缓蚀剂作为一种经济适用和高效的防腐蚀方法,在金属保护工程中占有重要的地位。尤其是近些年来,由于环境保护和可持续发展战略的需要,以及人们环保意识的增强,研发新型高效、环境友好的绿色缓蚀剂越来越受到人们的重视。氨基酸类化合物由于其来源广泛、无毒、易降解等特点,越来越广泛的被应用于缓蚀剂研究中。本论文筛选和合成了3种类型十个L-半胱氨酸衍生物作为环境友好型缓蚀剂,通过失重试验、电化学试验、量子化学计算、分子动力学模拟等多种手段和方法测试了所选八种化合物和L-半胱氨酸的缓蚀性能,分析了它们对碳钢的缓蚀机理,归纳了分子结构与缓蚀效果之间的关系。研究的主要成果如下：通过查阅文献,确立并改进了L-半胱氨酸衍生物的合成方法。按照这种方案,合成了S-烷基-L-半胱氨酸、N-乙酰基-L-半胱氨酸、N-乙酰-S-烷基-L-半胱氨酸、L-半胱氨酸乙酯盐酸盐,同时利用红外、核磁等检测手段,确定目标产物。失重实验和电化学实验的结果表明,L-半胱氨酸及其八种衍生物在盐酸溶液中对碳钢均有较好的缓蚀效果,且与L-半胱氨酸相比,其衍生物的缓蚀效率均有不同程度的提高,尤其是S-苄基-L-半胱氨酸,在10^-2mol/L时,对碳钢的缓蚀效率可达82%。其缓蚀机理是L-半胱氨酸及其衍生物分子吸附在碳钢表面形成了一层致密的保护膜,抑制其电化学阴极和阳极过程,降低了腐蚀电流密度。随着缓蚀剂浓度的升高,缓蚀效率逐渐增大。从电化学机理初步断定L-半胱氨酸及其衍生物位混合型缓蚀剂。量子化学计算得到了分子最优化构型,推断了L-半胱氨酸及其衍生物分子的化学吸附活性中心,并建立了的定量构效相关（QSAR）方程,为新型L-半胱氨酸衍生物分子的设计合成提供了一定的科学依据,对缓蚀剂理论的发展与完善起到了一定的促进作用。利用Materials Studio4.0软件构建缓蚀剂-水-金属界面模型,通过分子动力学模拟方法,研究水溶液环境中L-半胱氨酸及其衍生物在Fe（110）表面的吸附、成膜行为。