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Chenmical Intermediate
当代化工研究
4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基
的合成研究
＊包平1 陶国利2
（1.江苏佳安安全科技有限公司 江苏 224002 2.江苏联化科技有限公司 江苏 224631）
摘要：以四甲基哌啶醇为原料，水作溶剂，过氧化氢为氧化剂，催化氧化合成4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。通过对反应温
度、反应时间、催化剂的种类、四甲基哌啶醇的量、过氧化氢的量、催化剂的量的筛选确定了最佳反应条件：以乙二胺四乙酸为催化剂，催化剂质量浓度为0.02%，四甲基哌啶醇质量浓度为16%、双氧水质量浓度为8%、反应温度为60℃，反应时间8h，最高收率为94%。关键词：四甲基哌啶醇；过氧化氢；乙二胺四乙酸；氧化反应
中图分类号：O 文献标识码：A
Synthesis Research of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine Nitroxide Radical
Bao Ping 1, Tao Guoli 2
(1.Jiangsu Jiaan Safety Technology CO., LTD., Jiangsu, 2240022. Jiangsu Lianhua Technology CO., LTD., Jiangsu, 224631)
Abstract ：Using tetramethylpiperidine as raw material, water as solvent and hydrogen peroxide as oxidant, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethy-
lpiperidine nitroxide radical was synthesized by catalytic oxidation. The optimum reaction conditions were determined by screening reaction temperature, reaction time, type of catalyst, amount of tetramethylpiperidine, amount of hydrogen peroxide and amount of catalyst: ethylenediamine tetraacetic acid was used as catalyst, the mass concentration of catalyst was 0.02%, tetramethylpiperidine was 16%, hydrogen peroxide was 8%, reaction temperature was 60℃, reaction time was 8h, and the highest yield was 94%.
Key words ：tetramethylpiperidinol ；hydrogen peroxide ；ethylenediamine tetraacetic acid ；oxidation reaction
4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基作为一种阻聚剂，对丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯有较好的阻聚效果。其阻聚性能优于酚类、芳胺类、醚类、醌类和硝基化合物等阻聚剂。主要用于防止烯烃单体在生产、分离、精制、储存或者运输过程中的自聚，控制和调节烯烃类及其衍生物的聚合度。
1.实验部分
(1)仪器与试剂
实验仪器：集热式恒温加热磁力搅拌器（DF-101S）、机械搅拌器、电子天平、温度计、滴液漏斗、100ml玻璃三口瓶、布氏漏斗、真空泵。
实验试剂：四甲基哌啶醇（分析纯）、双氧水（分析纯）、磷钼酸（分析纯）、钨酸钠（分析纯）、磷钨酸（分析纯）、硅钨钼酸（分析纯）、乙二胺四乙酸（分析纯）、氯化钠（分析纯）。
(2)实验
氧化剂双氧水
OH
OH
N N H
加热
O 将带有搅拌器、温度计、滴液漏斗的毫升三口瓶反应器置于恒温水浴中，加入500g的水，四甲基哌啶醇80g，0.15g
催化剂乙二胺四乙酸。搅拌均匀，升温至55℃，滴加双氧水，滴加过程中保持温度为55-60℃。滴加时间控制在1h左右，滴加结束后温度控制在60℃，保温反应8h。反应结束后加入50g的氯化钠，搅拌半小时。降至室温，过滤得到产品4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基，收率为90%。
(3)反应条件筛选
①催化剂种类的筛选
以水作溶剂，四甲基哌啶醇质量浓度为15%、催化剂质量浓度为0.03%、过氧化氢质量浓度为10%、反应时间为8h,反应温度为50℃，改变催化剂种类，考察不同催化剂对产物收率的影响。结果见表1：
催化剂收率/%磷钼酸21磷钨酸12钨酸钠35乙二胺四乙酸88硅钨钼酸
50
表1 不同催化剂对反应的影响
小结：由以上实验结果可以看出乙二胺四乙酸催化剂对四甲基哌啶醇氧化反应的催化效果显著，因此本文在四甲基哌啶醇氧化反应中选择了乙二胺四乙酸催化剂。
②反应温度对反应收率的影响
以水作溶剂, 乙二胺四乙酸为催化剂，四甲基哌啶醇质量浓度为15%、催化剂质量浓度为0.03%、过氧化氢质量浓度
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为10%、反应时间为8h，改变反应温度，考察反应温度对反应收率的影响。结果见表2和图1：
反应温度/℃
收率/%307840835088609170808090
74
表2 不同反应温度对反应收率的影响
图1 不同反应温度对反应收率的影响
小结：反应温度从30℃到60℃，收率随温度的增加而增加，并在60℃左右时达到最大；温度继续升高，收率逐渐降低，是由于温度过高导致双氧水分解加快从而导致收率降低。所以反应最佳温度选择为60℃。
③反应时间对反应收率的影响
以水作溶剂, 乙二胺四乙酸为催化剂，四甲基哌啶醇质量浓度为15%、催化剂质量浓度为0.03%、过氧化氢质量浓度为10%、反应温度为60℃，改变反应时间，考察反应时间对反应收率的影响。结果见表3和图2：
反应时间/h
收率/%24346267711090129114
92
表3 不同反应时间对反应收率的影响
图2 不同反应温度对反应收率的影响
小结：从上述反应中可以得出反应收率随着反应时间的延长而增加。当反应时间高于8h后反应收率随着反应时间的延长基本不变。因此最佳反应时间选择为8h。
④反应物四甲基哌啶醇的量对反应收率的影响
以水作溶剂, 乙二胺四乙酸为催化剂，催化剂质量浓度为0.03%、过氧化氢质量浓度为10%、反应温度为60℃，反应
时间8h，通过改变四甲基哌啶醇的加入量考察四甲基哌啶醇的量对反应收率的影响。结果见表4和图3：
四甲基哌啶醇的质量浓度/%
收率/%45887710821286149016
91
表4 不同四甲基哌啶醇的质量浓度对反应收率的影响
四甲基哌啶醇的质量浓度/%
收率/%
图3 不同四甲基哌啶醇的质量浓度对反应收率的影响小结：从上述反应中可以得出随着四甲基哌啶醇质量浓度的增大，收率逐渐提高，但在四甲基哌啶醇质量浓度为16%时，其在水中已基本饱和。因此，四甲基哌啶醇质量浓度控制在16%左右合适。
⑤氧化剂双氧水的量对反应收率的影响
以水作溶剂, 乙二胺四乙酸为催化剂，催化剂质量浓度为0.03%、四甲基哌啶醇质量浓度为16%、反应温度为60℃，反应时间8h，通过改变氧化剂双氧水的加入量考察双氧水的量对反应收率的影响。结果见表5和图4：
双氧水的质量浓度/%
收率/%461568679786299110
91
表5 不同双氧水的质量浓度对反应收率的影响
图4 不同双氧水的质量浓度对反应收率的影响
小结：从上述反应中可以得出随着氧化剂双氧水的质量浓度的增大，收率逐渐提高，当双氧水的质量浓度达到8%后反应收率基本不变。因此，加入双氧水的最佳质量浓度为8%。
⑥催化剂质量浓度对反应收率的影响
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当代化工研究
以水作溶剂, 乙二胺四乙酸为催化剂，四甲基哌啶醇质量浓度为16%、双氧水质量浓度为8%、反应温度为60℃，反应时间8h，通过改变催化剂的加入量考察催化剂的量对反应收率的影响。结果见表6和图5：
催化剂的质量浓度/%
收率/%0.01840.02940.03900.04800.05720.06
61
表6 不同催化剂的质量浓度对反应收率的影响
收率/%
催化剂质量浓度/%
图5 不同催化剂的质量浓度对反应收率的影响
小结：从上述反应中可以得出催化剂的最佳质量浓度为0.02%。
2.结论
（1）通过对四甲基哌啶醇的催化氧化成功的制备出了目标产物4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。
（2）通过反应条件的筛选得出最佳反应条件：以乙二胺四乙酸为催化剂，催化剂质量浓度为0.02%，四甲基哌啶醇质量浓度为16%、双氧水质量浓度为8%、反应温度为60℃， 反应时间8h，最高收率为94%。
•【参考文献】
[1]严宝珍.氮氧自由基光阻聚剂的研究[J].北京化工大学学报,2001,28(2):95-96.
[2]祝梦林.阻聚剂简介[J].石家庄化工,1991,(2):27-30.[3]张泽朋.2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇合成工艺的改进[J].精细石油化工,1998,(4):31-33.
[4]白丽丽,郭燕文,余从煊.4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇氮氧自由基的制备[J].化学试剂,2002,24(6):357-358.
•【作者简介】
包平（1963-），男，江苏佳安安全科技有限公司；研究方向：化工安全。
陶国利（1968-），男，江苏联化科技有限公司；研究方向：化工安全。
直线电机无杆采油技术试验效果评价
＊李方涛 徐美香 田洪波 张进
（中国石油冀东油田公司南堡油田作业区 河北 063200）
摘要：近年来我国社会得到了不断的进步和发展，社会上对于石油资源的需求量也在不断增大。传统开采石油的技术已经不能满足当前
石油开采的需要，直线电机无杆采油技术也得到了越来越多的推广和使用，本文通过对以往使用这类技术的分析和总结，对此项技术的效果进行了系统的评价和检测，希望石油开采的技术人员可以借鉴相关的经验，以增加石油开采的效率。关键词：直线电机无杆采油技术；石油开采；分析；评价
中图分类号：T 文献标识码：A
Evaluation of Test Effect of Rod-less Oil Recovery Technology of Linear Motor
(Li Fangtao, Xu Meixiang, Tian Hongbo, Zhang Jin)
(Nanpu Oilfield Operation Area of China Petroleum Jidong Oilfield Company, Hebei, 063200)
Abstract ：In recent years, China's society has made continuous progress and development, and the demand for oil resources in the society
is also increasing. The traditional oil exploitation technology can no longer meet the current needs of oil exploitation, and the rod-less oil recovery technology of linear motor has also been more and more popularized and used. This paper systematically evaluates and tests the effect of this technology by analyzing and summarizing the previous use of this technology, hoping that the technicians of oil exploitation can learn from relevant experience to increase the efficiency of oil exploitation.
Key words ：rod-less oil recovery technology of linear motor ；oil exploitation ；analysis ； evaluation
引言
近些年我国大多数的石油公司都在积极的寻找一种耗能低，并且适用强的油田开采技术。直线电机无杆采油技术不会对杆管造成偏磨现象，所以具有极高的自动化程度，可以对设备参数进行及时有效的调整，并且在开采地面上的设备十分简单。直线电机无杆采油技术不需要较高的维护成本，直接降低了开采成本，非常适合在一些规模较低的油井使用，这项石油开采技术当前也得到了大范围的推广和使用。
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