JP4426350B2 - 潤滑剤組成物およびトリアジン環含有化合物 - Google Patents
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Description
潤滑剤は多様な性能が要求され、しかも、近年、種々の機械の高性能化、苛酷な使用条件などに伴い、さらなる高度な性能が要求されてきている。
[1] 下記一般式(1)で表される化合物を含有する潤滑剤組成物。
[3] 上記一般式(1)が下記一般式(2)で表される[1]または[2]の潤滑剤組成物。
[6] 前記一般式(3)で表されるトリアジン環含有化合物。
[7] 前記R21、R22およびR23のうち少なくとも1つが、下記一般式(4)で表される基である[6]のトリアジン環含有化合物。
本発明の潤滑剤組成物は、環状の基と、該環状の基に結合したm個(mは2〜11)の側鎖とを有する化合物を含む。前記m個の側鎖のうち少なくとも一つは、エステル結合を含む。前記化合物は、単独でも潤滑剤としての優れた性能を有するので、本発明の組成物は前記化合物のみからなっていてもよい。また、本発明の組成物は、潤滑剤基油等の基材に前記化合物は添加した態様であってもよく、該態様においては、前記化合物は潤滑剤基油に添加されることによって、その潤滑剤性能の向上に寄与する。
L0は、アルキレン基、NR1基(R1は、水素原子または炭素数が1〜30のアルキル基)、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはこれらの組み合わせからなる二価の連結基を表す。二価の連結基は置換基を有していてもよい。L0はアルキレン基が好ましい。
また、X0とL0との組み合わせの基としては、−O(C=O)−アルキレン−、−O(C=O)−シクロアルキレン−が好ましい。
R0は化合物の側鎖末端に位置し、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基を表す。
まず、以下の1)〜5)の方法により、円盤状の部分構造の原形となる水素置換体についての分子の大きさを求める。
1) 対象となる分子につき、できる限り平面に近い、好ましくは平面分子構造を構築する。この場合、結合距離、結合角としては、軌道の混成に応じた標準値を用いる事が好ましく、例えば日本化学会編、化学便覧改訂4版基礎編、第II分冊15章(1993年刊 丸善)を参照することができる。
2) 前記1)で得られた構造を初期値として、分子軌道法や分子力場法にて構造最適化する。方法としては例えば、Gaussian92、MOPAC93、CHARMm/QUANTA、MM3が挙げられる。好ましくはGaussian92である。
3) 構造最適化によって得られた構造の重心を原点に移動させ、座標軸を慣性主軸(慣性テンソル楕円体の主軸)にとる。
4) 各原子にファンデルワールス半径で定義される球を付与し、これによって分子の形状を記述する。
5) ファンデルワールス表面上で各座標軸方向の長さを計測し、それらそれぞれをa、bおよびcとする。
以上の手順1)〜5)により求められたa、bおよびcを用いて、円盤状の形態を定義すると、a≧b>c且つa≧b≧a/2を満足する形態、好ましくはa≧b>c且つa≧b≧0.7aを満足する形態である。また、b/2>cを満足する形態も好ましい。
複素環基は、5員、6員または7員の複素環を有することが好ましい。5員環または6員環がさらに好ましく、6員環が最も好ましい。複素環を構成する複素原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましい。複素環は、芳香族性複素環であることが好ましい。芳香族性複素環は、一般に不飽和複素環である。最多二重結合を有する不飽和複素環がさらに好ましい。複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環およびトリアジン環が含まれる。トリアジン環が好ましく、1,3,5−トリアジン環が特に好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環または芳香族環が縮合していてもよい。ただし、単環式複素環が好ましい。
一般式(1)のRがアルケニル基、アルキニル基の炭素数および形状は、アルキル基と同義であり、また、同様の置換基を有していてもよい。
R21、R22およびR23の炭素原子数は各々1〜30であるのが好ましく、1〜20であるのがより好ましい。
以下の合成スキームに従って、N−28を合成した。
撹拌器および還流冷却器を装着した1Lの反応容器に、トルエン130mL、11−ブロモウンデカン酸345g(1.3mol)およびN,N−ジメチルホルムアミド0.1mLを加えた。この溶液に塩化チオニル114mL(1.58mol)を30分間かけて滴下した。滴下後、60℃に制御しながら2時間撹拌を行った。反応終了後、溶媒を減圧留去して、373gの化合物(N−28−A)を得た(収率:99%)。
撹拌器、滴下漏斗および温度計を備えた3Lの反応容器に、アセトニトリル1L、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル272g(1.3mol)、およびトリエチルアミン199g(1.43mol)を加え、撹拌して溶液を得た。溶液を16℃に冷却し、得られた(N−28−A)369g(1.3mol)を、溶液を撹拌しながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で1.5時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、有機層を水で洗浄した後、有機層を分取して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去して、590gの化合物(N−28−B)を得た。
撹拌器、還流冷却器および温度計を装着した3Lの反応容器に、4−ニトロカテコール70g(0.45mol)、得られた(N−28−B)481g(1.1mol)およびN,N−ジメチルホルムアミド350mLを加え、撹拌して溶液を得た。これに炭酸カリウム152g(1.1mol)を加え、98℃に加熱して2時間撹拌した。室温に冷却後、酢酸エチルで抽出して、有機層を水で洗浄した後、有機層を分取して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、455gの化合物(N−28−C)を得た。
撹拌器、還流冷却器および温度計を装着した3Lの反応容器に、還元鉄150g(2.7mol)、イソプロピルアルコール600mL、水120mLおよび塩化アンモニウム15gを加え、90℃に加熱撹拌し、還流させた。この中に、得られた化合物(N−28−C)を滴下し、そのまま2時間加熱撹拌を続けた。反応終了後、加熱状態のままセライトろ過し、酢酸エチルで洗浄した。ろ液を酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去して、425gの粗生成物を得た。シリカゲルカラム分取によって精製を行い、237g(91%)の化合物(N−28−D)を得た。
撹拌器、還流冷却器および温度計を装着した3Lのガラス釜に、N,N−ジメチルホルムアミド500mLを注ぎ、得られた化合物(N−28−D)220g(0.26mol)を添加した。ついで、シアヌルクロリド15g(0.08mol)を30分かけて添加した。そして炭酸カリウム40g(0.3mol)を加え、98℃で2時間加熱撹拌した。室温に冷却後、酢酸エチルで抽出、有機層を水で洗浄した後、有機層を分取して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去して、232gの粗生成物を得た。シリカゲルカラム分取によって精製を行い、166g(収率80%)の化合物(N−28)を得た。
以下に、合成した化合物のNMRデータを示す。
1H NMR (300MHz CDCl3):δ7.15−6.80(m,9H)、4.25(t,12H)、3.95(t,12H),、3.70(t,12H)、3.65(t,12H)、3.60(m,12H),、3.45(t,12H)、2.30(t,12H)、1.80−1.30(m,144H)、0.85(t,18H)。
本発明の化合物としてN−8、N−28、N−34、S−34、B−5、B−9および潤滑剤基油を用いて、下記表1および2に示す潤滑剤組成物(実施例1〜8)を調製した。また、潤滑剤基油のみ、および下記比較化合物M1またはM2を用いて、同様に潤滑剤組成物(比較例1〜8)を調製した。
調製したこれらの組成物のそれぞれについて、以下の条件で摩擦試験を実施し、摩擦係数を測定した。なお、実施例における摩擦係数は、往復動型摩擦試験機(SRV摩擦摩耗試験機)を用いて測定し、下記の試験条件で摩擦試験を行った。実施例1〜10の結果を表1に、比較例1〜8の結果を表2に各々示した。
(試験条件)
試験条件はシリンダ−オンプレートの条件で行った。
試験片(摩擦材):SUJ−2
プレート:φ24×6.9mm
シリンダ:φ11×15mm
温度:60℃および100℃
荷重:400N
振幅:1.5mm
振動数:50Hz
試験時間:試験開始5分間
本発明の化合物としてE−31、E−32、E−36、E−37、E−51、E−53および潤滑剤基油を用いて、下記表3に示す潤滑剤組成物(実施例11〜16)を調製した。また、潤滑剤基油のみ、および下記比較化合物M1またはM2を用いて、同様に潤滑剤組成物(比較例9及び10)を調製した。
調製したこれらの組成物のそれぞれについて、以下の条件で摩擦試験を実施し、摩擦係数を測定した。なお、実施例における摩擦係数は、往復動型摩擦試験機(SRV摩擦摩耗試験機)を用いて測定し、下記の試験条件で摩擦試験を行った。実施例11〜16の結果を表3に示した。
(試験条件)
試験条件はシリンダ−オンプレートの条件で行った。
試験片(摩擦材):SUJ−2
プレート:φ24×6.9mm
シリンダ:φ11×15mm
温度:150℃および200℃
荷重:400N
振幅:1.5mm
振動数:50Hz
試験時間:試験開始30分間
Claims (6)
- R21、R22およびR23がそれぞれ、式(5)で表される基である請求項1に記載の潤滑剤組成物。
- R21、R22およびR23がそれぞれ、式(6)で表される基である請求項1に記載の潤滑剤組成物。
- R21、R22およびR23がそれぞれ、式(5)で表される基である請求項4に記載の化合物。
- R21、R22およびR23がそれぞれ、式(6)で表される基である請求項4に記載の化合物。
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