專利名稱：光學(xué)活性功能流體標(biāo)記物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體，如有機(jī)流體的身份(identity)的測定。特別地，本發(fā)明提供在流體使用之前、之中和/或之后識別流體的便利可靠的手段。本發(fā)明還涉及通過使偏振光束穿過流體樣品并測量該樣品造成的旋光量來識別流體的系統(tǒng)。本發(fā)明還提供光學(xué)活性標(biāo)記物用于提高和/或調(diào)節(jié)由樣品觀察到的旋光量的用途。包括任選光學(xué)活性標(biāo)記物的受試流體中的材料造成的這種旋光的測量使得該流體能夠識別。
背景技術(shù)：
在許多和非常不同的應(yīng)用中使用各種類型的流體。在流體的所有不同類型和用途中，常常需要識別流體和/或流體來源并要求識別流體的手段便利可靠。本申請中所述的功能流體是各種汽車、非公路用車、公路用車、設(shè)備、機(jī)械、金屬加工和工業(yè)用途中所用的流體。了解此類功能流體的身份是重要的，以防止該功能流體的不當(dāng)應(yīng)用或未授權(quán)仿造。適當(dāng)?shù)墓δ芰黧w有助于確保含有該功能流體的裝置和/或設(shè)備的良好狀況，也可能影響保證協(xié)議。因此合意的是能測定此類功能流體的身份。已有使用各種試劑測定流體中各種成分的存在和/或濃度的流體分析和識別方法。特定試劑可用于測定功能流體中組分的存在和濃度。這些方法通常利用測試條上的反應(yīng)性試劑分析PH、著色劑和污染物。這些方法也通常需要受控條件以便反應(yīng)性試劑適當(dāng)發(fā)揮作用。此外，這些方法可能主觀和不準(zhǔn)確。標(biāo)記物已用于識別流體。已提出接受質(zhì)子的化學(xué)物質(zhì)作為標(biāo)記物或taggant，尤其是用于源自石油的燃料。將標(biāo)記物溶解在要識別的液體中，隨后通過對標(biāo)記的液體進(jìn)行化學(xué)測試來檢測。標(biāo)記物有時(shí)被政府機(jī)關(guān)用于確保特定等級的燃料已支付過適當(dāng)稅款。油公司也標(biāo)記它們的產(chǎn)品以助于識別被稀釋或改變的產(chǎn)品。這些公司常常支出巨大費(fèi)用以確保它們的商標(biāo)產(chǎn)品符合一定規(guī)格以及為它們的產(chǎn)品提供有效的添加劑包。消費(fèi)者依賴產(chǎn)品名和品質(zhì)標(biāo)識來確保購買的產(chǎn)品是所需品質(zhì)的。因此，重要的是能夠識別石油產(chǎn)品中的標(biāo)記物。傳統(tǒng)上，通過精確性質(zhì)可隨標(biāo)記物而變的酸物質(zhì)的水溶液或大致水溶液來萃取流體而檢測和任選量化標(biāo)記物的存在。酸與標(biāo)記物化合物反應(yīng)以產(chǎn)生溶解在酸水相中的容易可見的、或多或少強(qiáng)著色的陽離子。在美國專利5，145，573中公開了這種方法。另外，在WO 03/078551A2中公開了一種方法，其中已將酸性物質(zhì)施加到測試條上。將該測試條浸到油中，重氮型標(biāo)記物與測試條中的酸性物質(zhì)反應(yīng)并變色。在許多這些方法中，必須反復(fù)(通常兩次或三次)萃取流體以回收足以完全量化的量的標(biāo)記物。另外，萃取分離的相?？杀粴w類為有害廢物并具有安全合法處置的問題，尤其是在“實(shí)地”進(jìn)行檢查時(shí)。此外，該方法可能污染受試功能流體，以致其不適合返回其原始來源，構(gòu)成額外的廢物處置問題。當(dāng)出現(xiàn)這樣的問題時(shí)，如在保證決議中，這些流體的許多所有者/使用者、依賴這些流體的設(shè)備的操作人員和/或這些流體的零售商目前依賴非現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室測定流體的具體身份。能夠?qū)嵉刈R別流體的工具將加速保證決議和類似的問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供準(zhǔn)確分析流體身份的簡單方便的輸送系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供實(shí)地快速分析功能流體的方法。本發(fā)明的又一目的是提供無需精密測量，由未經(jīng)訓(xùn)練的人員實(shí)地快速測試功能流體身份的方法。本發(fā)明的再一目的是提供實(shí)地快速識別功能流體的診斷套件(kit)。發(fā)明概述本發(fā)明提供測定功能流體的身份的方法，包括(1)將任選光學(xué)活性標(biāo)記物組分添加到該流體中；(2)獲得流體在應(yīng)用中的使用之前、之中或之后的流體樣品；(3)使偏振光束通過該樣品；(4)測量光穿過樣品后的面旋轉(zhuǎn)；(5)通過觀察到的旋轉(zhuǎn)量確定該流體的身份。本發(fā)明還提供手性分子作為光學(xué)活性標(biāo)記物的用途，其中該手性分子至少部分可溶于所述流體中。本發(fā)明的方法中所用的光學(xué)活性標(biāo)記物組分就至少一組對映體而言是非外消旋的。本發(fā)明還提供用于分析流體的診斷套件，其包含偏振光源、用于將來自所述光源的偏振光束引導(dǎo)穿過流體樣品的裝置、用于檢測穿過樣品后的偏振光束中的旋轉(zhuǎn)量的裝置和將來自分析器的結(jié)果傳達(dá)給使用者的裝置。該診斷套件還可包含書面說明、圖片、繪圖和 /或照片以助于使用者識別流體。使用這種診斷套件的流體可包含光學(xué)活性標(biāo)記物。發(fā)明詳述本發(fā)明提供測得的旋光度作為識別和/或測定流體來源的手段的用途，包括分析和監(jiān)測各種流體的身份的方法和裝置，如套件。本發(fā)明還提供影響流體使偏振光旋轉(zhuǎn)的能力的光學(xué)標(biāo)記物。這些標(biāo)記物可用在本文所述的用于識別和/或測定流體來源和/或監(jiān)測流體身份的方法、裝置和套件中。要識別的流體適用于本發(fā)明中的流體，即本文所述的方法和光學(xué)活性標(biāo)記物可用于識別所述流體，不受過度限制。通常，本文所述的方法和光學(xué)活性標(biāo)記物可用于需要證實(shí)和/或測定流體來源和/或身份的任何液體或流體中。更特別地，本發(fā)明的方法涉及功能流體，如潤滑劑和燃料和工業(yè)流體。合適的流體包括，例如，來自無數(shù)來源，包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、固定式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)、變速器、差速器、泵、金屬加工操作、冷卻系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)等的功能流體。功能流體包括自動(dòng)變速器油、連續(xù)變速器油、無級變速器油、牽引驅(qū)動(dòng)變速器油(traction drive transmission fluid)、手動(dòng)變速器油、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液、防凍液、潤滑油、油脂、曲軸箱潤滑劑、 汽缸潤滑劑、礦物油、第I、II、III或IV類基礎(chǔ)油、差速器潤滑劑、渦輪機(jī)潤滑劑、齒輪潤滑劑、齒輪箱潤滑劑、軸潤滑劑、農(nóng)用拖拉機(jī)液、變壓器油、壓縮機(jī)油、冷卻系統(tǒng)流體、金屬加工液、液壓油、制動(dòng)液、工業(yè)流體、燃料、無級變速器油等。在一個(gè)實(shí)施方案中，功能流體是自動(dòng)變速器油。在一個(gè)實(shí)施方案中，功能流體是動(dòng)力轉(zhuǎn)向液。在一個(gè)實(shí)施方案中，功能流體是內(nèi)燃燃料，如汽油和/或柴油。在一個(gè)實(shí)施方案中，功能流體是壓縮機(jī)油，如空氣壓縮機(jī)潤滑劑和/或渦輪機(jī)潤滑劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，功能流體是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)油。在一個(gè)實(shí)施方案中，在使用一段時(shí)間后測試功能流體，最多至該流體的使用壽命，包括該流體的使用壽命。在一些實(shí)施方案中，流體是有機(jī)的并且除通常由污染造成的少量外，不含任何水性材料。在這樣的實(shí)施方案中，流體可含有少于10%水或少于5%、少于或甚至少于0. 5%水。在另一些實(shí)施方案中，流體包括有機(jī)和水性流體及其混合物。非流體材料也可以與本發(fā)明一起使用，其中將非流體材料溶解到溶劑中，熔融或以其它方式轉(zhuǎn)移到流體介質(zhì)中以便測試。許多流體含有旋轉(zhuǎn)偏振光面的材料。這種旋轉(zhuǎn)的測量可用于如下所述證實(shí)流體的身份。此類材料固有地含有可用作本發(fā)明的方法中的標(biāo)記物的光學(xué)活性材料。本發(fā)明包括測量此類材料的旋光度并使用觀察到的旋光度作為識別流體的手段的方法。在一些實(shí)施方案中，流體可能不提供任何顯著旋光和/或可能不比競爭產(chǎn)品、偽造產(chǎn)品和/或替代產(chǎn)品更多或更少地旋光。在這樣的情況下，本發(fā)明進(jìn)一步提供可添加到流體中以提供不同旋光程度的光學(xué)活性標(biāo)記物的用途。隨之包括光學(xué)標(biāo)記物的流體可隨后通過本發(fā)明的方法測試， 已借助本文所述的光學(xué)標(biāo)記物調(diào)節(jié)的觀察到的旋光度可用于識別和/或驗(yàn)證該流體的身份。與標(biāo)記物一起使用的溶劑在將光學(xué)標(biāo)記物添加到流體中的實(shí)施方案中，可以將該標(biāo)記物添加到以凈組分形式使用它們的流體中。在另一些實(shí)施方案中，標(biāo)記物可存在于包含如本文所述的一種或多種光學(xué)標(biāo)記物并進(jìn)一步包含一種或多種溶劑的混合物中，其形成標(biāo)記物濃縮物或標(biāo)記物溶液，隨后將其添加到該流體中。這種混合物可進(jìn)一步包含附加材料，例如但不限于，用于影響和/或改進(jìn)所得功能流體的性能的性能添加劑。如上所述，合適的溶劑可以與標(biāo)記物一起使用，以形成標(biāo)記物溶液。所用溶劑取決于受試功能流體的類型、所用輸送體系和所用標(biāo)記物。當(dāng)標(biāo)記物根據(jù)所需應(yīng)用和所需分析類型不可溶于功能流體時(shí)，溶劑組合也可用。可通過考慮合意的性質(zhì)，包括良好溶解力和與功能流體和標(biāo)記物的混溶性、在環(huán)境溫度下的低蒸氣壓、高閃點(diǎn)等來選擇溶劑或溶劑組合。合適的溶劑包括脂族、不飽和和芳族烴、醇、二醇、二醇醚、多元醇如甘油，低級醇如甲醇、乙醇和丙醇，醚，酯，酰胺，胺，水等。可以使用溶劑組合。在一些實(shí)施方案中，標(biāo)記物組分不含任何會(huì)抑制標(biāo)記物化合物的光學(xué)活性的材料，標(biāo)記物組分是指標(biāo)記物和任何任選溶劑和/或可能存在的附加添加劑的混合物。在另一些實(shí)施方案中，標(biāo)記物組分不含會(huì)與存在的光學(xué)活性標(biāo)記物反應(yīng)的任何材料。在另一些實(shí)施方案中，標(biāo)記物組分不含任何非手性和/或非光學(xué)活性組分。要理解的是，當(dāng)用在本申請中時(shí)，除非另行指明，術(shù)語標(biāo)記物和/或術(shù)語標(biāo)記物組分是指不含添加的溶劑的一種或多種標(biāo)記物化合物本身、或包含一種或多種標(biāo)記物化合物和一種或多種溶劑或附加添加劑的混合物的標(biāo)記物溶液。溶劑可以以標(biāo)記物溶液的大約1 重量％至大約99. 99重量％，在一個(gè)實(shí)施方案中大約5重量％至大約98重量％和在另一實(shí)施方案中大約1重量％至大約95. 5重量％存在于標(biāo)記物溶液中。光學(xué)活性標(biāo)記物選擇標(biāo)記物使其與使用它的流體和/或使用該流體的體系相容或沒有不利作用。 在一個(gè)實(shí)施方案中，選擇標(biāo)記物從而經(jīng)受得住功能流體在其使用過程中承受的應(yīng)用條件和 /或工作條件。在一個(gè)實(shí)施方案中，標(biāo)記物用于識別新的和/或未使用的流體。在另一些實(shí)施方案中，驗(yàn)證用過的流體的身份有助于例如質(zhì)保請求。在這種情況下，標(biāo)記物需要在經(jīng)受流體的典型允許條件和/或使用條件后幸存和可檢出。在功能流體的情況下，這可包括經(jīng)受得住發(fā)動(dòng)機(jī)或使用所述功能流體的其它裝置的運(yùn)行。適用于本發(fā)明的標(biāo)記物可被描述為光學(xué)活性標(biāo)記物。合適的光學(xué)活性標(biāo)記物包括一種或多種包含手性分子的化合物；一種或多種化合物，其中其分子含有至少一個(gè)手性中心、軸或面；一種或多種化合物，其中其分子含有至少一個(gè)四面體鍵合原子，其中該四面體鍵合原子上的所有四個(gè)取代基不同；或一種或多種上述化合物的混合物。在所有上述實(shí)施方案中，所用標(biāo)記物的混合物必須具有總體對映體過量以便存在光學(xué)活性體系，以使該體系使偏振光面旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的標(biāo)記物包括一種或多種下示式I所示的化合物
權(quán)利要求
1.測定功能流體的身份的方法，包括(1)將任選光學(xué)活性標(biāo)記物組分添加到該流體中；(2)獲得流體在應(yīng)用中的使用之前、之中或之后的流體樣品；(3)使偏振光束穿過該流體樣品；(4)通過與光的原取向比較，測量光穿過該流體樣品后光面的旋轉(zhuǎn)；(5)通過觀察到的旋轉(zhuǎn)量確定該流體的身份。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述光學(xué)活性標(biāo)記物組分包含至少部分可溶于功能流體的手性分子。
3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)的方法，其中所述光學(xué)活性標(biāo)記物組分包含下式的化合物
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中所述流體選自自動(dòng)變速器油、發(fā)動(dòng)機(jī)油、牽引驅(qū)動(dòng)變速器油、手動(dòng)變速器油、動(dòng)力轉(zhuǎn)向液、防凍液、潤滑油、油脂、曲軸箱潤滑劑、礦物油、第1、 2、3或4類基礎(chǔ)油、差速器潤滑劑、渦輪機(jī)潤滑劑、齒輪潤滑劑、齒輪箱潤滑劑、軸潤滑劑、制動(dòng)液、農(nóng)用拖拉機(jī)液、變壓器油、壓縮機(jī)油、冷卻系統(tǒng)流體、金屬加工液、液壓油、工業(yè)流體、 客車燃料、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、生物基燃料、連續(xù)變速器油、無級變速器油，以及它們的混合物。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中在流體在應(yīng)用中使用之前或之中向該流體中加入所述標(biāo)記物組分。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中所述標(biāo)記物組分在功能流體中的濃度為10至1000ppm.
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中所述光學(xué)活性標(biāo)記物組分包含膽留醇乙酸酯、一種或多種酒石酸衍生二酯和/或酰亞胺、L-乳酸薄荷酯、(S)-(-)-紫蘇醛、(IR)-B-乙酸薄荷酯、(R)_(+)_苧烯、膽固醇、蔗糖、樟腦、青霉素V、紫杉醇、溴丁烷、cavicularin或其組合。
8.用于分析流體的診斷套件，其包含偏振光源、用于將來自所述光源的偏振光束引導(dǎo)穿過流體樣品的裝置、用于檢測穿過該樣品后偏振光束面的旋轉(zhuǎn)量的裝置和將來自分析器的結(jié)果傳達(dá)給使用者的裝置，其中所述套件還包含書面說明、圖片、繪圖、照片或其組合以助于使用者識別所述流體。
9.權(quán)利要求8的診斷套件，其中所述流體含有至少一種光學(xué)標(biāo)記物。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過測量流體在偏振光束中造成的旋光量來識別流體的方法。本發(fā)明還提供任選光學(xué)活性標(biāo)記物在流體中影響該流體造成的旋光量的用途。本發(fā)明提供在流體使用之前、之中和/或之后識別流體的方便可靠的手段。
文檔編號G09F3/00GK102317757SQ200980156748
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者J·S·曼卡, 王穎 申請人:盧布里佐爾公司