JP4369102B2 - 含複素環化合物およびこれを含有する潤滑剤組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な含複素環化合物およびこれを用いた潤滑剤組成物の技術分野に属し、より詳細には、機械的摩擦摺動部に供給される潤滑剤組成物およびそれに用いられる含複素環化合物の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑剤に求められる性能は、広い温度範囲および広い圧力範囲において、機械的摩擦摺動部の摩擦係数を低下することができ、さらにその効果ができるだけ持続することである。また、潤滑剤には、摩擦摺動部材間の潤滑性を向上させるという効果だけでなく、それによって摩擦摺動部材自体に耐磨耗性が付与できることも望まれる。エンジンオイル等の潤滑油の、摩擦摺動部における摩擦係数の低減効果およびその長寿命化は、機械駆動のための燃費の向上、すなわちエネルギーの節約に直結する。エンジンオイルの長寿命化は、廃オイル量の低減のみならず、ＣＯ2排出量の低減をも可能とするので、近年注目されている環境適合性の面でも好ましい。また、産業機械系の摺動部の中でも、特に苛酷な摩擦条件で摺動する軸受やギヤなどでは、従来の潤滑油やグリースなどの潤滑剤を用いた場合、潤滑条件が苛酷になると、潤滑剤が膜切れや焼付けを起こし、摩耗傷のために、所望の低摩擦係数を得られなくなる場合がある。その結果、装置の信頼性を損ねることがあり、特に装置を小型化した場合に、摺動部の摩擦条件が過酷化する傾向になり、装置の小型化の妨げにもなっていた。従って、苛酷な条件においても、摩耗や焼付きを生じず、装置の信頼性を向上させることができ、さらに装置の小型化に寄与することができるような省エネルギーな潤滑剤が望まれている。
【０００３】
さらに、近年では、高密度磁気記録媒体の表面、マイクロマシンにおける摺動部および回転部等に供給される潤滑剤については、極少量で前記性能が維持できることが要求される。即ち、潤滑剤には、必要最小限度の量で摩擦面を覆い、摺動面の摩擦係数を低減するとともに、耐磨耗性を向上させ、その効果をできるだけ長く持続できる効果を有するものが望まれている。この要望に応えるには、必然的に、容易に均質かつ平滑な薄膜が形成可能な性質が、潤滑剤に要求される。
【０００４】
ところで、従来、潤滑剤としては、一般的には、潤滑基油を主成分とし、これに有機化合物等の潤滑助剤を配合したものが用いられる。潤滑助剤の代表的なものとしては、ジオルガノジチオカルバミン酸が挙げられ、その金属塩が潤滑剤用の抗酸化剤や抗磨耗剤や腐食抑制添加剤等の多数の機能を示すことが知られている。例えば、米国特許第４２７８５８７号明細書に開示されている亜鉛塩、米国特許第４２９０２０２号明細書に開示されているアンチモン塩、米国特許第４６０４３８号明細書に開示されているモリブデン塩、および特表平９−５０８１５６号公報に開示されている、ニッケル、銅、コバルト、鉄、カドミウム、マンガンなどの金属塩は、苛酷な条件においても、摺動部の低摩擦性および低磨耗性が維持できるという顕著な効果を有している。特に近年では、有機モリブデン化合物が、潤滑助剤として注目されている。有機モリブデン化合物は、機械装置の摺動部が、高温、高速または低速、高付加、小型軽量化など、苛酷な摩擦条件で運動している場合も、なお耐摩耗性、極圧性（耐荷重性）、低摩擦特性などの性能に優れ、通常圧での流体潤滑条件より高圧下、即ち境界潤滑条件において効果的に潤滑性能を発揮できる素材として注目されている。
【０００５】
しかし、この有機モリブデン化合物は単独で使用するより、ジチオリン酸亜鉛との併用での効果が大きいことが知られている。村木正芳らは、トライボロジスト ３８巻、１０頁（１９９３年）において、ジチオリン酸亜鉛が摩擦面に薄膜形成されることにより、モリブデンジチオカルバメートまたはモリブデンジチオリン酸がそれに吸着・反応・分解して、硫化モリブデンと酸化モリブデンの混合被膜を形成するという機構を報告している。新井克矢らは、トライボロジスト ４４巻、４６頁（１９９９年）において、摩擦摺動面の深さ方向の元素構成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて行い、表面からモリブデンジチオカルバメートに由来するモリブデン、硫黄、酸素が次第に減少し、逆に鉄元素が増加することを確かめ、摺動面の金属鉄がモリブデンと反応した複合被膜の形成により、低摩擦係数と耐磨耗性が生じていると説明している。また、菊池隆司らは、ジチオリン酸亜鉛以外に、硫化油脂、硫化オレフィンおよび硫化フェネートのような硫黄化合物もモリブデンジチオカルバメートの低摩擦性に相乗効果があると、ＪＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ９５３７５３８（１９９５年）で述べている。
【０００６】
モリブデンジチオカルバメートは、激しい摩擦条件下でも優れた潤滑効果を奏する、優れた素材ではあるが、潤滑油中にはモリブデンおよび亜鉛といった重金属、容易に酸化されて潤滑油のみならず摺動部材そのもの、さらには環境にも悪影響を及ぼす硫黄酸化物のもととなる硫化物、および河川や海を富栄養化してしまうリン酸がかなり含まれていて、環境適合性の点からは明らかに好ましくない。さらに、摺動面に形成される酸化／硫化モリブデン被膜は、摩擦で徐々に削り取られ、新たな被膜を形成するため、その元となる有機モリブデン化合物や有機亜鉛化合物のいずれかが不足すると急激にその効果を失う。しかし、有機モリブデン化合物および有機亜鉛化合物を増量すると、その皮膜が削られることによって副生される副生物が系内に増え、摺動機械そのものに悪影響を及ぼすため、増量することは有効ではなく、前記有機モリブデン化合物を利用した系では、潤滑剤の長寿命化による燃費改善等の効果はあまり期待できないのが実状である。
この様に、従来の潤滑剤は、重金属元素、リン酸化合物および硫化物等の環境有害物質または環境汚染物質を含むことなく、潤滑剤としての優れた性能を示すとともに、その性能を長期的に維持できる材料は、未だに提供されていない。
一方、複素環残基を含む化合物を含有する潤滑剤組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−６９４７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、新規な含複素環化合物、特に、従来の潤滑剤基油と混合した形態のみならず、潤滑剤基油を混合しない形態でも、優れた潤滑剤性能を示す新規な含複素環化合物を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた潤滑剤性能を示す新規な潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、摺動面において低摩擦性および耐磨耗性を長期的に維持できる、特に極圧下においても、低摩擦性および耐磨耗性を長期的に維持できる潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、均質な薄膜を容易に形成可能であり、磁気記録媒体の表面およびマイクロマシン等にも適用可能な潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、環境適合性に乏しい重金属元素、燐酸基および硫化物を排除することにより、長寿命化および環境適合性を両立し得る潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記従来技術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、特定の官能基部分構造を有する化合物が、優れた潤滑性能を示すとの知見を得、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は下記一般式（１）で表される含複素環化合物を提供するものである。
【００１１】
一般式（１）
【化９】
【００１２】
式中、Ｄは（ｍ＋ｎ）個の置換基によって置換された５〜７員環構造の複素環残基を表し、Ｘは単結合、ＮＲ3基（Ｒ3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し、Ｒ1は置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表し、Ｒ2はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す。ｍは１または２を表し、ｎは１以上の整数を表す。ｍおよびｎがそれぞれ２以上の場合、２以上のＸ、Ｒ1およびＲ2は各々同一でも異なっていてもよい。
【００１３】
本発明の好ましい態様として、下記一般式（２）〜（８）のいずれかで表される含複素環化合物が提供される。
【００１４】
一般式（２）
【化１０】
式中、Ｘ1およびＸ2は各々独立に、単結合、ＮＲ3基（Ｒ3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（好ましくは硫黄原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す）。Ｒ11およびＲ12は各々独立に、置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表し（好ましくは、Ｒ11およびＲ12のうち少なくとも１つが−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含む）、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す（好ましくはハロゲン原子を表す）。
【００１５】
一般式（３）
【化１１】
【００１６】
一般式（４）
【化１２】
【００１７】
一般式（５）
【化１３】
【００１８】
一般式（６）
【化１４】
【００１９】
一般式（７）
【化１５】
【００２０】
一般式（８）
【化１６】
【００２１】
前記式（３）〜（８）中、Ｒは炭素数８以上のアルキル基、炭素数４以上のオリゴアルキレンオキシ基または炭素数２以上のパーフルオロアルキル基を表し（少なくとも１つのＲは−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含む）、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表し（好ましくはハロゲン原子を表し）、ｐ1およびｐ2は各々独立して１または２を表す。
【００２２】
また、本発明の他の態様は、前記一般式（１）で表される含複素環化合物（好ましくは前記一般式（２）〜（８）のいずれかで表される含複素環化合物）を含有する潤滑剤組成物である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、下記一般式（１）で表される含複素環化合物について説明する。
【００２４】
一般式（１）
【化１７】
【００２５】
前記一般式（１）中、Ｄは（ｍ＋ｎ）個の置換基によって置換された５〜７員環構造の複素環残基を表す。５員環または６員環がより好ましく、６員環が最も好ましい。これらの骨格の具体的な例は、岩波理化学辞典 第三版増補版 （岩波書店発行）の付録１１章 有機化学命名法 表４．主要複素単環式化合物の名称 １６０６頁 および表５．主要縮合複素環式化合物の名称 １６０７頁 に記載される複素環が挙げられる。Ｄは、芳香性を有する複素環残基であるのが好ましく、窒素原子を含む芳香性を有する複素環残基であるのがより好ましい。なお、Ｄで表される複素環残基は（ｍ＋ｎ）個の置換基を有するが、Ｄを構成しているヘテロ原子が置換されていても、またＤが炭素原子を含む複素環残基を表す場合は炭素原子が置換されていてもよい。
【００２６】
前記一般式（１）中、Ｘは単結合、ＮＲ3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し、Ｒ3は水素原子または炭素数が１〜３０のアルキル基（直鎖状および分岐鎖状のアルキル基の双方を含む）を表す。組み合わせからなる二価の連結基としては、オキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルバモイル基、オキシスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。Ｘが単結合の場合、Ｄで表される複素環残基は、直接Ｒ1によって置換される。Ｘが単結合でＲ1が複素環基の場合、ピペリジンのような複素環基が遊離原子価をもった窒素原子で直接結合していてもよく、さらに遊離原子価がなくてもヘテロ原子で結合し、オキソニウム塩、スルホニウム塩、アンモニウム塩のようにオニウム塩を形成していてもよい。Ｘは硫黄原子またはＮＲ3基であるのが好ましく、Ｒ3は炭素数が３以下のアルキル基または水素原子であるのが好ましい。
【００２７】
前記一般式（１）中、Ｒ1は置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表す。Ｒ1で表されるアルキル基は炭素数が１〜３０であるのが好ましく、２〜３０であるのがより好ましく、４〜３０であるのがさらに好ましく、６〜３０であるのが最も好ましい。前記アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、また置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシ基等）、スルフィド基（メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等）、アルキルアミノ基（メチルアミノ基、プロピルアミノ基等）、アシル基（アセチル基、プロパノイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等）及びアシルオキシ基（アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等）や、水酸基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基及びウレイド基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ1で表されるアルケニル基およびアルキニル基の炭素数の好ましい範囲については前記アルキル基と同様であり、また、アルケニル基およびアルキニル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。さらに、Ｒ1で表されるアルケニル基およびアルキニル基は置換基を有していてもよく、該置換基としては上記アルキル基の置換基で例示したものと同様のものが挙げられる。
【００２９】
Ｒ1で表されるアリール基は、フェニル基、インデニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、アントラセニル基およびピレニル基等が挙げられるが、フェニル基およびナフチル基が好ましい。また、前記アリール基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、上記アルキル基の置換基として例示したものの他、アルキル基が挙げられる。前記置換基としては、炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基およびアルキル残基を含む置換基が好ましく、具体的には、アルキル基（オクチル基、デシル基、ヘキサデシル基、２−エチルヘキシル基等）、アルコキシ基（ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基等）、スルフィド基（ヘキサデシルチオ基等）、置換アミノ基（ヘプタデシルアミノ基等）、オクチルカルバモイル基、オクタノイル基およびデシルスルファモイル基等の置換基が好ましい。また、これらの置換基は２つ以上置換しているのが好ましく、さらに上記の置換基の他にも、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等で置換されていてもよい。
【００３０】
Ｒ1で表される複素環基は、Ｄで表される複素環基と同様、５〜７員環構造の複素環残基が好ましく、５または６員環構造の複素環残基がより好ましい。これらの骨格の具体的な例については、岩波理化学辞典 第三版増補版 （岩波書店発行）の付録１１章 有機化学命名法 表４．主要複素単環式化合物の名称 １６０６頁 および表５．主要縮合複素環式化合物の名称 １６０７頁 に記載される複素環が挙げられる。また、これらはアリール基と同様、置換基を有していてもよく、該置換基としては、炭素数８以上の直鎖状または分岐鎖状のアルキル残基を含む置換基が好ましい。また、これらの置換基によって２以上置換されているのが好ましく、例えば、上記置換基の他、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等によって置換されているのが好ましい。
【００３１】
前記一般式（１）中、Ｒ2はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す。中でも、Ｒ2はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基またはメルカプト基であるのが好ましく、ハロゲン原子であるのがより好ましい。
【００３２】
前記一般式（１）中、ｍは１または２を表し、ｎは１以上の整数を表す。ｍおよびｎがそれぞれ２以上の場合、２以上のＸ、Ｒ1およびＲ2は各々同一でも異なっていてもよい。ｍは２であるのが好ましい。
【００３３】
前記一般式（１）で表される含複素環化合物の中でも、下記一般式（２）で表される含複素環化合物が好ましい。
【００３４】
一般式（２）
【化１８】
【００３５】
前記一般式（２）中、Ｘ1およびＸ2は各々独立に、単結合、ＮＲ3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し、Ｒ3は水素原子または炭素数が１〜３０のアルキル基（直鎖状および分岐鎖状のアルキル基の双方を含む）を表す。組み合わせからなる二価の連結基としては、オキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルバモイル基、オキシスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。Ｘ1およびＸ2がそれぞれ単結合の場合、トリアジン環はＲ11およびＲ12のそれぞれによって直接置換される。Ｘ1およびＸ2がそれぞれ単結合でＲ11およびＲ12がそれぞれ複素環基の場合、ピペリジンのような複素環基が遊離原子価をもった窒素原子で直接結合していてもよく、さらに遊離原子価がなくてもヘテロ原子で結合し、オキソニウム塩、スルホニウム塩、アンモニウム塩のようにオニウム塩を形成していてもよい。Ｘ1およびＸ2はそれぞれ硫黄原子またはＮＲ3基であるのが好ましく、Ｒ3は炭素数が３以下のアルキル基または水素原子であるのが好ましい。
【００３６】
前記一般式（２）中、Ｒ11およびＲ12は各々独立に、置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表す。
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアルキル基は、炭素数が１〜３０であるのが好ましく、２〜３０であるのがより好ましく、４〜３０であるのがさらに好ましく、６〜３０であるのが最も好ましい。前記アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、また置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシ基等）、スルフィド基（メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等）、アルキルアミノ基（メチルアミノ基、プロピルアミノ基等）、アシル基（アセチル基、プロパノイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等）及びアシルオキシ基（アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等）や、水酸基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基及びウレイド基等が挙げられる。
【００３７】
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアルケニル基ならびにアルキニル基の炭素数の好ましい範囲については前記アルキル基と同様であり、また、アルケニル基およびアルキニル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。さらに、Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアルケニル基およびアルキニル基は置換基を有していてもよく、該置換基としては上記アルキル基の置換基で例示したものと同様のものが挙げられる。
【００３８】
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアリール基は、フェニル基、インデニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、アントラセニル基およびピレニル基等が挙げられるが、フェニル基およびナフチル基が好ましい。さらに、置換基を有していてもよく、該置換基としては、上記アルキル基の置換基として例示したものの他、アルキル基が挙げられる。前記置換基としては、炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基およびアルキル残基を含む置換基が好ましく、具体的には、アルキル基（オクチル基、デシル基、ヘキサデシル基、２−エチルヘキシル基等）、アルコキシ基（ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基等）、スルフィド基（ヘキサデシルチオ基等）、置換アミノ基（ヘプタデシルアミノ基等）、オクチルカルバモイル基、オクタノイル基およびデシルスルファモイル基等の置換基が好ましい。また、これらの置換基は２つ以上置換しているのが好ましく、さらに上記の置換基の他にも、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等で置換されていてもよい。
【００３９】
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表される複素環基は、Ｄで表される複素環基と同様、５〜７員環構造の複素環残基が好ましく、５または６員環構造の複素環残基がより好ましい。これらの骨格の具体的な例については、岩波理化学辞典 第三版増補版 （岩波書店発行）の付録１１章 有機化学命名法 表４．主要複素単環式化合物の名称 １６０６頁 および表５．主要縮合複素環式化合物の名称 １６０７頁 に記載される複素環が挙げられる。また、これらはアリール基と同様、置換基を有していてもよく、該置換基としては、炭素数８以上の直鎖状または分岐鎖状のアルキル残基を含む置換基が好ましい。また、これらの置換基によって２以上置換されているのが好ましく、さらに、上記置換基の他、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等によって置換されていてもよい。
【００４０】
Ｒ11およびＲ12には、総炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル鎖、総炭素数４以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のオリゴアルキレンオキシ鎖、総炭素数２以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のパーフルオロアルキル鎖、総炭素数２以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のパーフルオロアルキルエーテル鎖、または直鎖状もしくは分岐鎖状の有機ポリシリル鎖を含む置換基を含んでいるのがより好ましい。Ｒ11およびＲ12としては、炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル残基を含む置換基で置換されたフェニル基が特に好ましい。
また、Ｒ11およびＲ12の少なくとも１つが−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含むのが好ましい。
【００４１】
前記一般式（２）中、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す。中でも、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基またはメルカプト基であるのが好ましく、ハロゲン原子であるのがより好ましい。
【００４２】
前記一般式（２）で表される含複素環化合物の好ましい態様としては、Ｘ1およびＸ2が硫黄原子またはイミノ基（−ＮＨ−）である（より好ましくはイミノ基である）含複素環化合物；Ｒ21がハロゲン原子であることを特徴とする含複素環化合物；および／またはＲ11およびＲ12の少なくとも１つが−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含む含複素環化合物；である。
【００４３】
さらに、前記一般式（２）で表される含複素環化合物のより好ましい態様として、下記一般式（３）〜（８）で表される含複素化合物が挙げられる。
【００４４】
一般式（３）
【化１９】
【００４５】
一般式（４）
【化２０】
【００４６】
一般式（５）
【化２１】
【００４７】
一般式（６）
【化２２】
【００４８】
一般式（７）
【化２３】
【００４９】
一般式（８）
【化２４】
【００５０】
前記一般式（３）〜（８）中、Ｒは炭素数８以上のアルキル基、炭素数４以上のオリゴアルキレンオキシ基または炭素数２以上のパーフルオロアルキル基を表し、好ましい範囲も同様である。少なくとも１つのＲは、−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含むのが好ましい。
前記一般式（３）〜（８）中、Ｒ21は前記一般式（２）中のＲ21と同義であり、好ましい範囲も同様である。即ち、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基またはメルカプト基であるのが好ましく、ハロゲン原子であるのがより好ましい。
前記一般式（３）および（６）中、ｐ1およびｐ2は各々独立して１または２を表す。
【００５１】
以下に、前記一般式（１）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明は以下の具体例によって限定されるものではない。
【００５２】
【化２５】
【００５３】
【化２６】
【００５４】
【化２７】
【００５５】
【化２８】
【００５６】
【化２９】
【００５７】
【化３０】
【００５８】
【化３１】
【００５９】
【化３２】
【００６０】
【化３３】
【００６１】
【化３４】
【００６２】
【化３５】
【００６３】
【化３６】
【００６４】
【化３７】
【００６５】
【化３８】
【００６６】
【化３９】
【００６７】
【化４０】
【００６８】
【化４１】
【００６９】
【化４２】
【００７０】
【化４３】
【００７１】
【化４４】
【００７２】
本発明の含複素環化合物は、例えば、下記合成例１および２により製造することができる。式中のＸ1、Ｒ11、Ｒ21およびｐ1の意味は、前記一般式（１）〜（８）中のそれぞれと同義である。また、式中のＲ’は、例えば、前記一般式（３）中の−ＯＲに代表されるような置換基を表す。
【００７３】
【化４５】
【００７４】
前記一般式（１）で表される含複素環化合物は、単独で潤滑剤として用いることができる。また、前記一般式（１）で表される化合物は、潤滑助剤として、潤滑剤基油と混合した態様で用いることもできる。前記潤滑剤基油としては、特に限定されるものではなく、一般に潤滑剤基油として用いられているものならばいずれも使用することができ、鉱油、合成油あるいはそれらの混合油が挙げられる。例えば、パラフィン系、中間基系またはナフテン系原油の常圧または減圧蒸留により誘導される潤滑油原料をフェノール、フルフラール、Ｎ−メチルピロリドンの如き芳香族抽出溶剤で処理して得られる溶剤精製ラフィネート；潤滑油原料をシリカ−アルミナを担体とするコバルト、モリブデン等の水素化処理用触媒の存在下において、水素化処理条件下で水素と接触させて得られる水素化処理油；潤滑油原料を水素化分解触媒の存在下において、苛酷な分解反応条件下において異性化条件下で水素と接触させて得られる異性化油；潤滑油原料を溶剤精製工程および水素化処理工程、または水素化分解工程および異性化工程等を組み合わせて得られる潤滑油留分；等を挙げることができる。特に、水素化分解工程および異性化工程によって得られる高粘度指数鉱油が好適なものとして挙げられる。いずれの製造方法においても、脱蝋工程、水素化仕上げ工程、白土処理工程等の工程を任意に付加することができる。前記鉱油は、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油およびブライトストック等に分類することもでき、要求性能に応じて適宜混合することもできる。
【００７５】
前記合成油としては、ポリα−オレフィン、α−オレフィンオリゴマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、シリコーン油等を挙げることができる。これらの鉱油および合成油は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。このような潤滑剤基油は、通常、温度１００℃において、２〜２０ｍｍ2／ｓの動粘度を有し、好ましくは３〜１５ｍｍ2／ｓの動粘度を有する。本発明の潤滑剤組成物が用いられる機械的摩擦摺動部の潤滑条件に適するように、適宜、最適な動粘度を有した混合基油を選択することができる。
【００７６】
前記一般式（１）で表される化合物を前記潤滑剤基油と混合して、潤滑剤として用いる場合、好ましい配合量は、潤滑剤基油全質量を基準として、前記化合物が０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．０１〜１０質量％であり、最も好ましくは０．０５〜２質量％である。また、潤滑剤基油の含有量は５０質量％以上であるのが好ましい。潤滑剤基油を含まない態様では、前記化合部物を５０質量％以上含有するのが好ましい。
【００７７】
前記一般式（１）で表される化合物を含有する潤滑剤は種々の用途に供することができる。種々の用途に適応した実用性能を確保するため、さらに必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲内で、従来の潤滑剤、例えば軸受油、ギヤ油、動力伝達油などに用いられている各種添加剤、具体的には、摩耗防止剤、極圧剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、清浄分散剤、金属不活性化剤、腐食防止剤、防錆剤、消泡剤等を添加することもできる。
【００７８】
前記潤滑剤組成物は、接触して相対運動する摺動面に供給することによって、摺動面の摩擦係数を低下させるとともに、摺動面の耐磨耗性を向上させる効果を有する。さらに、この効果を長期的に維持するという優れた効果をも有する。従来の潤滑油やグリースなどの潤滑剤を用いた場合に、油膜切れを生じるような苛酷な摩擦条件で運動する摺動面に供給した場合も、焼付きを軽減し、耐摩耗性を向上させ、低摩擦係数に維持することができる。例えば、苛酷な摩擦条件で運動する軸受やギヤなどにおいて、省エネルギーな潤滑剤として好適に使用することができる。さらに、摺動部装置の信頼性を向上させ、摺動部装置の小型化に寄与することができる。また、前記潤滑剤組成物は、苛酷な潤滑条件において、摩擦係数が低いこと、耐摩擦性と極圧性に優れていることなどの特徴を有している。これらについては、特開平６−１６９６８号、同８−３１９４９４号、同９−３２８６９４号、同１０−１８３１５４号、同１０−２９８５８１号、同１０−１４７７９０号、同１０−３３０７７８号、特開２０００−１５４３９１号、ＷＯ９８／２２４７２号、特開２０００−３５５６９５号等の各公報に記載の内容を参照することができる。
【００７９】
前記一般式（１）で表される化合物は、単独でも優れた潤滑効果を奏するので、大量に潤滑剤を供給できない、例えば、マイクロマシンにも好ましく用いることができる。また、前記一般式（１）で表される化合物は、金属および金属酸化物等の表面に容易に皮膜を形成し、潤滑機能を発現するという性質を有するので、磁気記録媒体の表面と、磁気記録ヘッドとの摩擦を軽減するための潤滑剤として用いるのも好ましい。
【００８０】
本発明の含複素環化合物は、潤滑剤または潤滑助剤としての用途以外にも、金属製基材の表面処理用の剤、例えば、金属製基材の表面を処理することで、金属表面を低表面エネルギー化し、粘着性調整、塗れ性、撥水製性、防汚性、防錆性または離型性等を改良する金属表面処理剤として用いることができる。また、液晶の配向を調整する液晶配向制御剤、自動車の窓ガラスの着氷を防止する着氷防止剤として用いることができる。
【００８１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
［Ｎ−８の合成例］
以下の合成スキームに従って、Ｎ−８を合成した。
【００８２】
【化４６】
【００８３】
（化合物（Ｎ−８−Ａ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルの９５．１ｇ（０．５ｍｏｌ）、テトラヒドロフランの１５０ｍＬおよびトリエチルアミンの７６．７ｍＬ（０．５５ｍｏｌ）を加え、撹拌して溶液を得た。溶液を−５℃に冷却し、メタンスルホニルクロリドの３８．７ｍＬ（０．５ｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で２時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、１３３．８ｇ（９９．７％）の化合物（Ｎ−８−Ａ）を得た。
【００８４】
（化合物（Ｎ−８−Ｂ）の合成）
撹拌器を装着した２Ｌの三ツ口フラスコに、４−ニトロカテコールの２５ｇ（０．１６１ｍｏｌ）、得られた（Ｎ−８−Ａ）９５．１ｇ（０．３５４ｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの６００ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。炭酸カリウムの８９．０ｇ（０．６４４ｍｏｌ）を加え、１３０℃に加熱して３時間撹拌した。室温に冷却後、酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、７１．９５ｇ（８９％）の化合物（Ｎ−８−Ｂ）を得た。
【００８５】
（化合物（Ｎ−８−Ｃ）の合成）
撹拌器と還流冷却器を装着した１Ｌの三ツ口フラスコに、還元鉄の３５．０ｇ（０．６２５ｍｏｌ）、イソプロピルアルコールの５００ｍＬ、水１００ｍＬおよび塩化アンモニウムの３．４ｇ（０．０６３ｍｏｌ）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−８−Ｂ）を徐々に添加し、そのまま２時間加熱撹拌を続けた。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、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、５５．３５ｇ（９１％）の化合物（Ｎ−８−Ｃ）を得た。
【００８６】
（化合物Ｎ−８の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、得られた化合物（Ｎ−８−Ｃ）５．６４ｇ（１２ｍｍｏｌ）、メチルエチルケトンの２００ｍＬ、シアヌルクロリドの１．１１ｇ（６ｍｍｏｌ）および炭酸カリウムの３．３２ｇ（２４ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下室温で６時間撹拌した。セライトろ過した後、溶媒を減圧留去し、５．６ｇ（９０％）のＮ−８を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．４−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．１０（ｍ，８Ｈ）、３．８５（ｍ，８Ｈ）、３．７０（ｍ，８Ｈ）、３．６０（ｍ，８Ｈ）、３．４５（ｍ，８Ｈ）、１．５５（ｍ，８Ｈ）、１．３０（ｍ，１２Ｈ）、０．８５（ｔ，１２Ｈ）
【００８７】
上記化合物（Ｎ−８）の合成例において、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルに代えて、直鎖もしくは分岐鎖のアルキルアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖に直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を有する化合物を製造することができる。また、フッ素原子を含有するアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖がフッ素原子を含有するアルキル基である化合物を製造することができる。
また、トリアジンに代えて、ハロゲンを含有する他の複素環化合物を用いることにより、その他の複素環基を含む化合物を製造することができる。
【００８８】
［Ｓ−８の合成例］
以下の合成スキームに従って、化合物Ｓ−８を合成した。
【００８９】
【化４７】
【００９０】
（化合物（Ｓ−８−Ａ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルの９５．１ｇ（０．５ｍｏｌ）、テトラヒドロフランの１５０ｍＬおよびトリエチルアミンの７６．７ｍＬ（０．５５ｍｏｌ）を加え、撹拌して溶液を得た。溶液を−５℃に冷却し、メタンスルホニルクロリドの３８．７ｍＬ（０．５ｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で２時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、１３３．８ｇ（９９．７％）の化合物（Ｓ−８−Ａ）を得た。
【００９１】
（化合物（Ｓ−８−Ｂ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、カテコールの５．２ｇ（４７．２ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの１５０ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。水素化ナトリウム（６０％ｉｎ ｏｉｌ）４．０ｇ（１０．１ｍｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら加えた。この溶液に得られた化合物（Ｓ−８−Ａ）３０．０ｇ（１１２ｍｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、１１０℃に加熱して１時間撹拌した。室温に冷却後、酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、２１．０ｇ（９９％）の化合物（Ｓ−８−Ｂ）を得た。
【００９２】
（化合物（Ｓ−８−Ｃ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、得られた化合物（Ｓ−８−Ｂ）２１．０ｇ（４７．０ｍｍｏｌ）および塩化メチレン５０ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。溶液を−１０℃に冷却し、クロロスルホン酸の６．２７ｍＬ（９４ｍｍｏｌ）を塩化メチレンの１０ｍＬに溶解した溶液を、撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で１時間撹拌した。溶液を−１０℃に冷却し、アセトニトリルの４５ｍＬおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドの１５ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。オキシ塩化リンの１１．０ｍＬ（１１８ｍｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で２時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、２１ｇ（８０．７％）の化合物（Ｓ−８−Ｃ）を得た。
【００９３】
（化合物（Ｓ−８−Ｄ）の合成）
撹拌器を装着した３００ｍＬの三ツ口フラスコに、濃硫酸７．５ｍＬおよび水４７ｍＬを加え溶液を−１０℃に冷却し、得られた化合物（Ｓ−８−Ｃ）１０．０ｇ（１８．１ｍｍｏｌ）を加えた。この溶液に亜鉛７．４５ｇ（１１３．９ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。９０℃に加熱撹拌し還流させ、そのまま２時間加熱撹拌を続けた。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、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、８．３ｇ（９４％）の化合物（Ｓ−８−Ｄ）を得た。
【００９４】
（化合物（Ｓ−８）の合成）
撹拌器と還流冷却器を装着した１００ｍＬの三ツ口フラスコに、得られた化合物（Ｓ−８−Ｄ）４．０ｇ（８．２ｍｍｏｌ）およびメチルエチルケトンを加え、撹拌して溶液を得た。この溶液に、シアヌルクロリドの０．６３ｇ（３．４ｍｍｏｌ）および炭酸カリウムの１．１３ｇ（８．２ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下７０℃で１時間加熱撹拌した。室温に冷却後、セライトろ過し、酢酸エチルで洗浄した。溶媒を減圧留去し、２．９５ｇ（８０％）の化合物（Ｓ−８）を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．０−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．２−４．０（ｍ，８Ｈ）、３．８５（ｍ，８Ｈ）、３．７０（ｍ，８Ｈ）、３．６０（ｍ，８Ｈ）、３．４５（ｍ，８Ｈ）、１．５５（ｍ，８Ｈ）、１．２５（ｍ，１２Ｈ）、０．８５（ｔ，１２Ｈ）
【００９５】
上記化合物（Ｓ−８）の合成例において、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルに代えて、直鎖もしくは分岐鎖のアルキルアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖に直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を有する化合物を製造することができる。また、フッ素原子を含有するアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖がフッ素原子を含有するアルキル基である化合物を製造することができる。
また、トリアジンに代えて、ハロゲンを含有する他の複素環化合物を用いることにより、その他の複素環基を含む化合物を製造することができる。
【００９６】
［化合物（Ｎ−７）の合成例］
上記化合物（Ｎ−８）の合成例において、化合物（Ｎ−８−Ａ）の代わりにイソヘキシルデカンブロマイドを用いた以外は、同様にして化合物（Ｎ−７）を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．４−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．００（ｍ，８Ｈ）、１．８０（ｍ，４Ｈ）、１．６０−１．１０（ｍ，９６Ｈ）、０．９０（ｍ，２４Ｈ）
【００９７】
［化合物（Ｓ−７）の合成例］
上記化合物（Ｓ−８）の合成例において、化合物（Ｓ−８−Ａ）の代わりにイソヘキシルデカンブロマイドを用いた以外は、同様にして化合物（Ｓ−７）を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．０−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．００（ｍ，８Ｈ）、１．８０（ｍ，４Ｈ）、１．６０−１．１０（ｍ，９６Ｈ）、０．９０（ｍ，２４Ｈ）
【００９８】
本発明の化合物としてＮ−７、Ｎ−８、Ｓ−７、Ｓ−８、Ｎ−３４、Ｓ−３４および潤滑剤基油を用いて、実施例１〜１２および比較例１〜４の潤滑剤を調製した。さらに得られた潤滑剤について、以下の条件で往復動型（ＳＲＶ）摩擦摩耗試験を行い、摩擦係数および低摩耗性を各々評価した。
［往復動型（ＳＲＶ）摩擦摩耗試験の試験条件および測定法］
試験条件
試験片（摩擦材）： ＳＵＪ−２
プレート ： ２４ｍｍ径×７．９ｍｍ
シリンダー ： １１ｍｍ径×１５ｍｍ
温度 ： ７０℃
荷重 ： ５０Ｎ、４００Ｎ
振幅 ： １．０ｍｍ
振動数 ： ５０Ｈｚ
試験時間 ： 試験開始５分間
上記試験条件で、荷重５０Ｎおよび４００Ｎにおいて、摩擦係数を測定した。また、耐摩耗性については、表面粗さ計にて、摩耗痕の摩耗深さを測定し、評価した。実施例１〜１２の結果を表１に比較例１〜４の結果を表２に各々示した。
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、新規で且つ有用な含複素環化合物、特に、従来の潤滑剤基油と混合した形態のみならず、潤滑剤基油を混合しない形態でも、優れた潤滑剤性能を示す新規な含複素環化合物、および該含複素環化合物を含有する潤滑剤組成物を提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な含複素環化合物およびこれを用いた潤滑剤組成物の技術分野に属し、より詳細には、機械的摩擦摺動部に供給される潤滑剤組成物およびそれに用いられる含複素環化合物の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑剤に求められる性能は、広い温度範囲および広い圧力範囲において、機械的摩擦摺動部の摩擦係数を低下することができ、さらにその効果ができるだけ持続することである。また、潤滑剤には、摩擦摺動部材間の潤滑性を向上させるという効果だけでなく、それによって摩擦摺動部材自体に耐磨耗性が付与できることも望まれる。エンジンオイル等の潤滑油の、摩擦摺動部における摩擦係数の低減効果およびその長寿命化は、機械駆動のための燃費の向上、すなわちエネルギーの節約に直結する。エンジンオイルの長寿命化は、廃オイル量の低減のみならず、ＣＯ2排出量の低減をも可能とするので、近年注目されている環境適合性の面でも好ましい。また、産業機械系の摺動部の中でも、特に苛酷な摩擦条件で摺動する軸受やギヤなどでは、従来の潤滑油やグリースなどの潤滑剤を用いた場合、潤滑条件が苛酷になると、潤滑剤が膜切れや焼付けを起こし、摩耗傷のために、所望の低摩擦係数を得られなくなる場合がある。その結果、装置の信頼性を損ねることがあり、特に装置を小型化した場合に、摺動部の摩擦条件が過酷化する傾向になり、装置の小型化の妨げにもなっていた。従って、苛酷な条件においても、摩耗や焼付きを生じず、装置の信頼性を向上させることができ、さらに装置の小型化に寄与することができるような省エネルギーな潤滑剤が望まれている。
【０００３】
さらに、近年では、高密度磁気記録媒体の表面、マイクロマシンにおける摺動部および回転部等に供給される潤滑剤については、極少量で前記性能が維持できることが要求される。即ち、潤滑剤には、必要最小限度の量で摩擦面を覆い、摺動面の摩擦係数を低減するとともに、耐磨耗性を向上させ、その効果をできるだけ長く持続できる効果を有するものが望まれている。この要望に応えるには、必然的に、容易に均質かつ平滑な薄膜が形成可能な性質が、潤滑剤に要求される。
【０００４】
ところで、従来、潤滑剤としては、一般的には、潤滑基油を主成分とし、これに有機化合物等の潤滑助剤を配合したものが用いられる。潤滑助剤の代表的なものとしては、ジオルガノジチオカルバミン酸が挙げられ、その金属塩が潤滑剤用の抗酸化剤や抗磨耗剤や腐食抑制添加剤等の多数の機能を示すことが知られている。例えば、米国特許第４２７８５８７号明細書に開示されている亜鉛塩、米国特許第４２９０２０２号明細書に開示されているアンチモン塩、米国特許第４６０４３８号明細書に開示されているモリブデン塩、および特表平９−５０８１５６号公報に開示されている、ニッケル、銅、コバルト、鉄、カドミウム、マンガンなどの金属塩は、苛酷な条件においても、摺動部の低摩擦性および低磨耗性が維持できるという顕著な効果を有している。特に近年では、有機モリブデン化合物が、潤滑助剤として注目されている。有機モリブデン化合物は、機械装置の摺動部が、高温、高速または低速、高付加、小型軽量化など、苛酷な摩擦条件で運動している場合も、なお耐摩耗性、極圧性（耐荷重性）、低摩擦特性などの性能に優れ、通常圧での流体潤滑条件より高圧下、即ち境界潤滑条件において効果的に潤滑性能を発揮できる素材として注目されている。
【０００５】
しかし、この有機モリブデン化合物は単独で使用するより、ジチオリン酸亜鉛との併用での効果が大きいことが知られている。村木正芳らは、トライボロジスト ３８巻、１０頁（１９９３年）において、ジチオリン酸亜鉛が摩擦面に薄膜形成されることにより、モリブデンジチオカルバメートまたはモリブデンジチオリン酸がそれに吸着・反応・分解して、硫化モリブデンと酸化モリブデンの混合被膜を形成するという機構を報告している。新井克矢らは、トライボロジスト ４４巻、４６頁（１９９９年）において、摩擦摺動面の深さ方向の元素構成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて行い、表面からモリブデンジチオカルバメートに由来するモリブデン、硫黄、酸素が次第に減少し、逆に鉄元素が増加することを確かめ、摺動面の金属鉄がモリブデンと反応した複合被膜の形成により、低摩擦係数と耐磨耗性が生じていると説明している。また、菊池隆司らは、ジチオリン酸亜鉛以外に、硫化油脂、硫化オレフィンおよび硫化フェネートのような硫黄化合物もモリブデンジチオカルバメートの低摩擦性に相乗効果があると、ＪＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ９５３７５３８（１９９５年）で述べている。
【０００６】
モリブデンジチオカルバメートは、激しい摩擦条件下でも優れた潤滑効果を奏する、優れた素材ではあるが、潤滑油中にはモリブデンおよび亜鉛といった重金属、容易に酸化されて潤滑油のみならず摺動部材そのもの、さらには環境にも悪影響を及ぼす硫黄酸化物のもととなる硫化物、および河川や海を富栄養化してしまうリン酸がかなり含まれていて、環境適合性の点からは明らかに好ましくない。さらに、摺動面に形成される酸化／硫化モリブデン被膜は、摩擦で徐々に削り取られ、新たな被膜を形成するため、その元となる有機モリブデン化合物や有機亜鉛化合物のいずれかが不足すると急激にその効果を失う。しかし、有機モリブデン化合物および有機亜鉛化合物を増量すると、その皮膜が削られることによって副生される副生物が系内に増え、摺動機械そのものに悪影響を及ぼすため、増量することは有効ではなく、前記有機モリブデン化合物を利用した系では、潤滑剤の長寿命化による燃費改善等の効果はあまり期待できないのが実状である。
この様に、従来の潤滑剤は、重金属元素、リン酸化合物および硫化物等の環境有害物質または環境汚染物質を含むことなく、潤滑剤としての優れた性能を示すとともに、その性能を長期的に維持できる材料は、未だに提供されていない。
一方、複素環残基を含む化合物を含有する潤滑剤組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−６９４７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、新規な含複素環化合物、特に、従来の潤滑剤基油と混合した形態のみならず、潤滑剤基油を混合しない形態でも、優れた潤滑剤性能を示す新規な含複素環化合物を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた潤滑剤性能を示す新規な潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、摺動面において低摩擦性および耐磨耗性を長期的に維持できる、特に極圧下においても、低摩擦性および耐磨耗性を長期的に維持できる潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、均質な薄膜を容易に形成可能であり、磁気記録媒体の表面およびマイクロマシン等にも適用可能な潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、環境適合性に乏しい重金属元素、燐酸基および硫化物を排除することにより、長寿命化および環境適合性を両立し得る潤滑剤組成物を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記従来技術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、特定の官能基部分構造を有する化合物が、優れた潤滑性能を示すとの知見を得、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は下記一般式（１）で表される含複素環化合物を提供するものである。
【００１１】
一般式（１）
【化９】
式中、Ｄは（ｍ＋ｎ）個の置換基によって置換された５〜７員環構造の複素環残基を表し、Ｘは単結合、ＮＲ3基（Ｒ3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し、Ｒ1は置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表し、Ｒ2はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す。ｍは１または２を表し、ｎは１以上の整数を表す。ｍおよびｎがそれぞれ２以上の場合、２以上のＸ、Ｒ1およびＲ2は各々同一でも異なっていてもよい。
【００１３】
本発明の好ましい態様として、下記一般式（２）〜（８）のいずれかで表される含複素環化合物が提供される。
【００１４】
一般式（２）
【化１０】
【００１５】
一般式（３）
【化１１】
一般式（４）
【化１２】
一般式（５）
【化１３】
一般式（６）
【化１４】
一般式（７）
【化１５】
一般式（８）
【化１６】
前記式（３）〜（８）中、Ｒは炭素数８以上のアルキル基、炭素数４以上のオリゴアルキレンオキシ基または炭素数２以上のパーフルオロアルキル基を表し（少なくとも１つのＲは−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含む）、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表し（好ましくはハロゲン原子を表し）、ｐ1およびｐ2は各々独立して１または２を表す。
【００２２】
また、本発明の他の態様は、前記一般式（１）で表される含複素環化合物（好ましくは前記一般式（２）〜（８）のいずれかで表される含複素環化合物）を含有する潤滑剤組成物である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、下記一般式（１）で表される含複素環化合物について説明する。
【００２４】
一般式（１）
【化１７】
前記一般式（１）中、Ｄは（ｍ＋ｎ）個の置換基によって置換された５〜７員環構造の複素環残基を表す。５員環または６員環がより好ましく、６員環が最も好ましい。これらの骨格の具体的な例は、岩波理化学辞典 第三版増補版 （岩波書店発行）の付録１１章 有機化学命名法 表４．主要複素単環式化合物の名称 １６０６頁 および表５．主要縮合複素環式化合物の名称 １６０７頁 に記載される複素環が挙げられる。Ｄは、芳香性を有する複素環残基であるのが好ましく、窒素原子を含む芳香性を有する複素環残基であるのがより好ましい。なお、Ｄで表される複素環残基は（ｍ＋ｎ）個の置換基を有するが、Ｄを構成しているヘテロ原子が置換されていても、またＤが炭素原子を含む複素環残基を表す場合は炭素原子が置換されていてもよい。
【００２６】
前記一般式（１）中、Ｘは単結合、ＮＲ3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し、Ｒ3は水素原子または炭素数が１〜３０のアルキル基（直鎖状および分岐鎖状のアルキル基の双方を含む）を表す。組み合わせからなる二価の連結基としては、オキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルバモイル基、オキシスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。Ｘが単結合の場合、Ｄで表される複素環残基は、直接Ｒ1によって置換される。Ｘが単結合でＲ1が複素環基の場合、ピペリジンのような複素環基が遊離原子価をもった窒素原子で直接結合していてもよく、さらに遊離原子価がなくてもヘテロ原子で結合し、オキソニウム塩、スルホニウム塩、アンモニウム塩のようにオニウム塩を形成していてもよい。Ｘは硫黄原子またはＮＲ3基であるのが好ましく、Ｒ3は炭素数が３以下のアルキル基または水素原子であるのが好ましい。
【００２７】
前記一般式（１）中、Ｒ1は置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表す。Ｒ1で表されるアルキル基は炭素数が１〜３０であるのが好ましく、２〜３０であるのがより好ましく、４〜３０であるのがさらに好ましく、６〜３０であるのが最も好ましい。前記アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、また置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシ基等）、スルフィド基（メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等）、アルキルアミノ基（メチルアミノ基、プロピルアミノ基等）、アシル基（アセチル基、プロパノイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等）及びアシルオキシ基（アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等）や、水酸基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基及びウレイド基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ1で表されるアルケニル基およびアルキニル基の炭素数の好ましい範囲については前記アルキル基と同様であり、また、アルケニル基およびアルキニル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。さらに、Ｒ1で表されるアルケニル基およびアルキニル基は置換基を有していてもよく、該置換基としては上記アルキル基の置換基で例示したものと同様のものが挙げられる。
【００２９】
Ｒ1で表されるアリール基は、フェニル基、インデニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、アントラセニル基およびピレニル基等が挙げられるが、フェニル基およびナフチル基が好ましい。また、前記アリール基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、上記アルキル基の置換基として例示したものの他、アルキル基が挙げられる。前記置換基としては、炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基およびアルキル残基を含む置換基が好ましく、具体的には、アルキル基（オクチル基、デシル基、ヘキサデシル基、２−エチルヘキシル基等）、アルコキシ基（ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基等）、スルフィド基（ヘキサデシルチオ基等）、置換アミノ基（ヘプタデシルアミノ基等）、オクチルカルバモイル基、オクタノイル基およびデシルスルファモイル基等の置換基が好ましい。また、これらの置換基は２つ以上置換しているのが好ましく、さらに上記の置換基の他にも、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等で置換されていてもよい。
【００３０】
Ｒ1で表される複素環基は、Ｄで表される複素環基と同様、５〜７員環構造の複素環残基が好ましく、５または６員環構造の複素環残基がより好ましい。これらの骨格の具体的な例については、岩波理化学辞典 第三版増補版 （岩波書店発行）の付録１１章 有機化学命名法 表４．主要複素単環式化合物の名称 １６０６頁 および表５．主要縮合複素環式化合物の名称 １６０７頁 に記載される複素環が挙げられる。また、これらはアリール基と同様、置換基を有していてもよく、該置換基としては、炭素数８以上の直鎖状または分岐鎖状のアルキル残基を含む置換基が好ましい。また、これらの置換基によって２以上置換されているのが好ましく、例えば、上記置換基の他、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等によって置換されているのが好ましい。
【００３１】
前記一般式（１）中、Ｒ2はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す。中でも、Ｒ2はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基またはメルカプト基であるのが好ましく、ハロゲン原子であるのがより好ましい。
【００３２】
前記一般式（１）中、ｍは１または２を表し、ｎは１以上の整数を表す。ｍおよびｎがそれぞれ２以上の場合、２以上のＸ、Ｒ1およびＲ2は各々同一でも異なっていてもよい。ｍは２であるのが好ましい。
【００３３】
前記一般式（１）で表される含複素環化合物の中でも、下記一般式（２）で表される含複素環化合物が好ましい。
【００３４】
一般式（２）
【化１８】
前記一般式（２）中、Ｘ1およびＸ2は各々独立に、単結合、ＮＲ3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し、Ｒ3は水素原子または炭素数が１〜３０のアルキル基（直鎖状および分岐鎖状のアルキル基の双方を含む）を表す。組み合わせからなる二価の連結基としては、オキシカルボニル基、アミノカルボニル基、カルバモイル基、オキシスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。Ｘ1およびＸ2がそれぞれ単結合の場合、トリアジン環はＲ11およびＲ12のそれぞれによって直接置換される。Ｘ1およびＸ2がそれぞれ単結合でＲ11およびＲ12がそれぞれ複素環基の場合、ピペリジンのような複素環基が遊離原子価をもった窒素原子で直接結合していてもよく、さらに遊離原子価がなくてもヘテロ原子で結合し、オキソニウム塩、スルホニウム塩、アンモニウム塩のようにオニウム塩を形成していてもよい。Ｘ1およびＸ2はそれぞれ硫黄原子またはＮＲ3基であるのが好ましく、Ｒ3は炭素数が３以下のアルキル基または水素原子であるのが好ましい。
【００３６】
前記一般式（２）中、Ｒ11およびＲ12は各々独立に、置換もしくは無置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表す。
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアルキル基は、炭素数が１〜３０であるのが好ましく、２〜３０であるのがより好ましく、４〜３０であるのがさらに好ましく、６〜３０であるのが最も好ましい。前記アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、また置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシ基等）、スルフィド基（メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等）、アルキルアミノ基（メチルアミノ基、プロピルアミノ基等）、アシル基（アセチル基、プロパノイル基、オクタノイル基、ベンゾイル基等）及びアシルオキシ基（アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等）や、水酸基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、カルバモイル基、スルファモイル基及びウレイド基等が挙げられる。
【００３７】
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアルケニル基ならびにアルキニル基の炭素数の好ましい範囲については前記アルキル基と同様であり、また、アルケニル基およびアルキニル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。さらに、Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアルケニル基およびアルキニル基は置換基を有していてもよく、該置換基としては上記アルキル基の置換基で例示したものと同様のものが挙げられる。
【００３８】
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表されるアリール基は、フェニル基、インデニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、アントラセニル基およびピレニル基等が挙げられるが、フェニル基およびナフチル基が好ましい。さらに、置換基を有していてもよく、該置換基としては、上記アルキル基の置換基として例示したものの他、アルキル基が挙げられる。前記置換基としては、炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基およびアルキル残基を含む置換基が好ましく、具体的には、アルキル基（オクチル基、デシル基、ヘキサデシル基、２−エチルヘキシル基等）、アルコキシ基（ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基等）、スルフィド基（ヘキサデシルチオ基等）、置換アミノ基（ヘプタデシルアミノ基等）、オクチルカルバモイル基、オクタノイル基およびデシルスルファモイル基等の置換基が好ましい。また、これらの置換基は２つ以上置換しているのが好ましく、さらに上記の置換基の他にも、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等で置換されていてもよい。
【００３９】
Ｒ11およびＲ12でそれぞれ表される複素環基は、Ｄで表される複素環基と同様、５〜７員環構造の複素環残基が好ましく、５または６員環構造の複素環残基がより好ましい。これらの骨格の具体的な例については、岩波理化学辞典 第三版増補版 （岩波書店発行）の付録１１章 有機化学命名法 表４．主要複素単環式化合物の名称 １６０６頁 および表５．主要縮合複素環式化合物の名称 １６０７頁 に記載される複素環が挙げられる。また、これらはアリール基と同様、置換基を有していてもよく、該置換基としては、炭素数８以上の直鎖状または分岐鎖状のアルキル残基を含む置換基が好ましい。また、これらの置換基によって２以上置換されているのが好ましく、さらに、上記置換基の他、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基等によって置換されていてもよい。
【００４０】
Ｒ11およびＲ12には、総炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル鎖、総炭素数４以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のオリゴアルキレンオキシ鎖、総炭素数２以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のパーフルオロアルキル鎖、総炭素数２以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のパーフルオロアルキルエーテル鎖、または直鎖状もしくは分岐鎖状の有機ポリシリル鎖を含む置換基を含んでいるのがより好ましい。Ｒ11およびＲ12としては、炭素数８以上の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル残基を含む置換基で置換されたフェニル基が特に好ましい。
また、Ｒ11およびＲ12の少なくとも１つが−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含むのが好ましい。
【００４１】
前記一般式（２）中、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基、メルカプト基、シアノ基、スルフィド基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホ基もしくはその塩、ヒドロキシアミノ基、ウレイド基またはウレタン基を表す。中でも、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基またはメルカプト基であるのが好ましく、ハロゲン原子であるのがより好ましい。
【００４２】
前記一般式（２）で表される含複素環化合物の好ましい態様としては、Ｘ1およびＸ2が硫黄原子またはイミノ基（−ＮＨ−）である（より好ましくはイミノ基である）含複素環化合物；Ｒ21がハロゲン原子であることを特徴とする含複素環化合物；および／またはＲ11およびＲ12の少なくとも１つが−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含む含複素環化合物；である。
【００４３】
さらに、前記一般式（２）で表される含複素環化合物のより好ましい態様として、下記一般式（３）〜（８）で表される含複素化合物が挙げられる。
【００４４】
一般式（３）
【化１９】
一般式（４）
【化２０】
一般式（５）
【化２１】
一般式（６）
【化２２】
一般式（７）
【化２３】
一般式（８）
【化２４】
前記一般式（３）〜（８）中、Ｒは炭素数８以上のアルキル基、炭素数４以上のオリゴアルキレンオキシ基または炭素数２以上のパーフルオロアルキル基を表し、好ましい範囲も同様である。少なくとも１つのＲは、−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−基を含むのが好ましい。
前記一般式（３）〜（８）中、Ｒ21は前記一般式（２）中のＲ21と同義であり、好ましい範囲も同様である。即ち、Ｒ21はハロゲン原子、ヒドロキシ基、無置換のアミノ基またはメルカプト基であるのが好ましく、ハロゲン原子であるのがより好ましい。
前記一般式（３）および（６）中、ｐ1およびｐ2は各々独立して１または２を表す。
【００５１】
以下に、前記一般式（１）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明は以下の具体例によって限定されるものではない。
【００５２】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
本発明の含複素環化合物は、例えば、下記合成例１および２により製造することができる。式中のＸ1、Ｒ11、Ｒ21およびｐ1の意味は、前記一般式（１）〜（８）中のそれぞれと同義である。また、式中のＲ’は、例えば、前記一般式（３）中の−ＯＲに代表されるような置換基を表す。
【００７３】
【化４５】
前記一般式（１）で表される含複素環化合物は、単独で潤滑剤として用いることができる。また、前記一般式（１）で表される化合物は、潤滑助剤として、潤滑剤基油と混合した態様で用いることもできる。前記潤滑剤基油としては、特に限定されるものではなく、一般に潤滑剤基油として用いられているものならばいずれも使用することができ、鉱油、合成油あるいはそれらの混合油が挙げられる。例えば、パラフィン系、中間基系またはナフテン系原油の常圧または減圧蒸留により誘導される潤滑油原料をフェノール、フルフラール、Ｎ−メチルピロリドンの如き芳香族抽出溶剤で処理して得られる溶剤精製ラフィネート；潤滑油原料をシリカ−アルミナを担体とするコバルト、モリブデン等の水素化処理用触媒の存在下において、水素化処理条件下で水素と接触させて得られる水素化処理油；潤滑油原料を水素化分解触媒の存在下において、苛酷な分解反応条件下において異性化条件下で水素と接触させて得られる異性化油；潤滑油原料を溶剤精製工程および水素化処理工程、または水素化分解工程および異性化工程等を組み合わせて得られる潤滑油留分；等を挙げることができる。特に、水素化分解工程および異性化工程によって得られる高粘度指数鉱油が好適なものとして挙げられる。いずれの製造方法においても、脱蝋工程、水素化仕上げ工程、白土処理工程等の工程を任意に付加することができる。前記鉱油は、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油およびブライトストック等に分類することもでき、要求性能に応じて適宜混合することもできる。
【００７５】
前記合成油としては、ポリα−オレフィン、α−オレフィンオリゴマー、ポリブテン、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、シリコーン油等を挙げることができる。これらの鉱油および合成油は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。このような潤滑剤基油は、通常、温度１００℃において、２〜２０ｍｍ2／ｓの動粘度を有し、好ましくは３〜１５ｍｍ2／ｓの動粘度を有する。本発明の潤滑剤組成物が用いられる機械的摩擦摺動部の潤滑条件に適するように、適宜、最適な動粘度を有した混合基油を選択することができる。
【００７６】
前記一般式（１）で表される化合物を前記潤滑剤基油と混合して、潤滑剤として用いる場合、好ましい配合量は、潤滑剤基油全質量を基準として、前記化合物が０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．０１〜１０質量％であり、最も好ましくは０．０５〜２質量％である。また、潤滑剤基油の含有量は５０質量％以上であるのが好ましい。潤滑剤基油を含まない態様では、前記化合部物を５０質量％以上含有するのが好ましい。
【００７７】
前記一般式（１）で表される化合物を含有する潤滑剤は種々の用途に供することができる。種々の用途に適応した実用性能を確保するため、さらに必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲内で、従来の潤滑剤、例えば軸受油、ギヤ油、動力伝達油などに用いられている各種添加剤、具体的には、摩耗防止剤、極圧剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、清浄分散剤、金属不活性化剤、腐食防止剤、防錆剤、消泡剤等を添加することもできる。
【００７８】
前記潤滑剤組成物は、接触して相対運動する摺動面に供給することによって、摺動面の摩擦係数を低下させるとともに、摺動面の耐磨耗性を向上させる効果を有する。さらに、この効果を長期的に維持するという優れた効果をも有する。従来の潤滑油やグリースなどの潤滑剤を用いた場合に、油膜切れを生じるような苛酷な摩擦条件で運動する摺動面に供給した場合も、焼付きを軽減し、耐摩耗性を向上させ、低摩擦係数に維持することができる。例えば、苛酷な摩擦条件で運動する軸受やギヤなどにおいて、省エネルギーな潤滑剤として好適に使用することができる。さらに、摺動部装置の信頼性を向上させ、摺動部装置の小型化に寄与することができる。また、前記潤滑剤組成物は、苛酷な潤滑条件において、摩擦係数が低いこと、耐摩擦性と極圧性に優れていることなどの特徴を有している。これらについては、特開平６−１６９６８号、同８−３１９４９４号、同９−３２８６９４号、同１０−１８３１５４号、同１０−２９８５８１号、同１０−１４７７９０号、同１０−３３０７７８号、特開２０００−１５４３９１号、ＷＯ９８／２２４７２号、特開２０００−３５５６９５号等の各公報に記載の内容を参照することができる。
【００７９】
前記一般式（１）で表される化合物は、単独でも優れた潤滑効果を奏するので、大量に潤滑剤を供給できない、例えば、マイクロマシンにも好ましく用いることができる。また、前記一般式（１）で表される化合物は、金属および金属酸化物等の表面に容易に皮膜を形成し、潤滑機能を発現するという性質を有するので、磁気記録媒体の表面と、磁気記録ヘッドとの摩擦を軽減するための潤滑剤として用いるのも好ましい。
【００８０】
本発明の含複素環化合物は、潤滑剤または潤滑助剤としての用途以外にも、金属製基材の表面処理用の剤、例えば、金属製基材の表面を処理することで、金属表面を低表面エネルギー化し、粘着性調整、塗れ性、撥水製性、防汚性、防錆性または離型性等を改良する金属表面処理剤として用いることができる。また、液晶の配向を調整する液晶配向制御剤、自動車の窓ガラスの着氷を防止する着氷防止剤として用いることができる。
【００８１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
［Ｎ−８の合成例］
以下の合成スキームに従って、Ｎ−８を合成した。
【００８２】
【化４６】
（化合物（Ｎ−８−Ａ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルの９５．１ｇ（０．５ｍｏｌ）、テトラヒドロフランの１５０ｍＬおよびトリエチルアミンの７６．７ｍＬ（０．５５ｍｏｌ）を加え、撹拌して溶液を得た。溶液を−５℃に冷却し、メタンスルホニルクロリドの３８．７ｍＬ（０．５ｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で２時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、１３３．８ｇ（９９．７％）の化合物（Ｎ−８−Ａ）を得た。
【００８４】
（化合物（Ｎ−８−Ｂ）の合成）
撹拌器を装着した２Ｌの三ツ口フラスコに、４−ニトロカテコールの２５ｇ（０．１６１ｍｏｌ）、得られた（Ｎ−８−Ａ）９５．１ｇ（０．３５４ｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの６００ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。炭酸カリウムの８９．０ｇ（０．６４４ｍｏｌ）を加え、１３０℃に加熱して３時間撹拌した。室温に冷却後、酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、７１．９５ｇ（８９％）の化合物（Ｎ−８−Ｂ）を得た。
【００８５】
（化合物（Ｎ−８−Ｃ）の合成）
撹拌器と還流冷却器を装着した１Ｌの三ツ口フラスコに、還元鉄の３５．０ｇ（０．６２５ｍｏｌ）、イソプロピルアルコールの５００ｍＬ、水１００ｍＬおよび塩化アンモニウムの３．４ｇ（０．０６３ｍｏｌ）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−８−Ｂ）を徐々に添加し、そのまま２時間加熱撹拌を続けた。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、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、５５．３５ｇ（９１％）の化合物（Ｎ−８−Ｃ）を得た。
【００８６】
（化合物Ｎ−８の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、得られた化合物（Ｎ−８−Ｃ）５．６４ｇ（１２ｍｍｏｌ）、メチルエチルケトンの２００ｍＬ、シアヌルクロリドの１．１１ｇ（６ｍｍｏｌ）および炭酸カリウムの３．３２ｇ（２４ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下室温で６時間撹拌した。セライトろ過した後、溶媒を減圧留去し、５．６ｇ（９０％）のＮ−８を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．４−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．１０（ｍ，８Ｈ）、３．８５（ｍ，８Ｈ）、３．７０（ｍ，８Ｈ）、３．６０（ｍ，８Ｈ）、３．４５（ｍ，８Ｈ）、１．５５（ｍ，８Ｈ）、１．３０（ｍ，１２Ｈ）、０．８５（ｔ，１２Ｈ）
【００８７】
上記化合物（Ｎ−８）の合成例において、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルに代えて、直鎖もしくは分岐鎖のアルキルアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖に直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を有する化合物を製造することができる。また、フッ素原子を含有するアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖がフッ素原子を含有するアルキル基である化合物を製造することができる。
また、トリアジンに代えて、ハロゲンを含有する他の複素環化合物を用いることにより、その他の複素環基を含む化合物を製造することができる。
【００８８】
［Ｓ−８の合成例］
以下の合成スキームに従って、化合物Ｓ−８を合成した。
【００８９】
【化４７】
（化合物（Ｓ−８−Ａ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルの９５．１ｇ（０．５ｍｏｌ）、テトラヒドロフランの１５０ｍＬおよびトリエチルアミンの７６．７ｍＬ（０．５５ｍｏｌ）を加え、撹拌して溶液を得た。溶液を−５℃に冷却し、メタンスルホニルクロリドの３８．７ｍＬ（０．５ｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で２時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、１３３．８ｇ（９９．７％）の化合物（Ｓ−８−Ａ）を得た。
【００９１】
（化合物（Ｓ−８−Ｂ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、カテコールの５．２ｇ（４７．２ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの１５０ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。水素化ナトリウム（６０％ｉｎ ｏｉｌ）４．０ｇ（１０．１ｍｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら加えた。この溶液に得られた化合物（Ｓ−８−Ａ）３０．０ｇ（１１２ｍｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、１１０℃に加熱して１時間撹拌した。室温に冷却後、酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、２１．０ｇ（９９％）の化合物（Ｓ−８−Ｂ）を得た。
【００９２】
（化合物（Ｓ−８−Ｃ）の合成）
撹拌器を装着した５００ｍＬの三ツ口フラスコに、得られた化合物（Ｓ−８−Ｂ）２１．０ｇ（４７．０ｍｍｏｌ）および塩化メチレン５０ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。溶液を−１０℃に冷却し、クロロスルホン酸の６．２７ｍＬ（９４ｍｍｏｌ）を塩化メチレンの１０ｍＬに溶解した溶液を、撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で１時間撹拌した。溶液を−１０℃に冷却し、アセトニトリルの４５ｍＬおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドの１５ｍＬを加え、撹拌して溶液を得た。オキシ塩化リンの１１．０ｍＬ（１１８ｍｍｏｌ）を、溶液を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で２時間撹拌した。酢酸エチルで抽出、水で洗浄した後、有機層を分取し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、２１ｇ（８０．７％）の化合物（Ｓ−８−Ｃ）を得た。
【００９３】
（化合物（Ｓ−８−Ｄ）の合成）
撹拌器を装着した３００ｍＬの三ツ口フラスコに、濃硫酸７．５ｍＬおよび水４７ｍＬを加え溶液を−１０℃に冷却し、得られた化合物（Ｓ−８−Ｃ）１０．０ｇ（１８．１ｍｍｏｌ）を加えた。この溶液に亜鉛７．４５ｇ（１１３．９ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。９０℃に加熱撹拌し還流させ、そのまま２時間加熱撹拌を続けた。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、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、８．３ｇ（９４％）の化合物（Ｓ−８−Ｄ）を得た。
【００９４】
（化合物（Ｓ−８）の合成）
撹拌器と還流冷却器を装着した１００ｍＬの三ツ口フラスコに、得られた化合物（Ｓ−８−Ｄ）４．０ｇ（８．２ｍｍｏｌ）およびメチルエチルケトンを加え、撹拌して溶液を得た。この溶液に、シアヌルクロリドの０．６３ｇ（３．４ｍｍｏｌ）および炭酸カリウムの１．１３ｇ（８．２ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下７０℃で１時間加熱撹拌した。室温に冷却後、セライトろ過し、酢酸エチルで洗浄した。溶媒を減圧留去し、２．９５ｇ（８０％）の化合物（Ｓ−８）を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．０−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．２−４．０（ｍ，８Ｈ）、３．８５（ｍ，８Ｈ）、３．７０（ｍ，８Ｈ）、３．６０（ｍ，８Ｈ）、３．４５（ｍ，８Ｈ）、１．５５（ｍ，８Ｈ）、１．２５（ｍ，１２Ｈ）、０．８５（ｔ，１２Ｈ）
【００９５】
上記化合物（Ｓ−８）の合成例において、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルに代えて、直鎖もしくは分岐鎖のアルキルアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖に直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を有する化合物を製造することができる。また、フッ素原子を含有するアルコール、そのハロゲン体またはその酸クロリドを用いることにより、末端側鎖がフッ素原子を含有するアルキル基である化合物を製造することができる。
また、トリアジンに代えて、ハロゲンを含有する他の複素環化合物を用いることにより、その他の複素環基を含む化合物を製造することができる。
【００９６】
［化合物（Ｎ−７）の合成例］
上記化合物（Ｎ−８）の合成例において、化合物（Ｎ−８−Ａ）の代わりにイソヘキシルデカンブロマイドを用いた以外は、同様にして化合物（Ｎ−７）を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．４−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．００（ｍ，８Ｈ）、１．８０（ｍ，４Ｈ）、１．６０−１．１０（ｍ，９６Ｈ）、０．９０（ｍ，２４Ｈ）
【００９７】
［化合物（Ｓ−７）の合成例］
上記化合物（Ｓ−８）の合成例において、化合物（Ｓ−８−Ａ）の代わりにイソヘキシルデカンブロマイドを用いた以外は、同様にして化合物（Ｓ−７）を得た。
1Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）：δ７．０−６．８（ｍ，６Ｈ）、４．００（ｍ，８Ｈ）、１．８０（ｍ，４Ｈ）、１．６０−１．１０（ｍ，９６Ｈ）、０．９０（ｍ，２４Ｈ）
【００９８】
本発明の化合物としてＮ−７、Ｎ−８、Ｓ−７、Ｓ−８、Ｎ−３４、Ｓ−３４および潤滑剤基油を用いて、実施例１〜１２および比較例１〜４の潤滑剤を調製した。さらに得られた潤滑剤について、以下の条件で往復動型（ＳＲＶ）摩擦摩耗試験を行い、摩擦係数および低摩耗性を各々評価した。
［往復動型（ＳＲＶ）摩擦摩耗試験の試験条件および測定法］
試験条件
試験片（摩擦材）： ＳＵＪ−２
プレート ： ２４ｍｍ径×７．９ｍｍ
シリンダー ： １１ｍｍ径×１５ｍｍ
温度 ： ７０℃
荷重 ： ５０Ｎ、４００Ｎ
振幅 ： １．０ｍｍ
振動数 ： ５０Ｈｚ
試験時間 ： 試験開始５分間
上記試験条件で、荷重５０Ｎおよび４００Ｎにおいて、摩擦係数を測定した。また、耐摩耗性については、表面粗さ計にて、摩耗痕の摩耗深さを測定し、評価した。実施例１〜１２の結果を表１に比較例１〜４の結果を表２に各々示した。
【００９９】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、新規で且つ有用な含複素環化合物、特に、従来の潤滑剤基油と混合した形態のみならず、潤滑剤基油を混合しない形態でも、優れた潤滑剤性能を示す新規な含複素環化合物、および該含複素環化合物を含有する潤滑剤組成物を提供することができる。
Claims (4)
- 下記一般式（４）で表される含複素環化合物。
一般式（４）
- 下記一般式（５）で表される含複素環化合物。
一般式（５）
- 下記一般式（７）で表される含複素環化合物。
一般式（７）
- 下記一般式（８）で表される含複素環化合物。
一般式（８）
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