專利名稱：一種熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于循環(huán)冷卻水用環(huán)保型阻垢劑的制備技術(shù)，特別是涉及一種熒光標記聚天冬氨酸的制備方法。
背景技術(shù)：
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行過程中，結(jié)垢會給生產(chǎn)帶來嚴重后果，降低換熱效率，甚至引起停エ，給エ業(yè)生產(chǎn)帶來極大經(jīng)濟損失。為減緩結(jié)垢，使冷卻水系統(tǒng)能有效、穩(wěn)定地運行，在冷卻水中加入水處理阻垢劑，是ー種的比較經(jīng)濟也是常用的方法。在水處理藥劑的使用過程中，加藥濃度是ー項十分重要的參數(shù)。傳統(tǒng)水處理藥劑濃度的檢測需要取樣測試，其過程繁雜、干擾因素多，不能滿足在線測量和實時控制的條件?？赡茉斐蓾舛冗^低，不能起到應(yīng)有作用；或者濃度過高，造成浪費和增加水污染。利用熒光示蹤技術(shù)來實現(xiàn)水處理藥劑的在線檢測和自動加藥控制技術(shù)的研究是水處理劑行業(yè)的研究熱點并已經(jīng)實現(xiàn)了應(yīng)用。該系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中藥劑濃度不足，并很快采取相應(yīng)措施，達到循環(huán)冷卻水處理“預(yù)防為主”的要求，使藥劑最大限度地發(fā)揮效果，確保循環(huán)水系統(tǒng)平穩(wěn)可靠地運行，同時還能節(jié)省藥劑和大大減少分析操作人員的工作量，提高經(jīng)濟效益。目前熒光標記水處理藥劑的合成通常采取兩種方法，一種是對聚合物進行改性，在高溫高壓下通過有機熒光衍生物和聚合物進行轉(zhuǎn)酰胺反應(yīng)獲得，該方法反應(yīng)條件苛刻，并且要求被標記的聚合物耐高溫分解，限制其進ー步開發(fā)應(yīng)用。如歐洲專利EP-A475602描述了ー種利用含氨基的熒光物質(zhì)色氨酸進行轉(zhuǎn)胺化反應(yīng)制備熒光標記聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺，通過測定熒光強度可以檢測藥劑濃度下限為lppm。另ー種方法是用同時含有熒光基團和可聚合雙鍵的單體與其它單體在較溫和條件下共聚獲得。如中國專利CN200810022971. O公開了ー種熒光標記的丙烯酸-丙烯磺酸鈉共聚物及其制備方法，利用以4-溴-1，8-萘酐和甲胺、N-甲基哌嗪等為原料，通過酰胺化、胺化、季銨化三步反應(yīng)，合成得到一種熒光単體4-(N’ -甲基-1-哌嗪基)-N-甲基-1，8-萘酰亞胺烯丙基氯季銨鹽，再用該熒光單體與次磷酸鈉、丙烯酸、丙烯磺酸鈉進行共聚得到產(chǎn)物。CN 200910028143. 2描述了ー種熒光示蹤阻垢劑及其制備方法，由烏頭酸或其鹽、含こ烯基不飽和雙鍵單體與含芘類熒光基團的芐氧基單體進行自由基聚合反應(yīng)而得到固含量為20 50wt%的水溶液。美國專利US 20040135125 Al公開了ー種制備熒光基團標記阻垢劑的方法，首先以萘酐和含有可聚合基團的胺類化合物反應(yīng)，然后與其它單體共聚合而得到產(chǎn)物。環(huán)保型聚天冬氨酸循環(huán)冷卻水阻垢劑應(yīng)用量逐年增多，迫切需要研究其濃度的在線檢測技木。美國專利US6989274 B2描述了ー種用熒光儀測定聚天冬氨酸水溶液濃度的方法，但聚天冬氨酸本身熒光強度非常弱，其受干擾程度比較嚴重，在實際應(yīng)用中容易造成較大的濃度檢測誤差。高利軍用3-氨基咔唑與聚琥珀酰亞胺反應(yīng)，再進ー步水解制備了熒光標記聚天冬氨酸(廣州化エ，2010,38(8) :105-106)，但由于芳香胺親核性弱、體積大導(dǎo)致3-氨基咔唑與聚琥珀酰亞胺反應(yīng)產(chǎn)率很低，所得熒光標記聚天冬氨酸水溶液的熒光性能也不好，其濃度與熒光強度之間沒有很好的線性關(guān)系，不能準確地通過熒光強度來測定阻垢劑的濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供ー種能夠準確方便地測定濃度的熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑，其結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑，其特征在于該阻垢劑是通過N-環(huán)氧丙基咔唑和輕化聚琥珀酰亞胺開環(huán)反應(yīng)然后再堿性水解獲得，其結(jié)構(gòu)式為
2.一種如權(quán)利要求I所述的ー種熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于 (1)稱取羥化聚琥珀酰亞胺及環(huán)丁砜溶剤，將其加熱至完全溶解，加入N-環(huán)氧丙基咔唑原料和含量為47%的三氟化硼こ醚催化劑，氮氣氣氛下75°C攪拌反應(yīng)4 10小吋。稍冷后將其慢慢倒入5倍體積的無水こ醇中析出沉淀，抽濾，用無水こ醇洗滌3次，于80°C恒溫干燥至恒重，得熒光標記聚琥珀酰亞胺中間產(chǎn)物。
(2)取以上獲得的中間產(chǎn)物，加入2mol/L氫氧化鈉溶液，50 60°C恒溫反應(yīng)10 30分鐘，用濃鹽酸調(diào)PH值到7以下，將其傾入5倍體積的強烈攪拌的無水こ醇中，使其析出，抽濾，用體積比I : I的無水こ醇/こ醚混合溶劑洗滌3次，60°C真空干燥至恒重，獲得目標產(chǎn)物熒光標記聚天冬氨酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于所述輕化聚琥珀酰亞胺是由聚琥珀酰亞胺和醇胺化合物在N，N- ニ甲基甲酰胺溶劑中于室溫下反應(yīng)的產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于所述N-環(huán)氧丙基咔唑的加入量與羥化聚琥珀酰亞胺所含羥基的摩爾比為I 10 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于所述三氟化硼こ醚催化劑的加入量相對原料N-環(huán)氧丙基咔唑為I 3mL/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于所述加入的氫氧化鈉溶液所含氫氧化鈉的量與琥珀酰亞胺結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為I I. 2 I。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于所述聚琥珀酰亞胺為馬來酸酐或者富馬酸、馬來酸、單馬來酰胺酸，與氨水或者碳酸銨、碳酸氫銨、尿素、氯化銨、硫酸氫銨、硫酸銨磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸ニ氫銨的熱縮聚產(chǎn)物，也可以為天冬氨酸的縮聚產(chǎn)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的制備方法，其特征在于所述醇胺化合物為2-氨基こ醇、3-氨基-I-丙醇或4-氨基-I- 丁醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑及其制備方法，將N-環(huán)氧丙基咔唑和羥化聚琥珀酰亞胺開環(huán)反應(yīng)然后再通過堿性水溶液水解便獲得本發(fā)明的產(chǎn)品。本發(fā)明制備熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑的步驟少，工藝簡單；分子結(jié)構(gòu)中同時含有羧酸基、羥基和咔唑等基團，兼具阻垢、分散和熒光示蹤功能，特別能夠提高聚天冬氨酸對磷酸鈣的阻垢性能，適合用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；本發(fā)明制備的熒光標記聚天冬氨酸阻垢劑水溶液熒光強度與其濃度呈很好的線性關(guān)系，可以通過熒光強度的變化準確、及時、快速測定藥劑濃度，實現(xiàn)在線調(diào)控藥劑濃度，提高管理水平，降低聚天冬氨酸阻垢劑的使用成本。
文檔編號C08G73/10GK102910746SQ20111022340
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者高利軍, 豐九英 申請人:湛江師范學(xué)院