm, Trịnh Cơng, Phan Thị Bình (2002), Nghiên cứu khả
năng ức chế ăn mòn kim loại của 3-đietylamin-1-phenyl-propan-
1-on, Tuyển tập các công trình khoa học, Hội nghị khoa học lần
thứ 3, ĐHKH Tự nhiên, ĐHQG Hà nội.
6. Trịnh Cơng, Lâm Ngọc Thiềm, Châu văn Minh, Phan Văn
Kiệm (2003), Bớc đầu nghiên cứu sự tạo phức của chất ức chế
bay hơi với Cu
2+
, Mn
2+
và xác định cấu trúc của chúng, Tuyển


tập báo cáo toàn văn lần thứ 7 các đề tài nghiên cứu khoa học cơ
bản trong lĩnh vực hoá lý và hoá lý thuyết. Hội đồng khoa học tự
nhiên, Bộ khoa học và công nghệ, Hà Nội.
7. Châu văn Minh, Phan Văn Kiệm, Trơng Quang Trung, Phạm
Hữu Điển, Lu Văn Chính, Trịnh Cơng (2003), Tổng hợp 3-
morpholin -4-yl-1-phenyl-propan-1- on, Tạp chí Hoá Học, T41
(2), Tr. 31-34.
8. Trịnh Cơng, Phan Văn Kiệm, Lâm Ngọc Thiềm, Châu văn
Minh (2003), Tổng hợp 3-đimetylamin-1-phenyl-propan-1-on
và 4-đime tylamin-butan-2-on, Tạp chí Hoá học ứng dụng, (4),
Tr. 12-16.
9. Lâm Ngọc Thiềm, Trịnh Cơng, Lê Kim Long, Nguyễn Thị Lan,
(2004), Góp phần nghiên cứu cấu trúc của phức chất Cu(II),
Zn(II) với - aminoxeton bằng phơng pháp tính lợng tử, Tạp
chí Khoa Học, Đại học Quốc gia Hà Nội. Khoa học Tự nhiên và
Công Nghệ, T10 (1AP), Tr. 185-189.

1
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của luận án
Bảo vệ chống ăn mòn kim loại có ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế
quốc dân vì thiệt hại do ăn mòn kim loại gây ra rất lớn. Chống ăn
mòn kim loại còn có ý nghĩa to lớn trong vấn đề bảo vệ môi trờng,
tiết kiệm tài nguyên, an toàn lao động.
Vấn đề chống ăn mòn kim loại đã đợc nhiều nhà khoa học trên
thế giới và Việt Nam quan tâm nghiên cứu. Phơng pháp sử dụng các
chất ức chế ăn mòn là phơng pháp đợc áp dụng sớm nhất, phổ biến
nhất và trong nhiều trờng hợp là biện pháp không thể thay thế.
Ra đời sau các chất ức chế dạng tiếp xúc, các chất ức chế ăn mòn
dạng bay hơi từ lâu cũng đã khẳng định đợc chỗ đứng của mình nhờ
những u việt mà chất ức chế tiếp xúc không thể có đợc. Chúng
đợc sử dụng trong các không gian bảo vệ cô lập, khi bay hơi chất ức
chế đợc hấp phụ lên bề mặt kim loại. Nó có tác dụng bảo vệ với tất
cả các bề mặt, các khe kẽ nhỏ trong không gian bảo vệ mà chất ức
chế tiếp xúc không phủ tới đợc, hiệu quả bảo vệ cao, giá thành rẻ, dễ
sử dụng, có thể đa đối tợng bảo vệ ra sử dụng một cách nhanh
chóng khi cần thiết. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong quân sự khi
đa vũ khí, khí tài quân sự niêm cất vào trạng thái sẵn sàng chiến đấu.
ở Việt Nam, một số trung tâm nghiên cứu nh Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam, Trung tâm Khoa học và Công nghệ Quân sự,
Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga đã bớc đầu nghiên cứu chế tạo một số
chất ức chế ăn mòn dạng bay hơi dựa theo mẫu hoặc tài liệu nớc
ngoài và đã đạt đợc những kết quả nhất định.
Qua tham khảo các tài liệu chúng tôi thấy rằng các hợp chất

aminoxeton là những chất có khả năng ức chế ăn mòn rất tốt và nhiều
tính chất đáp ứng đợc các yêu cầu sử dụng trong thực tế; tuy nhiên

2
việc sử dụng một cách có hiệu quả chất ƯCBH nói chung và chất
ƯCBH trên cơ sở các hợp chất aminoxeton nói riêng phụ thuộc vào
sự nghiên cứu và phát triển lý thuyết về tác động của chúng. Những
quy luật hoạt động chung của chất ức chế ăn mòn kim loại thuộc lĩnh
vực nghiên cứu của Hoá lý. Nhiều công trình nghiên cứu về cơ chế
bảo vệ, tác dụng ức chế, ảnh hởng của nhóm thế, áp suất hơi và các
thông số hoá lý, cũng nh tính toán lý thuyết lợng tử đến hiệu quả
ức chế ăn mòn của nhiều nhà nghiên cứu đã đợc công bố, nhiều quy
luật đã đợc tìm thấy nhng chúng không áp dụng đợc cho tất cả các
chất ức chế, nhiều khi chúng chỉ mở ra một hớng nghiên cứu có
triển vọng. Những công trình nghiên cứu về chất ức chế bay hơi trên
cơ sở các hợp chất aminoxeton là rất khiêm tốn.
Quá trình lựa chọn để tổng hợp một chất ức chế ăn mòn có
thể ứng dụng thực tế là một quá trình lâu dài và phức tạp. Để rút ngắn
quá trình này đồng thời để có thể tổng hợp đúng chất ức chế có những
tính chất phù hợp mục đích sử dụng thì việc nghiên cứu mối liên hệ
giữa cấu trúc phân tử với khả năng ức chế ăn mòn có ý nghĩa hết sức
quan trọng. Đồng thời với yêu cầu cấp thiết của Quân đội trong việc
bảo quản vũ khí trang bị kỹ thuật và sẵn sàng chiến đấu hiện nay
cũng nh mức kinh phí, trình độ nhân viên, điều kiện đảm bảo kỹ
thuật thì việc sử dụng các chất ức chế bay hơi là rất phù hợp.
2. Nội dung của luận án
Nhằm góp phần làm sáng tỏ thêm vấn đề đã nêu, chúng tôi chọn
đề tài: Nghiên cứu tổng hợp, khảo sát cấu trúc và mối quan hệ
giữa cấu trúc với hoạt tính của một số chất ức chế ăn mòn kim
loại dạng bay hơi dãy -aminoxeton .

Nội dung của luận án tập trung vào các phần sau:

3
1- Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc phân tử của các
chất ức chế mô phỏng dãy

-aminoxeton với một số thông số lợng tử
liên quan đến quá trình ức chế ăn mòn kim loại ở pha hơi bằng
phơng pháp tính lợng tử gần đúng.
2- Từ những định hớng của nghiên tính toán lợng tử, lựa
chọn tổng hợp một số chất ức chế ăn mòn kim loại thuộc dãy

-
aminoxeton và khẳng định cấu trúc chúng thông qua các phơng
pháp phổ khác nhau.
3- Nghiên cứu khá năng ức chế ăn mòn ở pha hơi của các
chất tổng hợp đợc bằng phơng pháp điện hoá và xem xét mối liên
quan của nó với cấu trúc.
4- Thử nghiệm tự nhiên đánh giá khả năng ức chế ăn mòn
của các chế phẩm điều chế đợc trên các mẫu kim loại, đặc biệt là
trên vũ khí trang bị kỹ thuật.
3. Đóng góp mới của Luận án
1. Nghiên cứu một cách hệ thống từ lý thuyết đến thực nghiệm
trong phòng thí nghiệm và đa ra ứng dụng thực tiễn một cách hiệu
quả. Kết quả nghiên cứu lý thuyết giúp rút ngắn thời gian, công sức
nghiên cứu đến kết quả cuối cùng.
2. Góp phần nghiên cứu cơ chế tác dụng của các -aminoxeton lên
đồng và thép bằng mô phỏng mạch tơng đơng phổ tổng trở.
3. Lần đầu tiên ở Việt nam sử dụng các phơng trình thực nghiệm
mới đợc công bố để xác định áp suất hơi bão hoà của các hợp chất

amin nhằm định hớng cho tìm chất ức chế có khả năng bảo vệ ở pha
hơi.
4. Bớc đầu xem xét mối quan hệ giữa cấu trúc phân tử với khả
năng ức chế ăn mòn của -aminoxeton và xác định ảnh hởng của
cấu trúc đến các tính chất bảo vệ của chúng.

4
Giá trị thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu góp phần tìm kiếm và thay
đổi cấu trúc của các chất ức chế hữu cơ để nâng cao hiệu quả bảo vệ
của chúng ở pha hơi.
Đã nghiên cứu tổng hợp, thử nghiệm và áp dụng vào chế tạo các
chất ƯCBH chống ăn mòn khí quyển cho kim loại có hiệu quả nh
BV1.1 bảo vệ kim loại đen, BV2, BV2.1 cho cả kim loại đen và màu.
4. Bố cục của luận án
Luận án gồm 118 trang (không kể 80 trang phụ lục) với 41 hình vẽ
và ảnh; 22 bảng số liệu và 125 tài liệu tham khảo. Luận án đợc cấu
tạo gồm: 10 trang danh mục các bảng biểu, hình vẽ, đồ thị và mục
lục, 2 trang mở đầu, 29 trang tổng quan tài liệu, 10 trang đối tợng
và phơng pháp nghiên cứu, 64 trang kết quả nghiên cứu và thảo luận,
2 trang kết luận, 1 trang các công trình có liên quan đến luận án đã
công bố và 12 trang tài liệu tham khảo.
Nội dung luận án
Chơng 1
Tổng quan tài liệu
Trình bày các quan điểm hiện đại về vấn đề ăn mòn khí quyển, đặc
điểm khí hậu, các yếu tố ảnh hởng đến bảo vệ kim loại ở pha hơi.
ảnh hởng của các thông số hoá lý nh khối lợng phân tử, momen
lỡng cực đến áp suất hơi bão hoà, giới thiệu các phơng pháp đo và
xác định chúng, các vấn đề liên quan giữa cấu tạo của các chất hữu cơ
và khả năng ức chế ăn mòn ở pha hơi, các lĩnh vực áp dụng mới, cũng

nh trình bày các vấn đề thời sự phát triển lý thuyết tác động và
phơng pháp tối u cấu trúc các chất ức chế bay hơi.
ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu ức chế ăn mòn ở pha hơi còn ít và
thiếu tính hệ thống vì vậy việc góp phần nghiên cứu vấn đề này là rất
có ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn.

5
Chơng 2
Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu
Chơng này đề cập đến đối tợng nghiên cứu là 54 chất ức chế mô
phỏng thuộc dãy -aminoxeton có các nhóm chức amin là đietylamin,
đimetylamin, mopholin; các nhóm chức xeton là etylmetylxeton,
axetophenon, axeton. Các chế phẩm và tác dụng ức chế ăn mòn của
chúng đối với đồng M1, thép CT3 và các loại vũ khí đạn khác nhau.
Trình bày nội dung, phơng pháp nghiên cứu và các thiêt bị chính
đợc sử dụng trong đó có thiết bị cộng hởng từ hạt nhân, khối phổ,
máy đo phổ hồng ngoại, thiết bị đo tổng trở và điện hoá. Xác định áp
suất hơi bão hoà bằng giản đồ và các phơng trình thực nghiệm:
log
0
293
P = 8,67 0,019 T
sôi
(1.4)
log
0
)293(
P = 8,52 + 0,0034 T
sôi (P)
logP 0,029 T

sôi (P)
(1.5)
Chơng 3
Kết quả và thảo luận
3.1. Xác định các thông số lợng tử
Các thông số lợng tử xác định bằng phần mềm Hyper Chem7.0
cho 54 chất nghiên cứu mô phỏng. Nhiệt độ sôi của các chất xác định
bằng phần mềm Chem Draw 6.0.
Khi xem xét các chất có cùng gốc xeton và thay đổi dần số nhóm
CH
2
(từ 0 đến 4 nhóm) ở phần amin gốc, các kết quả cho thấy giá trị
mật độ điện tích tại vị trí nguyên tử O và N không có sự thay đổi đáng
kể ngoại trừ các chất có số nhóm CH
2
là 0. Giá trị mật độ điện tích
trên O và N tơng ứng thấp hơn các chất khác. Sự khác biệt này rõ
hơn trên nguyên tử N. Các giá trị mật độ điện tích thay đổi rõ khi thay
thế các gốc xeton. Mật độ điện tích ở nguyên tử O giảm dần từ nhóm
chất có nhóm thế phenyl đến nhóm chất có nhóm thế metyl và cuối
cùng là nhóm chất có thêm mạch nhánh là nhóm metyl. Còn mật độ

6
điện tích ở nguyên tử N giảm dần từ nhóm chất có nhóm thế metyl
đến nhóm chất có thêm mạch nhánh là nhóm metyl và cuối cùng là
nhóm chất có nhóm thế phenyl. Xem xét các chất có cùng gốc amin
thấy rằng giá trị mật độ điện tích trên nguyên tử O lớn hơn khi nhóm
thế đính trực tiếp với nhóm cacbonyl của xeton, còn khi tăng dần số
nhóm CH
2

từ 1 đến 4 (ở phần gốc xeton) giá trị mật độ điện tích thấp
hơn nhng sự sai khác không nhiều. Mật độ điện tích trên nguyên tử
O và N của các aminoxeton có các gốc đietylamin > đimetylamin >
morpholin tơng ứng. Các chất có diện tích (thể tích) phân tử lớn nhất
là những chất cấu tạo nên từ các đietylamin tơng ứng.
Từ kết quả tính toán nhiệt độ sôi, áp dụng phơng trình (1.4); (1.5)
xác định áp suất hơi bão hoà của các chất khảo sát.
Từ kết quả phân tích nh trên, đã lựa chọn các chất đầu tiên
của mỗi nhóm thuộc dãy nghiên cứu để tiến hành tổng hợp: IK3 (E1),
IK4 (E6), IK5 (E11), IK6 (P1), IK7 (P11), IK8 (P6), IK11 (M11),
IK12 (M1), IK13 (M6) vì chúng là những chất có mật độ điện tích
lớn nhất ở nguyên tử O và N, có thể làm tăng khả năng hấp phụ lên
kim loại (bảng 3.1). áp suất hơi bão hoà của đa số các chất có giá trị
phù hợp với việc bảo vệ ở pha hơi (bảng 3.6). Kết quả xác định năng
lợng hiđrát hoá và pKa cũng cho thấy rằng cần phải phối trộn các
chất để có chế phẩm hiệu quả hơn trong việc loại nớc khỏi bề mặt
kim loại cũng nh bảo vệ đợc các kim loại khác nhau.
3.2. Tổng hợp, xác định cấu trúc của chất ức chế bay hơi.
Các - aminoxeton đợc tổng hợp bằng phản ứng ngng tụ Mannich.
Phản ứng Mannich là phản ứng giữa hợp chất có H linh động (H
mang tính axit, thờng là các xeton) với một anđehit (thờng là
fomanđehit) với amin bậc 1, bậc 2 hoặc amoniac. Các amin đa vào
phản ứng đạt hiệu suất cao khi ở dạng muối hiđroclorua.

7
Sơ đồ phản ứng nh sau:
NH
2
+
R

R
,
,,
N
R
R
,
,,
H + H
+
,,
,
R
R
N H + CHO
R
2
R
2
CH
N
R
R
,
,,
OH
H
+
R
2

CH
2
+
N
R
R
,
,,
cation aminometyl

Sau đó cationaminometyl phản ứng với dạng enol của hợp chất chứa
liên kết C - H axit và hoạt động nh một tác nhân vào liên kết đôi C =
C của dạng enol

R
R
,,
HO
CC

+
CH
R
2
N

+
HO
C C
CH

R
2
N
R
R
,
,,

+
Muối của bazơ mannich
OC
C CH NH
R
R
,
,,
+
R
2
,
oc
C H
HO C C
Dạng xeton
Dạng enol

3.2.1. Tổng hợp đietylaminhiđroclorua.
3.2.2. Tổng hợp mocpholin hiđroclorua.
3.2.3. Tổng hợp 4-đietylamin-butan-2-on (IK3).
Hiệu suất phản

ứng đạt 74%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ IR: (, cm
-1
) 2972- 2804 (C-H), 1716 (C=O), 1467, 1212-1380
(C-N), 1078 cm
-1
.
b. Phổ MS (m/z;%): 143 (5,7;M
+
: C
8
H
17
NO

); 128(21,4); 86(85,7);
71(8,5); 58(75,7); 43(100); 30(43).

8
c. Phổ
1
H-NMR: (ppm) = 0,98 (t,J=7,0; 6H-6; 6) 2,14 (s, 3H-1);
2,47(q,J=7,5Hz,4H-5;5'); 2,54(t,J=7,0Hz,2H-4); 2,71(t,J=7,0Hz,2H-3).
3.2.4. Tổng hợp 3-đietylamin-1-phenyl-propan-1-on (IK5). Hiệu
suất 51%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ IR: (, cm
-1
)3445; 2972-2805(
C-H
); 1684(

C=O
); 1597-1447
(
C=C
);1377-1222 (
C-N
); 1069.
b. Phổ MS: (m/z,%) 205(5,2; M
+
: C
13
H
19
ON ); 190 (12,6 ); 176 (2,6);
133 (43); 105 (100); 86 (57,8); 77 (67,3); 58 (30); 51 (23); 42 (6,3).
c. Phổ
1
H-NMR: (:ppm):1,43 (t, J=7,0Hz, 6H-5; 5); 3,20 (q,J=7,50,
4H-4; 4); 3,49 ( t,J=7,0Hz, 2H-3); 3,78 (t, J=7,0Hz; 2H-2); 7,48 (dd,
J=8,0; 2H-7;7); 7,58(dd,J=7,0Hz; 1H-8); 8,01(d, J=7,5Hz; 2H-6; 6)
3.2.5. Tổng hợp 4-đietyl amin-3-metyl-butan-2- on (IK4). Hiệu
suất 69%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ IR: (, cm
-1
) 1364 (
C-N
), 1709 (
C=O
), 2805-2966 (
C-H

)
b. Phổ
1
H-NMR: TMS làm chất nội chuẩn. = 0,97ppm,(t,J=6,5Hz,
6H-7;7); =1,04ppm (d,J = 6,5 Hz, 3H-5); =2,16 ppm(s, 3H-1),
=2,40 ppm (q,J = 2,0 Hz, 4H-6; 6), =2,60 ppm (d,J = 2,0 Hz, 2H-
4), =2,76ppm (m,J = 6,5Hz, 1H-3)
c. Phổ
13
C-NMR: TMS làm nội chuẩn. = 207,12 ppm (s, C-2); =
56,8ppm (t, CH
2
-4) ; = 47,2 ppm(d, CH-3) ; = 46,8 ppm(t, 2CH
2
-
6); = 28,8 ppm(q, CH
3
-1); = 14,9 (q, CH
3
-7); = 11,7 (q, CH
3
-5).
3.2.6. Tổng hợp 3-đimetylamin-1-phenyl-propan-1-on (IK11).

Hiệu suất của phản ứng đạt 62%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ MS: (m/z, %): 177 (11,2; M
+
C
11
H

15
NO), 132 (43,1), 105
(100,0), 77 (78,0), 58 (25,0), 44 (48,1).
b. Phổ
1
H-NMR: =2,87ppm(s,6H-7;8), =3,54ppm (t,J=6,5Hz,
2H-3), =3,76ppm (t,J=6,5Hz, 2H-2), =8,00ppm (d,J=7,6Hz, 2H-2;
6), =7,61ppm(t,J=7,5Hz,1H-4), =7,49ppm(t,J=7,5Hz,2H-3;5).

9
c. Phổ
13
C-NMR: =195,78ppm(C=O); 135,4 (C-1); 134,1 (C- 4);
128,8 (C-2, C-6); 128,2 (C-3, C-5); 52,7 (C-3); 43,8 (C-7 và C-
8); 33,8 (C-2).
3.2.7. Tổng hợp 4-đimetylamin-butan-2-on (IK12).
Hiệu suất phản
ứng đạt 58%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ MS:(m/z, %): 115 (8,1; M
+
C
6
H
13
NO), 70 (10,1), 58 (100,0),
43 (26,0), 30.
b. Phổ
1
H-NMR: =2,16ppm (s,3H-1), =2,34ppm (s,6H-5;6), =2,34
ppm (t, J=6,5Hz, 2H-3), =3,26 1ppm, (t,J=6,5Hz, 2H-4).

c. Phổ
13
C-NMR: =206,9ppm (C=O),=54,0ppm(C-4), =43,3ppm
(C-5;6), =30,9ppm(C-3), =25,2ppm (C-1).
3.2.8. Tổng hợp 4-đimetylamin-3-metyl-butan-2-on (IK13).
Hiệu
suất của phản ứng đạt 68%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ MS: m/z =129 phù hợp với công thức phân tử C
7
H
15
NO.
b. Phổ
13
C-NMR: = 208,3 ppm (C=O), = 58,3 ppm(CH
2
), =
43,01(CH), 4nhóm metyl:=28,6(C-1);16,2(C-7);43,0(C-5);44,7(C-6)
c. Phổ
1
H-NMR: 4 nhóm metyl, mỗi nhóm đều là 3 proton ( =1,31
ppm (d, J = 7,0 Hz, H
3
-7); = 2,30 ppm (s, H
3
-1), = 2,78 ppm (d, J
= 5,0 Hz, H
3
-5), = 2,97 ppm (d, J = 5,0 Hz, H
3

-6), = 2,97 ppm (d,
J = 9,0 Hz, H
2
-4), = 2,33 ppm (m, H-3).
3.2.9. Tổng hợp 4-morpholin-4-yl-butan-2-on(IK6).
Hiệu suất
phản ứng đạt 60%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ IR (, cm
-1
): 12561369(
C-N
), 1712(
C=O
), 2609 2929(
C-H
)
b. Phổ MS (m/z): 157 (M
+
= C
8
H
15
O
2
N); 114; 100(100%); 87; 70 ; 55;
c. Phổ
1
H-NMR: (ppm), chất nội chuẩn TMS. 2,253(s; H
3
-1) ;

3,24 (t; J= 6,5Hz; H
2
-3) ; 3,32 (t; J= 6,5 Hz; H
2
-4); 3,17 (m; 4H; H
2
-
5; H
2
-5); 4,07 (m; 4H; H
2
-6; H
2
-6).

10
d. Phổ
13
C-NMR và phổ DEPT-135: = 204,9ppm (C=O); =
30,059ppm (CH
3
-1); = 37,449ppm (CH
2
-3);= 51,871ppm (CH
2
-4);
= 52,381ppm (CH
2
-5; CH
2

-5);= 63,830 ppm (CH
2
-6; CH
2
-6)
3.2.10. Tổng hợp 3-morpholin-4-yl-1-phenyl-propan-1-on(IK7).

Hiệu suất phản ứng đạt 72%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
a. Phổ MS (m/z): 219(M
+
=C
13
H
17
NO
2
), 176, 142, 133, 114, 105, 100,
(100%), 77, 70,56,51.
b. Phổ
1
H-NMR: (ppm), chất nội chuẩn TMS. =5,0(t,2H,J=7Hz, H-
8); 4,2(m,2H, J=7Hz,H-9); 4,6(d,J=7Hz,1H-4); 4,7(m, J=5Hz, 1H4);
5,4(t,J=12Hz,H-5); 5,2(m,J=5Hz, H-5); 5,4(t, J=12Hz,H-6 ); 5,2(m,
J=5Hz, H-6); 4,6(d,J=7Hz,H-7); 4,7(m, J=5Hz,H7); 9,21(d, J=7,5Hz,
H-9); 8,73 (d,7,5Hz, H-10); 8,86(d,1H, 7,5Hz, H-11); 8,73(d, 7,5Hz,
H-12); 9,21(d, J=7,5Hz, H-13)
c. Phổ
13
C-NMR: (ppm) chất nội chuẩn TMS. =198,95 (C); 35,78
(CH

2
); 55,27 (CH
2
); 55,31 (CH
2
); 66,58 (CH
2
); 66,58 (CH
2
); 55,31
(CH
2
); 138,38 (C); 132,00 (CH); 131,25 (CH); 137,31 (CH); 131,25
(CH); 132,00 (CH).
3.2.11. Tổng hợp 3-metyl-4-morpholin-4-yl-butan-2-on (1) và 1-
morpho lin -4-yl-pentan-3-on (2) (IK8,9).
Hiệu suất phản ứng đạt
75%. Các thông số phổ xác định cấu trúc:
Kết quả thử TLC cho thấy có 2 chất ứng với các R
f
= 0,52 và R
f
= 0,54.
a. Phổ MS (m/z): 171( M
+
,C
9
H
17
NO

2
), 128, 114, 100 (100%), 70, 67.
b. Phổ
1
H-NMR: (ppm), chất nội chuẩn TMS.
Của (1): 3,51(3H, s); 3,95(1H,m); 4,73(2H,m); 2,49(3H, d, J=7,2Hz);
4,23(2H, m); 5,24(2H, t, J=4,35Hz); 5,24(2H, t, J=4,35Hz); 4,23(2H).
Của (2): 4,49(2H, t, J=6,25); 3,75(2H, q, J=7,3 Hz); 4,41(2H, t,
J=6,25); 2,31(3H, t, J=7,3Hz); 4,23(2H, m); 5,24(2H, t, J=4,35Hz);
5,24(2H, t, J=4,35Hz); 4,23(2H, m).

11
c. Phổ
13
C-NMR: (ppm), chất nội chuẩn TMS.
Của (1): =31,52 (CH
3
); 212,10 (C); 45,53 (CH); 55,30 (CH
2
); 19,82
(CH
3
); 66,60 (CH
2
); 66,69 (CH
2
); 66,69 (CH
2
); 66,60 (CH
2

).
Của (2): 54,93 (CH
2
); 39,07 (CH
2
); 210,31 (C); 39,18 (CH
2
); 10,75
(CH
3
); 61,61(CH
2
); 66,69 (CH
2
); 66,69 (CH
2
); 61,61 (CH
2
).
Kết quả MS và
1
H-NMR cho thấy (1) chiếm 83% và (2) chiếm 17%.
Nh vậy đã tổng hợp đợc 9 chất và khẳng định cấu trúc của chúng.
3.2.12. Xác định một số thông số vật lý của chất nghiên cứu.
Kết quả xác định một số thông số vật lý trình bày trong bảng 3.6.
Từ các giá trị này, cho phép ta lựa chọn những chất có áp suất hơi bão
hoà phù hợp với yêu cầu sử dụng làm chất ức chế bay hơi. Các kết
quả xác định khá phù hợp giữa các phơng pháp, sai số có thể chấp
nhận đợc vì khoảng áp suất hơi của chất có thể sử dụng cho mục
đích bảo vệ ở pha hơi khá rộng, từ 10

-6
đến 10
-1
mmHg. Sai số tơng
đối giữa 2 pp xác định nhiệt độ sôi lớn nhất chỉ là 3,3%.Nh vậy có
thể sử dụng các giá trị nhiệt độ sôi xác định bằng phần mềm để tính
toán áp suất hơi bão hoà, từ đó định hớng cho việc lựa chọn chất ức
chế bay hơi phù hợp.
Từ bảng 3.6 cho thấy, về cơ bản các chất đều có thể sử dụng làm
chất ức chế bay hơi vì với áp suất hơi bão hoà nhỏ cũng đồng nghĩa
với tốc độ bay hơi chậm nên sẽ kéo dài thời gian tồn tại, các chất có
áp suất hơi lớn nh IK12, IK13 cũng có thể sử dụng phối trộn với các
chất khác hoặc đa vào chất mang để làm giảm tốc độ bay hơi của
hỗn hợp và nhanh chóng ức chế ăn mòn nếu chúng có hiệu quả ức chế
ăn mòn tốt.
3.3. Khả năng bảo vệ của chất ức chế bay hơi.
3.3.1. Kết quả đo điện hoá trên đồng M1
3.3.1.1.Xác định dòng ăn mòn bằng pp đo đờng cong phân cực.

12
Bảng 3.7 là tổng hợp kết quả xác định dòng, thế ăn mòn và hiệu
quả bảo vệ đồng trong dung dịch muối NaCl 3% của các chất bằng pp
ngoại suy Tafel của đờng phân cực. Hầu hết các chất ức chế đã làm
dịch chuyển điện thế ăn mòn về phía dơng hơn so với nền. Hiệu quả
bảo vệ của BV2.1, BV2, IK4, IK11, IK5, IK6, IK3, BV1, BV3 là
tơng đối cao, tơng ứng là dòng ăn mòn của chúng nhỏ. Tuy nhiên
khi có mặt của BV1.1, nó còn thúc đẩy ăn mòn mạnh hơn. Song song

với pp ngoại suy Tafel, dòng ăn mòn còn đợc xác định thông qua giá
trị điện trở phân cực. Kết quả của hai pp tơng đối phù hợp.

Bảng 3.7: Giá trị thế và dòng ăn mòn, hiệu quả bảo vệ điện cực
đồng trong môi trờng NaCl 3% của các chất ức chế.
Ký hiệu mẫu U
ăm
(V)
I
ăm
(

A/cm
2
)
Hiệu quả bảo vệ (%)
nền -0,214 1,34 0
IK3 -0,166 0,39 71,9
IK4 -0,112 0,20 84,1
IK5 -0,193 0,33 75,4
IK6 -0,183 0,37 72,2
IK7 -0,184 0,80 40,1
IK8,9 -0,234 0,65 51,5
IK11 -0,209 0,29 78,4
IK12 -0,187 0,94 29,3
IK13 -0,220 1,04 22,7
BV1 -0,125 0,39 70,7
BV2 -0,134 0,16 87,8
BV3 -0,112 0,49 63,6
BV1.1
-0,185 1,78 -32,5
BV2.1 -0,118 0,14 89,9
3.3.1.2. Phơng pháp đo tổng trở

Các phổ đều thể hiện sự tăng giá trị tổng trở của lớp màng so với
mẫu nền. Đặc biệt IK5 là chất làm tăng giá trị tổng trở nhiều nhất.
Kết quả cho thấy IK4 cũng là các chất có giá trị tổng trở lớn. Các giá
trị thu đợc của phổ tổng trở phù hợp với kết quả thu đợc từ phơng
pháp đo đờng cong phân cực.


13

















Từ kết quả phổ tổng trở chúng tôi đã tiến hành thiết lập sơ đồ mạch
điện tơng đơng (hình 3.20). Các sơ đồ tơng đơng đều có các
thành phần nh nhau kể cả của đồng nền không có ức chế, bao gồm:
1: Thành phần pha không đổi; 2: Điện trở chuyển điện tích; 3: Trở
kháng bề mặt young; 4: Điện trở phân cực; 5: Điện trở dung dịch. Sự

khác biệt là giá trị của các thành phần. Sự trùng khít của đờng thực
nghiệm và đờng lý thuyết của phổ Bode (hình 3.21) và phổ Nyquist
chứng tỏ sự phù hợp của mạch tơng đơng. Trên sơ đồ không thấy
xuất hiện thành phần cảm ứng, khuếch tán ở vùng tần số nghiên cứu.
Phân tích các thành phần cho phép ta đánh giá tác động của chúng tới
tổng trở chung.
Tần số (Hz)

Tổng trở ()
H
ình 3.21: Phổ Bode của đồng M1 với chất ức chế IK4

Pha
o
H
ình 3.20: Sơ đồ mạch điện tơng đơng của đồng M1 với chất ức chế IK4
1: Thành phần pha không đổi; 2: Điện trở chuyển
điện tích; 3: Trở kháng bề mặt young; 4: Điện trở
phân cực; 5: Điện trở dung dịch

14
Tóm lại : Bằng phơng pháp đo đờng cong phân cực và đo tổng trở
cho phép ta có thể rút ra nhận xét: các chế phẩm IK4, IK5, BV2,
BV2.1 là những chất ức chế tốt nhất đối với đồng. ở khoảng tần số
nghiên cứu, tổng trở chỉ ảnh hởng bởi 5 thành phần đã nêu trên.
3.3.2. Kết quả đo điện hoá trên thép CT3
3.3.2.1. Xác định dòng ăn mòn bằng pp đo đờng cong phân cực.
Bảng 3.10 là kết quả xác định thế, dòng ăn mòn và hiệu quả bảo
vệ dựa vào pp ngoại suy Tafel của đờng phân cực cho thép CT3 khi
có chất ức chế trong dd NaCl 3%. Thế ăn mòn dịch chuyển về phía

âm hơn so với nền và không nhiều nh đối với đồng. Các chất từ IK7
đến IK12 không có khả năng bảo vệ thép CT3, chúng lại thúc đẩy quá
trình ăn mòn với tốc độ gần gấp đôi (IK12). Kết quả cho thấy các
chất IK3, IK4, IK5, BV2 và BV1.1 có khả năng bảo vệ tơng đối tốt.
Trong đó IK4 và BV1.1 đạt hiệu quả bảo vệ trên 70% đối với thép
CT3. Các giá trị dòng ăn mòn thông qua pp điện trở phân cực cũng
phù hợp với pp ngoại suy Tafel.
Bảng 3.10: Giá trị thế và dòng ăn mòn, hiệu quả bảo vệ thép CT3
của các chất ức chế trong môi trờng NaCl 3%
Ký hiệu mẫu U
ăm
(V)
I
ăm
(A/cm
2
)
Hiệu quả bảo vệ(%)
nền -0,555 1,19 0
IK3 -0,572 0,47 60,4
IK4 -0,592 0,19 83,6
IK5 -0,579 0,43 63,8
IK6 -0,562 1,12 6,40
IK7 -0,587 1,44 -19,3
IK8,9 -0,610 1,45 -21,3
IK11 -0,503 2,06 -73,5
IK12 -0,589 2,30 -92,9
IK13 -0,554 0,94 21,5
BV1 -0,570 1,06 11,2
BV2 -0,597 0,48 59,2

BV3 -0,587 0,35 5,20
BV1.1 -0,565 0,33 70,9
BV2.1 -0,575 0,76 36,1

15
3.3.2.2. Kết quả đo tổng trở
Phổ Nyquist của BV1.1 có vòng bán nguyệt lớn nhất, tiếp đó là của
BV2.1. Một số phổ có vòng bán nguyệt nằm dới đờng nền.







Việc thiết lập sơ đồ mạch điện tơng đơng (hình 3.26) cũng cho kết
quả nh của đồng ở khoảng tần số nghiên cứu gồm có 5 thành phần.
Sự trùng khít của đờng thực nghiệm và đờng lý thuyết của phổ
Bode (hình 3.27) và phổ Nyquist chứng tỏ sự phù hợp của sơ đồ mạch
tơng đơng. Trên sơ đồ cũng không có thành phần cảm ứng, khuếch
tán ở vùng tần số nghiên cứu.
Kết quả thu đợc của các phơng pháp cho thấy IK4, IK5, BV1.1 và
BV2.1 là những chất có khả năng bảo vệ ăn mòn tốt đối với thép CT3

.
Pha
0

Tổng trở (

)
H
ình 3.27: Phổ Bode của thép CT3 với chất ức chế IK4
Tần số (Hz)
H
ình 3.26: Sơ đồ mạch điện tơng đơng của thép CT3 với chất ức chế IK4
1: Thành phần pha không đổi; 2: Điện trở chuyển
điện tích; 3: Trở kháng bề mặt young; 4: Điện trở
p
h
â
n
cực;

5:
Đi
ệ
n
t
r
ở

du

n
g

dịc
h

16
Tóm lại: Qua kết quả khảo sát, đánh giá tính chất ức chế ăn mòn
của các chất và chế phẩm hữu cơ bằng các phơng pháp điện hóa ở
điều kiện nghiên cứu cho thấy sự phù hợp kết quả giữa các phơng
pháp đo phổ tổng trở và đo đờng cong phân cực:
a. Đối với đồng M1, khả năng bảo vệ của BV2.1, BV2 là tốt nhất, sau
đó là IK4, IK5.
b. Đối với thép CT3, khả năng bảo vệ tốt nhất là IK4 sau đó là IK5,
BV1.1 và BV2.1.
Nh vậy IK4, IK5, BV2.1, BV2 có khả năng bảo vệ đồng thời cả cho
đồng và thép.
c. ở khoảng tần số nghiên cứu, tổng trở ảnh hởng bởi 5 thành phần:
thành phần pha không đổi, điện trở chuyển điện tích, trở kháng bề
mặt young, điện trở phân cực, điện trở dung dịch.
3.4. kết quả thử nghiệm tự nhiên.
3.4.1. Kết quả thử nghiệm tự nhiên tại sân phơi mẫu Hà nội.
Các mẫu mở niêm cất sau 6 tháng và sau 14 tháng thử nghiệm.
Việc đánh giá kết quả thử nghiệm dựa vào OCT 27597.88 (thang
đánh giá độ bền ăn mòn của vật liệu và hợp kim), OCT-9.908.85,
OCT-9.907.83 (sự thay đổi khối lợng mẫu).
3.4.1.1. Kết quả kiểm tra sau 6 tháng thử nghiệm.
1. Mẫu thử chất ức chế IK4, IK5. Tất cả các mẫu đồng, thép, nhôm
đều không bị gỉ, biến màu hay các biểu hiện bất thờng nào, bề mặt
sáng bóng nh mới.

2. Mẫu thử nghiệm chất ức chế IK3. Mẫu thép và nhôm bề mặt sáng,
sạch, không có gỉ nhng các mẫu đồng đã bị biến màu toàn bộ bề
mặt, gỉ xanh xuất hiện ở các mẫu với mức độ khác nhau.
3. Các mẫu đối chứng. Các mẫu nhôm bề mặt hơi xỉn nhng không
có các sản phẩm ăn mòn. Bề mặt các mẫu đồng bị biến màu tối, có

17
vài vết đen, diện tích không đáng kể. Các mẫu thép bị gỉ nhiều, tốc độ
ăn mòn đợc xác định là 295 g/m
2
/năm.
3.4.1.2. Kết quả mở niêm sau 14 tháng cho các mẫu thử nghiệm.
1. Các mẫu thử nghiệm với IK3. Các mẫu đồng biến màu toàn bộ,
mép chuyển màu xanh, mức độ tăng theo khoảng cách càng gần chất
ức chế càng nặng. Mẫu thép bị gỉ nhẹ ở xung quanh, mẫu nhôm bình
thờng.
2. Các mẫu thử nghiệm với IK4, IK5. Tất cả các mẫu thử nghiệm đều
sáng bóng, không bị gỉ hay biến màu. Đây là những chất có triển
vọng ứng dụng thực tế.
3. Các mẫu đối chứng. Mẫu đồng, toàn bộ bề mặt ngả màu vàng, hiện
lên vài vết tay nhỏ. Mẫu thép CT3 gỉ chiếm khoảng 20% diện tích bề
mặt, nhiều ở vùng xung quanh mẫu. Mẫu nhôm không thấy gỉ nhng
bề mặt tối hơn ban đầu.
3.4.2. Kết quả thử nghiệm thực tế tại các đơn vị.
Qua quá trình thử nghiệm thực tế các chế phẩm tổng hợp đợc ở các
vùng khí hậu khác nhau trên hàng trăm mẫu kim loại, hàng trăm vũ
khí đạn là hợp kim đen hoặc hợp kim đồng, thấy rằnh các chất và chế
phẩm đã thể hiện tốt khả năng ức chế ăn mòn cho những đối tợng cụ
thể. Các mẫu đồng đợc thử nghiệm với chế phẩm IK3 và BV3 bị phá
huỷ 100%, còn lại tỷ lệ có xuất hiện han gỉ là rất nhỏ, điều này khẳng

định khả năng bảo vệ của các chất ức chế thử nghiệm. Kết quả mở
niêm kiểm tra (dài nhất là 27 tháng) cho thấy BV.1, BV1.1 bảo vệ tốt
cho kim loại đen và hợp kim của nó; BV2, BV2.1 bảo vệ tốt cho đồng
và hợp kim; các chất IK4, IK5 bảo vệ tốt cho các mẫu đồng, thép và
nhôm. IK3 và BV3 không thể sử dụng để bảo vệ cho đồng, nó còn
làm tăng tốc độ ăn mòn đối với đồng. Tốc độ ăn mòn đồng đối chứng
ở Hà Nội, Cát Bà, Vĩnh Thực, Phú Quốc, K75 nằm ở khoảng trung

18
bình. Riêng ở Kiên Lơng (60,4 g/m
2
/năm) cao hơn mức bình thờng.
Tại đây cũng là nơi có tốc độ ăn mòn thép cao nhất (312g/m
2
/năm).
Quá trình thử nghiệm tự nhiên cũng chỉ ra những vấn đề quan trọng
thuộc về quy trình niêm cất nh các vấn đề về bao gói, thao tác, làm
sạch bề mặt trớc khi niêm Các đơn vị mà chơng trình nghiên cứu
lựa chọn làm địa điểm thử nghiệm đều đề nghị cho ứng dụng thực tế
rộng rãi hơn cho vũ khí trang bị của mình bởi họ thấy rõ tính hiệu quả
ức chế ăn mòn, hiệu quả kinh tế, tính sẵn sàng chiến đấu cao một
yêu cầu quan trọng nhất trong niêm cất, bảo quản vũ khí trang bị.
3.5. Quan hệ giữa cấu trúc và khả năng ức chế ăn mòn của các -
aminoxeton
Hiệu quả bảo vệ của các chất ức chế với đồng sắp xếp theo thứ tự
IK4 > IK11 >IK5>IK6> IK3> IK8,9 > IK7> IK12> IK13. IK5 là một
-điêtylaminxeton còn IK11 là một -đimêtylaminxeton, chúng đều
có nhóm thế ở phần xeton là nhóm phenyl -C
6
H

5
. Đó là nhóm thế đẩy
electron mạnh nhất, có kích thớc phân tử lớn nhất trong dãy chất
nghiên cứu. Bằng chứng là các tính toán lợng tử cho thấy mật độ
điện tích trên nguyên tử O của nhóm cacbonyl cao nhất. Cấu trúc của
chúng rất thuận lợi cho các tâm hoạt động N và O hấp phụ mạnh mẽ
lên bề mặt kim loại đồng. Rất có thể chúng đã tạo ra các trung tâm
hoạt động kiểu bazơ Lewis, nghĩa là các đôi electron tự do của N và
O trong phân tử các chất ức chế sẽ hớng vào các AO d trống của
kim loại tạo ra các màng với lực hấp phụ dới dạng phức trên bề mặt
kim loại làm khả năng bảo vệ cho kim loại tốt hơn. Để có nhận xét
toàn diện cần có những nghiên cứu chuyên sâu bằng nhiều phơng
pháp hơn nữa. Đối với IK7 cũng có nhóm thế phenyl nhng khả năng
bảo vệ Cu của nó lại kém có thể là do cấu trúc lập thể của nó không
thích hợp cho việc hấp phụ lên kim loại.

19
Kết quả tính toán lợng tử cho thấy các phức của đồng có năng
lợng liên kết, năng lợng toàn phần, nhiệt tạo thành luôn nhỏ hơn
các phức kẽm, có nghĩa là các phức của đồng bền hơn các phức kẽm
tơng ứng và khả năng tạo phức của Cu
2+
lớn hơn Zn
2+
. Điều này phù
hợp với dãy độ bền do
Irving và Uliam tìm đợc (Mn
2+
< Fe
2+

< Co
2+
<
Ni
2+
< Cu
2+
> Zn
2+
).
Hiệu quả bảo vệ của các chất ức chế cho thép sắp xếp theo thứ tự
IK4 > IK5 >IK3 >IK13> IK6> IK7> IK8,9> IK11> IK12. IK4, IK5
và IK3 là những chất hiệu quả nổi trội hơn cả, đây là những -
đietylaminxeton. Các morpholinxeton bảo vệ rất kém (thậm chí còn
làm tăng mức độ ăn mòn). Các -đimetylaminxeton có khả năng bảo
vệ kém hơn nhiều so với các -đietylaminxeton.
Hiệu quả bảo vệ cao của IK4 có thể liên quan đến mạch nhánh trong
phân tử của chúng. Nếu vị trí mạch nhánh không gây cản trở thì nó lại
làm tăng hiệu quả bảo vệ vì làm tăng diện tích đợc che chắn, sự hấp
phụ bền vững hơn do cả hai tâm hoạt động cùng có tác dụng hấp phụ.
Xem xét các số liệu lợng tử cho thấy mật độ điện tích trên
nguyên tử N của các - đietylaminoxeton cao nhất trong các nhóm
chất đợc nghiên cứu, tính bazơ hay pKa của chúng lớn, do đó càng
có hiệu quả trong ức chế ăn mòn đối với thép.
Từ các kết quả tính toán lợng tử kết hợp với hiệu quả ức chế ăn
mòn xác định bằng thực nghiệm đo điện hoá, đã thực hiện phép hồi
quy đa biến nhằm tìm mối quan hệ giữa hiệu quả bảo vệ với các
thông số lợng tử của các chất ức chế.
Phơng trình hồi quy có dạng: Z=k
n

X
n
+ const (3.4)
trong đó Z là hiệu quả bảo vệ của chất ức chế; k
n
là hệ số của phơng
trình hồi quy; X
n
là các yếu tố hồi quy.

20
Kết quả thiết lập phơng trình hồi quy 1 yếu tố (n = 1) cho các chất
nhóm đietylaminoxeton, đimetylaminoxeton, morpholinxeton đối với
đồng M1 cho thấy các yếu tố mật độ điện tích trên tâm O (M
o
), năng
lợng obitan phân tử cha bị chiếm thấp nhất (E
LUMO
), năng lợng
hiđrat hoá E
h
, áp suất hơi bão hoà (P
0
), kích thớc phân tử (V) có hệ
số tơng quan R
2
là đáng tin cậy (thấp nhất là 0,6039; cao nhất là
0,9994). Nh vậy các yếu tố này có ảnh hởng ở các mức độ khác
nhau đến khả năng ức chế ăn mòn của tất cả các chất nghiên cứu.
Chúng tôi cũng đã thiết lập phơng trình hồi quy cho các yếu tố năng

lợng obitan phân tử bị chiếm cao nhất (E
HOMO
), mật độ điện tích trên
tâm N, momen lỡng cực nhng hệ số tơng quan của chúng ở
khoảng không đáng tin cậy, do đó cha rõ quy luật biến đổi của các
yếu tố này trong các nhóm chất đợc nghiên cứu.
Tóm lại, khi phân tích các yếu tố nh mật độ điện tích trên nguyên
tử N, O; kích thớc phân tử của - đietylaminoxeton cùng với kết quả
đo điện hoá có thể khẳng định chúng vợt trội hơn cả trong việc ức
chế ăn mòn đối với đồng M1 và thép CT3 so với - đimetylamino
xeton và - morpholinxeton.
Kết luận
1- Đã tính toán các thông số lợng tử của 54 chất mô phỏng thuộc
dãy -aminoxeton bằng phần mềm HyperChem7.0 và đã xem xét quy
luật biến đổi của các thông số nhằm định hớng cho việc tổng hợp
các chất có khả năng ức chế ăn mòn ở pha hơi.
+ Khi tăng độ dài mạch cacbon ở nhóm chức amin, mật độ điện tích
trên các tâm O và N hầu nh không thay đổi, khi thay đổi nhóm chức
xeton giá trị mật độ điện tích này thay đổi rõ rệt.
+ Khi tăng độ dài mạch cacbon ở nhóm chức xeton, giá trị mật độ
điện tích tại tâm O lớn nhất khi nhóm thế đính trực tiếp với nhóm

21
C=O, khi tăng tiếp độ dài mạch giá trị này cũng không thay đổi
nhiều. Giá trị mật độ điện tích tại tâm N khá ổn định do nó chỉ chịu
ảnh hởng của các hiệu ứng của các nhóm thế ở phần amin. Năng
lợng hiđrat hoá, mật độ điện tích trên các tâm O và N của các
đietylaminxeton > đimetylaminxeton > morpholin.
+ Đa số các chất đều có áp suất hơi bão hoà phù hợp với việc bảo vệ ở
pha hơi.

2- Từ định hớng của các tính toán lợng tử, đã tổng hợp đợc 9 -
aminoxeton và xác định cấu trúc của chúng bằng các phơng pháp
phổ IR, phổ
1
H và
13
C-NMR, phổ DEPT 135, DEPT 90, phổ GC-MS.
Đã xác định một số thông số vật lý của chúng nh nhiệt độ sôi, áp
suất hơi bão hoà, tỷ trọng làm cơ sở cho việc phối trộn và lựa chọn
các chất có các tính chất phù hợp với ứng dụng thực tế.
3- Đã đánh giá khả năng ức chế ăn mòn của các chất bằng phơng
pháp tổng trở, phơng pháp đo đờng cong phân cực. Kết quả giữa
các phơng pháp phù hợp với nhau và cho thấy các -đietylamin
xeton (IK3, IK4, IK5), chế phẩm BV2, BV2.1 bảo vệ tốt hơn cả cho
cả đồng M1 và thép CT3, chế phẩm BV1.1 bảo vệ tốt cho thép CT3.
Sơ đồ mạch tơng đơng cho thấy có 5 thành phần là thành phần pha
không đổi, điện trở chuyển điện tích, trở kháng bề mặt young, điện
trở phân cực, điện trở dung dịch ảnh hởng đến quá trình ức chế ăn
mòn.
4- Đã tiến hành thử nghiệm tự nhiên trên sân phơi mẫu và ở các đơn
vị về khả năng ức chế ăn mòn cho các mẫu kim loại và hàng trăm vũ
khí, đạn thuộc nhiều chủng loại khác nhau ở các vùng biển đảo.
+ Các chế phẩm BV2, BV2.1 có khả năng bảo vệ đa năng, BV1.1 bảo
vệ tốt cho kim loại đen.

22
+ Từ quá trình thử nghiệm tự nhiên đã đề xuất quy trình bảo quản
bằng chất ức chế bay hơi cho một số đối tợng, các vũ khí đạn đợc
bảo vệ tốt.
+ Đã xác định tốc độ ăn mòn đồng và thép, đó là cơ sở cho các

khuyến nghị để việc bảo quản tại các đơn vị đạt kết quả tốt.
5- Đã xem xét mối quan hệ giữa cấu trúc và khả năng ức chế ăn mòn
của các chất ức chế đã tổng hợp đợc từ những dữ liệu của các thông
số lợng tử và kết quả đo điện hoá, thấy rằng các - đietylaminoxeton
là những chất có khả năng ức chế ăn mòn tốt nhất trong số những chất
đợc nghiên cứu.
+ Các chất có kích thớc phân tử lớn bảo vệ có hiệu quả hơn. Cấu
trúc lập thể của phân tử cũng có thể ảnh hởng đến sự hấp phụ của
chất ức chế lên bề mặt kim loại.
+ Từ các phơng trình hồi quy cho thấy, các yếu tố mật độ điện tích
trên tâm O, năng lợng obitan phân tử cha bị chiếm thấp nhất, năng
lợng hiđrat hoá, áp suất hơi bão hoà, kích thớc phân tử là các yếu tố
có ảnh hởng mang tính quy luật ở các mức độ khác nhau đến khả
năng ức chế ăn mòn của các chất nghiên cứu.

7
Bảng 3.1: Số liệu lợng tử của các chất nghiên cứu IK

Mật độ điện tích Chất
O N
Mo men
lỡng cực
(D)
Tổng
năng lợng
(kcal/mol)
pKa của
amin gốc
[118 ]
Nhiệt độ sôi

theo Chem
Draw6.0
E
HOMO

(eV)
Năng lợng
hiđrat hoá
(kcal/mol)
Diện tích
bề mặt
(A
o2
)
Thể tích
phân tử
(A
o3
)
E
LUMO

(eV)
1 2 3 4 7 8 9 10 11 12 13 14
IK3 -0,298 -0,284 2.023 -41193.8 10,98 457,24 -9.0863 2,55 398,09 566,40 0.904
IK4 -0,297 -0,278 2.115 -44784.2 10,98 465,36 -9.0997 2,56 405,99 597,40 0.939
IK5 -0,302 -0,273 2.143 -56574.8 10,98 568,51 -9.1234 0,25 457,35 732,44 -0.333
IK6 -0,290 -0,257 2.356 -47946.9 8,33 500,46 -9.3101 -0,22 356,59 550,72 0.725
IK7 -0,290 -0,260 3.022 -63327.4 8,33 599,28 -9.1374 -2,92 378.63 699,57 -0.463
IK8 -0,289 -0,265 2.448 -51536.3 8,33 507,79 -9.1106 -0,52 344,48 576,61 0.743

IK11 -0,301 -0,270 2.217 -49391.3 10,64 536,76 -9.1988 -0,47 412,68 629,89 -0.345
IK12 -0,295 -0,269 2.253 -34010.6 10,64 414,19 -9.2190 2,06 371,83 470,68 0.845
IK13 -0,294 -0,270 2.223 -37601.0 10,64 423,03 -9.1928 2,21 388,10 513,45 0.889

7

Bảng 3.6: Một số thông số vật lý của các chất nghiên cứu

Kí hiệu
chất
Công thức
PT
Khối
lợng PT
(amu)
Nhiệt độ sôi (
0
C)
xác định bằng
thực nghiệm
Tsôi (
0
C)
ở 760
mmHg
P
0
1

(mmHg)

ở 20
0
C
P
0
2
(mmHg)
ở 20
0
C

P
0
3
(mmHg)
ở 20
0
C

Tỷ trọng
(d=g/ml)
Nhiệt độ
sôi (K) theo
Chem
Draw6.0
P
0
293
từ phơng
trình (1,4)

mmHg
IK3 C
8
H
17
ON 143,23 72/10mmHg 195
0,40 0,600 0,490 0,863
457,24
0,960
IK4 C
9
H
19
ON 157,26 75/10mmHg 200
0,30 0,480 0,410
0,805 465,36
0,670
IK5 C
13
H
19
ON 205,30 145/10mmHg 285 < 0,01 0,012 0,007 0,976 568,51 0,007
IK6 C
8
H
15
O
2
N 157,21 100/10mmHg 230 0,04
0,130

0,094 0,845 500,46
0,140
IK7 C
13
H
17
O
2
N 219,28 176/10mmHg 323 < 0,01 0,002 0,001 0,953 599,28 0,002
IK8,9 C
9
H
17
O
2
N 171,24 105/10mmHg 235 0,03
0,100 0,070
0,937 507,79
0,100
IK11 C
11
H
15
ON 177,25 132/10mmHg 270 < 0,01
0,020
0,014 0,876 536,76
0,030
IK12 C
6
H

13
ON 115,18 40/10mmHg 155
3,70 3,450 3,200
0,812 414,19
6,300
IK13 C
7
H
15
ON 129,20 45/10mmHg 162
2,10 2,540 2,070
0,801 423,03
4,280
Ghi chú:- P
0
1
: áp suất hơi bão hoà xác định theo giản đồ;
- P
0
2
: áp suất hơi bão hoà xác định theo công thức (1.4): lgP
0
293
= 8,67 0,019T
s

- P
0
3
: áp suất hơi bão hoà xác định theo công thức ( 1.5 ): lgP

0
293
= 8,52 + 0,0034T
s(P)
lgP 0,029T
s(P)