JP6848093B2 - 分散剤、その製造方法、およびその使用 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
この出願は、2017年5月19日に出願された米国仮出願番号62/508,559の利益および優先権を主張する。
本開示は、一般に、エンジンオイルで使用される改善された分散剤添加剤組成物に関する。より一般には、本開示は、すす分散性などの特性が改善された分散剤のクラスに関する。
潤滑油組成物の配合に窒素含有分散剤および/または清浄剤を使用することは知られている。既知の分散剤/清浄剤化合物の多くは、アルキルまたはアルケニルコハク酸または無水物とアミンまたはポリアミンとの反応に基づいており、選択された反応条件によって決定されるアルキルもしくはアルケニルスクシンイミドまたはアルキルもしくはアルケニルコハク酸を生成する。潤滑剤製造業者が直面している問題の1つは、内燃機関における粒子状物質の分散性である。適切な粒子状物質の分散性がないと、フィルタの詰まり、スラッジの蓄積、油の増粘および摩耗を引き起こす可能性がある。
米国特許第7,361,629号明細書は、ヒドロカルビル置換コハク酸アシル化剤と、脂肪族ポリアミンおよび芳香族ポリアミンを含む混合物とを含むアミノ化生成物を開示している。
米国特許第8,324,139号明細書は、すす分散のためのPIBSA分散剤のマンニッヒ後処理を開示している。
米国特許第8,530,397号明細書は、N−置換フェニレンジアミンのマイケル付加物を開示している。
米国特許第8,557,753号明細書および米国特許第8,969,266号明細書は、少なくとも3つの芳香族基、少なくとも1つの−NH官能基、および少なくとも2つの二級または三級アミノ基を有するアミンから誘導されるアミン官能化添加剤を開示している。
米国特許第8,569,217号明細書は、芳香族アミンとカルボキシル官能化ポリマーとの反応生成物を開示している。
米国特許出願公開第2008/0293600号明細書は、グラフト可能な部位を有するポリマー骨格のグラフトポリマー、オレフィン性不飽和点を有するアシル化剤、エチレン性不飽和、脂肪族または芳香族モノマーおよびアミンを含む分散剤ポリマーを開示している。
米国特許出願公開第2011/0287992号明細書は、グラフト低分子量ポリマーを含む多機能多重グラフトモノマー低分子量ポリマーを開示している。
米国特許出願公開第2005/0153849号明細書は、特定のアミンでグラフト化されているポリマー骨格を有するグラフトコポリマーを開示している。
欧州特許出願第0889112号明細書は、アミド結合基を有するビススクシンイミド化合物を開示している。
したがって、本明細書において後処理されたPIBSA分散剤は、エステルおよびエステルアミンならびにそれらを含む組成物に関して報告される。これらの添加剤および組成物は、業界標準の分散剤添加剤と比較した場合、エンジンオイルでのすす処理性能の向上を示した。
第1の態様では、
油溶性または分散性分散剤組成物であって、以下の反応生成物:
(i)有機カルボナート、エポキシド、ラクトン、ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される後処理剤で後処理されたポリアルケニルスクシンイミド;ならびに
(ii)以下の構造(a)〜(c)の1つから選択されるアシル化剤:
Figure 0006848093

(式中、LGはアシル化反応で置換可能な脱離基であり;R、R、R、およびRのそれぞれは、水素、アルキル、およびアリールから独立して選択され;nは1〜28であり;
Figure 0006848093

はアミン部分であり;
Figure 0006848093

は、4〜20個の炭素原子を有する芳香族、ヘテロ芳香族、アルカリール、またはアルクヘテロアリール(alkheteroaryl)部分である)
を含む、油溶性または分散性分散剤組成物が提供される。
第2の態様では、80〜20重量%の有機液体希釈剤および20〜80重量%の本明細書に記載の分散剤組成物を含む潤滑油添加剤濃縮物が提供される。
第3の態様では、本明細書に記載の潤滑油組成物を潤滑油として使用することにより、潤滑油で潤滑された圧縮点火エンジンにおけるすす誘導粘度増加を制御する方法が提供される。
第4の態様において、潤滑油として本明細書に記載の潤滑油組成物を使用することにより、潤滑油で潤滑された圧縮点火エンジンにおける鉛腐食性能を改善する方法が提供され、ここで、この潤滑油は、本開示の分散剤組成物が存在しない場合、高温腐食ベンチ試験ASTM D6594に従って鉛に対する腐食性を決定するものである。
第5の態様では、本明細書の上記の成分(i)および(ii)を含む混合物を反応させることを含む分散剤組成物の調製プロセスが提供される。
定義:
説明で使用される以下の用語は、そのように定義される:
「PIB」という用語は、ポリイソブテンの略語である。
「PIBSA」という用語は、ポリイソブテニルまたはポリイソブチル無水コハク酸の略語である。
「スクシンイミド」という用語は、無水コハク酸とアミンとの反応により形成され得るアミド、イミド、およびアミジン種の多くを含むと当該技術分野で理解されている。しかし、主な生成物はスクシンイミドであり、この用語は、アルケニルもしくはアルキル置換コハク酸または無水物とアミンとの反応の生成物を意味するものとして一般に受け入れられている。アルケニルまたはアルキルスクシンイミドは多くの参考文献に開示されており、当該技術分野で周知である。技術用語「スクシンイミド」に包含される特定の基本的なタイプのスクシンイミドおよび関連材料は、米国特許第2,992,708号明細書;同第3,018,291号明細書;同第3,024,237号明細書;同第3,100,673号明細書;同第3,219,666号明細書;同第3,172,892号明細書;および同第3,272,746号明細書に教示されている。
本明細書で使用される場合、「油溶性」または「油分散性」という用語は、化合物または添加剤がすべての割合で油に可溶性、溶解性、混和性であり、または懸濁できることを必ずしも示すものではない。しかし、これらは、例えば、油が使用される環境で意図された効果を発揮するのに十分な程度まで、油に可溶性または安定に分散性であることを意味する。さらに、所望により、他の添加剤をさらに組み込むことにより、特定の添加剤がより高濃度で組み込まれてもよい。
「脱離基」または「LG」という用語は、合成有機化学において従来からこれと関連する意味を持つ基、すなわち、置換反応条件下で置換可能な原子または基を意味する。
「後処理剤」という用語は、アミンを官能化できる有機試薬を指す。
本明細書で使用される場合、「総塩基数」または「TBN」という用語は、1グラムのサンプル中のミリグラムのKOHに相当する塩基の量(mg KOH/g)を指す。したがって、TBN数が高いほど、アルカリ性の生成物が多くなるため、アルカリ度(alkalinity reserve)がより高く保持される。サンプルのTBNは、ASTM D2896、D4739、または任意のその他の同等の手順で決定できる。
本明細書で使用される場合、開示された潤滑組成物中に存在する添加剤の量への言及は、特に明記しない限り、オイルフリー基準、すなわち活性物質の量で引用される。
一態様では、本開示は、油溶性または分散性分散剤組成物であって、以下の反応生成物:(i)有機カルボナート、エポキシド、ラクトン、ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される後処理剤で後処理されたポリアルケニルスクシンイミド;ならびに(ii)以下の構造(a)〜(c)の1つから選択されるアシル化剤:
Figure 0006848093

(式中、LGはアシル化反応で置換可能な脱離基であり;R、R、R、およびRのそれぞれは、H、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルカリール、およびアルクヘテロアリールから独立して選択され;nは1〜28であり;
Figure 0006848093

はアミン部分であり;
Figure 0006848093

は、4〜20個の炭素原子を有する芳香族、ヘテロ芳香族、アルカリール、またはアルクヘテロアリール部分である)
を含む、油溶性または分散性分散剤組成物を提供する。適切な脱離基(LG)には、ハライド(例えばBr、Cl、I)、C−Cアルコキシ(例えばメトキシ、エトキシ)、および任意選択で置換されたアリールオキシ(例えば、フェノキシ、p−ニトロフェノキシ、ペンタフルオロフェノキシ)が含まれる。
ポリアルケニルスクシンイミド
一実施形態において、ポリアルケニルビススクシンイミドは、構造(d)のポリアルケニル置換無水コハク酸をポリアミンと反応させることにより得ることができる:
Figure 0006848093

(式中、Rはポリアルケニル置換基であり、数平均分子量が約500〜約3000のポリアルケン基から誘導される)。一実施形態では、Rは、約1000〜約2500の数平均分子量を有するポリアルケン基から誘導されるポリアルケニル置換基である。一実施形態では、Rは、約500〜約3000の数平均分子量を有するポリイソブテンに由来するポリイソブテニル置換基である。別の実施形態では、Rは、約1000〜約2500の数平均分子量を有するポリイソブテンに由来するポリイソブテニル置換基である。
ビススクシンイミド分散剤の調製に使用するのに適したポリアミンには、ポリアルキレンポリアミンが含まれる。そのようなポリアルキレンポリアミンは、典型的には約2〜約12個の窒素原子および約2〜24個の炭素原子を含む。特に適切なポリアルキレンポリアミンは、式:HN−(R’NH)−Hを有するものであり、式中、R’は2または3個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキレン基であり、xは1〜9である。適切なポリアルキレンポリアミンの代表例には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、および重ポリアミン(例えば、Huntsman Corporationから入手可能なエチレンアミンE−100)が含まれる。
一般に、式(1)のポリアルケニル置換無水コハク酸は、約130℃〜220℃(例えば、145℃〜175℃)の温度でポリアミンと反応する。反応は、窒素またはアルゴンなどの不活性雰囲気下で行うことができる。一般に、ポリアミンのポリアルケニル置換無水コハク酸に対する適切なモル充填(molar charge)は、約0.35:1〜約0.75:1(例えば、0.4:1〜0.5:1)である。本明細書で使用される場合、「ポリアミンのポリアルケニル置換無水コハク酸に対するモル充填」は、無水コハク酸反応物中のコハク酸基の数に対するポリアミンのモル数の比を意味する。
適切なポリアルケニルスクシンイミドの1つのクラスは、以下の構造(e)で表され得る:
Figure 0006848093

式中、RおよびR’は本明細書において上記で記載の通りであり、yは1〜11である。
ポリアルケニルスクシンイミドの後処理
ポリアルケニルスクシンイミドは、適切な後処理剤との反応による従来の方法により後処理され、塩基性分散剤アミノ基を非塩基性部分(例えば、カルバマート基)に少なくとも部分的に転化し、ヒドロキシ官能化ポリアルケニルスクシンイミドを提供する。本明細書の適切な後処理剤には、有機カルボナート、エポキシド、ラクトン、およびヒドロキシ脂肪族カルボン酸が含まれる。
適切な有機カルボナートは、エチレンカルボナート(EC)、プロピレンカルボナート(PC)、ブチレンカルボナート(BC)、およびグリセリンカルボナートである。
有機カルボナートとポリアミノポリアルケニル置換スクシンイミドとの反応により、生成物の混合物が得られる場合がある。スクシンイミドの塩基性窒素に対する有機カルボナートのモル充填が1以下である場合、スクシンイミドの塩基性アミンの大部分がヒドロキシヒドロカルビルカルバミン酸エステルに転化されると予想される。モル比が1より大きい場合、カルバミン酸エステルのポリ(オキシアルキレン)ポリマーが予想される。
後処理反応に使用される有機カルボナートのモル充填は、スクシンイミドのポリアミノ置換基に含まれる塩基性窒素原子の理論上の数に基づいていることが好ましい。したがって、例えば、1当量のテトラエチレンペンタミン(「TEPA」)を2当量の無水コハク酸と反応させる場合、得られるビススクシンイミドは理論的に分子あたり3個の塩基性窒素原子を含む。したがって、2のモル充填では、各塩基性窒素原子に対して2モルの有機カルボナート、またはこの場合TEPAから調製したポリアルケニル置換スクシンイミドの各モル当量に対して6モルの有機カルボナートを添加する必要がある。有機カルボナートとポリアミノアルケニルスクシンイミドの塩基性アミン窒素とのモル比は、典型的には約1:1〜4:1の範囲(例えば、約2:1〜3:1)である。
有機カルボナートとの反応による窒素含有分散剤の後処理は、例えば、米国特許第4,612,132号明細書;同第5,334,321号明細書;同第5,356,552号明細書;同第5,716,912号明細書;同第5,849,676号明細書;および同第5,861,363号明細書に記載されている。
適切なエポキシドには、C−C30ヒドロカルビルエポキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどが含まれる。ヒドロカルビルエポキシドは、ヒドロキシ官能化エポキシド、例えばグリシドールであってもよい。エポキシドは、モノエポキシドまたはポリエポキシドであり得る。エポキシドとの反応による窒素含有分散剤の後処理は、例えば米国特許第3,367,943号明細書;同第3,373,111号明細書;同第4,617,137号明細書;同第5,026,495号明細書;および同第5,328,622号明細書に記載されている。
適切なヒドロキシ脂肪族カルボン酸には、グリコール酸、乳酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸などが含まれる。ヒドロキシ脂肪族カルボン酸との反応による窒素含有分散剤の後処理は、例えば、米国特許第4,482,464号明細書;同第4,521,318号明細書;同第4,663,064号明細書および同第4,713,189号明細書に記載されている。
適切なラクトンには、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、δ−カプロラクトンなどが含まれる。ラクトンとの反応による窒素含有分散剤の後処理は、例えば、米国特許第4,617,138号明細書;同第4,645,515号明細書;同第4,963,275号明細書;および同第4,971,711号明細書に記載されている。
アシル化剤
後処理されたポリアルケニルスクシンイミドをアシル化剤と反応させて、分散剤組成物を提供する。アシル化剤は、以下の構造を有する(f):
Figure 0006848093

式中、RおよびRのそれぞれは、H、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、またはアリールから独立して選択され;RおよびRのそれぞれは、H、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、アリール、3−プロピオニル酸、および3−プロピオニル酸エステルから独立して選択される、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になる場合、窒素含有複素環を形成し;LGは、本明細書において上記で記載した脱離基である。窒素含有複素環は、例えばアジリジン、ピロール、ピロリジン、ピペリジン、イミダゾール、カルバゾール、インドリン、チアゾール、チアジン、チアジアゾール、またはモルホリンであり得る。窒素含有複素環は置換または非置換であることができる。
一実施形態において、アシル化剤は、以下の構造(g)から(q)のうちの1つから選択される:
Figure 0006848093

Figure 0006848093

式中、RおよびRは上記で定義された通りであり;R、R、R、R10、およびR11のそれぞれは、H、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルカリール、およびアルクヘテロアリールから独立して選択され;mは0〜4の整数であり;pは0〜5の整数である。
一実施形態において、アシル化剤は、以下の構造(r)から(dd)のうちの1つから選択される:
Figure 0006848093

式中、LGはアシル化反応で置換可能な脱離基であり;各Xは、CH、O、S、およびNRから独立して選択され、ここでRはHまたはアリール、ヘテロアリール、アルキル、アルカリール、またはアルクヘテロアリールであり、各YはCHおよびNから独立して選択され、各R12は水素、アルキルおよびアリールから独立して選択され;qは0〜5の整数であり;rは0〜5の整数であり;sは1〜10の整数である。
一態様では、アシル化剤は以下の構造(ee)を有する:
Figure 0006848093

式中、RおよびRのそれぞれは、H、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、およびアリールから独立して選択され;LGは、アシル化反応で置換可能な脱離基であり;Xは存在しないか、またはO、S、またはNRからなる群から選択され、ここでRはH、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、アルカリール、またはアリールであり;およびR13、R14、R15、R16は独立して水素であり、R13/R14およびR15/R16の対のうちの1つ以上は一緒になって、任意選択で置換された炭素環式または複素環式環を形成してよい。一実施形態では、炭素環式環は芳香族またはヘテロ芳香族であってよい。適切な脱離基(LG)には、ハロゲン(例えばBr、Cl、I)、C−Cアルコキシ(例えばメトキシ、エトキシ)、および、任意選択で置換されたアリールオキシ(例えば、フェノキシ、p−ニトロフェノキシ、ペンタフルオロフェノキシ)が含まれる。
分散剤組成物の調製プロセス
本開示の分散剤組成物は、従来の直接エステル化法またはエステル交換法によって調製されてもよい。典型的な触媒は、スカンジウム、ジルコニウム、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、ハフニウム、チタン、オスミウム、イリジウム、白金、金および鉛などの様々な金属の有機金属化合物である。有機金属触媒の代表例には、ジアルキルスズジクロライド、ジアルキルスズオキシド、ジアルキルスズジアセタート、ジアルキルスズマレアート、スズテトラクロライド、スズトリフラート、スズ(II)2−エチルヘキサノアート、チタン(IV)イソプロポキシド、チタン(IV)アセチルアセトナート、ジルコニウム(IV)イソプロポキシド、ジルコニウム(IV)tert−ブトキシド、ジルコニウム(IV)アセチルアセトナート、ジルコニウム(IV)2−エチルヘキサノアート、ジルコニウム(IV)アセタートヒドロキシド、ハフニウム(IV)イソプロポキシド、およびハフニウム(IV)tert−ブトキシドが含まれる。適切な条件には、100℃〜250℃の温度で0.5時間〜24時間の時間が含まれる。
触媒濃度は広い範囲で変動してもよく、触媒のタイプの関数として変動してもよい。触媒濃度は、反応混合物に基づいて0.005〜2.5重量%であってもよく、あるいは0.01〜1.0重量%、あるいは0.01〜0.5重量%であってもよい。
アシル化剤と後処理されたポリアルケニルスクシンイミドとの充填モル比(CMR)は、例えば約0.3:1〜約3:1または約0.5:1〜約2.5:1の広い範囲にわたって変動できる。
エステル交換は、芳香族、炭化水素、非極性または極性溶媒であり得る溶媒の存在下で実施され得る。適切な例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン(1,2−ジオキサンおよび/または1,3−ジオキサンおよび/または1,4−ジオキサン)などであるが、これらに限定されない。
不活性ガス(例えばN)を反応ゾーン内の反応混合物に通過させてもよい。反応混合物を通過するガスの量は大幅に変動し得るが、典型的には、反応混合物の体積当たり1時間当たり0.5〜5体積のガスの範囲である。
本開示のプロセスは、バッチ、半連続、または連続モードで行われ得る。
潤滑油組成物
一態様では、本開示は、(a)過半量の潤滑粘度の油と、(b)潤滑油組成物の総重量に基づいて0.05〜15重量%の、本明細書に記載の分散剤組成物とを含む潤滑油組成物を提供する。
潤滑粘度の油
本明細書に開示される潤滑油組成物は、一般に、少なくとも1種の潤滑粘度の油を含む。当業者に既知の任意の基油を、本明細書に開示される潤滑粘度の油として使用することができる。潤滑油組成物を調製するのに適したいくつかの基油は、R.M.Mortier et al.(「Chemistry and Technology of Lubricants,」3rd Edition,London,Springer,2011,Chapters 1 and 2)、A.Sequeria,Jr.(「Lubricant Base Oil and Wax Processing,」New York,Marcel Decker,1994,Chapter 6)、およびD.V.Brock(Lubrication Eng.,1987,43,184−185)に記載されている。一般に、潤滑油組成物中の基油の量は、潤滑油組成物の総重量に基づいて約70〜約99.5重量%であってもよい。いくつかの実施形態では、潤滑油組成物中の基油の量は、潤滑油組成物の総重量に基づいて、約75〜約99重量%、約80〜約98.5重量%、または約80〜約98重量%である。
特定の実施形態では、基油は、任意の天然または合成の潤滑基油画分であるか、またはそれを含む。合成油のいくつかの非限定的な例には、エチレンなどの少なくとも1種のアルファオレフィンの重合から調製されるポリアルファオレフィンまたはPAOなどの油;およびフィッシャー・トロプシュプロセスなどの一酸化炭素および水素ガスを使用した炭化水素合成手順からの油が含まれる。特定の実施形態では、基油は、基油の総重量に基づいて、約10重量%未満の1つ以上の重質画分を含む。重質画分とは、100℃で動粘度が少なくとも約20mm/秒の潤滑油画分を指す。特定の実施形態では、重質画分は、少なくとも約25mm/秒または少なくとも約30mm/秒である100℃での動粘度を有する。さらなる実施形態では、基油中の1つ以上の重質画分の量は、基油の総重量に基づいて約10重量%未満、約5重量%未満、約2.5重量%未満、約1重量%未満、または約0.1重量%未満である。なおさらなる実施形態では、基油は重質画分を含まない。
特定の実施形態では、潤滑油組成物は過半量の潤滑粘度の基油を含む。いくつかの実施形態では、基油は100℃で約2.5mm/秒〜約20mm/秒の動粘度を有する。本明細書に開示される基油または潤滑油組成物の動粘度は、ASTM D445に従って測定することができる。
他の実施形態では、基油は、ベースストックまたはベースストックのブレンドである、またはそれを含む。さらなる実施形態において、ベースストックは、蒸留、溶媒精製、水素処理、オリゴマー化、エステル化、および再精製を含むがこれらに限定されない様々な異なるプロセスを使用して製造される。いくつかの実施形態では、ベースストックは再精製ストックを含む。さらなる実施形態では、再精製されたストックは、製造、混入(コンタミネーション)、または以前の使用を通じて導入された材料を実質的に含まないものとする。
いくつかの実施形態において、基油は、American Petroleum Institute(API)Publication 1509,Seventeenth Edition,September 2012(すなわちAppendix E−API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils)に特定されるような1つ以上のグループI−Vにおける1つ以上のベースストックを含む。APIガイドラインでは、様々な異なるプロセスを使用して製造され得る潤滑剤成分としてベースストックを定義している。グループI、II、IIIのベースストックは鉱油で、それぞれ特定の範囲の飽和分、硫黄含有量、粘度指数を有する。グループIVのベースストックはポリアルファオレフィン(PAO)である。グループVのベースストックには、グループI、II、III、またはIVに含まれない他のすべてのベースストックが含まれる。
グループI、II、およびIIIベースストックの飽和分レベル、硫黄レベル、および粘度指数が以下の表1に列挙される。
Figure 0006848093
いくつかの実施形態では、基油は、グループI、II、III、IV、Vまたはそれらの組み合わせの1つ以上のベースストックを含む。他の実施形態では、基油は、グループII、III、IVまたはそれらの組み合わせの1つ以上のベースストックを含む。
基油は、潤滑粘度の天然油、潤滑粘度の合成油およびそれらの混合物からなる群から選択されてもよい。いくつかの実施形態において、基油は、合成ワックスおよびスラックワックスの異性化によって得られるベースストック、ならびに原油の芳香族および極性成分の水素化分解(溶媒抽出に加えて、または溶媒抽出の代わりに)によって生成される水素化分解物ベースストックを含む。他の実施形態では、潤滑粘度の基油には、天然油、例えば動物油、植物油、鉱油、石炭またはシェールに由来する油、およびそれらの組み合わせが含まれる。動物油のいくつかの非限定的な例には、骨油、ラノリン、魚油、ラード油、イルカ油、アザラシ油、サメ油、獣脂油、および鯨油が含まれる。植物油のいくつかの非限定的な例には、ヒマシ油、オリーブ油、落花生油、菜種油、コーン油、ゴマ油、綿実油、大豆油、ヒマワリ油、ベニバナ油、麻油、亜麻仁油、桐油、オイチカ油、ホホバ油、メドウフォーム油が含まれる。そのような油は部分的または完全に水素化されていてもよい。鉱油のいくつかの非限定的な例には、グループI、II、およびIIIベースストック、液体石油、およびパラフィン系、ナフテン系または混合パラフィン−ナフテン系の溶媒処理または酸処理鉱油が含まれる。いくつかの実施形態では、鉱油は、ニートまたは低粘度鉱油である。
いくつかの実施形態では、潤滑粘度の合成油には、炭化水素油およびハロ置換炭化水素油、例えば重合および共重合オレフィン、アルキルベンゼン、ポリフェニル、アルキル化ジフェニルエーテル、アルキル化ジフェニルスルフィド、ならびにそれらの誘導体、類似体および同族体などが含まれる。他の実施形態では、合成油には、アルキレンオキシドポリマー、インターポリマー、コポリマーおよびそれらの誘導体が含まれ、末端ヒドロキシル基は、エステル化、エーテル化などによって修飾することができる。さらなる実施形態では、合成油には、ジカルボン酸と様々なアルコールとのエステルが含まれる。特定の実施形態では、合成油には、C−C12モノカルボン酸およびポリオールおよびポリオールエーテルから作られたエステルが含まれる。さらなる実施形態では、合成油には、リン酸トリアルキルエステル油、例えばリン酸トリ−n−ブチルおよびリン酸トリイソブチルが含まれる。
いくつかの実施形態において、潤滑粘度の合成油には、ケイ素系油(例えばポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−、ポリアリール−オキシシロキサン油およびシリカート油)が含まれる。他の実施形態では、合成油には、リン含有酸の液体エステル、ポリマーテトラヒドロフラン、ポリアルファオレフィンなどが含まれる。
ワックスの水素異性化から誘導される基油はまた、単独で、あるいは前述の天然および/または合成基油と組み合わせて使用されてもよい。そのようなワックス異性化油は、天然もしくは合成ワックスまたはそれらの混合物を水素異性化触媒上で水素異性化することにより生成される。
さらなる実施形態では、基油はポリアルファオレフィン(PAO)を含む。一般に、ポリアルファオレフィンは、2〜約30個、約4〜約20個、または、約6〜約16個の炭素原子を有するアルファオレフィンから誘導され得る。適切なポリアルファオレフィンの非限定的な例には、オクテン、デセン、それらの混合物などから誘導されたものが含まれる。これらのポリアルファオレフィンは、100℃で約2〜約15mm/秒、約3〜約12mm/秒、または約4〜約8mm/秒の動粘度を有し得る。場合によっては、ポリアルファオレフィンは、鉱油などの他の基油と一緒に使用してもよい。
さらなる実施形態では、基油は、ポリアルキレングリコールまたはポリアルキレングリコール誘導体を含み、ここでポリアルキレングリコールの末端ヒドロキシル基は、エステル化、エーテル化、アセチル化などによって修飾され得る。適切なポリアルキレングリコールの非限定的な例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリイソプロピレングリコール、およびそれらの組み合わせが含まれる。適切なポリアルキレングリコール誘導体の非限定的な例には、ポリアルキレングリコールのエーテル(例えば、ポリイソプロピレングリコールのメチルエーテル、ポリエチレングリコールのジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールのジエチルエーテルなど)、ポリアルキレングリコールのモノおよびポリカルボン酸エステル、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。場合によっては、ポリアルキレングリコールまたはポリアルキレングリコール誘導体は、ポリアルファオレフィンおよび鉱油などの他の基油と一緒に使用されてもよい。
さらなる実施形態では、基油には、ジカルボン酸(例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸二量体、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸など)と、様々なアルコール(例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールなど)とのエステルのいずれかが含まれる。これらのエステルの非限定的な例には、ジブチルアジパート、ジ(2−エチルヘキシル)セバカート、ジ−n−ヘキシルフマラート、ジオクチルセバカート、ジイソオクチルアゼラート、ジイソデシルアゼラート、ジオクチルフタラート、ジデシルフタラート、ジエイコシルセバカート、リノール酸二量体の2−エチルヘキシルジエステルなどが含まれる。
さらなる実施形態では、基油は、フィッシャー・トロプシュプロセスによって調製された炭化水素を含む。フィッシャー・トロプシュプロセスは、フィッシャー・トロプシュ触媒を使用して、水素と一酸化炭素とを含むガスから炭化水素を調製する。これらの炭化水素は、基油として有用であるために、さらなる処理が必要であり得る。例えば、炭化水素は、当業者に既知のプロセスを使用して、脱蝋、水素異性化、および/または水素化分解されてもよい。
さらなる実施形態では、基油は、未精製油、精製油、再精製油、またはそれらの混合物を含む。未精製油とは、天然または合成原料からさらなる精製処理をせずに直接得られたものである。未精製油の非限定的な例には、レトルト操作から直接得られるシェール油、一次蒸留から直接得られる石油、およびエステル化プロセスから直接得られ、さらなる処理なしで使用されるエステル油が含まれる。精製油は未精製油に類似するが、前者は1つ以上の特性を改善するために1つ以上の精製プロセスでさらに処理されている。溶媒抽出、二次蒸留、酸または塩基抽出、濾過、浸透などのような多くのそのような精製プロセスは当業者に既知である。再精製油は、精製油を得るために使用されるプロセスと同様のプロセスを精製油に適用することにより得られる。そのような再精製油はまた、再生油または再処理油としても知られており、多くの場合、使用済み添加剤および油分解生成物の除去を対象とするプロセスによってさらに処理される。
その他の添加剤
本開示の潤滑油組成物はまた、これらの添加剤が分散または溶解される潤滑油組成物の望ましい特性のいずれかを付与または改善することができる他の従来の添加剤を含有してもよい。本明細書に開示される潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の添加剤を使用してもよい。いくつかの好適な添加剤は、R.M.Mortier et al.(「Chemistry and Technology of Lubricants」,2nd Edition,London,Springer,1996)およびL.R.Rudnick(「Lubricant Additives:Chemistry and Applications」,New York,Marcel Dekker,2003)によって記載されている。例えば、潤滑油組成物は、酸化防止剤、耐摩耗性剤、金属清浄剤などの清浄剤、防錆剤、曇り除去剤(dehazing agent)、抗乳化剤、金属不活性化剤、摩擦調整剤、流動点降下剤、消泡剤、共溶媒、腐食防止剤、無灰分散剤、染料、極圧剤など、およびそれらの混合物とブレンドできる。様々な添加剤が知られており、市販されている。これらの添加剤またはそれらの類似化合物は、通常のブレンド手順により本開示の潤滑油組成物の調製に使用することができる。
無灰分散剤
本開示の分散剤に加えて、潤滑油組成物は、1つ以上の塩基性窒素原子を含む1種以上の追加の無灰分散剤を含むことができる。本明細書で使用するための塩基性窒素化合物は、例えば、ASTM D2896または他の同等の方法により測定される塩基性窒素を含まなければならない。塩基性窒素化合物は、スクシンイミド、ポリスクシンイミド、カルボン酸アミド、ヒドロカルビルモノアミン、炭化水素ポリアミン、マンニッヒ塩基、ホスホルアミド、チオホスホルアミド、ホスホンアミド、分散剤粘度指数向上剤、およびそれらの混合物からなる群から選択される。これらの塩基性窒素含有化合物について以下に説明される(それぞれ少なくとも1つの塩基性窒素を有していなければならないことを念頭に置く)。窒素含有組成物のいずれかは、組成物が塩基性窒素を含有し続ける限り、当該技術分野で周知の手順を使用して、例えば、ホウ素またはエチレンカルボナートで後処理され得る。
本開示で使用される分散剤を調製するのに有用な別のクラスの窒素含有組成物には、いわゆる分散剤粘度指数向上剤(VI向上剤)が含まれる。これらのVI向上剤は一般に、炭化水素ポリマー、特にエチレンおよび/またはプロピレンから誘導されたポリマーであって、脂環式もしくは脂肪族オレフィンまたはジオレフィンなどの1つ以上のコモノマーから誘導された追加のユニットを任意選択で含むポリマーの官能化によって調製される。官能化は、通常、ポリマー上に少なくとも1つの酸素原子を有する反応部位(単数または複数)を導入する様々なプロセスによって行われ得る。次いで、ポリマーを窒素含有源と接触させて、ポリマー骨格上に窒素含有官能基を導入する。一般に使用される窒素源には、任意の塩基性窒素化合物、特に本明細書に記載の窒素含有化合物および組成物が含まれる。好ましい窒素源は、アルキレンアミン、例えばエチレンアミン、アルキルアミン、マンニッヒ塩基である。
一実施形態では、分散剤の製造に使用される塩基性窒素化合物は、スクシンイミド、カルボン酸アミド、およびマンニッヒ塩基である。別の好ましい実施形態では、分散剤の製造に使用する塩基性窒素化合物は、約1000または約1300または約2300の平均分子量を有するスクシンイミドおよびそれらの混合物である。そのようなスクシンイミドは、当該技術分野で知られているように、ホウ素またはエチレンカルボナートで後処理することができる。
酸化防止剤
潤滑油組成物は、基油の酸化を低減または防止できる1種以上の酸化防止剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の酸化防止剤が使用されてもよい。好適な酸化防止剤の非限定的な例には、アミン系酸化防止剤(例えば、アルキルジフェニルアミン、例えばビス−ノニル化ジフェニルアミン、ビス−オクチル化ジフェニルアミン、およびオクチル化/ブチル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルまたはアリールアルキル置換フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化p−フェニレンジアミン、テトラメチル−ジアミノジフェニルアミンなど)、フェノール系酸化防止剤(例えば、2−tert−ブチルフェノール、4−メチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4,4’−メチレンビス−(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−ジ−tert−ブチル−o−クレゾール)など)、硫黄系酸化防止剤(例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオナート、硫化フェノール系酸化防止剤など)、リン系酸化防止剤(例えば、ホスファイトなど)、ジチオリン酸亜鉛、油溶性銅化合物、およびそれらの組み合わせが含まれる。
清浄剤
本開示の潤滑油組成物は、清浄剤を含むことができる。金属含有または灰形成清浄剤は、付着物を低減または除去する清浄剤として、および酸中和剤または防錆剤としての両方で機能し、それによって摩耗および腐食を減らし、エンジン寿命を延ばす。清浄剤は一般に、疎水性の長いテールを持つ極性ヘッドを含む。極性ヘッドは酸性有機化合物の金属塩を含む。塩は、実質的に化学量論的な量の金属を含む場合があり、その場合、それらは通常、正塩または中性塩として記載される。過剰な金属化合物(酸化物または水酸化物など)を酸性ガス(例えば二酸化炭素)と反応させることで、大量の金属塩基が組み込まれ得る。
使用され得る清浄剤には、油溶性の中性および過塩基性スルホナート、ホウ素化スルホナート、フェナート、硫化フェナート、チオホスホナート、サリチラート、およびナフテナート、ならびに、金属、特にアルカリまたはアルカリ土類金属、例えばバリウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウムおよびマグネシウムのその他の油溶性カルボキシラートが含まれる。最も一般に使用される金属は、両方とも潤滑剤に使用される清浄剤に存在し得るカルシウムおよびマグネシウム、ならびにカルシウムおよび/またはマグネシウムとナトリウムとの混合物である。
摩擦調整剤
本開示の潤滑油組成物は、可動部品間の摩擦を低下させることができる摩擦調整剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の摩擦調整剤が使用されてもよい。適切な摩擦調整剤の非限定的な例には、脂肪族カルボン酸;脂肪族カルボン酸の誘導体(例えばアルコール、エステル、ホウ酸エステル、アミド、金属塩など);モノ、ジまたはトリアルキル置換リン酸またはホスホン酸;モノ、ジまたはトリアルキル置換リン酸またはホスホン酸の誘導体(例えば、エステル、アミド、金属塩など);モノ、ジまたはトリアルキル置換アミン;モノまたはジアルキル置換アミドおよびそれらの組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、摩擦調整剤の例には、アルコキシル化脂肪族アミン;ホウ化脂肪族エポキシド;脂肪族ホスファイト、脂肪族エポキシド、脂肪族アミン、ホウ酸化アルコキシル化脂肪族アミン、脂肪酸の金属塩、脂肪酸アミド、グリセロールエステル、ホウ酸化グリセロールエステル;および米国特許第6,372,696号明細書に開示されている脂肪族イミダゾリン;C−C75、またはC−C24、またはC−C20脂肪酸エステルと、アンモニアおよびアルカノールアミンからなる群から選択される窒素含有化合物との反応生成物から得られる摩擦調整剤、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
耐摩耗性化合物
本開示の潤滑油組成物は、摩擦および過度の摩耗を低減することができる1種以上の耐摩耗性剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の耐摩耗性剤が使用されてもよい。適切な耐摩耗性剤の非限定的な例には、ジチオリン酸亜鉛、ジチオホスファートの金属(例えば、Pb、Sb、Moなど)塩、ジチオカルバマートの金属(例えば、Zn、Pb、Sb、Moなど)塩、脂肪酸の金属(例えば、Zn、Pb、Sbなど)塩、ホウ素化合物、リン酸エステル、ホスファイトエステル、リン酸エステルまたはチオリン酸エステルのアミン塩、ジシクロペンタジエンおよびチオリン酸の反応生成物、およびそれらの組み合わせが含まれる。
特定の実施形態において、耐摩耗性剤は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛化合物などのジヒドロカルビルジチオホスファート金属塩であるか、またはそれを含む。ジヒドロカルビルジチオホスファート金属塩の金属は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、またはアルミニウム、鉛、スズ、モリブデン、マンガン、ニッケルもしくは銅であってもよい。いくつかの実施形態では、金属は亜鉛である。他の実施形態では、ジヒドロカルビルジチオホスファート金属塩のアルキル基は、約3〜約22個の炭素原子、約3〜約18個の炭素原子、約3〜約12個の炭素原子、または約3〜約8個の炭素原子を有する。アルキル基は直鎖でも分岐鎖でもよい。
泡抑制剤
本開示の潤滑油組成物は、油中の泡を破壊することができる1種以上の泡抑制剤または消泡剤を含むことができる。当業者に知られている任意の泡抑制剤または消泡剤は潤滑油組成物に使用されてもよい。適切な泡抑制剤または消泡剤の非限定的な例には、シリコーン油またはポリジメチルシロキサン、フルオロシリコーン、アルコキシル化脂肪族酸、ポリエーテル(例えば、ポリエチレングリコール)、分岐ポリビニルエーテル、アルキルアクリラートポリマー、アルキルメタクリラートポリマー、ポリアルコキシアミンおよびそれらの組み合わせが含まれる。一部の実施形態では、泡抑制剤または消泡剤は、グリセロールモノステアラート、ポリグリコールパルミタート、トリアルキルモノチオホスファート、スルホン化リシノール酸のエステル、ベンゾイルアセトン、メチルサリチラート、グリセロールモノオレアート、またはグリセロールジオレアートを含む。
流動点降下剤
本開示の潤滑油組成物は、潤滑油組成物の流動点を低下させることができる1種以上の流動点降下剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の流動点降下剤が使用されてもよい。適切な流動点降下剤の非限定的な例には、ポリメタクリラート、アルキルアクリラートポリマー、アルキルメタクリラートポリマー、ジ(テトラパラフィンフェノール)フタラート、テトラパラフィンフェノールの縮合物、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、およびそれらの組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、流動点降下剤は、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリアルキルスチレンなどを含む。
抗乳化剤
本開示の潤滑油組成物は、水または蒸気にさらされる潤滑油組成物における油水分離を促進することができる1種以上の抗乳化剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の抗乳化剤が使用されてもよい。適切な抗乳化剤の非限定的な例には、アニオン性界面活性剤(例えば、アルキル−ナフタレンスルホナート、アルキルベンゼンスルホナートなど)、非イオン性アルコキシル化アルキルフェノール樹脂、アルキレンオキシドのポリマー(例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシドのブロックコポリマーなど)、油溶性酸のエステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステルおよびそれらの組み合わせが含まれる。
腐食防止剤
本開示の潤滑油組成物は、腐食を低減することができる1種以上の腐食防止剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の腐食防止剤が使用されてもよい。適切な腐食防止剤の非限定的な例には、ドデシルコハク酸のハーフエステルまたはアミド、ホスファートエステル、チオホスファート、アルキルイミダゾリン、サルコシンおよびそれらの組み合わせが含まれる。
極圧剤
本開示の潤滑油組成物は、極圧の条件下で滑り金属表面が焼き付くことを防ぐことができる1種以上の極圧(EP)剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の極圧剤が使用されてもよい。一般に、極圧剤は、金属と化学的に結合して、高負荷下で対向する金属表面の凹凸の溶着を防止する表面皮膜を形成することができる化合物である。適切な極圧剤の非限定的な例には、硫化動物または植物の脂肪または油、硫化動物または植物の脂肪酸エステル、リンの三価または五価酸の完全または部分エステル化エステル、硫化オレフィン、ジヒドロカルビルポリスルフィド、硫化ディールスアルダー付加物、硫化ジシクロペンタジエン、脂肪酸エステルとモノ不飽和オレフィンとの硫化または共硫化混合物、脂肪酸/脂肪酸エステル/アルファオレフィンの共硫化ブレンド、機能置換ジヒドロカルビルポリスルフィド、チア−アルデヒド、チア−ケトン、エピチオ化合物、硫黄含有アセタール誘導体、テルペンと非環式オレフィンとの共硫化ブレンド、およびポリスルフィドオレフィン製品、リン酸エステルまたはチオリン酸エステルのアミン塩、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。
防錆剤
本開示の潤滑油組成物は、鉄金属表面の腐食を抑制することができる1種以上の防錆剤を含むことができる。潤滑油組成物には、当業者に知られている任意の防錆剤が使用されてもよい。適切な防錆剤の非限定的な例には、非イオン性ポリオキシアルキレン剤、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールモノステアラート、ポリオキシエチレンソルビトールモノオレアート、およびポリエチレングリコールモノオレアート;ステアリン酸およびその他の脂肪酸;ジカルボン酸;金属石鹸;脂肪酸アミン塩;重スルホン酸の金属塩;多価アルコールの部分カルボン酸エステル;リン酸エステル;(短鎖)アルケニルコハク酸;その部分エステルおよびその窒素含有誘導体;合成アルカリールスルホナート、例えば金属ジノニルナフタレンスルホナート;および類似物、ならびにそれらの混合物が含まれる。
多機能添加剤
本開示の潤滑油組成物は、1種以上の多機能添加剤を含むことができる。適切な多機能添加剤の非限定的な例には、硫化オキシモリブデンジチオカルバマート、硫化オキシモリブデン有機ホスホロジチオアート、オキシモリブデンモノグリセリド、オキシモリブデンジエチラートアミド、アミン−モリブデン錯体化合物、および硫黄含有モリブデン錯体化合物が含まれる。
粘度指数向上剤
本開示の潤滑油組成物は、1種以上の粘度指数向上剤を含むことができる。適切な粘度指数向上剤の非限定的な例には、オレフィンコポリマー、例えばエチレン−プロピレンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、水和スチレン−イソプレンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメタクリラート、ビニルピロリドンおよびメタクリラートコポリマー、ならびに分散剤タイプの粘度指数向上剤が含まれるが、これらに限定されない。これらの粘度調整剤は、場合により、例えば無水マレイン酸などのグラフト材料でグラフト化でき、グラフト化材料は、例えば、アミン、アミド、窒素含有複素環式化合物またはアルコールと反応して、多機能粘度調整剤(分散剤−粘度調整剤)を形成できる。粘度調整剤の他の例には、星形ポリマー(例えば、イソプレン/スチレン/イソプレントリブロックを含む星形ポリマー)が含まれる。粘度調整剤のさらに他の例には、低ブルックフィールド粘度および高剪断安定性のポリアルキル(メタ)アクリラート、高ブルックフィールド粘度および高剪断安定性の分散剤特性を有する官能化ポリアルキル(メタ)アクリラート、700〜2,500ダルトンの範囲の重量平均分子量を有するポリイソブチレン、ならびにそれらの混合物が含まれる。
金属不活性化剤
本開示の潤滑油組成物は、1種以上の金属不活性化剤を含むことができる。適切な金属不活性化剤の非限定的な例には、ジサリチリデンプロピレンジアミン、トリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、およびメルカプトベンズイミダゾールが含まれる。
前述の添加剤のそれぞれは、使用される場合、潤滑剤に所望の特性を付与するために機能的に有効な量で使用される。したがって、例えば、添加剤が摩擦調整剤である場合、この摩擦調整剤の機能的に有効な量は、潤滑剤に所望の摩擦調整特性を付与するのに十分な量になるであろう。一般に、これらの添加剤のそれぞれの濃度は、使用する場合、特に指定しない限り、潤滑油組成物の総重量に基づいて約0.001重量%〜約10重量%、一実施形態では約0.005重量%〜約5重量%、または一実施形態では約0.1重量%〜約2.5重量%の範囲であってもよい。さらに、潤滑油組成物中の添加剤の総量は、潤滑油組成物の総重量に基づいて約0.001重量%〜約20重量%、約0.01重量%〜約10重量%、または約0.1重量%〜約5重量%の範囲であってもよい。
潤滑油添加剤濃縮物
本明細書に記載の分散剤組成物は、添加剤濃縮物を形成するために、分散剤組成物が鉱油などの実質的に不活性で通常液体の有機希釈剤に組み込まれる添加剤パッケージまたは濃縮物として提供され得る。通常、100℃で動粘度4〜8.5mm/秒(例えば100℃で4〜6mm/秒)の中性油が希釈剤として使用されるが、合成油ならびに添加剤および完成潤滑油と適合性のある他の有機液体も使用できる。
通常、濃縮物には、輸送および保管中に取り扱いを容易にするのに十分な希釈剤が含まれる。これらの濃縮物は、通常、80〜20重量%の有機液体希釈剤および20〜80重量%の本明細書に記載の分散剤組成物を含む。
以下の例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を決して限定するものではない。
例1
3−(フェニルアミノ)プロパン酸メチルエステルの調製
(CAS番号21911−84−2)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、アニリン(13.96g、0.15mol)および1,2−ジクロロエタン(150mL)を添加した。次いで、この溶液に、シリカ上の塩化アルミニウム(6.7g、11mmol、1.67mmol/g)およびメチルアクリラート(19.4g、0.225mol)を添加した。次いで、窒素下で熱電対を備えた予熱されたアルミニウムトレイを使用して、反応混合物を60℃に4時間加熱した。次いで、反応混合物を濾過し、母液を水(2回)、ブラインで洗浄し、乾燥させ(MgSO)、濾過し、減圧下で濃縮して、黄色の固体(25.4g、収率94%)を得た。生成物には、約17%の3−[(3−メトキシ−3オキソプロピル)フェニルアミノ]ジプロパン酸ジメチルエステル(CAS番号53733−94−1)が含まれていた。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.61(t,J=6.38Hz,2H),3.45(t,J=6.36Hz,2H),3.69(s,3H),4.00(br.s,1H),6.61(m,2H),6.71(m,1H),7.17(m,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ173.0,147.7,129.5,117.9,113.2,51.9,39.5,33.8。FTIR(cm−1):ν(N−H)st 3397,ν(C−H)st2951,ν(C=O)st1727,(C−H)ν,oop747,692。
例2
メチル3−(エチルアニリノ)酸メチルエステルの調製
(CAS番号21608−06−0)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、N−エチルアニリン(25g、0.21mol)およびメチルアクリラート(26.6g、0.31mol)を添加した。次いで、この溶液にシリカ上の塩化アルミニウム(9.25g、15.45mmol、1.67mmol/g)を添加した。次いで、窒素下で熱電対を備えた予熱されたアルミニウムトレイを使用して、反応混合物を80℃に12時間加熱した。反応混合物を5%酢酸エチル:ヘキサンで希釈し、シリカのパッドに通し(4インチx0.5インチ)、減圧下で濃縮して、オレンジ色の油(30g、収率70%)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm)δ7.22(dd,J=9.0,7.1Hz,2H),6.72−6.65(m,3H),3.69(s,3H),3.66−3.59(m,2H),3.37(q,J=7.1Hz,2H),2.67−2.54(m,2H),1.15(t,J=7.1Hz,3H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ172.65,147.24,129.37,116.25,112.22,51.71,46.21,45.07,32.46,12.38。FTIR(cm−1):ν(N−H)st 3397,ν(C−H)st 2951,ν(C=O)st 1732,(C−H)ν,oop 744,692;元素分析(%)計算C:69.54;H:8.27;N:6.76;実験C:69.74;H:8.00;N:6.64。
例3
3−(4−フェニルアミノ−フェニルアミノ)プロパン酸メチルエステルの調製
(CAS番号491874−00−1)
窒素下で撹拌棒および還流冷却器を含む丸底フラスコに、N−フェニル−1,4−フェニレンジアミン(36.8g、0.2mol)を添加し、続いてシリンジを介して徐々にメチルアクリラート(34.4g、0.4mol)を添加した。得られた反応混合物を5分間撹拌し、その後、シリカ担持塩化アルミニウムシリカ(9g、15mmol、1.67mmol/g)を添加した。次いで、窒素下で熱電対を備えた予熱されたアルミニウムトレイを使用して、反応混合物を80℃に6時間加熱した。次いで、反応混合物を酢酸エチルで希釈し、濾過し、母液を収集し、水、ブラインで洗浄し、乾燥させ(NaSO)、濾過し、減圧下で濃縮して、暗色の油(50g、収率92%)を得て、これを放置してゆっくり結晶化させた。生成物は、約33%の3−(4−フェニルアミノ−フェニルアミノ)ジプロパン酸ジメチルエステル;代替名:ジメチル3,3’−(4−フェニルアミノフェニル)アザンジイル)ジプロパノアートを含んでいた。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.64(t,J=6.34Hz,2H),3.61(t,J=7.16Hz,2H),3.71(s,3H),6.62(d,J=8.52Hz,2H),6.78(t,J=7.64Hz,1H),6.84(d,J=7.88Hz,2H),7.01(d,J=8.52Hz,2H),7.18(m,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ173.0,143.8,133.3,129.4,123.8,123.1,119.0,115.1,114.2,51.9,40.2,33.9。FTIR(cm−1):ν(N−H)st 3383,ν(C−H)st 2950,ν(C=O)st 1723,(C−H)ν,oop 746,693。
例4
1−ピペラジンプロパン酸4−フェニルメチルエステルの調製
(CAS番号339556−29−5)
撹拌棒を含む丸底フラスコにフェニルピペラジン(10g、61.6mmol)を添加した後、室温でシリンジを介してメチルアクリラート(7.96g、92.4mmol)を徐々に添加した。得られた淡黄色の溶液を室温で23時間撹拌した。次いで、揮発物を減圧下で除去して、黄色油(15.2g、収率99%)を得て、これを室温で結晶化させる。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.55(t,J=7.36Hz,2H),2.63(t,J=5.02Hz,4H),2.76(t,J=4.98Hz,2H),3.19(t,J=5.04Hz,4H),3.69(s,3H),6.85(m,1H),6.92(m,2H),7.26(q,J=5.35Hz,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ173.0,151.4,129.2,119.9,116.2,53.7,53.1,51.8,49.3,32.3。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2947,ν(C−H)st 2817,ν(C=O)st 1733,(C−H)ν,oop 756,690。元素分析(%)計算C:67.71;H:8.12;N:11.28;実験C:67.93;H:8.16;N:11.24。
例5
ジメチル2−((4−フェニルピペラジン−1−イル)メチル)スクシナートの調製
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、フェニルピペラジン(7g、0.043mol)を添加し、続いて室温でイタコン酸ジメチル(7.14g、0.045mol)を添加した。得られた反応混合物を室温、窒素下で18時間撹拌した。次いで、揮発物を除去して、淡黄色の結晶(13.9g、収率100%)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ7.29−7.22(m,2H),6.94−6.88(m,2H),6.85(tt,J=7.2,1.1Hz,1H),3.71(s,3H),3.68(s,3H),3.14(t,J=5.0Hz,5H),2.77−2.54(m,7H),2.49(dd,J=12.3,8.9Hz,1H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ174.5,172.5,151.3,129.1,119.7,116.0,59.4,53.2,52.0,51.8,49.2,39.7.34.4。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2954,ν(C−H)st 2814,ν(C=O)st 1725,(C−H)ν,oop 840,766,694。
例6
4−モルホリンプロパン酸メチルエステルの調製
(CAS番号33611−43−7)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、モルホリン(21.8g、0.25mol)およびメチルアクリラート(32.3g、0.375mol)を添加した。得られた反応混合物を室温で5時間撹拌した。次いで、混合物を酢酸エチルで希釈し、有機溶液をブラインで洗浄し(2回)、乾燥させ(MgSO)、濾過し、減圧下で濃縮して、無色の油(28.7g、収率66%)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.44(t,J=4.48Hz,4H),2.49(t,J=7.32Hz,2H),2.67(t,J=4.85Hz,2H),3.68(m,7H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ172.9,67.0,54.0,53.4,51.7,31.9。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2952,ν(C−H)st 2853,ν(C−H)st 2810,ν(C=O)st 1734,(C−H)ν,oop 772,619。元素分析(%)計算C:55.47;H:8.73;N:8.09;実験C:53.97;H:8.76;N:7.63。
例7
4−モルホリンプロパン酸、α−メチル−、メチルエステルの調製
(CAS番号20120−26−7)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、メチルメタクリラート(34.5g、0.34mol)を添加し、続いて室温で2分かけてモルホリン(20g、0.23mol)をピペットを介して添加した。得られた反応混合物を室温で10分間撹拌し、次いで窒素下で熱電対を備えたアルミニウムトレイを使用して80℃に加熱した。次いで、反応混合物を室温に冷却し、16時間撹拌し、その後、さらに4時間80℃に再加熱し、再び室温に冷却した。次いで、揮発物を減圧下で除去して、淡黄色の粘性油(21.6g、収率50%)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ1.14(d,J=6.76 Hz,3 H),2.29(q,J=5.88Hz,1H),2.42(m,4 H),2.66(m,2H),3.65(t,J=4.66Hz,4H),3.68(s,3H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ176.5,67.2,62.1,53.8,51.7,37.7,15.6。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2951,ν(C−H)st 2852,ν(C−H)st 2809,ν(C=O)st 1729,(C−H)ν,oop 799,749,628。
例8
4−モルホリンプロパン酸、β−メチル−、メチルエステルの調製
(CAS番号33611−45−9)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、trans−メチルクロトナート(34.5g、0.34mol)を添加し、続いて室温で2分かけてモルホリン(20g、0.23mol)をピペットを介して添加した。得られた反応混合物を室温で10分間撹拌し、次いで窒素下で熱電対を備えたアルミニウムトレイを使用して80℃に6時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。次いで、揮発物を減圧下で除去して、淡黄色の粘性油を得た(16.8g、収率39%)。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ1.00(d,J=6.64Hz,3H),2.19(q,J=7.43Hz,1H),2.47(m,5H),3.04(m,1H),3.60(m,7H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ172.9,67.4,56.7,51.6,48.7,38.2,14.8。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2954,ν(C−H)st 2853,ν(C−H)st 2814,ν(C=O)st 1734,(C−H)ν,oop 851,754,630。
例9
1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルの調製
(CAS番号600167−46−2)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコにインドリン(10g、0.084mol)を添加し、続いてシリンジを介して室温でメチルアクリラート(10.8g、0.126mol)を添加した。混合物を室温で5分間撹拌し、その後、シリカ上の塩化アルミニウム(3.77g、6.3mmol、1.67mmol/g)を添加し、得られた混合物を室温でさらに10分間撹拌した。次いで、窒素下で熱電対を備えた予熱されたアルミニウムトレイを使用して、反応混合物を60℃に4時間加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、酢酸エチルで希釈し、シリカパッド(4インチ×0.75インチ)を通して濾過し、追加の酢酸エチルで溶出した。溶液を減圧下で濃縮して紫色の油(14.66g、85%収率)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ7.12−7.05(m,2H),6.68(td,J=7.4,1.0Hz,1H),6.53(dd,J=8.1,0.9Hz,1H),3.71(s,3H),3.44(t,J=7.1Hz,2H),3.37(t,J=8.3Hz,2H),2.97(t,J=8.3Hz,2H),2.63(t,J=7.1Hz,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ172.8,151.9,130.0,127.4,124.6,117.9,107.1,53.2,51.9,45.2,32.4,28.7。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2949,ν(C−H)st 2841,ν(C=O)st 1732,(C−H)ν,oop 866,836,742;元素分析(%)計算C:70.22;H:7.37;N:6.82;実験C:70.4;H:6.81;N:6.37。
例10
カルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルの調製
(CAS番号88107−73−7)
撹拌棒を含む丸底フラスコに、カルバゾール(10.03g、60mmol)およびジメチルホルムアミド(60mL)を添加した。得られた混合物を、均質になるまで室温で撹拌した。次いで、この溶液にメチルアクリラート(7.74g、90mmol)および炭酸カリウム(9.12g、66mmol)を添加した。得られた反応混合物を室温で7時間撹拌した。次いで、溶液を濾過し、母液を収集し、減圧下で濃縮して、褐色の粘性油を得た。次いで、油を、0〜40%の酢酸エチル:ヘキサン勾配を使用するフラッシュクロマトグラフィにより精製した。生成物画分を合わせ、減圧下で無色の油(7.9g、収率52%)に濃縮し、これが室温で結晶化した。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.87(t,J=7.08Hz,2H),3.61(s,3H),4.66(t,J=7.06Hz,2H),7.25(m,J=3.98Hz,2H),7.49(d,J=3.64Hz,4H),8.10(d,J=7.76Hz,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl):172.1,140.5,126.2,123.4,120.7,119.5,109.2,52.1,39.2,33.7。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 2959,ν(C=O)st 1730,(C−H)δ,oop 747,721,709,676。元素分析(%)計算C:75.87;H:5.97;N:5.53;実験C:75.80;H:5.95;N:5.46。
例11
メチル3−(10H−フェノチアジン−10−イル)プロピオン酸メチルエステルの調製
(CAS番号362−04−9)
窒素下で撹拌棒を含むオーブン乾燥したシュレンク丸底フラスコに、炭酸カリウム(7.6g、0.055mol)、フェノチアジン(10g、0.050mol)およびジメチルホルムアミド(50mL)を室温で添加した。次いで、この溶液に、シリンジを介してメチルアクリラート(6.46g、6.79mL、0.075mol)を添加した。得られた反応混合物を、窒素下で熱電対を備えた予熱されたアルミニウムトレイを使用して、60℃で42時間撹拌した。次いで、溶液を冷却し、濾過し、固体を酢酸エチル(20mL)で洗浄した。次いで、母液を減圧下で濃縮して、褐色の粘性油にした。この油にトルエン(20mL)を添加し、混合物を短時間撹拌した。得られた不溶性画分を濾過により除去した。次いで、合わせた母液画分をシリカゲルカラムに装填し、溶出液として0〜10%の酢酸エチル:ヘキサンを使用するフラッシュクロマトグラフィにより精製した。生成物画分を合わせ、減圧下で濃縮して、無色の油(3.2g、収率22%)を得て、これは室温で貯蔵すると結晶化した。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ7.19−7.11(m,4H),6.93(td,J=7.5,1.2Hz,2H),6.88(dd,J=8.1,1.1Hz,2H),4.21(t,J=7.4Hz,2H),3.70(s,3H),2.84(t,J=7.6Hz,2H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ172.0,144.7,127.6,127.3,125.3,122.8,115.2,77.3,77.0,76.7,51.9,42.9,32.4。FTIR(cm−1):ν(C−H)st 3060,2996,2948,ν(C=O)st 1730,(C−H)ν,oop 744,728,694。
例12
1H−イミダゾール−1−プロパン酸メチルエステルの調製
(CAS番号18999−46−7)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、イミダゾール(5.0g、73.4mmol)、炭酸セシウム(4.0g、12.2mmol)、およびテトラヒドロフラン(20mL)を添加した。この溶液に、シリンジを介してメチルアクリラート(6.9g、80.7mmol)を添加した。反応混合物を室温で8時間撹拌し、次いで濾過して固体を除去した。粗反応混合物を減圧下で濃縮して、粘稠な黄色の油(11.1g、収率98%)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.75(t,J=6.7Hz,2H),3.65(s,3H),4.22(t,J=6.7Hz,3H),6.92(s,1H),6.94(s,1H),7.43(s,1H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ170.9,137.2,129.6,118.8,52.0,42.2,35.7。
例13
1H−ベンズイミダゾール−1−プロパン酸メチルエステルの調製
(CAS番号144186−69−6)
窒素下で撹拌棒を含む丸底フラスコに、ベンズイミダゾール(5.0g、42.3mmol)、炭酸セシウム(2.3g、7.1mmol)、およびテトラヒドロフラン(20mL)を添加した。この溶液にメチルアクリラート(4.0g、46.5mmol)をシリンジで添加した。反応混合物を室温で8時間撹拌し、次いで濾過して固体を除去した。粗反応混合物を減圧下で濃縮して、粘稠な褐色の油(8.5g、収率99%)を得た。H NMR(400MHz,CDCl,ppm):δ2.86(t,J=6.4Hz,2H),3.63(s,3H),4.47(t,J=6.4Hz,3H),7.22−7.31(m,2H),7.41(d,J=7.4Hz 1H),7.71(d,J=7.4Hz 1H),7.91(s,1H)。13C NMR(100MHz,CDCl):δ170.0,143.9,143.3,133.4,123.1,122.3,120.6,109.3,52.1,40.3,34.2。
例14
0.3当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%、M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナートで後処理した2300MW PIBスクシンイミド(99.3g)(窒素含有量=1.05重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(0.86g、3.4mmol、スクシンイミドの0.3当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にジブチルスズジラウラート(1.0g、0.0016mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を5時間150℃に加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例15
0.7当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%、M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナートで後処理した2300MW PIBスクシンイミド(200g)(窒素含有量=1.05重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(4.35g、0.017mol、スクシンイミドの0.7当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にチタンイソプロポキシド(1.2g、0.0042mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を150℃に10〜12時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例16
1.5当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%、M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナートで後処理した2300MW PIBスクシンイミド(477.4g)(窒素含有量=1.01重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(20g、0.079mol、スクシンイミドの1.5当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にチタンイソプロポキシド(2.86g、0.01mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を150℃に10〜12時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例17
2.3当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%、M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナートで後処理した2300MW PIBスクシンイミド(208g)(窒素含有量=1.05重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(13.6g、0.054mol、スクシンイミドの2.3当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にチタンイソプロポキシド(1.25g、0.0044mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を150℃に10〜12時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例18
3.0当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%、M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナートで後処理した2300MW PIBスクシンイミド(294g)(窒素含有量=1.05重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(25.6g、0.1mol、スクシンイミドの3.0当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にジブチルスズジラウラート(1.6g、0.0025mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を10〜12時間160℃に加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例19
0.7当量の1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例9に記載された方法のスケールアップ方法により調製された1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルを使用して、例15に記載されたエステル交換により調製された。
例20
1.5当量の1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例9に記載された方法のスケールアップ方法により調製された1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例21
2.3当量の1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例9に記載された方法のスケールアップ方法により調製された1H−インドール−1−プロパン酸、2,3−ジヒドロ−、メチルエステルを使用して、例17に記載されたエステル交換により調製された。
例22
1.5当量の3−(フェニルアミノ)プロパン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例1に記載されたもののスケールアップされた方法により調製された3−(フェニルアミノ)プロパン酸メチルエステルを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例23
1.5当量のメチル3−(エチルアニリノ)酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例2に記載された方法のスケールアップされた方法により調製されたメチル3−(エチルアニリノ)酸メチルエステルを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例24
1.5当量の3−(4−フェニルアミノ−フェニルアミノ)プロパン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例3に記載されたもののスケールアップされた方法により調製された3−(4−フェニルアミノ−フェニルアミノ)プロパン酸メチルエステルを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例25
1.5当量の1−ピペラジンプロパン酸4−フェニルメチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例4に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製された1−ピペラジンプロパン酸4−フェニルメチルエステルを使用して、例16に記載されているエステル交換により調製された。
例26
1.5当量の4−モルホリンプロパン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例6に記載された方法のスケールアップされた方法により調製された4−モルホリンプロパン酸メチルエステルを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例27
1.5当量のメチル2−メチル−3−モルホリノプロパノアートを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例7に記載された方法のスケールアップされた方法により調製されたメチル2−メチル−3−モルホリノプロパノアートを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例28
1.5当量のメチルメチル3−モルホリノブタノアートを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例8に記載された方法のスケールアップされた方法により調製されたメチルメチル3−モルホリノブタノアートを使用して、例16に記載されたエステル交換により調製された。
例29
1.5当量のメチル3−(10H−フェノチアジン−10−イル)プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例11に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製された3−(10H−フェノチアジン−10−イル)プロピオン酸メチルエステルを使用して、例16に記載されている手順に従うエステル交換により調製された。
例30
1.5当量の1H−イミダゾール−1−プロパン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例12に記載されたもののスケールアップされた方法により調製された1H−イミダゾール−1−プロパン酸メチルエステルを使用して、例16に記載された手順に従うエステル交換により調製された。
例31
1.5当量の1H−ベンズイミダゾール−1−プロパン酸メチルエステルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
この分散剤は、例13に記載されたもののスケールアップされた方法により調製された1H−ベンズイミダゾール−1−プロパン酸メチルエステルを使用して、例16に記載された手順に従うエステル交換により調製された。
例32
1.5当量のニコチン酸メチルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
この分散剤は、ニコチン酸メチルを使用して、例16に記載の手順に従うエステル交換により調製した。
例33
1.5当量のメチルキノリン−2−カルボキシラートを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
この分散剤は、メチルキノリン−2−カルボキシラートを使用して、例16に記載の手順に従うエステル交換により調製した。
例34
1.5当量の2−ピラジン−カルボキシラートを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
この分散剤は、メチル2−ピラジンカルボキシラートを使用して、例16に記載の手順に従ってエステル交換により調製した。
例35
1.5当量のメチルインドール−2−カルボキシラートを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
この分散剤は、メチルインドール−2−カルボキシラートを使用して、例16に記載の手順に従ってエステル交換により調製した。
例36
1.5当量のサリチル酸メチルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%;M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナート後処理した2300MW PIBスクシンイミド(270.62g、窒素含有量=1.01%)を0.5Lのガラス反応器に充填した。反応器に、オーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。サリチル酸メチル(6.81g、0.045gmol、スクシンイミドの1.5当量)を室温で一度に添加した。次いで、反応器を約180mL/分の一定の窒素流でパージした。反応器の撹拌機を始動させ、チタンイソプロポキシド(1.62g、0.006gmol)をシリンジを介して反応混合物に添加した。反応混合物を6時間150℃に加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例37
1.5当量のフェニル酢酸メチルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%;M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナート後処理した2300MW PIBスクシンイミド(245.81g、窒素含有量=1.01%)を0.5Lのガラス反応器に充填した。反応器に、オーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。フェニル酢酸メチル(6.11g、0.041gmol、スクシンイミドの1.5当量)を室温で一度に添加した。次いで、反応器を約180mL/分の一定の窒素流でパージした。反応器の撹拌機を始動させ、チタンイソプロポキシド(4.42g、0.018gmol)をシリンジを介して反応混合物に添加した。反応混合物を150℃に12時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例38
1.6当量の安息香酸エチルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%;M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナート後処理した2300MW PIBスクシンイミド(335.17g、窒素含有量=0.98%)を0.5Lのガラス反応器に充填した。反応器に、オーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。安息香酸エチル(8.47g、0.056gmol、スクシンイミドの1.6当量)を室温で一度に添加した。次いで、反応器を約180mL/分の一定の窒素流でパージした。反応器の撹拌機を始動させ、チタンイソプロポキシド(2.01g、0.007gmol)をシリンジを介して反応混合物に添加した。反応混合物を150℃に4時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例39
1.5当量の安息香酸メチルを用いるEC処理PIBスクシンイミド分散剤
エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7%;M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナート後処理した2300MW PIBスクシンイミド(338.93g、窒素含有量=1.01%)を0.5Lのガラス反応器に充填した。反応器に、オーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。安息香酸メチル(7.64g、0.056gmol、スクシンイミドの1.5当量)を室温で一度に添加した。次いで、反応器を約180mL/分の一定の窒素流でパージした。反応器の撹拌機を始動させ、チタンイソプロポキシド(6.00g、0.021gmol)をシリンジを介して反応混合物に添加した。反応混合物を150℃に14時間加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例40
0.7当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるδ−カプロラクトン処理PIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7重量%、M=250〜300g/モル)から調製した、δ−カプロラクトンで後処理した2300MW PIBスクシンイミド(98.4g)(窒素含有量=1.19重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(2.32g、9.2mmol、スクシンイミドの0.7当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にジブチルスズジラウラート(1.01g、0.0016mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を10〜12時間150℃に加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
例41
1.5当量のカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステルを用いるEC処理された低MWのPIBスクシンイミド分散剤のマイケル付加物
四つ口丸底フラスコに、エチレンアミンE−100(窒素含有量=33.7重量%、M=250〜300g/モル)から調製した、エチレンカルボナートで後処理した1300MW分子量PIBスクシンイミド(99.2g、窒素含有量=2.20重量%)を添加した。次いで、丸底フラスコにオーバーヘッドスターラ、熱電対、窒素入口を装備した。例10に記載されている方法のスケールアップされた方法により調製されたカルバゾール−9−プロピオン酸メチルエステル(8.94g、35.3mmol、スクシンイミドの1.5当量)を室温で窒素下にて一度に添加した。次いで、この反応混合物にジブチルスズジラウラート(1.01g、0.0016mol)をシリンジを介して添加し、反応混合物を10〜12時間150℃に加熱した。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。
配合物ベースラインA
従来の量の酸化防止剤パッケージ、フェナートおよびスルホナートを含むカルシウム系清浄剤パッケージ、ジチオリン酸亜鉛、粘度指数向上剤、流動点降下剤、泡抑制剤、およびバランス潤滑油を含むベースライン潤滑油組成物を調製した。
比較例A
潤滑油組成物は、約6重量%のエチレンカルボナート後処理2300MW PIBスクシンイミドを配合物ベースラインAに添加することにより調製した。
高温腐食ベンチ試験(HTCBT)
本発明の例16、20、22〜26、28、32、34〜35、38の6重量%の分散剤を含むベースライン配合物Aを使用する潤滑油組成物および比較例Aを、ASTM D6594に従って高温腐食ベンチ試験(HTCBT)で試験し、様々な金属、特にカムフォロア(cam followers)およびベアリングに一般に使用される鉛および銅の合金を腐食させる潤滑油配合物の能力を決定した。銅、鉛、スズ、リン青銅の4つの金属試料を、測定量のエンジンオイルに含浸する。高温(170℃)の油に、一定時間(168時間)空気(5L/h)を吹き込む。試験が完了するときに、金属試験片および疲労した油(stressed oil)を検査して、腐食および腐食生成物をそれぞれ検出する。新しい油および疲労した油の金属濃度、ならびに金属濃度のそれぞれの変化を報告する。合格するには、鉛の濃度が120ppmを超えてはならない。HTCBT試験の試験結果を以下の表2にまとめる。
Figure 0006848093
結果は、本開示の例を含むすべての潤滑油組成物が、比較例Aの潤滑油組成物と比較して、鉛腐食において改善された性能を提供したことを実証している。
すす増粘ベンチ試験
本開示の6、4または2重量%の分散剤を含むベースライン配合物Aを使用する潤滑油組成物および比較例Aは、配合物の分散能力およびすすの代用物であるカーボンブラックの添加から得られる粘度の増加制御能力を測定するすす試験を使用して動的粘度(dynamic viscosity)について評価された。この試験では、ガラス管に40gの潤滑油を充填し、凝縮器に取り付けた。各油を200℃で加熱し、115mL/分の空気流で油を8時間バブリングした。次いで、0.5gのVULCAN(登録商標)XC72Rカーボンブラック(Cabot Corporation)を12gの各酸化油に添加した。得られた混合物を60℃のオーブンで16時間加熱した。オーブンから取り出した後、混合物を1分間撹拌し、次いでペイントシェーカを使用して30分間、またはResodyn LabRAM II音響ミキサを使用して4分間均質化して、カーボンブラックを完全に分散させた。次いで、混合物を100℃の真空オーブン(全真空、<25mmHg)で30分間加熱した。混合物を真空オーブンから取り出し、粘度測定の直前に30秒間ボルテックスミキサを使用して撹拌した。次いで、カーボンブラックを含む各潤滑油の動的粘度を、コーンおよびプレートの幾何形状を用いてTA Instruments AR−G2レオメータで、0.65s−1の剪断速度にて100℃で900秒間測定したが、ここでコーンはステンレススチールであり、直径60mm、角度2°である。サンプル温度はペルチェプレート温度制御システムで制御された。報告される動的粘度は、試験終了時の値(EOT)である。動的粘度が低いほど、すすの分散が改善されていることを示す。本発明の例に関する3つの測定の各セットについて、比較例Aの測定が参照として実行された。すす試験の結果を表3にまとめる。
Figure 0006848093
例15〜23および30〜32のすす処理測定は、分散剤処理率の4および2重量%への低下に伴い、EOT粘度の増加を示した。例15〜23、30〜31、および40〜41の分散剤を含むベースライン配合物Aは、6重量%の分散剤の同じ処理率で同様または改善されたすす処理性能を示した。例15〜23の分散剤を含むベースライン配合物Aは、4または2重量%に低下した分散剤の処理率に関して同様または改善されたすす処理性能を示し、これにより、すす誘導粘度の低下におけるこれらの分散剤の効力の増大が実証された。

Claims (16)

  1. 油溶性または分散性分散剤組成物であって、以下の反応生成物:
    (i)有機カルボナート、エポキシド、ラクトン、ヒドロキシ脂肪族カルボン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される後処理剤で後処理されたポリアルケニルスクシンイミド;ならびに
    (ii)以下の構造(a)〜(c)の1つから選択されるアシル化剤:
    Figure 0006848093

    (式中:
    LGはアシル化反応で置換可能な脱離基であり;
    、R、R、およびRのそれぞれは、水素、アルキル、およびアリールから独立して選択され;
    nは1〜28であり;
    Figure 0006848093

    はアミン部分であり;および
    Figure 0006848093

    は、4〜20個の炭素原子を有する芳香族、ヘテロ芳香族、アルカリール、またはアルクヘテロアリール部分である)
    を含む、油溶性または分散性分散剤組成物。
  2. 前記ポリアルケニルスクシンイミドのポリアルケニル置換基が、500〜3000の数平均分子量を有する、請求項1に記載の分散剤組成物。
  3. 前記ポリアルケニルスクシンイミドがポリイソブテニルスクシンイミドである、請求項1に記載の分散剤組成物。
  4. 前記有機カルボナートが、エチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、ブチレンカルボナート、およびグリセリンカルボナートのうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の分散剤組成物。
  5. 前記エポキシドが、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、およびグリシドールのうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の分散剤組成物。
  6. 前記ラクトンが、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、およびδ−カプロラクトンのうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の分散剤組成物。
  7. 前記ヒドロキシ脂肪族カルボン酸が、グリコール酸、乳酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、および2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸のうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の分散剤組成物。
  8. 前記アシル化剤が以下の構造(f):
    Figure 0006848093

    (式中、RおよびRのそれぞれは、H、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、またはアリールから独立して選択され;RおよびRのそれぞれは、H、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、アリール、3−プロピオニル酸、もしくは3−プロピオニル酸エステルから独立して選択される、またはそれらが結合している窒素原子と一緒になる場合、窒素含有複素環を形成する)
    を有する、請求項1に記載の分散剤組成物。
  9. 前記アシル化剤が、以下の構造(g)〜(q):
    Figure 0006848093

    Figure 0006848093

    (式中、RおよびRのそれぞれは、H、C−C30アルキル、C−Cシクロアルキル、およびアリールから独立して選択され;R、R、R、R10、およびR11のそれぞれは、独立して、水素、アルキルまたはアリールから選択され;mは1〜4の整数であり;pは1〜5の整数である)
    から選択される、請求項8に記載の分散剤組成物。
  10. 前記アシル化剤が、以下の構造(r)〜(dd):
    Figure 0006848093

    (式中、各Xは、CH、O、S、およびNRから独立して選択され、ここでRはHまたはアリール、ヘテロアリール、アルキル、アルカリール、またはアルクヘテロアリールであり;各YはCHおよびNから独立して選択され;各R12はH、アルキルおよびアリールから独立して選択され;qは0〜5の整数であり;rは0〜5の整数であり;sは1〜10の整数である)
    のうちの1つから選択される、請求項8に記載の分散剤組成物。
  11. 前記アシル化剤(ii)と前記ポリアルケニルスクシンイミド(i)の充填モル比が0.3:1〜3:1の範囲である、請求項1に記載の分散剤組成物。
  12. (a)過半量の潤滑粘度の油、および(b)潤滑油組成物の総重量に基づいて0.05〜15重量%の、請求項1の分散剤組成物を含む潤滑油組成物。
  13. 抗乳化剤、清浄剤、分散剤、極圧剤、泡抑制剤、摩擦調整剤、多機能添加剤、酸化防止剤、流動点降下剤、防錆剤、摩耗防止剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項12に記載の潤滑油組成物。
  14. 80〜20重量%の有機液体希釈剤および20〜80重量%の請求項1に記載の分散剤組成物を含む潤滑油添加剤濃縮物。
  15. 請求項12に記載の潤滑油組成物を潤滑油として使用することにより、潤滑油で潤滑された圧縮点火エンジンにおけるすす誘導粘度増加を制御する方法。
  16. 請求項12に記載の潤滑油組成物を潤滑油として使用することにより、潤滑油で潤滑された圧縮点火エンジンの鉛腐食性能を改善する方法であって、前記潤滑油が、前記分散剤組成物が存在しない場合の高温腐食ベンチ試験ASTM D6594に従って、鉛に対して腐食性であると決定されるものである方法。
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