CN111057110A - 一种胺基磷酸酯化合物及其制备方法、用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种胺基磷酸酯化合物及其制备方法、用途。本发明的胺基磷酸酯化合物,其结构如通式(I)所示:
Description
技术领域
本发明涉及一种胺基磷酸酯化合物,尤其涉及适宜用作极压抗磨剂的胺基磷酸酯化合物。
背景技术
润滑一般分为流体润滑和边界润滑,在边界润滑状态下极压抗磨剂是必不可少的添加剂,可以吸附在金属表面或与金属表面反应,形成吸附膜或反应膜,以防止金属表面的擦伤甚至融焊,用来改善油品的润滑性和抗磨性。主要包括含硫极压抗磨剂、含氯极压抗磨剂、含磷极压抗磨剂、含氮极压抗磨剂、金属盐极压抗磨剂、含硼极压抗磨剂等等,其中同时含有硫、磷的硫磷剂,因为其具有承载能力高、配伍性好、多效性好等特点被广泛应用。
目前被广泛用于润滑油领域的极压抗磨剂有磷酸三甲酚酯(T306)、硫代磷酸铵盐(T307)、硫代磷酸酯(IRGALUBE 353)、磷酸铵盐(IRGALUBE 349)等,但是它们的抗磨、减摩性能有待进一步提高。CN 106317109A公开了一种硫代磷酸酯型极压抗磨剂,作为液压油或润滑油添加剂,表现出较好的防锈性能及较好的抗磨性能、热稳定性、过滤性和水解安定性,但其抗磨、减摩性能并未优于现有技术。CN 101724492B公开了一种硫磷酸锌型极压抗磨剂,与T405相比,具有更好的承载能力、抗氧化安定性以及抗磨性能,但是其比较的T405添加剂属于油性剂,并不具备极压抗磨剂的承载能力以及抗磨性能,因此无法衡量其真实的抗磨减磨性能及承载能力,另外,此发明为有机金属盐,与润滑油添加剂无灰化的发展趋势不符。
腰果酚是腰果壳油的主要成分,是一种天然酚类化合物,是腰果生产的重要农副产品,来源广泛,储量巨大。采用该类来源丰富且低成本的天然化合物为原料合成性能优于现有产品的摩擦改进剂,符合绿色化学的定义以及国家可持续发展的战略要求。
发明内容
本发明提出了一种胺基磷酸酯化合物及其制备方法、用途。
本发明的胺基磷酸酯化合物,其结构如通式(I)所示:
在通式(I)中,各个基团R0彼此相同或不同,各自独立地选自H、C1~C10直链或支链烷基、C6~C10芳基、(优选C1~C4直链或支链烷基、苯基、C1~C4烷基取代的苯基);各基团R1、R2、R3、R4、R5彼此相同或不同,各自独立地选自H、C1~C20直链或支链烷基和式(II)所示的基团,各基团R1、R2、R3、R4、R5中的至少一个基团为式(II)所示的基团;
在通式(II)中,基团R1'选自单键、C1-20直链或支链的亚烷基(优选选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基);n个重复单元中的基团R2'彼此相同或不同,各自独立地选自2价、3价或4价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价、3价或4价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R3'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、2价或3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自单键、2价或3价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R4'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、2价或3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自单键、2价或3价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R5'彼此相同或不同,各自独立地选自2价、3价或4价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价、3价或4价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R6'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、C1-20直链或支链亚烷基(优选各自独立地选自单键、C1-4直链或支链亚烷基);基团R7'选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选选自氢、C1-4直链或支链烷基);n为1~10之间的整数(优选1~3之间的整数);n个重复单元中的m彼此相同或不同,各自独立地选自0~10之间的整数(优选1~5之间的整数);n个重复单元中的m’彼此相同或不同,各自独立地选自0~10之间的整数(优选0~5之间的整数);在式(II)的每个重复单元中,当m大于0时,m个S原子与基团R2'、R5'键合;当m'大于0时,m'个S原子与基团R3'、R4'键合;在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'为单键时,m’个S原子与基团R2'键合,当基团R4'为单键时,m’个S原子与基团R5'键合。
根据本发明,优选地,在通式(I)中,基团R1、R3、R5各自独立地选自H、C1~C4直链或支链烷基;基团R2、R4各自独立地选自H、C1~C20直链或支链烷基和式(II)所示的基团,其中至少一个基团为式(II)所示的基团。
根据本发明,优选地,在通式(I)中,基团R1、R3、R5各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基;基团R2、R4中的一个基团为式(II)所示的基团,另一个为H。
根据本发明,优选地,在通式(I)中,式(II)所示基团的总碳数为2~30,优选6~20,更优选10~18。
本发明的胺基磷酸酯化合物可以选自以下的具体化合物或其任意比例的混合物:
本发明的胺基磷酸酯化合物的制备方法,包括使通式(X)所示的酚化合物发生硫化反应、磷氮化反应的步骤;
通式(X)中,各基团R1”、R2”、R3”、R4”、R5”彼此相同或不同,各自独立地选自H、C1~C20直链或支链烷基和通式(Y)所示的基团,其中至少一个基团选自通式(Y)所示的基团;
其中基团R1”'选自单键、C1-20直链或支链的亚烷基(优选选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基);m个重复单元中的基团R2”'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、C1-20直链或支链的亚烷基(优选各自独立地选自单键、C1-4直链或支链的亚烷基);基团R3”'选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选选自氢、C1-4直链或支链烷基);m个重复单元中的基团R4”'彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自氢、C1-4直链或支链烷基);m个重复单元中的基团R5”'彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自氢、C1-4直链或支链烷基);m为正整数(优选1~10之间的正整数,更优选1~3之间的正整数)。
根据本发明的制备方法,在通式(X)中,优选地,基团R1”、R3”、R5”彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-4直链或支链烷基;基团R2”、R4”彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-20直链或支链烷基和通式(Y)所示的基团,其中至少一个基团选自通式(Y)所示的基团。
根据本发明的制备方法,在通式(X)中,进一步优选地,基团R1”、R3”、R5”彼此相同或不同,各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基;基团R2”、R4”中的一个基团选自通式(Y)所示的基团,另一个基团选自氢。
根据本发明的制备方法,可以使通式(X)所示的酚化合物先发生硫化反应、再将其硫化产物与磷氮化剂发生磷氮化反应,也可以使通式(X)所示的酚化合物先与磷氮化剂发生磷氮化反应,再将其磷氮化产物发生硫化反应;优选使通式(X)所示的酚化合物先发生硫化反应、再将其硫化产物与磷氮化剂发生磷氮化反应。
根据本发明的制备方法,所述硫化反应包括使通式(X)所示的酚化合物或通式(X)所示酚化合物的磷氮化产物与硫化剂发生反应的步骤。所述硫化反应使硫化剂与通式(X)所示酚化合物中的碳碳双键(烯键)发生亲电加成反应,当分子内有1个碳碳双键时生成单硫环化物,分子中有多个碳碳双键时可以生成单硫环化物和多硫环化物。所述硫化剂优选无机硫化剂和/或有机硫化剂,所述无机硫化剂可以选用硫磺、Na2S、K2S、ZnS、H2S和SCl中的一种或多种;所述有机硫化剂可以选用二叔丁基硫化物(DBPS)、二甲基二硫化物(DMDS)、二甲基硫化物(DMS)、乙基硫醇(EM)、正丁基硫醇(NBM)和叔壬基多硫化物(TNPS)中的一种或多种;所述硫化剂更优选硫磺、Na2S和硫醇中的一种或多种。在所述硫化反应中,所述通式(X)所示的酚化合物与硫化剂的摩尔比1:1~6,更优选1:2~4。所述硫化反应的温度为100℃~240℃,优选140℃~190℃;通常来说,反应时间越长,转化率越高,综合反应的转化率与反应的经济性,反应的时间一般为0.5~10h,优选3~5h。
根据本发明的制备方法,在所述硫化反应中可以加入催化剂,也可以不加入催化剂,优选加入催化剂。所述催化剂优选选自C1~6的有机胺和无机碱,例如可以选用甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、丁胺、戊胺、己胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锌、氧化钠、氧化钾、氧化锌、碳酸钠、碳酸钾和碳酸锌中的一种或多种。所述催化剂的质量为通式(X)所示的酚化合物质量的0.01%~10%,优选0.1%~5%。
根据本发明的制备方法,在所述硫化反应结束后,可以对反应产物进行提纯处理,提纯处理的方法包括水洗、蒸馏、过滤、干燥和重结晶方法中的一种或多种,并没有特别的限定;当在硫化反应中加入了有机胺和/或无机碱催化剂后,提纯处理的方法包括酸洗、水洗、蒸馏、过滤、干燥和重结晶方法中的一种或多种,并没有特别的限定。
根据本发明的制备方法,优选地,所述磷氮化剂的结构如式(Z)所示:
其中的各个R0各自独立地选自H、C1~C10直链或支链烷基、C6~C10芳基、(优选C1~C4直链或支链烷基、苯基、C1~C4烷基取代的苯基);基团A选自F、Cl、Br、I、H、OH(优选Cl、Br)。具体来说,所述磷氮化剂可以选用氨基磷酰氯、C1~C10烷基氨基磷酰氯和苯基氨基磷酰氯中的一种或多种,优选C1~C10烷基氨基磷酰氯。
根据本发明的制备方法,优选地,所述通式(X)所示的酚化合物或其硫化产物与磷氮化剂发生反应的条件为:所述磷氮化剂与通式(X)所示酚化合物或其硫化产物之间的摩尔比为1:1~10(优选1:1~3);反应温度为50℃~150℃(优选60℃~100℃);一般来说,反应时间越长,转化率越高,通常反应时间为0.5h~10h(优选3h~5h)。在通式(X)所示酚化合物或其硫化产物与磷氮化剂的反应中,可以加入催化剂,也可以不加入催化剂,优选加入催化剂。所述催化剂优选C1~10的有机胺和无机铵,例如可以选用甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、丁胺、二丁胺和氨中的一种或多种。所述催化剂的加入量优选为通式(X)所示酚化合物质量的0.1%~60%,更优选10%~40%。在通式(X)所示酚化合物或其硫化产物与磷氮化剂的反应中,可以加入溶剂,也可以不加入溶剂,优选加入溶剂。所述溶剂优选甲苯、二甲苯、石油醚和环己烷中的一种或多种,例如可以选用甲苯和/或二甲苯。所述溶剂的用量为通式(X)所示酚化合物质量的50%~500%(优选100%~300%)。所述催化剂、溶剂可以通过包括酸洗、水洗、蒸馏、过滤、干燥和重结晶方法中的一种或多种除去,并没有特别的限定。
根据本发明的制备方法,在所述通式(X)所示酚化合物或其硫化产物与磷氮化剂的反应结束后,可以对反应产物进行提纯处理,提纯处理的方法包括水洗、蒸馏、过滤、干燥和重结晶方法中的一种或多种,并没有特别的限定。
本发明通式(X)所示的酚化合物优选来源于天然植物腰果,在腰果壳中含有大量的腰果壳油,其主要成分为间位酚,通常称其为腰果酚,其结构为:
其中,R为C15H(31+x),x为0,-2,-4或-6。
本发明的胺基磷酸酯化合物可以用作极压抗磨剂并应用于润滑油、润滑脂中。
本发明的胺基磷酸酯化合物的制备方法简单、操作方便,原料绿色、易得,产物收率高、纯度高。
本发明的胺基磷酸酯化合物具有突出的承载能力以及优良的抗磨、减磨性能。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步说明,但不构成对本发明的限制。
在本说明书中,在基团的定义中有时使用术语“单键”。所谓“单键”,指的是该基团不存在。举例而言,假定结构式-CH2-A-CH3,其中基团A被定义为选自单键和甲基。鉴于此,若A是单键,则代表该基团A不存在,此时所述结构式即被相应简化为-CH2-CH3。
在本说明书的上下文中,表达方式“数字+价+基团”或其类似用语指的是从该基团所对应的基础结构(比如链、环或其组合等)上除去该数字所代表的数量的氢原子后获得的基团,优选指的是从该结构所含的碳原子(优选饱和碳原子和/或非同一个碳原子)上除去该数字所代表的数量的氢原子后获得的基团。举例而言,“3价直链或支链烷基”指的是从直链或支链烷烃(即该直链或支链烷基所对应的基础链)上除去3个氢原子而获得的基团,而“2价直链或支链杂烷基”则指的是从直链或支链杂烷烃(优选从该杂烷烃所含的碳原子,或者更进一步,从非同一个碳原子)上除去2个氢原子而获得的基团。举例来说,2价丙基可以为*-CH2-CH2-CH2-*、3价丙基可以为4价丙基可以为其中*代表在该基团中可以与其它基团键合的结合端。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当m大于0时,m个S原子与基团R2'、R5'键合;当m'大于0时,m'个S原子与基团R3'、R4'键合;在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'为单键时,m’个S原子与基团R2'键合,当基团R4'为单键时,m’个S原子与基团R5'键合。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当m为0时,没有S原子与基团R2'、R5'键合;当m'为0时,没有S原子与基团R3'、R4'键合;在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'非单键时,m’个S原子与基团R3'键合,当基团R4'非单键时,m’个S原子与基团R4'键合。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,基团(S)m、(S)m’、R2'、R3'、R4'、R5'符合成键规则。
根据本发明,m个S原子与基团R2'、R5'键合指的是m个S原子的端部S原子(或仅存的一个S原子)与基团R2'、R5'键合(当m为1时,仅存在一个S原子,此时这个S原子与基团R2'、R5'键合);m'个S原子与基团R3'、R4'键合指的是m'个S原子的端部S原子(或仅存的一个S原子)与基团R3'、R4'键合(当m'为1时,仅存在一个S原子,此时这个S原子与基团R3'、R4'键合)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,在基团R2'、R3'、R4'、R5'之间相互成键时,可以通过基团R2'、R3'、R4'、R5'中的任一个结合端形成共价键。在式(II)的每个重复单元中,在基团(S)m或(S)m’与R2'、R3'、R4'、R5'之间相互成键时,可以与基团R2'、R3'、R4'、R5'中的任一个结合端形成共价键。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'、R4'非单键、m'大于0时,m'个S原子与基团R3'、R4'键合,R3'、R4'各自独立地选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自3价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'、R4'非单键、m'为0时,没有S原子与基团R3'、R4'键合,R3'、R4'各自独立地选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'、R4'非单键、m大于0时,R2'、R5'各自独立地选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自3价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'、R4'非单键、m为0时,R2'、R5'各自独立地选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'为单键、R4'非单键、m'大于0时,m'个S原子与基团R2'、R4'键合,R4'选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自3价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'为单键、R4'非单键、m'为0时,没有S原子与基团R2'、R4'键合,R4'选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'为单键、R4'非单键、m大于0时,R2'选自4价的C1-20直链或支链烷基(优选选自4价的C1-4直链或支链烷基),R5'选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选选自3价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'为单键、R4'非单键、m为0时,R2'选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选选自3价的C1-4直链或支链烷基),R5'选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选选自2价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'非单键、R4'为单键、m'大于0时,m'个S原子与基团R3'、R5'键合,R3'选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自3价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'非单键、R4'为单键、m'为0时,没有S原子与基团R3'、R5'键合,R3'选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'非单键、R4'为单键、m大于0时,R2'选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选选自3价的C1-4直链或支链烷基),R5'选自4价的C1-20直链或支链烷基(优选选自4价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'非单键、R4'为单键、m为0时,R2'选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选选自2价的C1-4直链或支链烷基),R5'选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选选自3价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'、R4'均为单键、m'大于0时,m'个S原子与基团R2'、R5'键合,此时当m大于0时,R2'、R5'各自独立地选自4价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自4价的C1-4直链或支链烷基),此时当m为0时,R2'、R5'各自独立地选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自3价的C1-4直链或支链烷基)。
根据本发明,在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'、R4'均为单键、m'为0、m大于0时,R2'、R5'各自独立地选自3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自3价的C1-4直链或支链烷基);当基团R3'、R4'均为单键、m'为0、m为0时,R2'、R5'各自独立地选自2价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价的C1-4直链或支链烷基)。
所用原料如下:
腰果壳油,上海物竞化工科技有限公司,工业品
硫磺粉,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
碳酸氢钠,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
双(二甲胺基)氯磷酸,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
三乙胺,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
甲苯,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
石油醚,国药集团化学试剂有限公司,分析纯
亚磷酸二丁酯,国药集团化学试剂有限公司,化学纯
N,N-二丁烯基亚甲基苯三唑百灵威试剂公司,化学纯
极压抗磨剂T306,石油化工科院研究院兴普公司,工业品
极压抗磨剂T307,石油化工科院研究院兴普公司,工业品
极压抗磨剂IRGALUBE 353,雅富顿公司,工业品
极压抗磨剂IRGALUBE 349,雅富顿公司,工业品
实施例1硫化腰果酚的制备
将62g腰果酚(约0.2mol)和12.8g硫磺粉(0.4mol)放入250ml三口反应烧瓶中,开启搅拌、加热。维持反应温度为190℃,持续反应3小时。反应结束后降温,过滤后得到深棕红色粘稠液体,即为硫化腰果酚,产物转化率为89.3%。
实施例2双(二甲胺基)磷酸腰果酚酯制备
将20g腰果酚、4g三乙胺和20g甲苯加入反应瓶中,开启加热搅拌,加入12g双(二甲胺基)氯磷酸,维持反应温度为70℃,反应5小时。反应结束后降温,得到棕红色透明液体。将反应产物用蒸馏水水洗至中性,将有机相在100Pa、150℃条件下减压蒸馏1h,除去水分及溶剂,得到棕红色粘稠液体,反应转化率为91.2%。
实施例3双(二甲胺基)磷酸硫化腰果酚酯的制备
将25g由实施例1制得的硫化腰果酚、8g三乙胺和50g甲苯加入反应瓶中,开启加热搅拌,加入5.5g双(二甲胺基)氯磷酸,维持反应温度为90℃,反应4小时。反应结束后降温,得到棕红色透明液体。将反应产物用蒸馏水水洗至中性,将有机相在100Pa、150℃条件下减压蒸馏1h,除去水分及溶剂,得到深棕红色产物,反应转化率为93.1%。
实施例4双(二甲胺基)磷酸硫化腰果酚酯的制备
将25g由实施例1制得的硫化腰果酚、8g三乙胺和60g甲苯加入反应瓶中,开启加热搅拌,加入4g双(二甲胺基)氯磷酸,维持反应温度为80℃,反应5小时。反应结束后降温,得到棕红色透明液体。将反应产物用蒸馏水水洗至中性,将有机相在100Pa、150℃条件下减压蒸馏1h,除去水分及溶剂,得到深棕红色产物,反应转化率为92.9%。
实施例5双(二甲胺基)磷酸硫化腰果酚酯的制备
将35g双(二甲胺基)磷酸腰果酚酯和8.5g硫磺粉放入250ml三口反应烧瓶中,开启搅拌、加热。维持反应温度为190℃,持续反应3小时。反应结束后降温,过滤后得到深棕红色产物,产物转化率为90.1%。
比较例1
将19.4g亚磷酸二丁酯、25.6g N,N-二丁烯基亚甲基苯三唑倒入烧瓶中,将烧瓶置于恒温水浴槽中(温度控制在80℃),开启搅拌,滴加1.35g的盐酸溶液,其中含0.5gHCl,升温至120℃,持续搅拌反应2h,反应结束后,减压蒸馏得到(N-丁基-N-丁烯基)亚甲基苯三唑亚磷酸二丁酯。
实施例6
分别将实施例3、4、5的产物、T306、T307、IRGALUBE 349以及比较例1产物溶入矿物油150SN中,配成质量分数为0.5%的组合物。对这些组合物进行抗磨性能测试,测试仪器为SRV振动摩擦试验机,测试条件为:100N、200N、300N,频率50Hz,振幅1mm,30℃,1h。测试结果见表1。
表1
由表1可知,本发明的硫化胺基磷酸酯具有突出的抗磨、减摩、极压性能。
Claims (18)
1.一种胺基磷酸酯化合物,其结构如通式(I)所示:
在通式(I)中,各个基团R0彼此相同或不同,各自独立地选自H、C1~C10直链或支链烷基、C6~C10芳基、(优选C1~C4直链或支链烷基、苯基、C1~C4烷基取代的苯基);各基团R1、R2、R3、R4、R5彼此相同或不同,各自独立地选自H、C1~C20直链或支链烷基和式(II)所示的基团,各基团R1、R2、R3、R4、R5中的至少一个基团为式(II)所示的基团;
在通式(II)中,基团R1'选自单键、C1-20直链或支链的亚烷基(优选选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基);n个重复单元中的基团R2'彼此相同或不同,各自独立地选自2价、3价或4价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价、3价或4价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R3'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、2价或3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自单键、2价或3价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R4'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、2价或3价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自单键、2价或3价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R5'彼此相同或不同,各自独立地选自2价、3价或4价的C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自2价、3价或4价的C1-4直链或支链烷基);n个重复单元中的基团R6'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、C1-20直链或支链亚烷基(优选各自独立地选自单键、C1-4直链或支链亚烷基);基团R7'选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选选自氢、C1-4直链或支链烷基);n为1~10之间的整数(优选1~3之间的整数);n个重复单元中的m彼此相同或不同,各自独立地选自0~10之间的整数(优选1~5之间的整数);n个重复单元中的m’彼此相同或不同,各自独立地选自0~10之间的整数(优选0~5之间的整数);在式(II)的每个重复单元中,当m大于0时,m个S原子与基团R2'、R5'键合;当m'大于0时,m'个S原子与基团R3'、R4'键合;在式(II)的每个重复单元中,当基团R3'为单键时,m’个S原子与基团R2'键合,当基团R4'为单键时,m’个S原子与基团R5'键合。
2.按照权利要求1所述的胺基磷酸酯化合物,其特征在于,在通式(I)中,基团R1、R3、R5各自独立地选自H、C1~C4直链或支链烷基;基团R2、R4各自独立地选自H、C1~C20直链或支链烷基和式(II)所示的基团,其中至少一个基团为式(II)所示的基团。
3.按照权利要求1所述的胺基磷酸酯化合物,其特征在于,在通式(I)中,基团R1、R3、R5各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基;基团R2、R4中的一个基团为式(II)所示的基团,另一个为H。
4.按照权利要求1所述的胺基磷酸酯化合物,其特征在于,在通式(I)中,式(II)所示基团的总碳数为2~30(优选6~20,更优选10~18)。
6.一种胺基磷酸酯化合物的制备方法,包括使通式(X)所示的酚化合物发生硫化反应、磷氮化反应的步骤;
通式(X)中,各基团R1”、R2”、R3”、R4”、R5”彼此相同或不同,各自独立地选自H、C1~C20直链或支链烷基和通式(Y)所示的基团,其中至少一个基团选自通式(Y)所示的基团;
其中基团R1”'选自单键、C1-20直链或支链的亚烷基(优选选自单键和C1-4直链或支链的亚烷基);m个重复单元中的基团R2”'彼此相同或不同,各自独立地选自单键、C1-20直链或支链的亚烷基(优选各自独立地选自单键、C1-4直链或支链的亚烷基);基团R3”'选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选选自氢、C1-4直链或支链烷基);m个重复单元中的基团R4”'彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自氢、C1-4直链或支链烷基);m个重复单元中的基团R5”'彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-20直链或支链烷基(优选各自独立地选自氢、C1-4直链或支链烷基);m为正整数(优选1~10之间的正整数,更优选1~3之间的正整数)。
7.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在通式(X)中,基团R1”、R3”、R5”彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-4直链或支链烷基;基团R2”、R4”彼此相同或不同,各自独立地选自氢、C1-20直链或支链烷基和通式(Y)所示的基团,其中至少一个基团选自通式(Y)所示的基团。
8.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在通式(X)中,基团R1”、R3”、R5”彼此相同或不同,各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基;基团R2”、R4”中的一个基团选自通式(Y)所示的基团,另一个基团选自氢。
9.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,使通式(X)所示的酚化合物先发生硫化反应、再将其硫化产物与磷氮化剂发生磷氮化反应;或者使通式(X)所示的酚化合物先与磷氮化剂发生磷氮化反应,再将其磷氮化产物发生硫化反应(优选使通式(X)所示的酚化合物先发生硫化反应、再将其硫化产物与磷氮化剂发生磷氮化反应)。
10.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述硫化反应包括使通式(X)所示的酚化合物或通式(X)所示酚化合物的磷氮化产物与硫化剂发生反应的步骤(所述硫化剂优选无机硫化剂和/或有机硫化剂,所述无机硫化剂可以选用硫磺、Na2S、K2S、ZnS、H2S和SCl中的一种或多种;所述有机硫化剂可以选用二叔丁基硫化物(DBPS)、二甲基二硫化物(DMDS)、二甲基硫化物(DMS)、乙基硫醇(EM)、正丁基硫醇(NBM)和叔壬基多硫化物(TNPS)中的一种或多种)。
11.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在所述硫化反应中,所述通式(X)所示的酚化合物与硫化剂的摩尔比1:1~6(优选1:2~4);所述硫化反应的温度为100℃~240℃(优选140℃~190℃)。
12.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在所述硫化反应中加入催化剂(所述催化剂优选选自C1~6的有机胺和无机碱,更优选选用甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、丁胺、戊胺、己胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锌、氧化钠、氧化钾、氧化锌、碳酸钠、碳酸钾和碳酸锌中的一种或多种)。
14.按照权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述磷氮化剂选自氨基磷酰氯、C1~C10烷基氨基磷酰氯和苯基氨基磷酰氯中的一种或多种。
15.按照权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述通式(X)所示的酚化合物或其硫化产物与磷氮化剂发生反应的条件为:所述磷氮化剂与通式(X)所示酚化合物或其硫化产物之间的摩尔比为1:1~10(优选1:1~3);反应温度为50℃~150℃(优选60℃~100℃)。
16.按照权利要求9所述的制备方法,其特征在于,在通式(X)所示酚化合物或其硫化产物与磷氮化剂的反应中加入催化剂(所述催化剂优选C1~10的有机胺和无机铵,更优选选用甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、丁胺、二丁胺和氨中的一种或多种)。
17.按照权利要求6所述的制备方法,其特征在于,通式(X)所示的酚化合物来源于天然植物腰果。
18.权利要求1~5之一的胺基磷酸酯化合物或者按照权利要求6~17之一方法制得的胺基磷酸酯化合物用作极压抗磨剂(润滑油或润滑脂的极压抗磨剂)。
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