Fmoc-Ile-MPA肽缀合物作为低碳钢在酸性介质中的高效缓蚀剂：理论计算与实验验证

针对低碳钢在酸性环境中的严重腐蚀问题，印度国家理工学院团队通过合成Fmoc-Ile-MPA肽衍生物，结合电化学阻抗谱(EIS)和密度泛函理论(DFT)分析，证实其缓蚀效率达93.73%。该研究为开发绿色肽类缓蚀剂提供了分子设计新思路。

　　

在工业领域，低碳钢因其优异的机械性能和成本优势广泛应用于石油化工、船舶制造等领域。然而，其在酸性环境中的腐蚀问题每年造成巨额经济损失。传统缓蚀剂如铬酸盐虽有效但存在环境毒性，而氨基酸类绿色缓蚀剂因含有给电子基团(-NH₂
, -COOH)和π共轭体系展现出潜力。印度国家理工学院的研究团队创新性地将Fmoc保护基引入异亮氨酸肽段，合成Fmoc-Ile-MPA新型缓蚀剂，通过实验与理论计算双重验证其缓蚀机制。

研究采用电化学工作站测定极化曲线，结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征表面吸附膜。理论计算部分运用Gaussian 09软件进行密度泛函理论(DFT)优化，分析最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级差(ΔE=3.12 eV)，并通过Fukui函数定位活性位点。

【Synthesis of peptide derivative】
以T3P为偶联剂，N^α
-Fmoc-Ile-OH与2-甲氧基吡啶-4-胺在乙酯中缩合，经硅胶柱纯化获得目标产物，产率82%。

【Electrochemical studies】
电化学阻抗谱显示1.000 g/L浓度下电荷转移电阻(R_ct
)提升至原始值的15倍，符合Freundlich吸附模型，表明多分子层吸附特征。

【Theoretical calculations】
DFT计算揭示分子中Fmoc基团的芴环与钢表面形成π-d键合，而吡啶氮原子通过配位键与Fe²⁺
结合，协同作用形成致密保护膜。

该研究证实Fmoc-Ile-MPA通过物理化学混合吸附机制实现高效缓蚀，其分子设计策略为开发环境友好型肽类缓蚀剂提供了理论依据。论文发表于《Materials Today Communications》，对解决工业酸洗过程中的金属腐蚀问题具有重要应用价值。