一种含黄原酸基团的硼酸酯衍生物及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于润滑油添加剂有机化合物技术领域，尤其涉及一种含黄原酸基团的硼 酸酯衍生物及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 硫系添加剂是应用最早、也是效果最好的润滑油极压添加剂，具有良好的极压抗 磨效果，且品种较多，主要包括：硫化油脂、硫代酯、黄原酸酯、硫化烯烃类、二硫代氨基甲酸 盐、磺酸盐等等。目前应用最广的含硫极压剂是硫化烯烃（其中硫化异丁烯产量最大，商品 牌号为T321，其已成为目前所有硫系极压抗磨剂中最主要的产品）。硫化异丁烯上述的种 种优点致使其在润滑油中应用极为广泛。然而，它仍然存在以下几个方面的问题：
[0003] (1)生产原料具有强腐蚀性，对设备腐蚀严重，同时生产中还会产生大量"三 废"（反应放出大量HC1、H2S等腐蚀性气体，并产生大量NaCl、硫化物等废渣），严重污染环 境。
[0004] (2)硫化烯烃所特有的刺激性气味成为其最大的诟病，这在实际使用过程中往往 会让操作人员无法忍受，对工业开放齿轮油而言更是如此，这也就大大限制了它的商业应 用。
[0005] (3)由于硫化烯烃中的硫含量高、活性大，其对轮轴和变速箱里的含铜及铜合金的 金属部件有强烈的腐蚀作用。
[0006] (4)随着机械操作工况条件的日益苛刻，硫化烯烃较差的热稳定性也逐渐引起人 们更多的担忧。
[0007] 针对硫化烯烃上述的种种缺点，人们在开发硫化烯烃替代物方面已经作了大量工 作，例如改用硫化高碱值磺酸盐作为齿轮油主剂、对硫化烯烃生产工艺进行改进等等，然而 迄今为止并没有得到完美的解决方案。因此，在保证能提供优异的承载能力的前提下，寻求 硫化烯烃的潜在替代物仍是一个长期的研宄目标。
[0008] 硼系添加剂中最有发展前景的是有机硼酸酯类，大量研宄发现，几乎所有的有机 硼酸酯都具有减摩性，有些还具有抗磨效果。此外，它的热稳定性非常好，且在高温下对铜 无腐蚀，对钢铁具有良好的防锈性能，同时还具有很好的密封适应性，无毒无臭，有利于环 境保护，这些优势都是那些传统的含磷、硫载荷添加剂所不可比拟的。
[0009] 有机硼酸酯作为多功能添加剂，其自身无毒无臭，具有良好的减摩抗磨性、抗氧化 安定性和高的热稳定性，另外，硼酸酯类添加剂对摩擦副材料不存在腐蚀性和选择性，长期 以来一直是添加剂研发工作者们的研宄热点，具有很好的应用前景。
[0010] 虽然硼系添加剂都具有很好的减摩性能，但是可用于硫化烯烃替代物的硼酸酯衍 生物的研宄一直未见有文献报道。
【发明内容】
[0011] 鉴于上述，本发明的目的是公开一种含黄原酸基团的硼酸酯衍生物，将该产品作 为润滑油添加剂使用，具有与市场上使用最广泛的硫化烯烃类添加剂T321相媲美的摩擦 学性能，而且可以很好地克服T321对摩擦副材料有腐蚀作用和热稳定性不好的缺点，可作 为传统硫系载荷添加剂的替代物。
[0012] 为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种含黄原酸基团的硼酸酯 衍生物，所述含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的结构式为
[0013]
【主权项】
1. 一种含黄原酸基团的硼酸酯衍生物，其特征是：所述含黄原酸基团的硼酸酯衍生物 的结构式为
其中&为碳原子个数为4~16的直链或支链的烷烃，或为苯环上带有不少于四个碳 原子支链的芳环基团；馬为碳原子个数为4~16的直链或支链的烷烃，或为苯环上带有不 少于四个碳原子支链的芳环基团；其中m、n为1或2,且m+n = 3。
2. -种如权利要求1所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：其 制备步骤为： (1) 将氢氧化钾和醇溶液在20~120°C下回流反应，保温1~3h至氢氧化钾溶解，然 后加入二硫化碳，在20~KKTC下反应1~4h，制备黄原酸钾衍生物，其结构式为通式1 :
札为碳原子个数为4~16的直链或支链的烷烃，或为苯环上带有不少于四 个碳原子支链的芳环基团； (2) 将步骤（1)中合成的黄原酸钾的衍生物与2-卤代乙醇作为反应物，在四氢呋喃反 应介质存在下，加入催化剂，在常温~回流温度下反应2~8h，生成含黄原酸基团的羟基衍 生物如通式2 :
R1S碳原子个数为4~16的直链或支链的烷烃，或为 苯环上带有不少于四个碳原子支链的芳环基团； (3) 将步骤（2)中合成的含黄原酸基团的羟基衍生物与硼酸、脂肪酸单乙醇胺盐作为 反应物，在溶剂中回流反应2~8h，生成含黄原酸基团的硼酸酯衍生物：
其中&为碳原子个数为4~16的直链或 支链的烷烃，或为苯环上带有不少于四个碳原子支链的芳环基团；馬为碳原子个数为4~ 16的直链或支链的烷烃，或为苯环上带有不少于四个碳原子支链的芳环基团；其中m、η为 1 或 2，且 m+n = 3。
3. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（1) 中氢氧化钾和醇溶液的摩尔比为1: (2. 3~2. 8)。
4. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（1) 中的醇溶液为正丁醇或正辛醇溶液。
5. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（2) 中的2-卤代乙醇为2-氯代乙醇、2-溴代乙醇或2-碘代乙醇。
6. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（2) 中的催化剂为KI。
7. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（2) 中的黄原酸钾的衍生物与2-卤代乙醇的摩尔比为I: (1~1. 5)。
8. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（3) 中的溶剂为苯、甲苯、二甲苯或混合芳径。
9. 如权利要求2所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的制备方法，其特征是：步骤（3) 中的含黄原酸基团的羟基衍生物与硼酸、脂肪酸单乙醇胺盐的摩尔比为（1~2) :1: (1~ 2) 〇
10. 如权利要求1所述的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物，其特征是：加入到基础油中作 为润滑油添加剂的应用。
【专利摘要】一种含黄原酸基团的硼酸酯衍生物，所述含黄原酸基团的硼酸酯衍生物的结构式为其中R1为碳原子个数为4～16的直链或支链的烷烃，或为苯环上带有不少于四个碳原子支链的芳环基团；R2为碳原子个数为4～16的直链或支链的烷烃，或为苯环上带有不少于四个碳原子支链的芳环基团；其中m、n为1或2，且m+n＝3。本发明提供的含黄原酸基团的硼酸酯衍生物可作为传统硫系载荷添加剂的替代物。
【IPC分类】C10N30-06, C07F5-04, C10M139-00
【公开号】CN104761579
【申请号】CN201510106632
【发明人】王永刚, 母小明, 王勇
【申请人】洛阳理工学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月11日