CN105481692B - 一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用 - Google Patents

一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105481692B
CN105481692B CN201510874367.0A CN201510874367A CN105481692B CN 105481692 B CN105481692 B CN 105481692B CN 201510874367 A CN201510874367 A CN 201510874367A CN 105481692 B CN105481692 B CN 105481692B
Authority
CN
China
Prior art keywords
organic acid
acid
pentaerythrite
reaction
pentaerythritol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510874367.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105481692A (zh
Inventor
陆静
程庆华
刘霁
余杨柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEUFTECH BIOTECH (HEFEI) Ltd
Original Assignee
NEUFTECH BIOTECH (HEFEI) Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEUFTECH BIOTECH (HEFEI) Ltd filed Critical NEUFTECH BIOTECH (HEFEI) Ltd
Priority to CN201510874367.0A priority Critical patent/CN105481692B/zh
Publication of CN105481692A publication Critical patent/CN105481692A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105481692B publication Critical patent/CN105481692B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/62—Halogen-containing esters
    • C07C69/65—Halogen-containing esters of unsaturated acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/62—Halogen-containing esters
    • C07C69/63—Halogen-containing esters of saturated acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M131/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing halogen
    • C10M131/08—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing halogen containing carbon, hydrogen, halogen and oxygen
    • C10M131/12—Acids; Salts or esters thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20—Metal working
    • C10N2040/22—Metal working with essential removal of material, e.g. cutting, grinding or drilling

Abstract

本发明公开了一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用，其特征在于：首先以有机酸和季戊四醇为原料，加入适量催化剂，在140℃‑160℃条件下常压反应3‑5小时；然后在第一步的反应产物中加入环氧氯丙烷，在80℃‑100℃条件下常压回流反应2‑4小时，最后蒸馏出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。本发明的合成方法简单，通过选择N‑烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂，具有反应温度低、催化剂添加量少、反应时间短、酯化率高等特点，所生产的产品酸值小；本发明所合成的氯化季戊四醇有机酸酯具有生物降解性，同时具有毒性低和润滑极压功能。

Description

一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的 应用
技术领域
本发明涉及化工领域，具体地说是一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及在特种油中的应用。
背景技术
氯化季戊四醇有机酸酯，它具有合成酯类的优良抗磨性能，具有优良的粘温特性、良好的低温特性、高温稳定性、低挥发性，因而能满足较高的润滑极压要求，尤其适合在特种油行业中的应用。
氯化季戊四醇有机酸酯具有润滑性能优、PB值高、PD值高、粘度指数高、抗燃性好、生物降解率高、毒性低等特性，是一种绿色润滑油，其作为油性剂在冷轧薄板轧制油、钢管拉拔油、切削油及其它金属加工液中广泛使用，尤其适合一些加工难度大的场合。氯化季戊四醇有机酸酯也可作为纺织皮革助剂的中间体和纺织油剂。
现有氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法主要有直接酯化法与酯交换法，这些方法多使用质子酸、金属氧化物、无机盐催化剂等，合成方法不是反应温度高，就是反应时间长，且转化率低、产品质量差、设备腐蚀严重、反应后处理困难、废酸污染严重等。
发明内容
本发明为了避免现有合成方法所存在的不足之处，提供一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法，其特点在于包括如下步骤：
第一步、酯化反应：
以有机酸和季戊四醇为原料，并加入适量催化剂，在140℃-160℃条件下常压反应3-5小时，得酯化反应产物；
所述有机酸由第一有机酸和第二有机酸混合构成，所述第一有机酸选自油酸、月桂酸、辛酸、硬脂酸和棕榈酸中的任意一种，所述第二有机酸选自丁二酸或己二酸；
所述季戊四醇、第一有机酸及第二有机酸的摩尔比为1：3：1；
所述催化剂为N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂；
第二步、加成反应：
当酯化反应产物降温到60℃时，往酯化反应产物中加入环氧氯丙烷，在80℃-100℃条件下常压回流反应2-4小时，最后蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品；所加入环氧氯丙烷与季戊四醇的摩尔比为1.0-1.4:1。
作为优选，所述催化剂的添加量为原料总质量的0.25％-0.75％。
作为优选，所述第一有机酸为油酸或硬脂酸，所述催化剂的添加量为原料总质量的0.5％；第一步酯化反应的温度为160℃，反应时间为4小时；第二步加成反应的温度为90℃，反应时间为3h，所加入环氧氯丙烷与第一步中的季戊四醇的摩尔比为1.4:1。
本发明的另一目的是提供上述合成方法所合成的氯化季戊四醇有机酸酯在特种油中的应用。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明通过选择N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂(来自合肥绿酯金属保护材料有限公司，可市场购买)合成氯化季戊四醇有机酸酯，具有反应温度低、催化剂添加量少、反应时间短、酯化率高等特点，所生产的产品酸值小。
2、本发明所合成的氯化季戊四醇有机酸酯具有生物降解性，同时具有毒性低和润滑极压功能。
3、本发明在特种油中用氯化季戊四醇有机酸酯代替部分润滑极压剂，提高特种油润滑极压剂性能，可以提高特种油的使用寿命。
具体实施方式
本发明有机酸由第一有机酸和第二有机酸混合构成，第一有机酸选自油酸、月桂酸、辛酸、硬脂酸和棕榈酸中的任意一种，第二有机酸选自丁二酸或己二酸；催化剂选择N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂。
本发明氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法中第一步是酯化反应：首先通过正交化试验研究在季戊四醇、第一有机酸及第二有机酸的摩尔比为1：3：1的条件下，催化剂添加量、反应时间、反应温度对酯化程度的影响，如下表(酸值越低，酯化度越高)：
表1、季戊四醇与油酸和己二酸的正交化试验
由表1可知：在季戊四醇、油酸和己二酸的反应摩尔比为1：3：1、催化剂添加量为0.50％，反应温度160℃、反应时间为4h的条件下，酯化反应的产物的酸值为54.2mgKOH/g，酯化度最高；
在季戊四醇、油酸和己二酸的反应摩尔比为1：3：1、催化剂添加量为0.75％、反应温度为160℃、反应时间为3h的条件下，酯化反应的产物的酸值为55.8mgKOH/g,酯化度次之；
在季戊四醇、油酸和己二酸的的反应摩尔比为1：3：1、催化剂添加量为0.75％、反应温度为140℃、反应时间为5h的条件下，酯化反应的产物的酸值为56.6mgKOH/g；
通过综合经济效益考虑，当季戊四醇、油酸和己二酸的反应摩尔比为1：3：1时，最终选择催化剂添加量为0.50％、反应温度为160℃、反应时间为4h的条件。
根据上述正交试验结果，本发明又利用辛酸、硬脂酸、月桂酸和棕榈酸进行了反应，结果如下表：
表2、季戊四醇与辛酸和己二酸的反应
表3、季戊四醇与月桂酸和己二酸的的反应
表4、季戊四醇与硬脂酸和己二酸的的反应
表5、季戊四醇与棕榈酸和己二酸的的反应
通过表1-5，可以看出：在同等条件下，油酸、硬脂酸和季戊四醇酯化度最高，但五种有机酸都可以和季戊四醇进行酯化反应。
本发明氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法中第二步反应是加成反应：
在表1中⑤号条件下所得的酯化反应产物降温到60℃时，按照季戊四醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:1.0-1.4，向其中加入环氧氯丙烷，在80℃-100℃的不同温度条件下常压回流反应2-4小时，结果如表6。
表6、表1中⑤号产物与环氧氯丙烷常压回流反应
由表6可知，取表1中⑤号条件下所得的酯化反应产物与环氧氯丙烷常压回流反应，在季戊四醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:1.4、反应温度为90℃、反应时间为3小时的条件下，产物酸值最低0.9mgKOH/g。
加成反应完成后，蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。
实施例1
称取136g季戊四醇、846g油酸与146g的己二酸加入平底烧瓶中，搅拌均匀后加入5.64g N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂，搅拌，加热，控制温度为160℃，反应4小时，即得酯化反应产物；
当酯化反应产物降温到60℃时，往酯化反应产物中加入1478.4g环氧氯丙烷，在90℃条件下常压回流反应3小时，最后蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。回流反应后产物酸值为0.9mgKOH/g,
实施例2
称取136g季戊四醇、432g辛酸与146g的己二酸加入平底烧瓶中，搅拌均匀后加入3.57g N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂，搅拌，加热，控制温度为160℃，反应4小时，即得酯化反应产物；
当酯化反应产物降温到60℃时，往酯化反应产物中加入898.8g环氧氯丙烷，在90℃条件下常压回流反应3小时，最后蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。回流反应后产物酸值为1.1mgKOH/g。
实施例3
称取136g季戊四醇、600g月桂酸与146g的己二酸加入平底烧瓶中，搅拌均匀后加入4.41g N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂，搅拌，加热，控制温度为160℃，反应4小时，即得酯化反应产物；
当酯化反应产物降温到60℃时，往酯化反应产物中加入1134g环氧氯丙烷，在90℃条件下常压回流反应3小时，最后蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。回流反应后产物酸值为1.0mgKOH/g。
实施例4
称取136g季戊四醇、852g硬酯酸与146g的己二酸加入平底烧瓶中，搅拌均匀后加入5.67N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂，搅拌，加热，控制温度为160℃，反应4小时，即得酯化反应产物；
当酯化反应产物降温到60℃时，往酯化反应产物中加入1486.8g环氧氯丙烷，在90℃条件下常压回流反应3小时，最后蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。回流反应后产物酸值为0.8mgKOH/g。
实施例5
称取136g季戊四醇、768g硬酯酸与146g的己二酸加入平底烧瓶中，搅拌均匀后加入5.25N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂，搅拌，加热，控制温度为160℃，反应4小时，即得酯化反应产物；
当酯化反应产物降温到60℃时，往酯化反应产物中加入1369.2g环氧氯丙烷，在90℃条件下常压回流反应3小时,最后蒸留出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品。回流反应后产物酸值为1.1mgKOH/g。
实施例6
称取3g妥尔油加入烧杯中，再加入6g的二乙醇胺、3g的超酰胺和5g实施例1制备的氯化季戊四醇有机酸酯，边加热边搅拌，升温至55℃，搅拌均匀后加入14g石油磺酸钠、5g硼酸酯、1g山梨醇酐单油酸酯S-80、40g 22#锭子油，继续搅拌均匀，最后边搅拌边加入22g水，得到黄色透明的切削液。所得切削液5％工作液的PB值为784N，PD值为160kg，5％铸铁屑/滤纸法防锈性0级，5％pH值9.2。
实施例7
称取2g妥尔油加入烧杯中，再加入6g的二乙醇胺、8g的超酰胺和4g实施例5制备的氯化季戊四醇有机酸酯，边加热边搅拌，升温至55℃，搅拌均匀后加入12g重苯基石油磺酸钠、2g乙二醇单丁醚、2g硼酸酯、1g山梨醇酐单油酸酯S-80、20g 22#锭子油，继续搅拌均匀，最后边搅拌边加入43g水，得到黄色透明的切削液。所得切削液5％工作液的PB值为834N，PD值为200kg，5％铸铁屑/滤纸法防锈性0级，5％pH值9.5。

Claims (3)

1.一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步、酯化反应：
以有机酸和季戊四醇为原料，并加入适量催化剂，在140℃-160℃条件下常压反应3-5小时；
所述有机酸由第一有机酸和第二有机酸混合构成，所述第一有机酸选自油酸、月桂酸、辛酸、硬脂酸和棕榈酸中的任意一种，所述第二有机酸选自丁二酸或己二酸；
所述季戊四醇、第一有机酸及第二有机酸的摩尔比为1：3：1；
所述催化剂为N-烷基吡咯烷酮基团甲基磷酸离子液体催化剂；
第二步、加成反应：
往第一步产物中加入环氧氯丙烷，在80℃-100℃条件下常压回流反应2-4小时，最后蒸馏出多余的环氧氯丙烷，即得最终产品；所加入环氧氯丙烷与第一步中的季戊四醇的摩尔比为1.0-1.4:1。
2.根据权利要求1所述的氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法，其特征在于：所述催化剂的添加量为原料总质量的0.25％-0.75％。
3.根据权利要求2所述的氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法，其特征在于：所述第一有机酸为油酸或硬脂酸，所述催化剂的添加量为原料总质量的0.5％；
第一步酯化反应的温度为160℃，反应时间为4小时；
第二步加成反应的温度为90℃，反应时间为3h，所加入环氧氯丙烷与第一步中的季戊四醇的摩尔比为1.4:1。
CN201510874367.0A 2015-11-30 2015-11-30 一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用 Active CN105481692B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510874367.0A CN105481692B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510874367.0A CN105481692B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105481692A CN105481692A (zh) 2016-04-13
CN105481692B true CN105481692B (zh) 2017-05-10

Family

ID=55669014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510874367.0A Active CN105481692B (zh) 2015-11-30 2015-11-30 一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105481692B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108689841A (zh) * 2018-07-06 2018-10-23 湖南理工学院 一种制备高品质季戊四醇油酸酯的方法
CN109053441A (zh) * 2018-07-25 2018-12-21 湖南理工学院 一种大承载能力季戊四醇油酸混合酯及其合成方法
CN108863785B (zh) * 2018-07-25 2021-05-25 湖南理工学院 一种低倾点季戊四醇油酸酯混合酯及其合成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB730599A (en) * 1951-09-07 1955-05-25 Basf Ag Production of carboxylic acid ester
US2816912A (en) * 1954-03-19 1957-12-17 Hercules Powder Co Ltd Preparation of pentaerythritol chloroacylates
GB871218A (en) * 1958-01-16 1961-06-21 Minnesota Mining & Mfg Esters of perfluorochloro aliphatic carboxylic acids
CN102046583A (zh) * 2008-03-28 2011-05-04 富士胶片株式会社 化合物
CN104672085A (zh) * 2014-12-12 2015-06-03 诺泰生物科技(合肥)有限公司 三羟甲基丙烷有机酸酯的合成及在特种油中的应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB730599A (en) * 1951-09-07 1955-05-25 Basf Ag Production of carboxylic acid ester
US2816912A (en) * 1954-03-19 1957-12-17 Hercules Powder Co Ltd Preparation of pentaerythritol chloroacylates
GB871218A (en) * 1958-01-16 1961-06-21 Minnesota Mining & Mfg Esters of perfluorochloro aliphatic carboxylic acids
CN102046583A (zh) * 2008-03-28 2011-05-04 富士胶片株式会社 化合物
CN104672085A (zh) * 2014-12-12 2015-06-03 诺泰生物科技(合肥)有限公司 三羟甲基丙烷有机酸酯的合成及在特种油中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105481692A (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104672085B (zh) 三羟甲基丙烷有机酸酯的合成及在特种油中的应用
CN105481692B (zh) 一种氯化季戊四醇有机酸酯的合成方法及其在特种油中的应用
CN103013635A (zh) 一种酯型难燃液压油及其制备方法
CN105218364B (zh) 一种脂肪酸异丙酯的合成方法及其在特种油中的应用
CN102268318B (zh) 水基切削液组合物及其制备方法
CN107557544A (zh) 快速光亮淬火油组合物及其用途
CN104830516B (zh) 一种极压型铝板铝带热轧乳液及其制备方法
CN107099364B (zh) 一种全合成高效多功能液压油及其制备方法
CN104159999B (zh) 取代的脲或氨基甲酸酯用于改善矿物的和合成的非水工业液体、特别是燃料或润滑剂的使用特性的用途
CN106635356B (zh) 使用二类加氢基础油的半合成切削液
Lomège et al. Fatty acid-based methacrylate polymers as viscosity modifiers for mineral oils
CN102534429A (zh) 高强度低屈强比x90热轧钢板及其生产方法
US20070287645A1 (en) Polymeric Polyol Esters Used in Metalworking Fluids
CN105669449B (zh) 一种氯羟酯的合成方法及其在特种油中的应用
CN104817594B (zh) 一种含钼硼酸酯衍生物及其制备方法和用途
CN102507455B (zh) 同一标号润滑油通过色度变化值判定热氧化安定性的方法
CN113186016B (zh) 润滑酯及其制备方法和应用
CN109134249A (zh) 一种脂肪酸异丙酯的制备方法
CN105368543A (zh) 一种齿轮箱用润滑油及其制备方法
CN103097498B (zh) 油脂用流动性改进剂
CN106893828A (zh) 一种快速淬火介质及制备工艺
JP2571100B2 (ja) 潤滑油
CN108048633A (zh) 一种新型合成酯类回火油复合物及其制备方法
Lomège et al. Synthesis of Alkyl Sulfur‐Functionalized Oleic Acid‐Based Polymethacrylates and Their Application as Viscosity Index Improvers in a Mineral Paraffinic Lube Oil
CN108865338A (zh) 一种冷床抛料铜套滑动轴承专用润滑脂组合物及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant