一種含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于潤滑油添加劑有機(jī)化合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含黃原酸基團(tuán)的硼 酸酯衍生物及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 硫系添加劑是應(yīng)用最早、也是效果最好的潤滑油極壓添加劑，具有良好的極壓抗 磨效果，且品種較多，主要包括：硫化油脂、硫代酯、黃原酸酯、硫化烯烴類、二硫代氨基甲酸 鹽、磺酸鹽等等。目前應(yīng)用最廣的含硫極壓劑是硫化烯烴（其中硫化異丁烯產(chǎn)量最大，商品 牌號(hào)為T321，其已成為目前所有硫系極壓抗磨劑中最主要的產(chǎn)品）。硫化異丁烯上述的種 種優(yōu)點(diǎn)致使其在潤滑油中應(yīng)用極為廣泛。然而，它仍然存在以下幾個(gè)方面的問題：
[0003] (1)生產(chǎn)原料具有強(qiáng)腐蝕性，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，同時(shí)生產(chǎn)中還會(huì)產(chǎn)生大量"三 廢"（反應(yīng)放出大量HC1、H2S等腐蝕性氣體，并產(chǎn)生大量NaCl、硫化物等廢渣），嚴(yán)重污染環(huán) 境。
[0004] (2)硫化烯烴所特有的刺激性氣味成為其最大的詬病，這在實(shí)際使用過程中往往 會(huì)讓操作人員無法忍受，對(duì)工業(yè)開放齒輪油而言更是如此，這也就大大限制了它的商業(yè)應(yīng) 用。
[0005] (3)由于硫化烯烴中的硫含量高、活性大，其對(duì)輪軸和變速箱里的含銅及銅合金的 金屬部件有強(qiáng)烈的腐蝕作用。
[0006] (4)隨著機(jī)械操作工況條件的日益苛刻，硫化烯烴較差的熱穩(wěn)定性也逐漸引起人 們更多的擔(dān)憂。
[0007] 針對(duì)硫化烯烴上述的種種缺點(diǎn)，人們?cè)陂_發(fā)硫化烯烴替代物方面已經(jīng)作了大量工 作，例如改用硫化高堿值磺酸鹽作為齒輪油主劑、對(duì)硫化烯烴生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)等等，然而 迄今為止并沒有得到完美的解決方案。因此，在保證能提供優(yōu)異的承載能力的前提下，尋求 硫化烯烴的潛在替代物仍是一個(gè)長期的研宄目標(biāo)。
[0008] 硼系添加劑中最有發(fā)展前景的是有機(jī)硼酸酯類，大量研宄發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的有機(jī) 硼酸酯都具有減摩性，有些還具有抗磨效果。此外，它的熱穩(wěn)定性非常好，且在高溫下對(duì)銅 無腐蝕，對(duì)鋼鐵具有良好的防銹性能，同時(shí)還具有很好的密封適應(yīng)性，無毒無臭，有利于環(huán) 境保護(hù)，這些優(yōu)勢(shì)都是那些傳統(tǒng)的含磷、硫載荷添加劑所不可比擬的。
[0009] 有機(jī)硼酸酯作為多功能添加劑，其自身無毒無臭，具有良好的減摩抗磨性、抗氧化 安定性和高的熱穩(wěn)定性，另外，硼酸酯類添加劑對(duì)摩擦副材料不存在腐蝕性和選擇性，長期 以來一直是添加劑研發(fā)工作者們的研宄熱點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。
[0010] 雖然硼系添加劑都具有很好的減摩性能，但是可用于硫化烯烴替代物的硼酸酯衍 生物的研宄一直未見有文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 鑒于上述，本發(fā)明的目的是公開一種含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物，將該產(chǎn)品作 為潤滑油添加劑使用，具有與市場(chǎng)上使用最廣泛的硫化烯烴類添加劑T321相媲美的摩擦 學(xué)性能，而且可以很好地克服T321對(duì)摩擦副材料有腐蝕作用和熱穩(wěn)定性不好的缺點(diǎn)，可作 為傳統(tǒng)硫系載荷添加劑的替代物。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯 衍生物，所述含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的結(jié)構(gòu)式為
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物，其特征是：所述含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物 的結(jié)構(gòu)式為
其中&為碳原子個(gè)數(shù)為4~16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不少于四個(gè)碳 原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)；馬為碳原子個(gè)數(shù)為4~16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不 少于四個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)；其中m、n為1或2,且m+n = 3。
2. -種如權(quán)利要求1所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：其 制備步驟為： (1) 將氫氧化鉀和醇溶液在20~120°C下回流反應(yīng)，保溫1~3h至氫氧化鉀溶解，然 后加入二硫化碳，在20~KKTC下反應(yīng)1~4h，制備黃原酸鉀衍生物，其結(jié)構(gòu)式為通式1 :
札為碳原子個(gè)數(shù)為4~16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不少于四 個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)； (2) 將步驟（1)中合成的黃原酸鉀的衍生物與2-鹵代乙醇作為反應(yīng)物，在四氫呋喃反 應(yīng)介質(zhì)存在下，加入催化劑，在常溫~回流溫度下反應(yīng)2~8h，生成含黃原酸基團(tuán)的羥基衍 生物如通式2 :
R1S碳原子個(gè)數(shù)為4~16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)? 苯環(huán)上帶有不少于四個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)； (3) 將步驟（2)中合成的含黃原酸基團(tuán)的羥基衍生物與硼酸、脂肪酸單乙醇胺鹽作為 反應(yīng)物，在溶劑中回流反應(yīng)2~8h，生成含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物：
其中&為碳原子個(gè)數(shù)為4~16的直鏈或 支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不少于四個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)；馬為碳原子個(gè)數(shù)為4~ 16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不少于四個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)；其中m、η為 1 或 2，且 m+n = 3。
3. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（1) 中氫氧化鉀和醇溶液的摩爾比為1: (2. 3~2. 8)。
4. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（1) 中的醇溶液為正丁醇或正辛醇溶液。
5. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（2) 中的2-鹵代乙醇為2-氯代乙醇、2-溴代乙醇或2-碘代乙醇。
6. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（2) 中的催化劑為KI。
7. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（2) 中的黃原酸鉀的衍生物與2-鹵代乙醇的摩爾比為I: (1~1. 5)。
8. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（3) 中的溶劑為苯、甲苯、二甲苯或混合芳徑。
9. 如權(quán)利要求2所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的制備方法，其特征是：步驟（3) 中的含黃原酸基團(tuán)的羥基衍生物與硼酸、脂肪酸單乙醇胺鹽的摩爾比為（1~2) :1: (1~ 2) 〇
10. 如權(quán)利要求1所述的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物，其特征是：加入到基礎(chǔ)油中作 為潤滑油添加劑的應(yīng)用。
【專利摘要】一種含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物，所述含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物的結(jié)構(gòu)式為其中R1為碳原子個(gè)數(shù)為4～16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不少于四個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)；R2為碳原子個(gè)數(shù)為4～16的直鏈或支鏈的烷烴，或?yàn)楸江h(huán)上帶有不少于四個(gè)碳原子支鏈的芳環(huán)基團(tuán)；其中m、n為1或2，且m+n＝3。本發(fā)明提供的含黃原酸基團(tuán)的硼酸酯衍生物可作為傳統(tǒng)硫系載荷添加劑的替代物。
【IPC分類】C10N30-06, C07F5-04, C10M139-00
【公開號(hào)】CN104761579
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510106632
【發(fā)明人】王永剛, 母小明, 王勇
【申請(qǐng)人】洛陽理工學(xué)院
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日