Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hợp chất chứa vòng Thiazol

ĐẠI HOC QUỐC GIA HÀ NÔI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN
ĐỂ TÀI:
NGHIÊN CỨU KIIẢ NÃN6 ức CHẾ ĂM MÒN
KIM LOẠI CỦA MỘT số Ilựp CHẮT
• • •
CHỨA VÒNG TIHAZOL
Mã số: QT-01-09
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: PGS.TS. TRAN t h ạ c h v ă n
; ■ " Ó C Q u ố c G IA HÀNC
; _ 7 - C f 'G TIN ĨHƯ VIÉt J
j ũ T / 3 1 f
HÀ NỘI - 2005
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN
ĐỂ TÀI:
NGHIÊN CỨU KI1Ả NĂNG ứ c CIIlí ĂN MÒi\ IÍIM LOẠI
CỦA MỘT SÔ Ilựl» CIIÂT CIIỨA VÒNC TIIIA/O L
• *
Mã sô: QT-01-09
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: PGS.TS. Trần Thạch Văn
CÁN BỘ PHÔI HỢP: TS. Nguyễn Văn Ngọc
CN. Nguyễn Huy Hoàn
CN. Nguyễn Thị Bích Nga
HÀ NỘI - 2005
I. BÁO CÁO TÓM TẮT:
1. Tên đề tài: " Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một sỏ hop
chất chứa vòng thiazol "
Mã số: QT- 01-09
2. Chủ trì đề tài: PGS. TS. Trần Thạch Văn
3. Cán bộ tham gia: TS. Nguyễn Yăn Ngọc

CN. Nguyễn Huy Hoàn
CN. Nguyễn Thị Bích Nga
4. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
- M ục tiêu: Tim phương pháp tổng hợp và thăm dò khả năng ức chế ăn mòn đối với
đồng, nhôm và thép CT-3 của một số chất chứa vòng benzothiazol.
-
Nội dung:
+ Tổng hợp 5-aminobenzothiazol, một số azometin của nó với các benzandehit
và xác định cấu trúc của bazơ Schiff.
+ Tổng hợp một số 2-axetamiđobenzothiazol có nhóm thế ở vị trí số 6.
+ Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn của các chất đã tổng hợp được đối với
đồng, nhôm và thép CT-3 bằng phương pháp ngâm nhúng và phương pháp đo tổng trở
điện hóa,
5. Kếí quả đạt được:
+ Kết quả tổng hợp:
• Xuất phát từ Q-cloanilin đã tổng hợp 5-aminobenzothiazol, rồi từ đó tổng hợp 8
azometin. Cấu trúc của chúng được khẳng định bằng cách nghi phổ hồns ngoại
và phân tích định lượng nitơ.
• Từ các anilin có nhóm thế thích hợp ở vị trí para đã tổng hợp đưọc 2-amino-6-R-
benzothiazol rồi chuyển hóa chúng thành 2-axetamiđo-6-R-benzothiazol (R= -Cl,
-c h 3, -n o 2)
+ Kết quả khảo sát khả năng ức chế ăn mòn:
• Các azometin đều có khả nàng ức chế cao đối với quá trình ãn mòn đổng trong
duns dịch NaCl 3%, trong đó p-hiđroxibenzyliđen-5-aminobenzothiazol có khả
năng ức chế cao nhất, sau 5 tháng ngâm trong dung dịch NaCl 3% bề mặt đồng
vẫn giữ được độ bóng sáng và khônơ xuất hiện dấu vết của sự ăn mòn.
• Các chát 2-axetamiđo-6-R-benzothiazol ở trên với nồng độ từ 10'3 M trở lên và
các azometin đều có khả nãnc ức chế ăn mòn Al, Cu, thép CT-3 trong mỏi trường
axit HC1 IM, HC1 2M và H N 03 2M. Trong đó khi R là nhóm nitro thì hiệu quả ức
chế ăn mòn là cao nhất. Khi tăns; thời gian khảo sát thì hiệu quả ức chế ăn mòn

cao lên, sau thời gian 8 tháng thì hiệu quả giảm dần.
6. Tình hình sử dụng kinh phí:
Tổng kinh phí được cấp cho thực hiện đề tài là 08 triệu đổng chù yếu được
dùng để mua hoá chất. Một phần khác được dùng để chi trả cho việc ghi các phổ xác
định cấu trúc của chất, Đã quyết toán với Phòns Tài vụ của Trường.
Hà nội, ngáy i'ythang sí~năm 2005
KHOA HOÁ HỌC CHỦ NHIỆM ĐỂ TÀI
PGS. TS. Trần Thị Như Mai
PGS. TS. Trần Thạch Văn
II. SUMMARY:
1. Reaserching Project: “Synthesis and investigation o f Copper, aluminium , CT.3
steel corrosion inhibition activity o f schiff base and some acetamides containing
benzothiazole ring.
Code: QT- 01- 09
2. Head of Subject: Tran Thach Van
3. Collaborator: 1. Nguyen Van Ngoc
2. Nguyen Huy Hoan
3. Nguyen Thi Bich Nga
4. Main task and content of study:
Main task of study was to look for a method for syntheses of some Schiff base from
5-aminobenzothiazole, some 6-substituted 2-acetamidobenzothiazoles and to
investigate their corrosion inhibition activity on copper, aluminium and CT-3 steel
Content:
• Syntheses and determination of some Schiff bases containing
5-aminobenzothiazole ring. Syntheses of some 6-substituted
2-acetamidobenzothiazoles
Using the potentiostatic polarization method and the alternating current
impedance technique to investigate obove compounds as copper, aluminium, CT-3
steel corrosion inhibitor.
5. Results of studies:

• Schiff base: The eigth azomethines containing benzothiazole ring were synthesed,
their structure was diterminated by IR spectra and nitrogenous content.
• 2-acetamido-6-R-benzothiazoles (R= -Cl, -CH3, -N 02): Appropriate para-
substituted anilines were converted to 6-substituted 2-aminobenzothiazoles by
Adams reactions using (SCN)-,, after that their acetamide derivatives were
synthesed.
• Inhibition activity: The inhibiting effect of all synthesed compounds was studied
using the potentiostatic polarization method and the alternating current impedance
technique. Results showed that all theses compounds may be used as a good
inhibitor of copper, aluminium or CT-3 steel corrosion, even in H ơ 2M and
H N 03 2M medium.
4
PHẦN NỘI DUNG CHÍNH
MỤC LỤC
Trang
I. MỞ ĐẦU 6
II. TỔNG HỢP CÁC CHẤT NGHIÊN c ú u 7
1. Tổng hợp azometin dãy 5-aminobenzothiazol. 7
2. Tổng hợp 2-axetamidobenzothiazol có nhóm thế ở vị trí 6. 7
III. KHẢO SÁT KHẢ NÃNG ức CHẾ ẢN MÒN. 8
1. Phương pháp nghiên cứu 8
2. Khảo sát khả năng ứu chế ăn mòn Al, Cu, thép CT-3 8
3. Các kết quả 8
IV. KẾT LUẬN 10
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO 10
5
I. MỞ ĐẨU
Quá trình ãn mòn hàng năm phá hủy hàng triệu tấn kimioại, gây ra thiệt hại
hàng tỉ đôla cho các quốc gia. Việc tìm ra phưong pháp bảo vệ kim loại, hợp kim một
cách hữu hiệu luôn chiếm được sự quan tâm lớn của nhân loại.

Trong các phương pháp bảo vệ kim loại, chống lại sự ăn mòn thì phương pháp
dùng chất ức chế ăn mòn giữ một vị trí hết sức quan trọng. Phương pháp này có nhiều
un điểm như: chi phí thấp, hiệu quả cao, dễ dàng trong sử dụng.
Những thời gian gần đáy [1] nhiều tác giả đã phát hiện rằng một số dẫn xuất
aminobenothiazol có khả năng ức chế ăn mòn cao. Tuy nhiên các công bố về chúng
vẫn còn rất ít. Chúng tôi đã có một số đóng góp vào việc chuyển hóa azometin dãy
aminobenzothiazol theo hướng tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học. Nhằm
mục đích mở rộng khả năng sử đụng các chất đó, chúng tôi khảo sát khả nănơ íru chế
ăn mòn nhôm, đồng và thép CT-3 của một số azometin và axetamidobenzothiazol.
6
II. TỔNG HỢP CÁC CHẤT
1. Qui trình tổng họp và kết quả tổng họp các a/.ometin dãy 5-aminobenzothiazoI
Qui trình tổng họp:
Quá trình tổng hợp azometin được chia làm hai giai đoạn. Xuất phát từ
Ớ-Cloanilin, đi qua bước tao ra 2-clo-5-nitroanilin chúns tôi tổng hợp ra
5-nitrobenzothiazol rồi khử hóa tạo ra 5-aminobenzothiazol, sau đó cho amin tác
dụng với các dẫn xuất benzadehit, dùng etanol làm dung môi khi có mặt piperiđin thu
được azometin.
Hòa tan hỗn hợp gồm 0,01mol amin và 0,01mol anđehit vào 100ml etanol
tuyệt đối, thêm vài giọt piperiđm rồi đun sôi hồi lưu, cách thủy trong hai giờ. Sau đó
để nguội cho tự kết tinh. Lọc lấy sản phẩm thô, rồi tinh chế bằng kết tinh lại từ etanol
hoặc benzen.
Kết quả: Đã tổng hợp được 8-azometin, các chất này chưa được công bô tron?
các tài liệu, do đó chúng tôi khẳng định cấu trúc của chúng bằng cách ghi phổ hổng
ngoại, phân tích định lượng nitơ. Các kết quả phù hợp với công thức dự kiến :
STT R
Đnc (t°C)
Hiệu suất
%N tính (tìm thấy)
IR (vr=N cm'1)

1
H
90-91
65 11,76 (11,70)
1620
2
P-Cl
152-153 74
10,27 (10,35) 1610
3
P-OH 233-235 72
10,37 (10,88)
1600
4
o,p-N(CH3)2
162-164
74
14,95 (14,65)
1590
5
P-OCH,
93-94
71
10,44(10,28)
1610
6
P-N02 245-247
88 14,90(14,63)
1590
7

m-NOi
190-191
86
14,90 (14,80) 1600
8
o-OH 235-237
75
10,37 (10,90)
1618
2. Qui trình và kết quả tổng họp 2-axetamiđobenzothiazol có nhóm thế ở vị trí 6.
2.1. Tông hợp 2-amino-6-R-benzothiazol.
Cho 0,05 mol p-R-anilin vào bình cầu 3 cổ dung tích 250ml, thêm tiếp 75ml
axit axetic băne, khuấy cho tan hết, rồi lại thêm tiếp 0,lmol NH4SCN vào bình. Lắp
máy khuấy, phễu nhỏ giọt và nhiệt kế. Giữ nhiệt độ trong khoảng 5-lO°C, vừa khuấy
mạnh vừa nhỏ từ từ dung dịch chứa 0,1 mol brom hòa trong lOml axit axetic băng.
Sau khi nhỏ hết brom cần khuấy thêm 30 phút nữa. Sau thời gian đó, lọc lấy kết tủa,
hòa tan nó vào nước ấm, rồi trung hòa bằng dung dịch NH3 dư, lọc lấy kết tủa, rồi kết
tinh lại từ etanol.
R
Hiêu suất
Điểm nóne chảy (°C)
-N O ,
68% 245-246
-Cl
71%
198-199
-CH,
79%
160-162
2.2. Tổng họp 2-axetamiđo-6-R-benzothiazol.

Cho 0,01mol dẫn xuất 2-aminobenzothiazol tươne ứng, 0,01mol anhiđrit
axetic và 40ml axit axetic băng vào bình cẩu duns tích IOOml, sau đó đun hổi lưu,
7
cách thủy, sôi trong l giờ. Làm lạnh hỗn hợp, lọc lấy kết tủa, rồi kết tinh lại từ axit
axetic.
R
Hiêu suất
Điểm nónẹ chảy (°C)
- n o 2
63% 290-292
-C1
68%
211-212
-CH,
65% 224-225
Các kết quả tổng hợp được phù hợp với các tài liệu [2],
III. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ứ c CHẾ ÃN MÒN
1. Phương pháp nghiên cứu.
1.1. Phương pháp ngâm nhúng:
Là phương pháp đơn giản nhất, được sử dụng phổ cập nhất. Phương pháp này dựa trên
sự thay đổi khối lượng mẫu kim loại sau một thời gian ngâm trong mói trường ãn
mòn. Hiệu quả bảo vệ được đánh giá bằng hiệu quả ức chế y:
_ Am0
A rạ
Hay đánh giá bằng mức độ bảo vệ Z:
Ámn-Am ^ 1 ^
Am0
\
1 - — .100%
y

Trong đó Am0 và Àmc là độ giảm khối lượng các mẫu kim loại sau khi ngâm vào dung
dịch ãn mòn trong trường hợp có và không có chất ức chế.
1.2. Phương pháp phàn cực th ế động:
Phép đo phân cực thế động được thực hiện bằng việc quét thế đặt lên mẫu theo
chiều dương (phân cực anot) hoặc theo chiều âm (phán cực catot). Cường độ dòng
điện biến đổi trong quá trình đo, được ghi lại và vẽ theo sự phụ thuộc thế quét sẽ cho
đườnơ cong phân cực thế động.
Các nghiên cứu được thực hiện trên hệ 3 điện cực gồm: điện cực so sánh là
điện cực calomen bão hòa, điện cực đối là điện cực Platin, điện cực làm việc là mẫu
kim loại hoặc mẫu thép nghiên cứu.
1.3. Chuẩn bị mẫu:
Mau thép CT-3 : có thành phần % các nguyên tố ngoài sắt như sau: "c (T),15),
Si(vết), Mn(0,42), S(0,037), P(0,024), Ni(0,0), Cr(0,0)
Kính thước 30x20x2mm, đánh sạch và làm bóng bằng giấy ráp, rửa sạch bằng
cồn, thấm khô bằng giấy lọc và để trong bình hút ẩm.
Mảu nhôm: (99,9% Al), kích thước 20x30x2mm. Chuẩn bị như trên.
Mảu đồng: (99,9% Cu), kích thước 40x30x2mm. Chuẩn bị như trên.
Điện cực làm việc: có dạng hình trụ, phần khỏns làm việc được phủ bàng
epoxi. Trước khi đo, diện cực cũng được làm sạch như trên.
2. Khảo sát khá nãng ức chế ãn mòn.
Các chất đã tổng hợp ở trên đem hòa tan tron2 màng dầu, nhúng mẫu kim loai
đã được chuẩn bị như trên vào màng dầu đó, sau đó đem sấy khô rồi dùng phương
pháp đo tổng trở điện hóa và phương pháp khối lượng để khảo sát khả năng kim hãm
ăn mòn.
Chúng tôi cũng khảo sát khả nãng ức chế bằng cách cho lượns cân cần thiêt các chât
ức chế vào axeton, lắc đều cho tan hết, rồi để vào dung dịch làm môi trườn2 nghiên
cứu (dung dịch NaCl 3%, HC1 IM, HC1 2M, HNO, 2M). Sau đó ngâm mẫu kim loại
đã chuẩn bị như trên vào các dung dịch có chất ức chế và khônẹ có chất ức chế. Sau
các khoảng thời gian khảo sát, lấy mẫu kim loại ra rửa sạch, loại sản phẩm ăn mòn
bằng cách nhúng các mẫu kim loại vào dunc địch H2S04 10% + 0,5% thioure trons

thời gian 15-20 giây, lại rửa sạch, làm khô và cân lại rồi tính toán các giá trị y, z.
Thay đổi lượng cân chất ức chế, ta khảo sát được sự phụ thuộc của khả năng ức
chế ăn mòn vào nồng độ của chất ức chế.
3. Kết quả khảo sát
Các kết quả khảo sát cho thấy tất cả các chất nghiên cứu đều có khả năng ức chế
ăn mòn đối với Cu, Al, thép CT-3 trong các môi trường là dung dịch NaCl 3%, dung
dịch HC1 IM hoặc HC1 2M thậm chí có thể cả trong dung dịch H N 03 2M.
Trong các azometin dãy 5-aminobenzothiazol thì p-hiđroxibenzyliđen-5-
aminobenzothiazol là chất có khả năng ức chế ăn mòn cao nhất.
Các hợp chất dãy 2-axetamido-6-R-benzothiazol với nồng độ 10'3iM trở lên đều
thể hiện tính chất ức chế cao, Khả năng ức chế ăn mòn của dẫn xuất amit cao hơn
amin tự do. Nếu so sánh ảnh hưởng của bản chất nhóm thế ở vị trí 6, thì các nhóm có
khả năng ức chế giảm dần theo trình tự -N 02>-C1>CH3. Thực tế đó có thể hỗ trợ cho
việc giải thích cơ chế ức chế dựa trên khả năns tạo liên kết hấp phụ hóa học với các
nguyên tử bề mặt [3].
Dưới đây trích dẫn một số thông số thực nghiệm đối với thép CT-3 trong phương
pháp ngâm nhúng và phương pháp phân cực thế động của dãy 2-amino-6-R-
benzothiazol (A) và 2-axetamiđo-6-R-benzothiazol (B):
Hiệu quả ức chế ăn mòn thép CT-3 trons dung dịch HC1 2M, phươne pháp khối
lượng sau 8 giờ và 16 giờ.
Chát ức chê
8 giờ
16 giò
Am
^Xh
Am
^ư.h
Dunq dịch HC1 2M
0,1588
— 0,3476 —

A (R = NO:)
0,0605 61.90
0,1151
66,89
A ( R = Cl)
0,0676 57,43 0,1193 65,67
A (R = CH,)
0,0684
56,93 0,1230
64,61
B (R = N 0 2)
0,0601
62.15
0,1145
67.06
B ( R = Cl)
0,0672
57,68 0,1177
66,14
B (R = CHO
0.0679 57,57
0,1201 65,45
9
Hiệu quả ức chế ãn mòn thép CT-3 trong dung dịch HC1 2M, phương pháp phán
cực thế động.
Chất ức chê
-Eo
(mV)
(mA/cm2)
Tốc độ ăn mòn

(mg/cmls)
Dung dịch HC1 2iM 527
1,3311. 10-
3,863. 106
A (R = N 02)
532
4,1351. lũ'4
1,200. 107
A ( R = Cl)
484
7,1818. 10-4
2,084. 107
A (R = CH3)
532
1,0636. 10'3
3,087. 10-7
B (R = N 0 2) 518 5,5328. 10‘4
1,606. 107
B ( R = Cl) 500 7,7868. 10'4
2,260. 10*7
B (R = CH3)
508
1,2224. 10 3 3,548. 107
IV. Kết luận
Đã tổng hợp 8 azometin dãy 5-aminobenzothiazol và 3 dẫn xuất 2-axetamido-
6-R-benzothiazol (R- - N 0 2, Cl, -CH3) và khảo sát khả năng ức chế ãn mòn Cu, Al,
thép CT-3 trong*môi trường NaCl 3%, HC1 IM, HC1 2M, H N 03 2M. Thấy rằng các
chất trên đều có khả năng ức chế ãn mòn kim loại. Trong dãy azometin thì
p-hiđroxibenzyliđen-5-aminobenzothiazol, còn trong dãy axetamit thì 2-axetamiđo-6-
aminobenzothiazol là những chất có hiệu quả ức chế cao nhất. Các azometin và các

am ít có khả nãng ức chế ăn mòn cao hơn amin ở dạng tự do,
V. Tài liệu tham khảo
[ 1 ] • Akaschi, Sumio, Koizumi, Boshoku Gijutsu (Japan), 33(5), 237-7 (1985)
TheoCA., 103,25644 (1985)
• G.L.Makovei, V.G.Ushakov, R.L.Aleinik, Zashch. (Russ), 23(1), 111-14
(1987), theo c. A. 106 92469 (1987)
• G.L.Makovei, V.G.Ushakov, V.K.Bagin, Zh.Prikl.Khim. (Russ), 62(6), 1333-
8(1989) theo C.A. i n , 142880 (1989)
• M.A.Quraishi, Ann.Unis.Ferrara (Eng), 10(1), 277 (1995) theo C.A.Ị2 4 ,
182064(1996)
• M.A.Quraishi, M.A.Wajid Khan, J.Appl. Electro. Chem. (Eng), 26(12),
1253(1996) theo C.A. 126(11), 149666 (1997)
• M.A.Quraishi, M.A.Wajid, M.Ajmal, Br.Corros.J. (Eng), 32(1), 72-77(1996),
theo CA.127, 179082(1997)
[2] • Martino colona, Publ.inst.Chem.Uni.Bolosna, N°2, 3 (1943) theo C.A.4J_,
754(1947); C.A.29, 2660(1953); C.A. 45, 8532(1951) ■ *
• C.G.Stuckwiskh, J.Am.Chem.Soc., 71, 3417(1949)
• Dhal.P.N, J.Indian.Chem.Soc., 51, 931 (1974)
• Ernst Habicht, Cilas-CHemie Ltd (USA), 52, 687 (1960) theo C.A.55, 4534
(1961)
[3] Cao Duy Tiến, Đặne; Văn Phú, Lê Quane Hùnẹ, chốnc ăn mòn các công trình bê
tôna cốt thép vùn2 biển Việt nam, Tuyển tập báo cáo khoa học "Hội thảo chốnơ
ăn mòn và bảo vệ các công trình bê tòns cốt thép VÙIĨ2 biển Việt nam”. Viện
KHCN Xây dưng. Hà nội 1999, 3, 15-20.
10
TÓM TẮT CÁC CÔNG TRÌNH NCKH CÙA CÁ NHẢN
Ngành: Hoá học Chuyên ngành: Hoá Hữu co
1. Trần Thạch Vãn, Nguyễn Văn Ngọc, Đặng Như Tại, 1997.
Tổng hợp và đánh giá khả năng ức chẽ ăn mòn kim loại của
2'- aminothiazoIo-(5',4':5,6)- quinơlin.

Tạp chí Hoá học và công nghiệp hoá chất, No 5 (1997), 27.
2. Nguyễn Ngô Lộc, Trần Thạch Văn, 1998.
Tòng họp một sỏ azometin dãy 2- Metyl-5- aminobenzothiazol
Tạp chí Hoá học, T.36, No 3 (1998), 74.
3. Đặng Như Tại, Nguyễn Đình Triệu, Trần Thạch Văn, Nguyễn Văn Ngọc, Phạm
Duy Nam
Phổ khôi ỉưọng của azometin chứa vòng indol
Tạp chí Hóa học, T.38, N°4, 2000, tr.39-42
4. Trần Thạch Vãn, Nguyễn Văn Ngọc, Đặng Như Tại, 1998.
Quan hệ giữa câu trúc vói khả năng ức chê ăn mòn kim loại của
2'- aminothiazolo-(5',4':5,6) quinolin.
Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà nội, Tuyển tập các côna trình Khoa học hội nghị
Khoa học trường ĐHKHTN, ngành Hoá học, Hà nội, 4-1998, 108.
5. Đặng Như Tại, Trần Thạch Vãn, Nguyễn Văn Ngọc
Tổng họp và khảo sát khả năng ức chê ăn mòn kim loại của các bazo Schiff
chứa nhân benzothiazol, benzothiadiazol và inđol.
Tuyển tập các công trình khoa học Hội nghị Khoa học. Hội nghị Khoa học lần thứ
hai. Ngành Hóa, 11-2000, 119-123.
6. Đặng Như Tại, Trần Thạch Vãn, Nguyễn Vãn Ngọc
Tổng họp một sô azometin của 5-amino-l,2-đimetvlinđol.
Tạp chí Hóa học, T.39, N°3, 2001, tr.17-19
SCIENTIFIC PROJECT
BRANCH: Chemistry
PROJECT CATEGORY: F undem ental Project o f Hanoi University o f Science.
1. Title
“Synthesis and investigation o f copper, aluminium, CT.3 steel corrosion inhibition
activity o f sch iff base and some acetamides containing benzothiazole ring”
2. Code: QT-01-09
3. Managing Institution: Hanoi University o f Science
4. Implementing Institution: Faculty o f Chemistry

5. Key implementors: - Tran Thach Van, Dr
- Nguyen Van Ngoc
- Nguyen Huy Hoan
- Nguyen Thi Bich Nga
6. Duration: 12 months since January, 2000.
7. Budget: 08 millions VND
8. Main results:
- Results in science and technology
- Results in practical application
- Results in training
- Publications
Result in science and practical application:
Schiff base: The eigth azomethines containing bezothiazole ring were
syntheses, their structure was diterminated by IR spectra and nitrogenous
content.
2-acetamido-6-R-benzothiazoles (R= -Cl, -CH3, -NOi) appropriate para-
substituted anilines were converted to 6-substituted
2-acetamidobenzothiazoles by Adams reactions using (SCN)2, after that their
acetamide derivatives were synthesed.
Inhibition activity: The inhibiting effect of all synthesed compounds was
studied using the potentiostatic polarization method and the alternating current
impedance technique. Resulst showed that all theses compounds may'be'used
as a good inhibitor of copper, aluminium or CT-3 steel corrosion, even in HC1
2M and HNO, 2M medium.
Result in training: The reaserching project has contributed to the graduations of
two bachelors, and the researchs of some juniors.
- Director
- Implementor
- Implementor
- Implementor

9. Evaluation grade
PHIẾU ĐÃNG KÝ
KẾT QUẢ NGHIÊN cứu KH-CN
Tén đề tài (hoặc dự án): Nghiên cứu khả năng ức chế ãn mòn kim loại của một số hợp
chất chứa vòng thiazol
Mã số: QT-01-09
Co quan chủ trì đề tài (hoặc dự án): Khoa Hóa học-Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên
Địa chỉ: 19 Lê Thánh Tống Hà nội
Teỉ: (04) 8533503
Cơ quan quản lý đề tài (hoặc dự án): Đại học Quốc gia Hà nội
Địa chỉ:
Tel:
Tổng kinh phí thực chi: 8 000 000 (tám triệu đổng)
Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước:
- Kinh phí của trưòng:
- Vav tín dụng:
- Vốn tự có:
- Thu hồi:
8 000 000 đồng
0 đồng
0 đồng
0 đồns;
0 đồng
Thòi gian nghiên cứu: 24 thán
Thòi gian bát đầu: 1/2000
Thòi gian kết thúc: 1/2002
Tên các cán bộ phối họp nghiên cứu:
ỉ. TS. Nguyễn Văn Ngọc
2. CN. Nguyễn Huy Hoàn

3. CN. Nguyễn Thị Bích Nga
Số đăng ký đề tài
QT-01-09
Ngày:
Sỏ chứng nhận đãns ký
kết quả nghiên cứu:
Bảo mật:
a. Phổ biến rộng rãi:
b. Phổ biến hạn chế:
c. Bảo mât:
Tóm tát kết quả nghiên cứu
- Đã tổng hợp 8 azometin dãy 5-aminobenzothiazol và 3 dẫn xuất 2-axetamido-6-R-
benzothiazol (R= - N 0 2, Cl, -CH3).
Cấu trúc của chúng được khảns định nhờ so sánh các thỏrm số với các
tài liệu hoặc ghi phổ IR và phân tích định lượng nitơ.
Đã khảo sát khả nãns ức chế ăn mòn Cu, Al, thép CT-3 của các chất trên tronc dung
dịch NaCl 3%, HC1 IM, HC1 2M, HNO, 2M và thấy răng chúnc có khả nãnc ức chế ăn
mòn rất cao, cao hơn so với các amin tương ứng ờ dạnc tư do.
Kiến nghị về quy mò và đối tưọiìg áp dụng nghiên cứu:
Có thể sử dụng p-hiđroxibenzyliđen-5-aminobenzothiazol và 2-a.\tamiđo-6-
nitrobenzothiazol để làm chất ức chế ăn mòn đồng trong mỏi trường nước biển hoãc
môi trường axit.
Chủ nhiệm dé tài
Thủ trưởng cơ
quan chù trì để tài
Chù tịch Hội đổng
đánh giá chính thức
Thủ trường cơ quan
quàn ly đe tài
Họ tên

Trần Thạch Vãn
Ị ràn j \ ệ u
Aỹ /Ull l ị /Aqj)
Học hàm
học vị
PGS.TS
/ -
~ ? ỗ k ỉ <
Ũ í
Kí tên
Đóng dấu
' 1 / i i t e j
/ ^
nhiéỊn', ^
(
ĨỀ Ề Ệ Ề
\ Ịỵ
# ( \ !

1
/ • •
RTfRIJGN :• ■•It.s WH ,1 rf-V,j fjijf*
P H i, f R ĩ.Í ( c j i - M
ĐAI HOC’ QUỐC (ỉI V HÀ NÔI
ĐAI HOC KHOA HOC TựNHIKN
TUYÊN TẬP
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
HỘI NGHỊ KHOA HỌC LẦN THỨ II - NGÀNH HOÁ HỌC
PROCEEDING OF THE 2nd c o n f e r e n c e s e c t io n o f c h e m i s t r y
HANOI NOVEMBER 2000

t
n h à XƯÂT BẢN ĐẠI HỌC QUOC GIA HÀ NỘI - 2001
TỔN(Ỉ HOP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NẢNCt ứ c c h ế a n m ò n k im
LOẠI CỦA CÁC IỈAZƠ SCHIFF CHỨA NHẢN IIKNZOTHIAZOL.
BENZOTHIA DIAZOL VÀ INDOL
(Synthesis and investigation of corrosion inhibition capability of
Schiff bases having benzothiazole, benzothiadiazole and indole rings)
f ) ặ n " A' h ư T ạ i , T r á n T h ạ c h W i n , i \ " u y ẽ n I (111 N ị ì ọ c
Khoa Hoá học - Trườn" Dại học Khoa hoc Tự rihién - t)ai hoc Qttóc ỊỊÍU Hả s ỏ i
Sell ĩ It bases are compounds having ill molecule a/omeihiiie houtl -(’H=N- of typo R-
C'H=N-R' (k and R' are alkyl, arvl or hetarvl radical). Because ol Us high reactive
activity, they are used widely in organic synthesis.
Recently it has been established that azomethinus have inhibition capability tor
different metals In this paper we have presented some results about synthesis and
corrosion inhibition properties of Schitf base hav ing ben/othiaznlc, heii/othiaHuizoltr and
indole rings.
I. MỞ ĐÂU
Các baza Schiff là nhữno họp chất có chứa tronq phân tứ nhóm liên kết a/omctin
kiểu R-CH=N-R' (R và R' là gốc ankyl, aryl hoặc hctaryl), nhiều chất có hoạt tính
sinh học [4|, mặt khác nhổm azometin có khá nãnu phản ứnẹ, cao nên ch ứ nu cũng
được sử dụng nhiều trong tổng hợp hữu cơ [3]. Một số còng trình cỏn í: hố gẩn dây
cho thấy azometin còn có khả nãnự ức chế ăn mòn kim loại [1, 2 Ị. Troniỉ bài báo
này, chúng tỏi đề cập đến một số kết quả về tốno hợp và tính chất ức chế ãn mòn
kim loại của azometin dị vòng chứa nhân benzothiazol, bcnzothiadiazol và nhân
indol.
II. THỤC NGHIỆM VÀ KÊT QUẢ NGHIÊN cú u
1. Tổng hợp các azometin
Tổng họp ba dãy azometin: 5-aminobenzothiazo!,
5-aminobenzothiađiazo] và 5-amino-l,2-đimetylinđol bằng phản ứng giữa amin
dị vòng và anđehit thơm theo sơ đồ sau:

Ỉle i-M h + A r-C H O Het — N=CH—Ar
133
Tro nụ đó các amin dị vòn í! được tống hợp lừ các chấl đáu dồ kiếm là 2-clo-v
nilroamlin và 2-melylindo! qua một sô phán ứnu chuyến hoá khác nhau. Đã lo nu
hợp dirợc 24 a/ometin cổ côna ihức phân tử như sau:
Phổ khối IƯọnc của 7 azomctin dãy Vamino-l .2-đimetvlinđol và 3 chất dãy 5-
amonoinđol đã được nghiên cứu [8], Pic ion phân tử M+ ion (M -l)+ xuất hiện với xác
suất lớn. Sự phán cắt có thể xảy ra ờ lại liên kết N-C hay liên kết C-CH của nhóm
azometin vứi vòng inđol và phần anđehit. Sự tách một nguyên tử hidrt) ờ nhóm
azometin được xem là đặc trưna. cho phổ khối của các azometin đã khảo sát.
Bàng ]. Các aznmetm dãy benzothiazot, benzothiadiazot và 5-aminoindol.
NÍT
Nhóm thê"
Nhiẽi dó ni')n”
chày
Hiệu suất
"< N
I'll ỏ IR
(K.X)
('. ) lí thuycT
lìm tháy
V, N (em'1)
Ị,
H
W1-UI
65
1 1,76
11,70 1620
Ih
p -Cl 152-153

74
10,27
10,35
1610
Ic
/>-(. )H
233-235
72 10,37 10,XK
i 6( K)
I,
162 -164
74
14.95
] 4.65
1590
Ic
93-94 71
10.44
10.28
1610
Ir
/;-N(),
245-247
XX
14.90
14,63
1590
It
W-NC),
190-191

Xó 14,90 14,XO
1600
I„
CJ-OH
235-237
75
10.37
10.90
16IX.5
II,
/>-L'ì
174-175 XI
15.63 15,63
1620
Iih
p - NO,
215-216
XO
19.72
I‘J,X1
1620
II,
/;-()CH,
143-144
71
15.61
15.60 1620
II,.
_p-N(CJ [,)
ỉ 44-145

íSX 19.X6
iy.93 16 LX .
III,
/*■-
II
X
II
1X3-1X4
72 20.14
20.r >6
1620
n i h
R = Cl I X = 11
16 V 1 'S4
6.S
I'J.IX
PJ.44
1610
III,
k = 11. X = >N().
2 1X - 2 211
70
2 1.67
2 1 .'JS
1V/I
III,,
K = [|. X = fvN().
: ỉọ-24í 77 2 1 /V
:I.X4
I62fi

134
IV,
2X0-2X2 (p.li)
‘J7
X.72
s .56
1624.3
IV h
222 - _n4
57
9.56
•J.‘; [
1622,3
IVr
/>N(CII,);
231 - 233
66
14.72
14.43
1A08.X
IV,, 2X0 - 2X2
93
10.15 10.60
1610.8
IV,
indnlyl-ì
231 - 233
56 ' I4Õ2
1 4. (Sỏ
162(1.4

IV, 261 -263
87
14.41
14.33
1597,3
IV.
/h-NC ),C6H,r,
184*186
92
14.40
14.33
1623
IV,,
piperonyl,
136 - 13X
K2
9.32
9.59
1624.3
2. K hả năng ức chê ăn mòn kim loại của các azometin
a) ứ c chế trong axit H C l ỈM
Chúng tôi sử dụng phương pháp khối lượng [5] để khảo sát khá năng ức chế 5
chất dãy 5-aminobenzothiazol và 7 chất dãy 5-amino-ỉ,2-đimetylindol, 5-amino-
1,2-đimetylinđol và /?-đimetylaminobenzanđehiL Kết quá được trình bày Lrong bảng
2.
Bàng 2. Hiệu quả ức ché của các azometin trong mõi trưìmi; IICl IM
AzomeUn
24 giữ
4X giờ
n \

Am,.,
m„
Am,.<
z ,a
MCI 1 M 7,4826 0.7200
7.6117 1.7O90
Ib
7.4653 0.1270
77.21
7.614X
0.2X89 X3.06
Ic
7.4953
0.1856
66.40
7.465X
0.2X24
7X.16
I,
7.5849
0.1412
77.21
7.5257
0.2945 82.74
I.
7.5426
0.1224
81.07
7.4680
0.2247

86.83
Ih
7.5361
0.1622
79,30
7.5878
0.2988 75.83
IV„
6.9444
0.0365 94.93 6.8546
0.1680
96.16
IV b
7.1498 0.1374 80.91
7.0928
0.1608
90.59
IVC
7.0732
0.0610
91.52
6.8452
0.1305 92.36
IV„
6.8180
0.0634
91.19
6.9817 0.1423 91.67
IV,
7.0007

0.0359 95.01
7.3196 0.0731 95.72
7.2089
0.1049
85.43
7.3685 0.1438'
* 91.58
IV,
6.9875
0.0750
89.58
6.8899
0.1705 90.02
5-Amino-] ,2-
đimetvlindol
7.0885 0.2517
65.04
7.1708 0.5463
68.01
p-Đimetylamino
henzandehit
7.1898
0.2648
8.20
7.1890
0Õ2XX
! 7.XO
135
Các a/.ometin đcu có khá năng ức chê an mon cao. cao hơn so với am in và
anđehii trong mói trường axil HCI IM sau Ihời man thử 24 và 4X uiờ.

Ảnh hưởnti của nống độ ^-hiđroxiben/.yliđen-5-arninobeny.olhiaxol dến khà
năng ức chế ăn mòn Ihép CT-3 trong HCI IM ở mô! sô norm độ từ 0,5.10 4 đốn
2.104 cũng đã được khảo sát. Hiệu quả ức chế ăn mòn đã dược tănt! lẽn khi none độ
lăng.
b) ửc chẻ trong NaCl 3%
Các azometin được đưa vào dầu nén khónỵ phụ íỉia ở norm độ 0,029;, đo phân
cực thế động cho điện cực hằnụ thép CT3 và đổnụ tinh khiết tronu dunu dịch NaCl
y /(. Thời gian đầu điện trở của mànq, dầu lớn, khô ne do dược cườne độ done ãn
mòn. Theo thời gian ngâm dưứi tác dụng của dung dịch NaCl, đặc hiệt là ion cr,
màng dầu bị trươno dần lên, diện trở màntỊ dầu ííiảm dán đến mộl thời oian nào đó
sẽ đo dược dònịj ăn mòn. Thời HÌan ngâm cho biết khả nănu ức chế của mànc, dầu có
azometin kjii so sánh với mẩu khôn <4 có azometin.
Thép CT3. Bốn a/omclin dãy 5-amino-2-metylinđol [7| đã được khảo sát. Sau
một giờ ngãm trong N a ơ 3%, điện cực phú dẩu khổ nu có aznmetin, sau hôn ỈỊÍỜ
trên điện cực phủ dầu có />elobenzyliden-5-amino-2-metylindoI dã xuất hiện điếm
cj thấy được bằnu mắt, tro na khi mẫu có />đimetylaminoben/yliđen-5-arnino-2-
inctylinđol lại phải n“âm đốn 76 í>iờ mới đo dược các eiá trị clòne ãn mòn đây là
mẫu cỏ hiệu quả ức chê ăn mòn tốt nhất tronq dãv.
Đồnt> tinh khiết. Bốn azometin dãy 5-amino-2-metvlinđol [s ] và 4 chất dãy 5-
aminobenzothiazo] |9, 10] đã dược ntỉhiên cứu. Sau 48 túừ mànỵ dầu khôn" có
azometin đã đo được các giá trị thố và dòno ãn mòn.
Chi có hai chãi là p-nilrobcnzvliden-5-amino-2-metylinđol và p-
hiđroxibenzyliđen-5-aminobenzothiazoí có khả nans ức chế ăn mòn đổng tốt nhất.
Sau thừi uian ngâm diện cực hon 3500 h (gần 5 tháne), bề mặt vẫn uiữ được dỏ bóng
sáng và khỏnc xuất hiện dấu vết nào của sự ăn mòn. các azomelin khác đểu dã làm
tảng thời gian sốn« của màn tỉ dầu lên hàng chục lần. Hiệu quà ức ché cao cùa hai
hợp chất này có thể liên quan đến sự tạo phức uiữa nhóm -NO, và nhóm -OH với các
obitan trống của đổniỉ kim loại.
Các [ham số cấu trúc và điện từ cúa các phân lử a/.ometin dã được tính hãng
phươno pháp ưb aìitio. Dicn tích hể măl và mãi độ đicn tích, ỵiá trị ơ Hammci dã

khôn0 đủ dê oiải ihích khả nănu ức chê’ ăn mòn cua a/ometin. Các iham so cau trúc
ũnh |6Ị khỏnt! phàn ánh hêl đưo'c liên quan yiữa câu Irúc phán tứ và tác dung ưc chê an
mòn Irona diíu kiện thí nehiòm thực.
III. KẾT LUẬN
- Đã tổng hợp dược 24 a/.omctin chưa lìm thấy tron lí tài liệu tham kháo.
- Trong axil HC1 IM đã xác đinh được hiệu quá ức chê ãn mòn thép CT-3 của
12 azometin sail 24 và 4K giờ và hai chát đán là 5-amino-1.2-đimetylindol và r-
đimetylaminobcn/anđchit.
- Đã khảo sát ánh hướng của non" dô ^-hidroxiben/vlitlcn-5-aminobenzothia7ol
đến hiệu quả ức chế ăn mòn thép CT3 tron'1 axit HCI IM.
- Trong NaCl 3r/f thì /?-đimetylaminobenzyliđen-5-aminoinđol ức chế ăn mòn
thép CT3; /7-nitrobenzyIiđen-5-amino-2-mctvlinđo] và /9-hiđroxibcn/.yIiđen-5-
aminobenzo-thiazol ức chế ăn mòn đồnti tốt nhất so với X chát đã đưực khào sát.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. L. Li S., H. Y., Ma s. B. Lei., Yu R. u and s. II. Chen and D. X. Liu, Corrosion. 54, N-
12, p. 947, 1998.
2. A. P.Donia, V.I. Bratchun, M.K. Parker, M.A. Shalimova. zashita Metaỉlov, N°4, 418,
1997.
3. v .v. Cumetxov, N.c. Prostacuv, X(ÌS, N°l, 5, 1990.
4. M.A. Mikhaieva, V.T. Lareva, M.F. (ìrcbonkin. V A Savelieva, x.o.s, N9l 1, 1545,
1982.
5. Trần Thạch Vãn, Đặng Như Tai, Nguyễn Vãn Nạọc, Tạp chí Hná học và CõỉiịỊ nghiệp
ho á chà t,N5,tr. 27-29, 1997.
6. Trần Thạch Vãn, Nguyễn Vãn Ngọc, Đặng Như Tại, Tuyển tập Báo cáo Khoa học, Hội
nghị khoa học Trường ĐHKHTN - ĐHQGHN, 108-111, 1998.
7. Đặng Như Tại, Trần Thạch Văn, Nguyền Vãn NiiỌC, Nguyên Đình Thành, Thái Am,
Phạm Duy Nam, Lê Xuân Quế, Tuyển tập các cõng trinh Hội nghị Khoa học và Cóng
nghệ Hóa Hữii cơ, Quy Nhem, 9-11/9/1999.
8. N. V. Ngoe, T. Am, p. D. Nam, D. N. Tai, T. T. Van, N. D. Thanh, L. X. Que,
Proceedings of the I l ‘h Asian-Pacific corrosion control conference, HCM City,

Vietnam, Vol 2, p. 889 -893, 1999. . Ế
9. N. V. Ngoe, T. Am, p. D. Nam, D. N. Tai, T. T. Van, N. D. TTianh, L. X. Que,
Proceedings of the I r 1' Asian-pacific corrosion control conference., HCM City,
Vietnam, Vol 2, p. 906 - 910, 1999.
10. Đãne Như Tại, Nguyễn Văn Ngoe Trấn Thach Văn, Pham Duy Nam, Lê Xuản Quê,
Tạp chí Hóa học, N 1, 48-51, 2000.