JPS5835993B2 - アルケニルスクシンイミド、その製造法並びにその潤滑剤用添加剤としての応用 - Google Patents

アルケニルスクシンイミド、その製造法並びにその潤滑剤用添加剤としての応用

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アミノアルコキシアミンから誘導される新規
なアルケニルスクシンイミド、その製造法並びにそれの
潤滑剤用添加剤としての応用を目的とする。
潤滑剤用添加剤として使用できるアミノアルコキシアミ
ンから誘導されるアルケニルスクシンイミドミドが、オ
ロジル社より出願された特開昭51142004号に既
に記載されている。
このアルケニルスクシンイミドは、例えばトリエタノー
ルアミンのアクリロニトリルによるシアノエチル化、次
いで水素化により誘導されるアミノアルコキシアミンか
ら出発して製造される。
得られた生成物は、潤滑油用の添加剤として非常に良好
な特性を与える。
本発明者は、前述の従来の添加剤よりも良好でしかも低
い濃度で良好な性質を有する潤滑油をもたらすアルケニ
ルスクシンイミドを見出した。
本発明の目的であるアルケニルスクシンイミドは、次式 (ここでRは20〜200個の炭素原子を含有するアル
ケニル基を表わし、 mは1〜3よりなる整数であり、 nはO〜2よりなる整数であり、 m + nは1〜3よりなる) のアルケニルスクシンイミドを有することを特徴とする
本発明の目的であるこの新規な化合物は、アルケニル基
が20〜200個の炭素原子を含有するアルケニルこは
く酸無水物を少なくとも次式(ここで又は1〜3よりな
る整数である)のアミノアルコキシアミンに作用させる
ことにより製造することができる。
アルケニルこはく酸無水物とアミノアルコキシアミンと
の縮合反応は、0.4〜0.6の間のアミン当量数/酸
当量数の比によって120〜230℃、好ましくは14
0〜180℃の温度で行なわれる。
アミン当量数とは、用いられるアミノアルコキシアミン
の活性−NH2の数をいう。
また、酸当量数とは、用いられるアルケニルこはく酸無
水物の基−C−の数をいう。
理論的には、スクシンイミド核を形成させるためには2
当量の酸に対して1当量のアミンを必要とする。
この反応は、場合によっては、反応媒質の粘度を低下さ
せるために希釈剤の存在下に行なわれる。
この希釈剤は、好ましくは、その例を以下に示すベース
油である潤滑油から選ばれる。
用いられるアルケニルこはく酸無水物は、知られた方法
で、例えば、熱的方法(米国特許第3306907号)
により400〜4000の間の平均分子量のポリオレフ
ィンに無水マレイン酸を縮合させることによって製造さ
れる。
上記ポリオレフィンは、場合によっては分枝しているこ
とのあるC2〜C3oオレフインのオリゴマー若しくは
重合体、又は該オレフィン同志若しくはジエン共単量体
若しくはビニル芳香族共単量体との共重合体の中から選
ばれる。
このポリオレフィンの中でも、好ましくは、C2〜C2
0α−モノオレフィンのオリゴマー、例えばエチレン、
プロピレン、1−ブテン、インブテン、3−シクロヘキ
シル−1−ブテン又は2−メチル−5−プロピル−1ヘ
キセンのオリゴマー:このα−オレフィン同志又は内部
オレフィンとの共重合体、例えばイソブチンとブタジェ
ン、スチレン、1・3−へキサジエン又は共役若しくは
非共役ジエン及びトリエンから選ばれる共単量体との共
重合体をあげることができる。
同様に、縮合操作は、塩素(米国特許第 3231587号及びベルギー国特許第 805486号)、よう素(英国特許第 1356802号)又は臭素(口・−ヌ・プロジル社の
名で1974年5月31日に出願されたフランス国特許
出願第74.18915号)の存在下に実施することが
できる。
また、この操作は、フランス国特許出願公告第2042
558号に記載されているように、−塩素化又は−臭素
化ポリオレフィンから出発して実施することもできる。
本発明の目的である新規な化合物を製造するのに用いら
れるアミノアルコキシアミンは、トリス(5−ヒドロキ
シ−3−オキサペンチル)アミンをアクリロニトリルに
より1〜4.5の間のアクリロニトリル/アミンのモル
比でシアノエチル化し、次いで得られたニトリルを水素
することによって得ることができる。
3.5より大きいか又はこれに等しいアクリロニトリル
/アミンのモル比は、トリス(9−アミノ3・6−シオ
キサノニル)アミンを選択的に得るのを可能ならしめる
3.5より小さいアクリロニトリル/アミンのモル比は
、N−N−N−)リス(9−アミノ−3・6−シオキサ
ノニル)アミン、N−(5−ヒドロキシ−3−オキサペ
ンチル)−N−N−ビス(9アミノ−3・6−シオキサ
ノニル)アミン及びN−N−ビス(5−ヒドロキシ−3
−オキサペンチル) −N−(9−アミノ−3・6−シ
オキサノニル)アミンを含有し得るアミンの混合物を得
ることを可能にさせる。
トリス(5−ヒドロキシ−3−オキサヘンチル)アミン
のシアノエチル化反応は、文献(rTheChemis
try of Acrylonitrilej第2版、
アメリカンシアナミド社にューヨーク)1958年発行
第24頁: Hl、A、 Bn130H氏、「Orga
ni cReactionsJ 1949.5.79;
米国特許第2326721号)に記載の一般的方法によ
って実施することができる。
これは、通常、ナトリウム、カリウム、アルカリ金属の
酸化物、水酸化物、アルコラード又はアミド、水酸化ト
リメチルベンジルアンモニウムのような第四アンモニウ
ム塩基のような塩基触媒の存在下で行なわれる。
用いられるアルカリ性試剤の量は、装入したアルカノー
ルアミンの重量に関して091〜5%の範囲である。
一般に、1%より少ない量で所望の効果を与えるのに十
分である。
シアノエチル化反応は、0〜100℃、好ましくは30
〜50℃の間の温度で実施される。
この反応は有機溶媒の存在下又は不存在下に実施するこ
とかできる。
溶媒としては、例えば、ベンゼン、ジオキサン、ピリジ
ン、アセトニトリルを用いることができる。
同様に、この反応は水の存在下で行なうこともできる。
反応体を導入するときには、場合によっては溶媒で希釈
したアルカノールアミンに触媒を溶解又は分散させ、そ
の媒質にかきまぜながらニトリルを添加することが好ま
しい。
上で得られたシアノエチル化生成物は、直接的に、又は
場合によってあらゆる適当な方法により単離した後に水
素化することができる。
その還元はニトリルの通常の還元法(Houben−W
ey1氏著rMethoden der Organi
schen Chemie J 4版EandX115
59(1957))にヨッテ実施することができる。
最も普通に用いられる方法は、担体に担持され又は担持
されていないニッケル又はコバルト触媒の存在下での水
素化である。
しかしながら、特に、被処理ニトリルの重量に関して5
〜30%の割合で作用せしめられるラネーニッケル又は
ラネーコバルトが用いられる。
水素化はこのような触媒により液体アンモニア中で又は
好ましくは水性又は有機媒質中の塩基の存在下で実施す
るのが有益である。
塩基性試剤としては水酸化バリウム、ナトリウム、カリ
ウム若しくはリチウム又は水酸化第四アンモニウムを用
いることができる。
用いられる塩基の量は、被処理ニトリルの重量に関して
表わして、約1〜30%である。
水素化は、反応条件下で不活性の有機溶媒中で実施する
ことができる。
有機溶媒としてはメタノール、エタノール、グロパノー
ル、イングロパノールのような低級脂肪族アルコール;
1・2−エタンジオール、■・2−プロパンジオールの
ようナシオール:エチルエーテル、ブチルエーテル、ジ
メトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサンのよ
うなエーテルオキシド;エチレングリコールのモノメチ
ル(又はモノエチル)エーテルのようなポリヒドロキシ
ル化化合物の部分エーテルオキシドをあげることができ
る。
反応は、30〜100℃、好ましくは60〜80℃の温
度で、そして10〜200バールの水素圧下に実施する
ことができる。
一般的には、20〜30バールの圧力が水素化を実施す
るのに具合がよい。
実施するにあたっては、シアノエチル化生成物が、選ば
れた水素圧下に保持された触媒の懸濁液中に徐々に添加
される。
水素化反応の後、触媒が分離され、塩基性試剤が中和さ
れ、溶媒が除去され、そしてアミノアルコキシアミンは
減圧下に蒸留することができる。
同様に、本発明は、潤滑油に洗浄−分散性、防錆性及び
消泡性をもたらす前記の化合物を重量で1〜10%添加
することにより改善された潤滑油を目的とする。
用いることのできる潤滑油は、非常に多くの潤滑油、例
えばナフテン基、パラフィン基及び混合基の潤滑油、そ
の他の炭化水素潤滑剤、例えば石炭生成物から誘導され
る潤滑油、そして合成油、例えば、アルキレン重合体、
アルキレンオキシド型重合体及びその誘導体(アルキレ
ンオキシドを水又はアルコール、例えばエチルアルコー
ル、ジカルボン酸エステル、りんの酸の液状エステル、
アルキルベンゼン及びジアルキルベンゼン、ポリフェニ
ル、アルキルジフェニルエーテル、ケい素重合体の存在
下に重合させて製造されるアルキレンオキシド重合体も
含む)の中から選ぶことができる。
添加すべき新規添加剤の量は、改善すべき潤滑油の最終
用途に左右される。
しかして、ガソリンエンジン用オイルに対しては添加す
べき添加剤の量は1〜7%である。
ジーゼルエンジン用オイルに対しては4〜10%である
また改善された潤滑油は、抗酸化剤、腐食防止剤、その
他の補助剤も含有することができる。
以下の例は例示として示すもので、本発明の範囲及び精
神を何ら制限するものではない。
例1 11の三日のフラスコに701のオイル100Nと、7
7.7に等しい酸指数(12の物質を中和するのに必要
な水酸化カリウムの■数で表わされる)を持つ4301
のポリインブテニルこはく酸無水物(PIBSA)(無
水マレイン酸と900にほぼ等しい分子量のポリイソブ
チンとの縮合により得られる)を装入する。
この反応混合物をかきまぜながら120℃に加熱し、次
いで701のトリス(9−アミノ−3・6−シオキサノ
ニル)アミンを1時間で加える。
温度を160℃に50nmHgの減圧下に3時間保つ。
得られた生成物は大部分がトリスポリイソブテニルスク
シンイミドからなり、そして1.7%の窒素を含有する
用いたトリス(9−アミノ−3・6−シオキサノニル)
アミンは、下記の方法でトリス(5−ヒドロキシ−3−
オキサペンチル)アミンをアクリロニトリルにより3.
5より大きいアクリロニトリル/アミンのモル比でシア
ノエチル化し、次いで得られたニトリルを水素化するこ
とによって製造することができる。
シアノエチル化 機械的攪拌機、温度計、冷却器及び滴下漏斗を備えた2
50TrLlのフラスコに70.5fのトリス(5−ヒ
ドロキシ−3−オキサペンチル)アミン(即ち0.25
モル)、0.46m1の36°Beか性ソーダ(即ち4
.6・10−3モル)を導入する。
その混合物を38℃に加熱し、次いで532のアクリロ
ニトリル(1モル)を1時間で導入する。
アクリロニ) IJルの添加が終ったならば、0.6扉
lのHCI (d=1.19)を加えてか性ソーダを
中和する。
塩化す) IJウムが沈殿する。沢過後、トリス(8−
シアノ−3・6−シオキサオクチル)アミンよりなる淡
黄色油状物を得る。
水素化 この生成物をオートクレーブで130m1のエタノール
に懸濁させた6ozのラネーニッケル及び0.75m1
のか性ソーダの存在下に60℃で40バールの水素圧下
に水素化する。
反応は3時間行なう。
冷却後、オートクレーブを脱ガスし、窒素下で開く、沢
過する。
触媒を除去した後、11010油状物を得、これは97
%の収率に相当する。
この生成物は、98%の純度のトリス(9−アミノ−3
・6−シオキサノニル)アミンよりなる。
例2 11の三日のフラスコに50fのオイル100Nと、7
7.7に等しい酸指数<1yの物質を中和するのに必要
な水酸化カリウムの■数で表わされる)を持つ4301
のポリイソブテニルこはく酸無水物(PIBSA)(無
水マレイン酸とほぼ900に等しい分子量のポリインブ
テンを縮合させて得られる)を装入する。
この反応混合物をかきまぜながら120℃に加熱し、次
いで85%のトリス(9〜アミノ−3・6−シオキサノ
ニル)アミン、12%のビス(9アミノ−3・6−シオ
キサノニル) −”N−(5ヒドロキシ−3−オキサペ
ンチル)アミン及び3%のN−(5−アミノ−3・6−
シオキサノニル)−N−N−ビス(5−ヒドロキシ−3
−オキサペンチル)アミンからなる45.2fの混合物
を1時間で加える。
温度を160℃で50iiHgの減圧下に3時間保つ。
得られた透明生成物は、大部分がトリスポリイソブテニ
ルスクシンイミドからなり、そして1.08%の窒素を
含有する。
イミド化操作を実施するのに用いたアミノアルコキシア
ミンの混合物は、次の方法で得ることができる。
シアノエチル化 機械的攪拌機、温度計、冷却器及び滴下漏斗を備えた2
501111のフラスコに70.5Pのトリス(5−ヒ
ドロキシ−3−オキサペンチル)アミン(0,25モル
)、0.46mの36°B’eか性ソーダ(4,6・1
0−3モル)を導入する。
この混合物を38℃に加熱し、次いで42グのアクリロ
ニトリル(0,79モル)を1時間で導入する。
アクリロニトリルの添加が終った後、0.6r711の
HCI (d=1.19)を加えてか性ソーダを中和
する。
塩化ナトリウムが沈殿する。濾過後、淡黄色の油状物を
得る。
水素化 攪拌機を備え、そして250rrLlの水素の溜めを付
けた11のステンレス製オートクレーブに、110.3
fの上で製造した粗製油状物を110m1の無水エタノ
ールに溶解してなる溶液を導入し、次いで130rfL
lのエタノールに懸濁させた56.91のラネーニッケ
ルと0.75m1の36°「eか性ソーダ(即ち4.8
・10−3モル)を加える。
オートクレーブを閉じ、窒素(圧力IOバール)で3回
パージし、次いで水素を導入する。
水素溜めから水素を導きなからマノメーターにより圧力
を周囲温度で40バールに上昇させる。
この混合物を60℃に加熱する。
水素の吸収は2時間30分後に止む。
冷却後、オートクレーブを脱ガスし、窒素下で開く。
濾過し、触媒をエタノールで洗う。エタノールを除去後
、黄色油状物を得る。
105.4S’の生成物を得、これは93%の収率に相
当する。
この生成物は、 85%のトリス(9−アミノ−3・6−シオキサノニル
)アミン、 12%のN−N−ビス(9−アミノ−3・6ジオキサノ
ニル)−N−(5−ヒドロキシ−3オキサペンチル)ア
ミン、 3%のN−N−ビス(5−ヒドロキシ−3−オキサペン
チル)−N−(9−アミノ−3・6−シオキサノニル)
アミン からなる。
例3 例1及び2に記載の条件下で、430?の例1及び2に
記載の77.71TI9に等しい酸指数を持つポリイソ
ブテニルこはく酸無水物と701のオイル100Nから
なる5001の混合物を102℃に加熱する。
次いで、44重量%のN−N−ビス(5−ヒドロキシ−
3−オキサペンチル)−N−、(9−アミノ−3・6−
シオキサノニル)アミン、44%のN−(5−ヒドロキ
シ−3−オキサペンチル)N−N−ビス(9−アミノ−
3・6−シオキサノニル)アミン及び12%のトリス(
9−アミノ3・6−シオキサノニル)アミンからなる7
0Pのポリアミンの混合物を1時間で導入する。
温度を50miHgの減圧下に160℃で3時間保つ。
得られた生成物はポリイソブテニルスクシンイミドの混
合物からなり、そして1.2%の窒素量を有する。
イミド化操作を実施するのに用いたアミノアルコキシア
ミンの混合物は、次の方法で得られる。
シアノエチル化 前記の例に記載のものと同じ装置によって下記の反応を
行なう。
70.51(0,25モル)のトリス(5−ヒドロキシ
−3−オキサペンチル)アミンに0.46ydの36°
B’eか性ソーダを加える。
その混合物を38℃に加熱し、次いで20fのアクリロ
ニトリルを導入する。
0.61rllのHCI (a=1.x9)を加えて
か性ソーダを中和する。
塩化ナトリウムが沈殿する。
濾過後、その組成が下記の通りの淡黄色油状物を得る。
残留トリオール 10%モノシア
ノエチル化トリオール 40%ジシアノエチル化ト
リオール 40%トリシアノエチル化トリオール
10%水素化 上記混合物を前記の例に記載の操作方法により水素化す
る。
その混合物を60℃に加熱する。水素の吸収は1時間3
0分後に止む。
冷却後、オートクレーブを脱ガスし、窒素下で開く。
沢過し、触媒をエタノールで洗う。
エタノールを除去した後、0.5 mmHgの圧力下で
210℃でフラッシュ蒸留を行なって最初に未変換トリ
オールを回収し、そして次いで下記の組成のアミノアル
コキシアミンの混合物を回収する。
44%のN−N−ビス(5−ヒドロキシ−3−オキサペ
ンチル)−N−(9−アミノ−3・6−シオキサノニル
)アミン、 44%のN=(5−ヒドロキシ−3−オキサペンチル)
−N−N−ビス(9−アミノ−3・6ジオキサノニル)
アミン、 12%のN−N−N−トリス(9−アミノ−3・6−シ
オキサノニル)アミン。
例4 上記の例により得られた本発明の生成物を潤滑剤中での
分散性のレベルを試験する。
分散力の研究は、A、 Schilling著「Le
huiles pourmoteurset le g
raissage de moteurs j1962
年版の巻1第89〜90頁に記載された実施方法によっ
て行なわれた。
この方法は、Petter Avl エンジンから生
じ且つ約2%の炭素質物質を含有する5tのスラッジ(
油液)を加えである20グのオイル5AE30を用いて
実施する。
オイル5AE30は、次の処方物(各種の添加剤の量は
1kgのオイルについて与えられる)と予め混合されて
いた。
40グの例1〜3で得られた分散剤、 30ミリモルのアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム
、 30ミリモルの過剰塩基のカルシウムアルキルフエナー
ト、 15ミリモルのジヘキシルジチオりん酸亜鉛。
添加オイル−スラッジ混合物を五つに分け、これらをか
きまぜ、そして下記の五つの熱処理に付す。
50℃で10分間の加熱に付される画分、200℃で1
0分間の加熱に付される画分、250℃で10分間の加
熱に付される画分、1%の水の存在下に50℃で10分
間の加熱に付される画分、 1%の水の存在下に200℃で10分間の加熱に付され
る両分。
熱処理後に魯られた各混合物の小滴をp紙上に付着させ
る。
評価を48時間後に行タウ。
各付着斑点について、オイル斑点と分散された物質の斑
点のそれぞれの直径の比を求めてオイル斑点に対して分
散された物質の百分率(%)を計算する。
分散された物質の百分率が高(なるほどスラッジに対す
る分散性は良好である。
この評価は以下に示す表に記載する。
例5 例1〜3の生成物の防錆性を前記の例の処方物、即ち、
1に!9のオイルにつき、 40グの例1〜3の生成物、 30ミリモルのアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム
、 30ミリモルの過剰塩基のカルシウムアルキルフエナー
ト、及び 15ミリモルのジヘキシルジチオりん酸亜鉛を含む処方
物を添加したオイル5AE30で試験する。
この試験の原理は、被検オイルにブローバイのガス中に
存在し且つ押し棒と弁棒の組合せ体上の錆の形成に作用
を及ぼす物質を加え、そのようにして作られた混合物に
一定期間にわたって上記組合せ体の一部分をなす1個を
浸漬することからなる。
形成された錆を目視検査する。試験は、 700Pのオイルをフラスコに導入し、かきまぜながら
50℃に加熱し、 温度が安定したときに、順次に20ccの30%ホルム
アルデヒド水溶液、4.5ccのメタノール、5ccの
ジクロルエタンとジブロムエタンとの50150混合物
、8.5CCの78.5%硝酸水溶液を添加し、 押し棒と弁棒の組合せ体の1個を19時間浸漬する ことによって行なわれ、そして侵蝕(錆)がないときに
は生成物に対して20の評点を与え、また侵蝕が非常に
太きいときにはOの評点を与える。
評価の結果を以下に示す表に記載する。
例3 例1〜3の生成物の消泡性をASTMD−892,63
によって測定する。
オイルAS’E30に例4及び5に示した処方物を添加
する。
添加量は0.25ミリモルである。
評価の結果を以下の表に記載する。
以下の表には、比較として従来のスクシンイミド、即ち
、 I:無水マレイン酸とほぼ1000の分子量のポリイソ
ブチンとの縮合により得られる酸指数74のPIBSA
とトリス(6−アミノ−3オキサヘキシル)アミンから
誘導されるトリス(ポリイソブテニルスクシンイミド)
、 ■:無水マレイン酸とほぼ10000分子量のポリイソ
ブチンとの縮合により得られる酸指数74のpIBSA
とトリエチレントリアミンより誘導されるビス(ポリイ
ソブテニルスクシンイミド、について例4〜6に記載の
条件下で実施した分散性、防錆性及び消泡性の試験の結
果も示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次式 (ここでRは20〜200個の炭素原子を含有するアル
    ケニル基を表わし、 mは1〜3よりなる整数であり、 nは0〜2よりなる整数であり、 m+nは1〜3よりなる) のアルケニルスクシンイミド。 2 Rがポリイソブテニル基であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のアルケニルスクシンイミド。 3 アルケニル基が20〜200個の炭素原子を含有す
    るアルケニルこはく酸無水物と少な(とも※※次式 %式%) ) (ここでXは1〜3よりなる整数である)のアミノアル
    コキシアミンを0.4〜0.6の間のアミン当量数/酸
    当量数の比により120〜230℃の間の温度で縮合さ
    せることを特徴とする特許(ここでRは20〜200個
    の炭素原子を含有するアルケニル基を表わし、 mは1〜3よりなる整数であり、 。 はO〜2よりなる整数であり、m + nは1〜3より
    なる) **のアルケニルスクシンイ
    ミドの製造法。 4 アルケニル基がポリイソブテニル基であることを特
    徴とする特許請求の範囲第3項記載の製造法。 5 次式 (ここでRは20〜200個の炭素原子を含有するアル
    ケニル基を表わし、 mは1〜3よりなる整数であり、 。 はO〜2よりなる整数であり、m+nは1〜3よりなる
    ) のアルケニルスクシンイミドよりなる潤滑油用添加剤。
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