JPH0416459B2 - - Google Patents

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JPH0416459B2
JPH0416459B2 JP15209388A JP15209388A JPH0416459B2 JP H0416459 B2 JPH0416459 B2 JP H0416459B2 JP 15209388 A JP15209388 A JP 15209388A JP 15209388 A JP15209388 A JP 15209388A JP H0416459 B2 JPH0416459 B2 JP H0416459B2
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JP
Japan
Prior art keywords
mixture
carbon atoms
lubricant
straight
general formula
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP15209388A
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Japanese (ja)
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JPH01319460A (en
Inventor
Jerumanoo Rooran
Eruman Maruku
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Arkema France SA
Original Assignee
Atochem SA
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Publication date
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Publication of JPH01319460A publication Critical patent/JPH01319460A/en
Publication of JPH0416459B2 publication Critical patent/JPH0416459B2/ja
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、弗素化化合物と、潤滑剤とに関する
ものであり、特に、潤滑剤用の耐摩耗添加剤とし
て使用可能な新規な弗素化合物に関するものであ
る。 従来の技術 耐摩耗性を改善する目的で潤滑剤に有機弗素誘
導体を添加することは公知である。例えば、フラ
ンス国特許第2520377号には、ポリ弗素化チエー
ンを有するアミンまたはアミノアルコールを添加
することが提案されている。これら化合物を添加
すると耐摩耗性は良くなり、摩耗が大幅に低下す
る。しかし、これらの化合物は揮発性が高いた
め、時間の経過と共に効果が減少する。従つて、
これら化合物の使用は制限されることが多い。 課題を解決するための手段 本発明者達は、下記一般式()に対応する化
合物を弗素化耐摩耗添加剤として用いることによ
り上記の問題をほぼ解消することができるという
ことを発見した: [ここで、 RFは2〜20個の炭素原子を有するペルフルオロ
アルキル基を表し、 Xは下記の二価結合の一つを表し: −(CH2CF2a(CH2b− −CF=CHCH2− −CFHCH2CH2− (ここで、aは0〜10の整数を表し、bは1〜4
の整数を表すが、aが0以外のときは2に等し
い) R1は水素原子または1〜12個の炭素原子を有
する直鎖または分技鎖のアルキル基を表し、 R2は水素原子またはメチル基を表し、 R3は1〜24個の炭素原子を有する直鎖または
分技鎖のアルキル基を表す〕。 式()の化合物の中で特に好ましいものは、
RFが6〜16個の炭素原子を有する直鎖ペルフル
オロアルキル基で、Xが−CH2CH2−、−CF=
CHCH2−または−CFCH2CH2−結合で、R1
R2が水素原子で、R3が8〜18個の炭素原子を有
するアルキル基である化合物である。 本発明では、式()の単一化合物またはこれ
ら化合物の混合物を用いることができる。経済的
な理由から、RF、Xおよび/またはR3が互いに
異なる種々の化合物の工業的混合物を用いるのが
特に有利である。 一般に、式()の化合物は下記の式(): で表されるアミノアルコールを下記式(): (ただし、上記2つの一般式において、RF、R1
R2およびR3の前記の定義と同じである) で表されるアクリルエステルと縮合することによ
つて得られる。 α,β−不飽和エステルまたはアミドに弗素化
されていないアミンを付加することは古くから知
られている〔例えば、J.Chem.Soc.(1970年)343
および469頁、J.Amer.Chem.Soc.(1949)2533頁
参照〕。これら公知方法を式()のアミノアル
コールと式()のエステルとの縮合に適用する
ことができる。この縮合は特に20〜120℃、好ま
しくは20〜80℃の温度下で行う。溶剤なしで行う
こともできるが、使用するエステルおよびアミノ
アルコール用の溶剤中で行うことが望ましい。溶
剤は(C1〜C4)の低級アルコールが好ましいが、
エーテル、ニトリルおよびこれらの混合物(特に
エーテル/アセトニトリル混合物)の中から選択
することもできる。縮合は触媒無しでも充分行う
ことができるが、酢酸または硫酸等の酸触媒を添
加することにより反応を加速してもよい。 弗素化アミノアルコール()とエステル
()は一般にほぼ等モル量用いられるが、沸点
の低いエステル()(例えば、アクリル酸メチ
ル)の場合には、反応溶剤として過剰量のエステ
ルを用いれば有利である。この過剰量は、アミノ
アルコール1モルに対して5モルまでとし、反応
後には大気圧または真空下で蒸留により除去す
る。 R3が低級(C1〜C4)アルキル基である式()
の化合物を長鎖アルコールを用いてエステル交換
することによつて、R3が長鎖(C5〜C24)のアル
キル基である式()の化合物を製造することも
できる。 本発明の特殊な実施態様では、エステル()
が不足な状態でアミノアルコール()とエステ
ル()との縮合を行うことができる。この不足
分は理論量の半分までとする。この場合には、化
合物()の他に出発アミノアルコールを50%以
下含む混合物が得られる。この混合物は潤滑剤用
の耐摩耗添加剤として使用することもできる。従
つてこの混合物も本発明に含まれる。同様に、ア
ミノアルコール()および/またはエステル
()の工業的混合物から得られるより複雑な混
合物も本発明に含まれる。 式()のエステルとしては、例えばアクリル
酸またはメタクリル酸のメチル、n−ブチル、2
−エチルヘキシル、n−ドデシル、n−テトラデ
シル、n−ヘキサデシル、n−オクタデシルおよ
びn−オクタデシルを挙げられるが、特にアクリ
レートが好ましい。 Xが−CFHCH2CH2−結合である化合物以外
の、アミノアルコール()は公知物質である
(例えばフランス国特許第1532284号とその追加特
許第93170号、第95059号、第2102753号およびア
メリカ合衆国特許第3535381号を参照)。このらの
化合物は、下記の式: RF−(CH2CF2a(CH2b−I () で表される沃素化誘導体を、下記の式: (ただし、上記2つの式においてRF、a、bお
よびR1は前記定義と同じものである) で表されるアミノアルコールと縮合することによ
り得ることができる。RF−CH2CH2I型の沃化物
を用いる場合には、縮合により一般に下記の式: および (ただし、R'FはRF基より炭素原子が1個少ない
ペルフルオロ基である) でそれぞれ表される弗素化アミノアルコールの混
合物が得られる。これら2つのアミノアルコール
はガスクロマトグラフイーにより必要に応じて分
離することもできる。また、大過剰のアミノアル
コール(V)を用いて飽和アミノアルコール(
−a)を選択的に製造することもできる。同様
に、アミノアルコール(V)を上記アメリカ合衆
国特許第3535381号による弗素化オレフインRF
CH=CH2と縮合して不飽和アミノアルコール
(−b)を選択的に製造することもできる。 Xが−CFCH2CH2−結合である弗素化アミノ
アルコール()は弗素化アミノアルコール(
−b)の水素化で得られる。この水素化は、例え
ば200バール以下、好ましくは5〜100バールの水
素圧力で、25〜250℃、好ましくは50〜150℃の温
度で、ラネーニツケルまたは炭素上のパラジウム
等の触媒を用いてアルコール(望ましくはメタノ
ールまたはエタノール)中で行うことができる。 飽和弗素化アミノアルコールの混合物を得るた
めにこの水素化反応を用いて、弗素化アミノアル
コール(−a)と(−b)との混合物を得る
こともできる。 最良の耐摩耗効率を得るために潤滑油中に添加
すべき式()の化合物の量は、潤滑油の重量に
対して少なくとも0.01%、特に0.05〜0.5%が望ま
しい。 潤滑油は、鉱油、合成炭化水素またはグリコー
ル類、グリコールエーテル類、グリコールエステ
ル類、ポリオキシアルキレングリコール類、これ
らのエーテル類およびエステル類並びにモノカル
ボン酸またはポリカルボン酸のエステル、一価ま
たは多価エステルに属する合成油でよいが、ここ
に挙げたものに限られるわけではない。 エンジンオイルの製造を目的とする“ニユート
ラル・ソルベント(Neutral Solvent)”をベー
スとした石油留分を潤滑剤のベースとして用いる
場合には、本発明の有機弗素誘導体と、カルシウ
ムまたはバリウムアルキルフエネートおよびスル
ホン酸アルキルアリール等の公知の分散一洗浄添
加剤または琥珀酸誘導体のような“灰色のない”
分散剤とを併用すれば有利である。これらの分散
−洗浄添加剤を添加することによつて、弗素化添
加剤の耐摩耗性を損わずに且つ分散−洗浄添加剤
自体の能力を失わせずに、弗素化添加剤の可溶化
を促進することができる。 本発明の弗素化誘導体をアルキルジチオ燐酸亜
鉛等の添加剤を既に含有している配合油に添加す
ることにより、例えば、分散性、洗浄力、耐蝕性
等の他の添加剤によつて与えられる特性と干渉す
ることなしに、体摩耗性を実質的に改善し、油の
耐久性が向上する。 内燃機関用油配合物に耐摩耗添加剤として用い
られるジチオ燐酸亜鉛の全部または一部の代わり
に、本発明の有機弗素化合物を0.1〜0.2%使用す
ることにより、前記の従来の添加剤と同一または
それ以上の優れた耐摩耗性を達成することができ
る。 従つて、本発明の弗素化添加剤は、石油または
デイーゼルエンジン用の潤滑油中のアルキルジチ
オ燐酸亜鉛の代用またはこれら潤滑油への別の添
加剤として使用することができる。 以下、実施例および試験により本発明をさらに
詳しく説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。尚、下記の百分率は特に指示のな
い限り重量%である。 実施例 1 冷却器を備えた100mlの丸底フラスコ中で、一
定の撹拌を維持しながら、弗素化アミノアルコー
ルC8F17−CH2CH2−NH−CH2CH2−OHと
C7F15CF=CH−CH2−NH−CH2CH2OH(各々
65モル%と35モル%)の混合物20gを、エタノー
ル10g中に溶かした溶液にアクリル酸メチル4g
を添加する。この混合物を10時間還流した後、エ
タノールと過剰のアクリル酸メチルを真空下で蒸
発させて除去する。 残留物(22g)を赤外分光光度法(エステル帯
域:1730cm-1)により分析した結果、下記のエス
テルに対応していることを確認した: および、 この生成物はオレンジ色の液体で、室温で少し
濁つているが、60℃では完全に均質である。 第1〜3図は実施例1で得られた生成物の
1H、 13C、 19FのNMRスペクトルである。 1H
および 13CのNMRスペクトルはCDCl3を溶媒と
してジエオル(Jeol)GX270MHz装置で測定した
ものである。 19FのNMRスペクトルはCDCl3
溶媒としてブルカー(Bruker)200MHz装置で測
定したものであり、ケミカルシフトは末端基CF3
に対して示されている(δ=0)。 実施例 2 実施例1と同じ弗素化アミノアルコール混合物
20gと、アクリル酸n−ブチル5.55gと、n−ブ
タノール10gとを含む溶液の温度を10時間100℃
に維持する。次に、この反応混合物を濾過し後、
溶剤と過剰のアクリル酸ブチルを真空下で蒸発さ
せる。 得られた生成物(23g)は、式: および のエステルに対応し、オレンジ色の液体であり、
室温で濁つている。 第4〜6図は実施例1と同様な方法で測定した
実施例2で得られた生成物の 1H、 13C、 19Fの
NMRスペクトルである。 実施例 3 実施例2を繰返すが、酢酸0.1gを加え、反応
混合物を6時間だけ加熱した。 その結果、上記と同じ生成物が91%の収率で得
られた。 実施例 4 実施例1と同じ装置中で、n−ブタノール10g
に実施例1と同じ弗素化アミノアルコール混合物
23.72gを溶かした溶液に一定の撹拌を行いなが
らアクリル酸ラウリル11.4gを添加する。この混
合物を100℃に10時間加熱した後、n−ブタノー
ルを真空下で除去し、残留物をジクロロメタンに
溶解させる。この溶液を濾過し、ジクロロメタン
を蒸発により除去する。 これにより、式: および のエステル混合物が得られる。これは透明のオレ
ンジ色の液体である(32.7g:収率93%)。 実施例 5 アクリル酸メチル20gと、下記の式: CoF2o+1CH2CH2−NH−CH2CH2OHおよびCo-1
F2o-1CF=CHCH2−NH−CH2CH2OH (ここで、nは6、8、10、12および14で、それ
ぞれの重量%は56.2%、27.2%、12.3%、3.7%お
よび0.6%である) の弗素化アミノアルコールの工業的混合物20gと
を撹拌しながら80℃で8時間加熱する。上記工業
的混合物は平均分子量が466であり、飽和アミノ
アルコール約65モル%と不飽和アミノアルコール
35モル%とを含んでいる。 過剰なアクリル酸メチルを蒸発させた後、式: および のエステル混合物が91.3%の収率で得られる。こ
れは透明の黄色い液体であつた。この生成物の特
性決定を赤外分光光度法により行つた(エステル
帯域:1730cm-1)。 実施例 6 実施例2と同様に操作を行うが、C8F17および
C7F15のアミノアルコールの代わりに、実施例5
に記載した弗素化アミノアルコールの工業的混合
物20gを用い、さらにアクリル酸ブチル6gを用
いる。 24.05gの透明な液体が得られ、これは式: および のエステルに対応する。 実施例 7 冷却器を備えた100mlの三角フラスコ中で、実
施例5で定義した弗素化アミノアルコールの工業
的混合物20gをn−ブタノール10g中に溶かした
溶液に、アクリル酸−2−エチルヘキシル7.9g
を撹拌しながら添加し、この混合物を80℃で8時
間加熱する。 真空下の蒸発によりn−ブタノールを除去した
後、下記の式で表されるエステルから成る透明の
黄色い液体が95%の収率で得られた: および 実施例 8 実施例4と同様に操作を行うが、C8F17および
C7F15のアミノアルコールの代わりに実施例5で
定義した弗素化アミノアルコールの工業的混合物
20gを用いる。 その結果、式: および で表されるエステルから成る混合物が収率92%で
得られた。 実施例 9 実施例5で定義された弗素化アミノアルコール
の工業的混合物6.18gを収容したフラスコ中に、
不足量に相当するアクリル酸n−ブチル(1.09g
すなわち、約0.65モル当量に相当)と、メタノー
ル9gを添加する。この混合物を撹拌しながら室
温で96時間放置する。 メタノールの蒸発後、室温で濁つているが、約
60℃で均質となる生成物を得た。この生成物は、
約60モル%が式: および で表されるエステル混合物で、また約40モル%が
未反応の弗素化アミノアルコール混合物である。 実施例 10 実施例9を繰返すが、アクリル酸n−ブチルを
1.42g(0.847モル当量)を用いた。その結果、
類似した生成物が90%の収率で得られた。 実施例 11 (a) 磁石駆動の撹拌器を備えた4のステンレス
鋼製オートクレーブ中に、弗素化アミノアルコ
ール: C8F17−CH2CH2−NH−CH2CH2OH(67モ
ル%)と、 C7F15−CF=CH−CH2−NH−CH2CH2OH
(33モル%)との混合物2000gを加え、次に、
99%の純粋エタノール1.2と、99%の純粋エ
タノール中に約60%のラネーニツケル懸濁液32
gを加えた。 このオートクレーブを30バールの窒素で3回
パージし、さらに30バールの水素で3回バージ
を行う。この混合物を2000rpmの速度で撹拌
し、かつ圧力を20バールに維持しながら、70℃
で6時間45分間水素化する。オートクレーブを
冷却し、圧力を開放し、さらにパージした後、
触媒を濾過し、エタノールを蒸発により除去す
る。 この結果、融点51℃の薄い黄色の固体1940g
が得られ、GC分析により下記のような構成で
あることがわかつた。 C8F17−CH2CH2−NH−CH2CH2OH:65.6% C7F15−CFH−CH2CH2−NH−CH2CH2OH:
25.4% C7F15−CH2CH2CH2−NH−CH2CH2OH:8.9
% (b) 冷却器を備えた100mlの三角フラスコ中にお
いて、n−ブタノール10g中に上記の飽和弗素
化アミノアルコール混合物6.27gを溶かした溶
液に一定の撹拌を行いながら、アクリル酸n−
ブチル1.87gを添加する。この混合物を100℃
で10時間加熱した後、n−ブタノールおよび過
剰のアクリル酸ブチルを蒸発により除去する。
黄色い残留物をジクロロメタン中に溶解させ、
この溶液を濾過し、ジクロロメタンを蒸発させ
る。 その結果、式: および で表される黄色い液体状のエステル混合物が96
%の収率で得られ、この特定決定を赤外分光光
度法により行つた(エステル帯域:1725cm-1)。 実施例 12 (a) 実施例11(a)と同様に、式: CoF2o+1CH2CH2−NH −CH2CH2OH(67mol%) および Co-1F2o-1−CF=CH−CH2 −NH−CH2CH2OH(33mol%) (ただし、フツ素鎖の重量分布は下記の通り: 6 55.7 8 27.2 10 10.15 12 3.9 ≧14 2.9) で表される弗素化アミノアルコールの工業的混
合物2000gを80℃で9時間水素化する。 触媒を濾過し、エタノールを蒸発して除去し
た後、薄い黄色の半液体、半固体の生成物(45
℃で完全な液体となる)1990gが得られ、GC
分析により、次のような分析結果を得た。 CoF2o+1−CH2CH2−NH−CH2CH2OH:69.3
% Co-1F2o-1−CFH−CH2CH2−NH−
CH2CH2OH:18.6% Co-1F2o-1CH2CH2CH2−NH−CH2CH2OH:
9.8% (b) 上記の飽和弗素化アミノアルコールの混合物
5.5gに2−エチルヘキシルアクリレート2.05
gを添加し、これを8時間100℃に加熱する。 その結果、式: および で表されるエステルから成る透明のオレンジ色
の液体が93%の収率で得られる。 実施例 13 実施例12(b)を繰返すが、2−エチルヘキシルア
クリレートの代わりにアクリル酸ラウリル3.3g
と、実施例12(a)で得られた飽和弗素化アミノアル
コール混合物6.87gを用いた。 このようにして得られたラウリルエステル混合
物(収率:92%)は、透明の黄色い液体状であつ
た。 実施例 14 冷却器を備えた250mlの三角フラスコ中におい
て、エーテル/アセトニトリル混合物(3:1)
12g中に実施例12(a)で得られた飽和弗素化アミノ
アルコール混合物6.73gを溶かした溶液中に、ア
クリル酸n−ブチル1.56g(0.85モル当量)を添
加する。この混合物を撹拌しながら96時間室温下
で放置する。その後、溶剤を真空下の蒸留により
除去する。 この結果、透明の黄色い液体7.5gが回収され、
これは出発飽和弗素化アミノアルコール約20モル
%と、これらアミノアルコールのブチルエステル
約80モル%とで構成されていた。 耐摩耗試験 ベースオイルとしての鉱油200ニユートラル・
ソルベント(Neutral Solvent)と、添加剤とし
ての本発明に従う弗素チエーンを有する化合物と
を含む潤滑剤組成物の耐摩耗能力をシエル
(SHELL)のEP4ボール試験機を用いて測定し
た。尚、この試験機については、“ASTM規格年
報(Annual Book of ASTM Standards)”パ
ート24(1979)680〜688頁に記載されている。 この試験は、直径12mmの1個のボールを回転速
度1500rpmで、試験対象の潤滑剤を塗布した他の
3個の固定ボール上で回転させるというものであ
る。40または70daNの荷重をレバー機構により加
えながら、チヤツク中に収納されている上方の回
転ボールに向けて3個の固定ボールを押す。 潤滑剤の耐摩耗効率は、1時間の操作後の3個
の固定ボール上に付いた摩耗痕の直径の平均値よ
り定める。 下記の第1表はFxで表される本発明に従う
種々の弗素化添加剤の試験結果をまとめたもので
ある。ここでxは、弗素化添加剤の製法を記載し
た各実施例の番号に対応し、この添加剤はすべて
のケースにおいて0.1重量%の比率で試験されて
いる。
FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to fluorinated compounds and lubricants, and in particular to novel fluorinated compounds that can be used as antiwear additives for lubricants. BACKGROUND OF THE INVENTION It is known to add organic fluorine derivatives to lubricants for the purpose of improving wear resistance. For example, French Patent No. 2520377 proposes adding amines or amino alcohols with polyfluorinated chains. Addition of these compounds improves wear resistance and significantly reduces wear. However, due to the high volatility of these compounds, their effectiveness decreases over time. Therefore,
The use of these compounds is often restricted. Means for Solving the Problems The present inventors have discovered that the above problems can be substantially overcome by using a compound corresponding to the following general formula () as a fluorinated antiwear additive: [where R F represents a perfluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and X represents one of the following divalent bonds: -(CH 2 CF 2 ) a (CH 2 ) b - - CF=CHCH 2 − −CFHCH 2 CH 2 − (here, a represents an integer from 0 to 10, and b represents an integer from 1 to 4
(but equals 2 when a is other than 0) R 1 represents a hydrogen atom or a straight or branched chain alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or represents a methyl group, and R 3 represents a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 24 carbon atoms]. Particularly preferred compounds of formula () are:
R F is a linear perfluoroalkyl group having 6 to 16 carbon atoms, and X is -CH 2 CH 2 -, -CF=
CHCH 2 − or −CFCH 2 CH 2 − bond with R 1
A compound in which R 2 is a hydrogen atom and R 3 is an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms. In the present invention, a single compound of formula () or a mixture of these compounds can be used. For economic reasons, it is particularly advantageous to use technical mixtures of various compounds in which R F , X and/or R 3 differ from one another. Generally, compounds of formula () are of formula (): The amino alcohol represented by the following formula (): (However, in the above two general formulas, R F , R 1 ,
(same as the above definitions of R 2 and R 3 ). The addition of unfluorinated amines to α,β-unsaturated esters or amides has long been known [e.g., J.Chem.Soc. (1970) 343
and p. 469, J. Amer. Chem. Soc. (1949) p. 2533]. These known methods can be applied to the condensation of amino alcohols of formula () with esters of formula (). This condensation is carried out in particular at temperatures of 20 to 120°C, preferably 20 to 80°C. Although it can be carried out without a solvent, it is preferable to carry out the process in a solvent for the ester and amino alcohol used. The solvent is preferably a (C 1 to C 4 ) lower alcohol,
It is also possible to choose among ethers, nitriles and mixtures thereof (especially ether/acetonitrile mixtures). Although the condensation can be carried out satisfactorily without a catalyst, the reaction may be accelerated by adding an acid catalyst such as acetic acid or sulfuric acid. Fluorinated amino alcohol () and ester () are generally used in approximately equimolar amounts, but in the case of an ester () with a low boiling point (for example, methyl acrylate), it is advantageous to use an excess amount of ester as a reaction solvent. be. This excess amount is limited to up to 5 moles per mole of amino alcohol, and after the reaction is removed by distillation under atmospheric pressure or vacuum. Formula () in which R 3 is a lower (C 1 - C 4 ) alkyl group
A compound of formula () in which R 3 is a long-chain (C 5 -C 24 ) alkyl group can also be produced by transesterifying the compound with a long-chain alcohol. In a particular embodiment of the invention, the ester ()
The condensation of amino alcohol () and ester () can be carried out in a state in which ester () is insufficient. This shortfall is assumed to be up to half of the theoretical amount. In this case, a mixture is obtained which, in addition to compound (), contains up to 50% of the starting amino alcohol. This mixture can also be used as an antiwear additive for lubricants. Therefore, this mixture is also included in the present invention. Also included in the invention are more complex mixtures obtained from technical mixtures of amino alcohols () and/or esters (). Examples of esters of formula () include methyl, n-butyl, 2 of acrylic acid or methacrylic acid.
Examples include -ethylhexyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-octadecyl, with acrylate being particularly preferred. Amino alcohols () other than compounds in which X is a -CFHCH2CH2- bond are known substances (e.g. French Patent No. 1532284 and its Additional Patents No. 93170, No. 95059, No. 2102753 and U.S. Pat. (See No. 3535381). These compounds are iodinated derivatives represented by the following formula: R F - (CH 2 CF 2 ) a (CH 2 ) b -I () and the following formula: (However, in the above two formulas, R F , a, b and R 1 are the same as defined above.) It can be obtained by condensation with an amino alcohol represented by the following. When using iodides of the R F −CH 2 CH 2 I type, the following formula is generally obtained by condensation: and (However, R' F is a perfluoro group having one less carbon atom than the R F group.) A mixture of fluorinated amino alcohols, each represented by: These two amino alcohols can also be separated by gas chromatography if necessary. In addition, using a large excess of amino alcohol (V), saturated amino alcohol (
-a) can also be produced selectively. Similarly, the amino alcohol (V) can be converted into a fluorinated olefin R F − according to the above-mentioned U.S. Pat. No. 3,535,381.
An unsaturated amino alcohol (-b) can also be selectively produced by condensation with CH= CH2 . A fluorinated amino alcohol () in which X is a −CFCH 2 CH 2 − bond is a fluorinated amino alcohol (
-obtained by hydrogenation of b). This hydrogenation is carried out using a catalyst such as Raney nickel or palladium on carbon at a hydrogen pressure of e.g. It can be carried out preferably in methanol or ethanol). Using this hydrogenation reaction to obtain a mixture of saturated fluorinated amino alcohols, a mixture of fluorinated amino alcohols (-a) and (-b) can also be obtained. The amount of the compound of formula () to be added to the lubricating oil in order to obtain the best antiwear efficiency is preferably at least 0.01%, in particular 0.05 to 0.5%, based on the weight of the lubricating oil. Lubricating oils include mineral oils, synthetic hydrocarbons or glycols, glycol ethers, glycol esters, polyoxyalkylene glycols, their ethers and esters, and esters of monocarboxylic or polycarboxylic acids, monovalent or polyhydric. Synthetic oils belonging to the ester class may be used, but are not limited to those listed here. When a petroleum fraction based on "neutral solvent" for the production of engine oil is used as a lubricant base, the organic fluorine derivative of the present invention and calcium or barium alkyl phenate and Known dispersant cleaning additives such as alkylaryl sulfonates or “grey-free” agents such as succinic acid derivatives
It is advantageous to use it in combination with a dispersant. By adding these dispersion-cleaning additives, the fluorinated additives can be solubilized without compromising the wear resistance of the fluorinated additives and without losing the ability of the dispersion-cleaning additives themselves. can be promoted. By adding the fluorinated derivatives of the present invention to a formulated oil that already contains additives such as zinc alkyl dithiophosphate, it is possible to improve the dispersibility, detergency, corrosion resistance, etc. provided by other additives. Substantially improves body abrasion and increases oil durability without interfering with properties. By using 0.1 to 0.2% of the organofluorine compound of the present invention in place of all or part of the zinc dithiophosphate used as an antiwear additive in internal combustion engine oil formulations, the same as the conventional additives mentioned above can be obtained. or even better wear resistance. Accordingly, the fluorinated additives of the present invention can be used as a replacement for zinc alkyl dithiophosphates in lubricating oils for petroleum or diesel engines or as a separate additive to these lubricating oils. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and tests, but the present invention is not limited thereto. Note that the percentages below are by weight unless otherwise specified. Example 1 In a 100 ml round bottom flask equipped with a condenser, a fluorinated amino alcohol, C8F17 - CH2CH2 - NH - CH2CH2 - OH, is added while maintaining constant stirring.
C 7 F 15 CF=CH−CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH (each
4 g of methyl acrylate in a solution of 20 g of a mixture of 65 mol % and 35 mol %) dissolved in 10 g of ethanol.
Add. After refluxing the mixture for 10 hours, the ethanol and excess methyl acrylate are removed by evaporation under vacuum. The residue (22 g) was analyzed by infrared spectrophotometry (ester band: 1730 cm -1 ) and was confirmed to correspond to the following ester: and, The product is an orange liquid, slightly cloudy at room temperature, but completely homogeneous at 60°C. Figures 1 to 3 show the products obtained in Example 1.
These are NMR spectra of 1 H, 13 C, and 19 F. 1H
and 13 C NMR spectra were measured with a Jeol GX270MHz instrument using CDCl 3 as a solvent. The NMR spectrum of 19 F was measured with a Bruker 200MHz instrument using CDCl 3 as a solvent, and the chemical shifts are determined by the terminal group CF 3
(δ=0). Example 2 Same fluorinated amino alcohol mixture as Example 1
The temperature of a solution containing 20g of n-butyl acrylate, 5.55g of n-butyl acrylate, and 10g of n-butanol was kept at 100°C for 10 hours.
maintain it. Then, after filtering the reaction mixture,
Evaporate the solvent and excess butyl acrylate under vacuum. The resulting product (23 g) has the formula: and It corresponds to the ester of and is an orange liquid,
Cloudy at room temperature. Figures 4 to 6 show the 1 H, 13 C, and 19 F of the product obtained in Example 2, measured in the same manner as in Example 1.
This is an NMR spectrum. Example 3 Example 2 is repeated, but 0.1 g of acetic acid is added and the reaction mixture is heated for 6 hours. As a result, the same product as above was obtained with a yield of 91%. Example 4 In the same apparatus as Example 1, 10 g of n-butanol
to the same fluorinated amino alcohol mixture as in Example 1.
Add 11.4 g of lauryl acrylate to the solution containing 23.72 g with constant stirring. After heating the mixture to 100° C. for 10 hours, the n-butanol is removed under vacuum and the residue is dissolved in dichloromethane. The solution is filtered and the dichloromethane is removed by evaporation. This gives the formula: and A mixture of esters is obtained. This is a clear orange liquid (32.7g: 93% yield). Example 5 20 g of methyl acrylate and the following formula: C o F 2o+1 CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 OH and C o-1
F2o -1 CF= CHCH2 -NH- CH2CH2OH (where n is 6 , 8, 10, 12 and 14, and the respective weight percentages are 56.2%, 27.2%, 12.3%, 3.7% and 20 g of a technical mixture of fluorinated amino alcohols (0.6%) are heated at 80° C. for 8 hours with stirring. The above industrial mixture has an average molecular weight of 466, approximately 65 mol% of saturated amino alcohol and unsaturated amino alcohol.
Contains 35 mol%. After evaporating the excess methyl acrylate, the formula: and A mixture of esters is obtained with a yield of 91.3%. This was a clear yellow liquid. The product was characterized by infrared spectrophotometry (ester band: 1730 cm -1 ). Example 6 The procedure is as in Example 2, but with C 8 F 17 and
In place of C 7 F 15 amino alcohol, Example 5
20 g of the technical mixture of fluorinated amino alcohols described in Example 1 are used, as well as 6 g of butyl acrylate. 24.05g of clear liquid was obtained, which has the formula: and corresponds to the ester of Example 7 In a 100 ml Erlenmeyer flask equipped with a condenser, 7.9 g of 2-ethylhexyl acrylate are added to a solution of 20 g of the technical mixture of fluorinated amino alcohols defined in Example 5 in 10 g of n-butanol.
is added with stirring and the mixture is heated at 80° C. for 8 hours. After removing n-butanol by evaporation under vacuum, a clear yellow liquid was obtained in 95% yield consisting of an ester of the following formula: and Example 8 The operation is carried out as in Example 4, but with C 8 F 17 and
Technical mixture of fluorinated amino alcohols as defined in Example 5 instead of C 7 F 15 amino alcohols
Use 20g. As a result, the formula: and A mixture consisting of esters represented by was obtained in a yield of 92%. Example 9 In a flask containing 6.18 g of the technical mixture of fluorinated amino alcohols defined in Example 5,
n-butyl acrylate (1.09g
(corresponding to about 0.65 molar equivalent) and 9 g of methanol are added. The mixture is left stirring at room temperature for 96 hours. After evaporation of methanol, it will be cloudy at room temperature, but about
A product was obtained which became homogeneous at 60°C. This product is
Approximately 60 mol% is of the formula: and This is an ester mixture represented by , and approximately 40 mol % is an unreacted fluorinated amino alcohol mixture. Example 10 Example 9 is repeated, but with n-butyl acrylate
1.42 g (0.847 molar equivalent) was used. the result,
A similar product was obtained in 90% yield. Example 11 (a) Fluorinated amino alcohol: C8F17 - CH2CH2 - NH - CH2CH2OH (67 mol%) in a stainless steel autoclave equipped with a magnetically driven stirrer. and C 7 F 15 −CF=CH−CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH
(33 mol%) and then add 2000 g of a mixture of
99% pure ethanol 1.2 and approximately 60% Raney nickel suspension in 99% pure ethanol 32
g was added. The autoclave is purged three times with 30 bar of nitrogen and three times with 30 bar of hydrogen. The mixture was stirred at a speed of 2000 rpm and maintained at 70 °C while maintaining a pressure of 20 bar.
Hydrogenate for 6 hours and 45 minutes. After cooling the autoclave, releasing pressure, and purging,
The catalyst is filtered and the ethanol is removed by evaporation. As a result, 1940g of a pale yellow solid with a melting point of 51℃
was obtained, and GC analysis revealed that it had the following composition. C 8 F 17 −CH 2 CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH: 65.6% C 7 F 15 −CFH−CH 2 CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH:
25.4% C 7 F 15 −CH 2 CH 2 CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH: 8.9
% (b) In a 100 ml Erlenmeyer flask equipped with a condenser, add acrylic acid n-
Add 1.87 g of butyl. Heat this mixture to 100℃
After heating for 10 hours, n-butanol and excess butyl acrylate are removed by evaporation.
Dissolve the yellow residue in dichloromethane and
The solution is filtered and the dichloromethane is evaporated. As a result, the formula: and The yellow liquid ester mixture represented by 96
% yield and the characterization was carried out by infrared spectrophotometry (ester band: 1725 cm -1 ). Example 12 (a) Similar to Example 11(a), formula: C o F 2o+1 CH 2 CH 2 −NH −CH 2 CH 2 OH (67 mol%) and C o-1 F 2o-1 − CF=CH- CH2 -NH - CH2CH2OH (33mol%) (However, the weight distribution of fluorine chains is as follows: n % 6 55.7 8 27.2 10 10.15 12 3.9 ≧14 2.9) 2000 g of a technical mixture of fluorinated amino alcohols are hydrogenated at 80° C. for 9 hours. After filtering the catalyst and removing the ethanol by evaporation, a pale yellow semi-liquid, semi-solid product (45
1990g (becomes a complete liquid at ℃) was obtained, and GC
As a result of the analysis, the following results were obtained. C o F 2o+1 −CH 2 CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH: 69.3
% C o-1 F 2o-1 −CFH−CH 2 CH 2 −NH−
CH 2 CH 2 OH: 18.6% C o-1 F 2o-1 CH 2 CH 2 CH 2 −NH−CH 2 CH 2 OH:
9.8% (b) A mixture of the above saturated fluorinated amino alcohols
2-ethylhexyl acrylate 2.05 per 5.5g
g and heat it to 100° C. for 8 hours. As a result, the formula: and A clear orange liquid consisting of the ester is obtained in 93% yield. Example 13 Example 12(b) is repeated, but instead of 2-ethylhexyl acrylate 3.3 g lauryl acrylate
and 6.87 g of the saturated fluorinated amino alcohol mixture obtained in Example 12(a) were used. The lauryl ester mixture thus obtained (yield: 92%) was in the form of a transparent yellow liquid. Example 14 In a 250 ml Erlenmeyer flask equipped with a condenser, an ether/acetonitrile mixture (3:1)
1.56 g (0.85 molar equivalent) of n-butyl acrylate are added to a solution of 6.73 g of the saturated fluorinated amino alcohol mixture obtained in Example 12(a) in 12 g. The mixture is left stirring at room temperature for 96 hours. The solvent is then removed by distillation under vacuum. As a result, 7.5g of clear yellow liquid was recovered.
It consisted of about 20 mole percent starting saturated fluorinated amino alcohols and about 80 mole percent butyl esters of these amino alcohols. Wear resistance test Mineral oil 200 neutral as base oil
The anti-wear ability of lubricant compositions comprising a Neutral Solvent and a compound with a fluorine chain according to the invention as an additive was determined using a SHELL EP4 ball tester. This testing machine is described in "Annual Book of ASTM Standards" Part 24 (1979), pages 680-688. In this test, one ball with a diameter of 12 mm is rotated at a rotational speed of 1500 rpm over three other fixed balls coated with the lubricant to be tested. While applying a load of 40 or 70 daN using a lever mechanism, push the three fixed balls toward the upper rotating ball housed in the chuck. The anti-wear efficiency of the lubricant is determined by the average diameter of the wear marks on three fixed balls after one hour of operation. Table 1 below summarizes the test results of various fluorinated additives according to the invention, designated Fx. x here corresponds to the number of each example describing the preparation of the fluorinated additive, which was tested in all cases at a proportion of 0.1% by weight.

【表】【table】

【表】 熱安定度試験 実際のエンジンと同様の条件下で添加剤の性能
を試験するため、本発明に従う弗素化合物を大気
下で重量熱分析した。この試験は、試料を空気流
10/hで加熱(2℃/分)し、200、250および
300℃での重量損失率(%)を記録するというも
のである。 下記の第2表に得られた結果をまとめた。比較
のため、従来技術(フランス国特許第2520377号)
に記載された下記の弗素化合物の性能を第2表の
初めに示してある。 P1:C8F17−C2H4−NH−C2H4OH P2:CoF2o+1−C2H4−NH−C2H4OH (ただし、nは実施例5で定義のもの)
Table: Thermal Stability Test In order to test the performance of the additive under conditions similar to those of a real engine, the fluorine compounds according to the invention were gravimetrically analyzed under atmospheric conditions. This test involves passing the sample through an air stream.
Heating at 10/h (2°C/min), 200, 250 and
The weight loss rate (%) at 300°C is recorded. Table 2 below summarizes the results obtained. For comparison, conventional technology (French Patent No. 2520377)
The performance of the following fluorine compounds described in Table 2 is shown at the beginning of Table 2. P1: C 8 F 17 −C 2 H 4 −NH−C 2 H 4 OH P2: C o F 2o+1 −C 2 H 4 −NH−C 2 H 4 OH (where n is defined in Example 5) )

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1〜3図は実施例1で得られた生成物の
1H、 13C、 19FのNMRスペクトルである。第4
〜6図は実施例2で得られた生成物の 1H、
13C、 19FのNMRスペクトルである。
Figures 1 to 3 show the products obtained in Example 1.
These are NMR spectra of 1 H, 13 C, and 19 F. Fourth
Figures 6 to 6 show 1 H of the product obtained in Example 2,
This is an NMR spectrum of 13 C and 19 F.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記一般式()で表されるポリ弗素化化合
物: [ここで、 RFは2〜20個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキル基を表し、 Xは下記の二価結合の一つを表し: −(CH2CF2a(CH2b− −CF=CHCH2− −CFHCH2CH2− (ここで、aは0〜10の整数を表し、bは1〜4
の整数を表すが、aが0以外のときは2に等し
い) R1は水素原子または1〜12個の炭素原子を有
する直鎖または分枝鎖のアルキル基を表し、 R2は水素原子またはメチル基を表し、 R3は1〜24個の炭素原子を有する直鎖または分
枝鎖のアルキル基を表す]。 2 RFが2〜20個の炭素原子を有する直鎖また
は分枝鎖のペルフルオロアルキル基であり、R2
が水素原子である請求項1に記載の化合物。 3 RFが6〜16個の炭素原子を有する直鎖また
は分枝鎖のペルフルオロアルキル基であり、Xが
−CH2CH2−、−CF=CHCH2−または−
CFHCH2CH2−結合であり、R1とR2が水素原子
であり、R3が8〜18個の炭素原子を有するアル
キル基である請求項1に記載の化合物。 4 RF、Xおよび/またはR3が互いに異なる請
求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物の混合
物によつて構成される潤滑剤用組成物。 5 請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物
の少なくとも1種の50モル%以上と、下記一般式
(): (ただし、記号RF、XおよびR1の定義は請求項
1と同じである) で表されるアミノアルコールの少なくとも1種の
50モル%以下との混合物によつて構成される潤滑
剤用組成物。 6 下記一般式(): で表されるアミノアルコールの少なくとも一種
を、下記一般式(): (ただし、上記2つの一般式において、RF、R1
R2およびR3の定義は請求項1と同じである) で表されるアクリルエステルの少なくとも一種と
縮合することを特徴とするポリ弗素化化合物の製
造方法。 7 上記の縮合を(C1〜C4)の低級アルコール
中で20〜100℃の温度で行う請求項6に記載の方
法。 8 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリ弗
素化化合物またはその混合組成物よりなる潤滑剤
用の耐摩耗添加剤。 9 請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリ弗
素化化合物またはその混合組成物を含むことを特
徴とする潤滑剤。 10 上記ポリ弗素化化合物の含有率が少なくと
も0.01重量%である請求項9に記載の潤滑剤。 11 従来の添加剤をさらに含む請求項9または
10に記載の潤滑剤。
[Claims] 1. A polyfluorinated compound represented by the following general formula (): [where R F represents a perfluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and X represents one of the following divalent bonds: -(CH 2 CF 2 ) a (CH 2 ) b - - CF=CHCH 2 − −CFHCH 2 CH 2 − (here, a represents an integer from 0 to 10, and b represents an integer from 1 to 4
(or equal to 2 when a is other than 0) R 1 represents a hydrogen atom or a straight or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or represents a methyl group and R 3 represents a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms]. 2 R F is a straight-chain or branched perfluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and R 2
The compound according to claim 1, wherein is a hydrogen atom. 3 R F is a straight-chain or branched perfluoroalkyl group having 6 to 16 carbon atoms, and X is -CH2CH2- , -CF= CHCH2- or -
2. A compound according to claim 1 , which is a CFHCH2CH2- bond, R1 and R2 are hydrogen atoms, and R3 is an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms. 4. A lubricant composition comprising a mixture of the compounds according to claim 1, wherein 4RF , X and/or R3 are different from each other. 5 50 mol% or more of at least one of the compounds according to any one of claims 1 to 3 and the following general formula (): (However, the definitions of symbols R F , X and R 1 are the same as in claim 1.) At least one of the amino alcohols represented by
A lubricant composition composed of a mixture of 50 mol% or less. 6 The following general formula (): At least one type of amino alcohol represented by the following general formula (): (However, in the above two general formulas, R F , R 1 ,
(The definitions of R 2 and R 3 are the same as in claim 1.) A method for producing a polyfluorinated compound, characterized in that it is condensed with at least one type of acrylic ester represented by: 7. The process according to claim 6, wherein the condensation is carried out in a ( C1 - C4 ) lower alcohol at a temperature of 20-100<0>C. 8. An anti-wear additive for lubricants comprising the polyfluorinated compound according to any one of claims 1 to 5 or a mixed composition thereof. 9. A lubricant comprising the polyfluorinated compound according to any one of claims 1 to 5 or a mixed composition thereof. 10. A lubricant according to claim 9, wherein the content of said polyfluorinated compound is at least 0.01% by weight. 11. A lubricant according to claim 9 or 10, further comprising conventional additives.
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