JPS61501156A - 置換カルボン酸およびその誘導体の製造方法 - Google Patents

置換カルボン酸およびその誘導体の製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 置換カルゼン酸およびその誘導体の製造方法発明の分野 この発明は、低級オレフィン類の脂肪族ポリマーおよび無水マレイン酸などの酸 性反応体から置換カルぜン酸を製造する改良された方法に関する。よシ詳しくは 、この発明は低減された量の塩素を用いて、このような酸を製造する3段の改良 された方法に関する。
発明の背景 低級オレフィン類の重合より誘導される実質上脂肪族の置換基で置換されたカル ゼン酸は、従来の技術文献に記載されておシ、多くの重要な工業上の用途を有す る。例えば、これらの酸は、通常液体燃料すよび潤滑油などの各種有機溶媒にお いて防錆剤として用いることができる。これらの酸は、また油系潤渭剤および通 常液体燃料の粘度指数改良剤、分散剤などとして有用である金属塩、エステルお よび窒素含有製品の生成のための中間体としても用いることができる。
このような酸は、脂肪族炭化水素またはノ・ロゲン化脂肪族炭化水素と不飽和酸 または不飽和酸誘導体とを約200℃よシ高い温度で熱的に反応させることによ って得ることができる。該炭化水素は、一般に約200より大きい数平均分子量 を有するポリプロピレンまたはポリブテンのようなオレフィン2リマーである。
しがしながら、このような反応の転化率は低く、反応温度を上げることおよび/ または大気圧よシも高い圧力を用いることにより、転化率を改善しようとする試 みがなされているが、無水マレイン酸が分解して無用な二酸化炭素、水およびタ ール状固形分となる結果となっている。この結果、価値ある無水マレイン酸の浪 費と共に、得られるアシル化剤の汚染をもたらすことになる。
特に脂肪族炭化水素アルキル化剤を用いる場合、前記転化率を改善する一つの方 法は、塩素の存在下に反応を行なうことである。多くの場合、高温および長い反 応時間がなお必要である。使用するのが比較的危険であシ、かつ高価であって時 々不足する塩素を使用する必要があることと共に、これら上記の事実から、置換 カルゼン酸または誘導体の他の製造方法であって、化学薬品およびエネルギーの 使用上より経済的な方法の開発が望まれてbる。
このような方法の一つが、米国特許第3,912,764号に記載されている。
該方法は、先づ第1段階において、該無水マレイン酸の全部が転化するに至らな い点まで、オレフィンポリマーを無水マレイン酸と熱的に反応させ、次いで残留 無水マレイン酸の1モル当り1モルより少ない量の塩素を添加し、該塩素の存在 下に反応を継続させるごとき2段法よシなる。この方法は、比較的少量の塩素を 使用し、大体において比較的低い温度で行々われるので以前に知られていた方法 より経済的でちると云われているけれども、該方法は、生成物が30%程度の不 飽和オレフィンポリマーを含有しているという点において非効率的である。
置換カルゼン酸のもう一つの製造方法は、1種以上の低級オレフィンのハロゲン 化高分子量ポリマーと無水マレイン酸などの酸性試薬との反応による方法である 。このようなハロゲン化、J IJママ−、通常炭化水素ポリマー自身のハロゲ ン処理によって得られ、その製造には炭化水素ポリマーの1モル当り平均して少 くとも1モルのハロゲンが必要である。
こはく酸アシル化剤に至るハロゲン化炭化水素経路の変形は、米国特許第321 5.707号および第3、231.587号に開示された方法である。この方法 は、先づ高分子量炭化水素ポリマーと無水マレイノ酸との混合物を調製し、次い でこの混合物を約140 ’C〜約250℃の温度で、存在する無水マレイン酸 の1モル当り少くとも1モルの塩素と接触させることよりなる。この反応は、5 時間またはそれ以上にわたって起る。この方法も混入される無水マレイン酸の量 に対して、多量の塩素を使用することが必要である。塩素は大規模反応器を製作 するのに通常用いられる多くの材料に対して腐食性が高いことがよく知られてい るので、多量の塩素が存在する場合にはコストの高い材料で製作された特殊の反 応装置を使用することが必要である。このような反応から得られる生成物は、し ばしば少くとも0.4%の残留塩素を含有するが、該塩素は添加剤または添加剤 中間体としての機能には不必要なものであり、時にはそれらの機能にとって有害 となりうるものでちる。
公開フランス特許出願筒2.201.309号には、2段法が記載されており、 該2段法では、先づ第1段階において、オレフィンポリマーを、無水マレイン酸 と、該無水マレイン酸のすべての転化には相当不足した点まで熱的に反応させる 。第2段階において、無水マレイン酸の1モル当91モルより少ない量の塩素を 、該、f IJマー/無水物混合物中に添加して反応を完結させる。この方法で 得られる生成物の混合物は、30%を超える未反応オレフィンポリマーを含有す る旨記載されている。商業上使用されるこはく酸アシル化剤中に未反応のオレフ ィンポリマーが存在しても、公知の有用な機能を果すことはないので、2.20 1.309号公開出願の方法は価値ある石油化学中間体の損失を招くことになる 。2.201.、309号公開出願も、一般的な先行技術も共に未反応オレフィ ンポリマーとこのようなカルゼン酸とを分離する有効かつ経済的な手段を開示し ていないので特にそうである。
米国特許第4.110.349号において、無水マレイン酸のオレフィンポリマ ー(例えばポリブテン)によるアルキル化によって得られる種類の置換カルぜン 酸は、以前に知られている方法よりもより経済的であり、かつ効率の高い2段法 によって得られる。第1段階において、アルキル化炭化水素を、不飽和ジカルゼ ン酸またはその誘導体の所望の生成物を生ずるに必要な量の約30〜90重量% に等しい量と、場合によっては少量の塩素の存在下に反応させる。第2工程にお いて、追加の酸またはその誘導体を添加し、添加される塩素の存在下に反応を継 続する。
発明の要約 本発明は、低級オレフィンの脂肪族ポリマーと無水マレイン酸などの酸性反応体 とから置換カルダン酸を製造する技術における改良に関するものであわ、それに よって低塩素消費量および無水マレイン酸とオレフィンポリマー両反応体の高転 化率の利点が提供される。
要約すると、この発明は、囚低級オレフィンの少くとも1種の脂肪族ポリマーと 、(B)フマル酸、イタコン酸、マレイン酸ならびにこれらの酸の無水物、低級 アルキルエステル、アシルクロリ)11およびアシルブロミPからなる群から選 ばれる少くとも1種の酸性反応体とを反応させることよりなり、該反応の少くと も1部が塩素の存在下に起る置換カルゼン酸またはその誘導体の製造方法におい て、(+)(A)の1当量当り塩素約0.05〜0,15当量の存在下、塩素の 全部が反応して第1の中間生成物が得られるまで、(4)と(B)との混合物を 約100°〜200℃の温度で反応させ、l+)(A)の1当量当、D (B)  0.4〜1.1当量の転化が達成されて第2の中間生成物が得られるまで、約 180°〜250°Cの温度において、塩素の不存在下に、該反応を継続し、( m)該第2中間体を、約180°〜225°Cの温度で、工程(1)で用いた囚 1当量当シ約0.2〜1.5当量の塩素と反応させる諸工程よシなる改良を包含 するものである。
発明の詳細な説明 この発明の置換カルゼン酸は、(4)少くとも1種の低級オレフィンの少くとも 1種の脂肪族ポリマーと、(B)下記のごときの種類の少くとも1種の酸性反応 体とより得られる。脂肪族としてのこれらのポリマーの記載は、実質上脂肪族で あって、10%以下の非脂肪族炭素原子、すなわち、脂環式環の1部である炭素 原子を含有するポリマーを包含することを意味する。したがって、例えばその炭 素原子の5%が脂環式環構造であって、その炭素原子の95%が脂肪族構造であ るごときポリマーは、この発明の範囲内の脂肪族ポリマーである。該脂肪族ポリ マーは、オレフィン結合を含有してもよく、好ましくはオレフィン結合を含有す る。より好ましくは、前記ポリマーは、分子中10個の炭素−炭素結合当シ1個 以下のオレフィンもしくはアセチレン炭素−炭素結合を含有する。
本発明の脂肪族ポリマー囚が得られる原料の低級オレフィンは、7個以下の炭素 原子を含有するものである。これらのオレフィンは、モノ−もしくはジオレフィ ンであり、後者は共役もしくは非共役であってもよい。好ましくは、使用される 2リマーの製造に用いられるオレフィンは、モノオレフィンである。よシ好まし くは、該ポリマーはモノ−1−オレフィンであり、最も好ましくはC2−6モノ ー1−オレフィンである。
本発明の脂肪族ポリマー囚の製造に用いられる低級オレフィンの例は、エチレン 、プロピレン、1および2−ブテン、イソブチン、ペンテン類(すべての脂肪族 異性体)、ヘキセン類(すべての脂肪族異性体)およびヘプテン類(すべての脂 肪族異性体)である。
本発明のポリマー(5)の製造に用いられる共役低級ジオレフィンの例として、 ブタジェン、イソプレン、1゜3−インタジエンおよび1,3−ヘキサクエンが あげられ、非共役オレフィンとして1.4−ペンタ・ツエン、1.4−へキサジ エン、1.5−へキサジエンなどがあげられる。
本発明の脂肪族ポリマーの製造に用いられる好ましいモノオレフィンは、エチレ ン、プロピレン、1−および2−ブテンであシ、特にイソブチンである。本発明 で用いられる。iP IJマー囚の製造に用いられる好ましい共役低級オレフィ ンとして、ブタジェンおよびイソ、Sロベン(2−メチル−1,4−ブタジェン )があげられ、2リマー(4)の製造に用いられる好ましい非共役低級オレフィ ンとして、1,4−へキサジエンおよび1.4−ペンタジェンがあげられる。
本発明で用いられる脂肪族ポリマー(4)は、ホモ−もしくはインターポリマー である。後者の場合、該ポリマーは、ニア−(Co−)、ター(ter−) 、 テトラ−(tetra−)などのポリマーであって、通常の鎖状インターポリマ ーまたはグラフトポリマーである。一般に、ホモポリマーが好ましいが、エチレ ン/プロピレンコポリマーなどのコポリマーならびに1.シス−2,トランス− 2、およびインブテンなどの同じ炭素含有量を有するモノマーから得られるター ポリマーおよびインターポリマーもしばしば用いられる。
前記したように、本発明で用いられる脂肪族ポリマー(3)は少量の脂環式もし くは芳香族炭素原子を含有することができる。このような脂環式および芳香族炭 素原子ハシクロ4ンテン、シクロヘキセン、メチレンシクロペンテン、メチレン シクロヘキセン、l、3−シクロへキサジエン、ノルゼルネン、ノルゼルナジエ ン、シクロインタジエン、メチレンおよびアルファーメチルメチレンなどのモノ マーから誘導することができる。
本発明で用いられる脂肪族ポリマー囚は、約30個を超える脂肪族炭素原子を含 有し、好ましくは300個未満の炭素原子を含有し、よシ好ましくは少くとも5 0個の脂肪族炭素原子および約250個未満の炭素原子を含有する。分子量につ いては、本発明で用いられるポリマー囚は、少くとも約420の(ゲル透過クロ マトグラフィーで測定した)数平均分子量を有し、よシ好ましくは約250個未 満の(ゲル透過クロマトグラフィーで測定した)最大数平均分子量を有する。
数平均分子量の特に好ましい範囲は約500〜約亀000である。
本発明で用いられる脂肪族ポリマー囚の特に好ましいクラスは、ポリブテン類、 すなわち1種以上のブテン類の重合によって得られるポリマーである。ポリイソ ブチン類が特に好ましく、これらのポリマーはよく−知られた市販の物質であっ て主要量のイソブチン自身を含有するイソブチン流れ(streams )かう 得うれる。
しびしば、これらのイソブチン流れ(streams )は、1−ブチ/、シス −およびトランス−2−ブテンおよびポリマー中に配合してもしなくてもよい少 量のブタジェンなどの他の04オレフイン類を含有する。該ポリイソブチンポリ マーは、玉料的にインブテン誘導単位、を有する単位を有する。通常これらの単 位は、(存在する炭素原子の数として)ポリイソブチンの少くトモ80%、好ま しくは少くとも90%を構成する。これらのイソブチンは当業者によく知られて おり、それらの構造に関するさらに詳細な事項および製造については、米国特許 第& 215,707号、同第亀23 ]、、 587号、同第へ515.66 9号および同第3.579.450号に記載されている。これらの米国特許は、 本発明で使用される脂肪族ポリマー囚の性質および製造に関するそれらの開示に ついて本明細書に引用し記載されている。
本発明で用いられる前記酸性反応体(B)は、フマル酸、イタコン酸、マレイン 酸ならびにこれらの酸の無水物、低級アルキルエステル、アシルクロIJ rお よびアシルブロミPからなる群から選択される。フマル酸、イタコン酸およびマ レイン酸の低級アルキルエステルならびにアシルクロリドおよびアシルブロミ1 は、いわゆる半一エステルまたは半一アシルクロリドなどであって、2個のカル ゼキシル基のうち1個だけが主たる誘導体に転換されているか、あるいはそれら はりエステル、ジアシルクロリドなどでもよい。
本発明の方法で用いられる好ましい酸性反応体CB)は、式: (式中RおよびR′は各々独立に、−0H1−〇−ジ低級アルキル−Ofおよび −Brからなる群から選ばれるか、あるいはRおよびR′は共に一〇−であって もよい。)から選ばれるマレイン酸化合物である。無水マレイン酸は、特に好ま しい酸性反応体CB)である。前記酸性反応体(B)の記載において言及された 低級アルキル基は、メチル、エチル、プロピル(両異性体)、ブチル(全ての異 性体)、ペンチル(すべての異性体)、ヘキシル(すべての異性体)およびヘプ チル(すべての異性体)など1個ないし7個の炭素原子を含有するものである。
前記酸性反応体(B)は、前記酸性反応体の2種以上の混合物よシなるものでも よい。したがって、例えば、ジエチルフマレートとイタコン酸アシルモノクロI J l’との混合物と同様にフマル酸と無水マレイン酸の混合物も使用可能であ る。同様に、無水マレイン酸とそのジ低級アルキルエステルとの混合物がそうで あるように、無水マレイン酸とそのモノ低級アルキルエステルとの混合物も使用 することができる。このような混合物の使用は、それらの入手し易く、比較的低 コストのために都合のよい場合もある。当然のことながら、純粋な化合物自身も 所望により使用することができる。
前記したように、140℃を超える温度における脂肪族ポリマー囚と酸性反応体 (B)との混合物の反応は、置換こはく酸アシル化剤の公知の製造方法である。
従来公知の方法では、塩素の存在下、あるいは初期混合物中に存在する酸性反応 体の1モル当り全量が1モルまでまたは1モル以上(up to one or  more moles )の塩素の存在下に加熱される。塩素を省略した場合 には、より高い温度が必要であり、反応時間が長くなる。
しかしながら、本発明では、ポリマーと酸性反応体との初期混合物が得られ、該 混合物に少量の塩素が導入される。ポリマー囚の1当量当り0.05〜0.15 当量、好ましくは0.08〜0.12当量の塩素が一般に使用される。該混合物 の温度は高められ、塩素の全量が反応し、塩化水素の発生が止まるまで、110 °〜190℃の範囲内の温度に維持される。好ましい態様においては、塩素は初 期混合物が少くとも100°〜110℃の温度になるまでは導入されない。新た に生成された反応混合物(すなわち塩素を含有するもの)は、次いで約190℃ の温度に加熱される。@記反応の第1工程中に導入される塩素の全量が初期混合 物中に存在するポリマー反応体の1モル当り塩素的0.05〜015当量の範囲 内にあることが本発明の実施において必5久でちり、具体的な使用量は少くとも 部分的に使用されるポリマー中の金属不純物の量に依存する。塩素との反応によ って該金属が失活しないならば、金属の存在により酸性反応体(B)の望ましく ない分解が起り、所望の生成物の収率が低下し、望ましくない副反応物の生成が 増大することになる。
初期混合物および/または全反応で用いられる量におけるポリマー囚と酸(B) との配合比は、当量基準で約1:0.8〜1:2の範囲にある。しかしながら、 該ポリマーの全部でなくともほとんどが利用されることを確実にするためには、 該比が少くとも1:1であることが好ましい。また、生成物中により多くの酸性 基を有することが望む場合には、1:1を超える比が用いられる。
本発明の方法の第1工程の上限の反応温度は、決定的なものではなく、中間体お よび反応混合物の成分の分解温度によって制限されるのみである。しかしながら 、好ましくは、上限は約200℃である。
本発明の色々の態様において、塩素は異なる方法で導入することが可能であり、 例えば、ある好ましい態様においては、塩素は反応温度を少くとも190℃に上 昇させる間の時間にわたって連続して、または断続的に導入することができる。
本発明の他の好ましい態様においては、塩素は、例えば少くとも約175°Cな どの中間点まで反応温度を上昇させる間に、連続して導入することもできる。別 法において、塩素は温度が少くとも約175℃まで上昇される間に断続的に導入 することができる。これらの好ましい態様のいずれにおいても、得られる反応混 合物は、次いで約190°〜200°Cの温度に維持される。該反応混合物は塩 素が導入されている間に、このような後者の温度まで昇温され、その後約200 ℃の温度に維持されうろことも当然である。
第1工程中に用いられる塩素の全量が190℃以下の温度で導入されることは必 要ではない。したがって、導入される塩素の全量が、初期反応混合物中に存在す るポリマー反応体の1当量当シ塩素0.15当量を超えない限シ、反応温度が1 90℃に達した後でも、塩素のいくらかを導入することも可能である。
同様に、追加の酸性反応体を、追加の塩素が導入される前、導入される間、また は導入された後で前記反応混合物中に導入することができるが、酸性反応体の量 は初期混合物中に存在する酸性反応体の全量の約10重量%を超えてはならない 。
一般に、本発明の第1工程の反応時間は約0.5時間ないし約6〜8時間の範囲 にある。好ましくは、反応時間は約2〜約5時間の範囲にある。当業者に明らか なように、反応時間は少くとも部分的に反応体の量、反応温度などに依存する。
いずれにしても、反応は塩化水素の発生が止まるまで行なわなければならない。
工程(1)における試薬(イ)対試薬(B)の当量比は、生成物に所望される酸 または酸誘導体基の比率によって変動する。一般的には、試薬囚の1当量当シ試 薬CB+約0.3〜2.0当量を用いることができるが、生成物中に存在する未 反応オレフィン、t? IJママ−量を最少限にするためには、試薬囚の1当量 当シ酸試薬(B)の少くとも1当量を用いることが望ましい。
本発明の改良された方法の第2工程において、第1工程において生成された第1 中間生成物は、塩素の不存在下、約180°〜250℃の温度に加熱されて、酸 (B)のアルキル化反応を継続させ、第2中間生成物を得る。この第2工程のア ルキル化反応は、所望の転化率が得られるまで継続される。一般に加熱は、塩素 の不存在下、(A)1当量当り(B)約0.4〜1.1当量の転化率が得られる まで継続される。転化率は当業界において公知の方法によシ測定される。好まし い転化範囲は、(ト)の1当量当り(B) 0.5〜03g当量である。第2工 程の反応時間は、約10ないし約25時間あるいはそれ以上の範囲で変動する。
工程(11)の必須の特徴は、反応が塩素の不存在下に行なわれ、正圧の窒素雰 囲気など、不活性雰囲気下で一般に行なわれることにある。約200゜〜約22 5℃の温度が一般に満足すべきものであシ、工程(11)に対して好ましい。
所望の第2中間生成物が上記の方法によって得られると、該第2中間生成物は、 次いで該反応混合物を約180°〜225℃の温度に加熱を継続しながら、工程 (1)に用いられるポリマーの1当量当り約0.2〜約1.5当量の塩素の存在 下、さらに一定時間加熱される。塩素は、連続的にまたは断続的に添加できるが 、一定時間にわたって塩素を連続して添加するのが好ましい。
塩素の全量を添加後、該混合物の加熱を所望の生成物が得られるまで継続する一 工程(iii)が実質上完結する時点は、残留する酸の百分率および/または反 応生成物のけん化価について反応混合物を分析することにょシ決定することがで きる。反応が完結すると、該反応混合物に、190℃に保ちながら窒素を吹くの が好ましい。
本発明の改良方法は、3つの区別される工程を包含するけれども、該方法は同じ 反応器中で行なうことが可能であり、一般にそのように行なわれる。しかしなが ら、所望によシ、工程(1)および/まだは(11)の中間生成物は、異なる反 応容器に移して、その後の反応および処理を行なうことができる。
本発明の改良方法は、潤滑油粘度の炭化水素鉱油(hydrocarbon m 1neral oils of lubricating oilviscos ity )、インゼン、トルエン、キシレンまたはキシレン混合物などの低分子 量炭化水素溶媒、石油ナフサ、リフオーメイトなどの実質上不活性で、通常液体 の溶媒/希釈剤の存在下に行なうことができる。しかしながら、溶媒は一般に必 要ではない。揮発性の低分子量炭化水素溶媒を用いる場合、大気圧を超える圧力 下に反応を行なうことが好ましい場合が多い。しかしながら、一般に反応は大気 圧下、あるいは約5気圧以下の圧力範囲で行なわれる。これらの反応で用いられ る不活性の溶媒/稀釈剤に関する詳細ならびに反応時間および反応圧力に関する 詳細は、実質上脂肪族ポリマー(5)に関してすでに引用した米国特許に記載さ れている。これらの米国特許は、反応圧力、溶媒等に関するそれらの教示につい て本明細書中に引用されている。
本発明の方法によって製造される置換酸の回収は、蒸留、結晶化、沈でん化、透 析、吸収など、当業者に公知の手段で行なうことができる。しかしながら、しば しば、該生成物が他の添加剤生成物の生成のための中間体(例えばアシル化剤) として用いられる場合には、該生成物を回収する必要がない。
ある場合には、該生成物の性質を、例えば無水物から遊離酸の形に変換すること も望ましい。これら各種の変換を行なう方法は、潤滑剤および燃料添加剤製造の 当業者に周知のことであってここで詳細に説明する必要はない。
以下の例は、本発明の改良方法の具体的な説明のための実施例であって、現在知 られている発明の最良の態様を包含する。これらの実施例ならびに本明細書の他 の部分および添付するクレームにおいて、特に明記しない限り百分率および部は すべて重量基準であり、温度はすべて摂氏温度である。
実施例 A ポリイソブチy(Mn−886) 3101部(3,5当量)および無水マレイ ン酸347部(3,54当量)の混合物を、攪拌機、温度計、表面下塩素ガス導 入口および加熱空気コンデンサーを備えた反応フラスコ中で調製した。該混合物 を約110℃の温度に加熱し、その際塩素ガス26部(037当量)を、反応温 度が110℃から約190℃に上昇するにつれて、反応容器に添加した。塩素は 、4時間にわたり連続して添加された。
次いで反応容器を、正圧の窒素雰囲気下となるように調製し、約80の正味けん 化価が得られるまで混合物を215℃に昇温した。
約180°〜225℃の間の反応温度に維持しつつ、塩素ガス(82部、1.1 5当量)を、4時間にわたシ連続して反応フラスコに添加した。反応混合物の加 熱を、塩化水素がそれ以上発生しなくなるまで継続した。
加熱時間の終りに、窒素を、190°Cで反応混合物中に通して揮発性物質を除 去した。残存物は、収率97%で得られた所望の生成物でちり、該生成物は約1 00のけん化価(A、STMeD−94による)を有することがわかった。
実施例 B 攪拌機、サーモウェル、塩素入口、加熱空気コンデンサーおよび乾式フリーPリ ツヒコンデンサーを備えた3リツトルフラスコに、数平均分子量905を有する ポリイソブチレン1502部(166当量)および無水マレイン酸155部(1 58当量)を装入した。
該内容物を100℃に加熱し、その時点で攪拌を開始した。塩素9部を均一な速 度で添加しつつ、該混合物を、4時間にわたり190℃に加熱した。塩素添加を 停止し、極めて遅い速度で窒素を吹かして置換した。
該内容物を210°Cに加熱し、210°Cで19.5時間保持した。反応生成 物の試料を、18時間加熱後に採取しストリップした。ストリップされた試料の 全酸価は67であった。次いで塩素の供給を再開し、塩素60gを、210℃で 4時間にわたって添加した。次いで反応混合物を、190 ’Cで16時間加熱 し、190℃、水銀柱0.02 mmで1時間ス) IJツブした。残留物は所 望の生成物であった。
実施例 C 実施例人に記載の反応容器に、数平均分子量915の?ジイソブチレフ298部 および無水マレイン酸331部を装入した。該混合物を110℃に加熱し、その 時点で攪拌および塩素添加を開始した。塩素28部を均等に添加しつつ、該反応 混合物を4時間にわたシ110℃から190℃に加熱した。塩素添加を中止し、 窒素・に−ノを開始した。該反応混合物を、1.5時間にわたって200℃まで 加熱し、さらに2時間200°Cに保持し、207℃に加熱し、207℃に16 .5時間保持した。全酸価は80であった。塩素添加を再開し、塩素81部を、 207℃で4,5時間にわたって添加し、た。該内容物を、190℃で17時間 窒素置換し、次いで190℃、水銀柱0.9 mmで1時間ストリップした。透 明な液体残留物は、けん化価的100を有する生成物であった。
実施例 D 実施例Bに記載の反応容器に、数平均分子量911を有するポリイソブチレン3 097部および無水マレイン酸33部を装入した。該混合物を110°Cに加熱 し、その時点で、温度を110 ’Cから190℃に昇温しつつ、塩素ガス35 部を4時間にわたって添加した。
窒素置換をしつつ、温度を215℃に昇温した。温度を205°〜215℃に保 ちつつ、無水マレイン酸追加分(339部)を、2時間にわたってインクリメン トに分けて添加した。該混合物を、窒素雰囲気下16時間188°〜210℃に 加熱した。反応のこの時点において、ヌ) IJツブされた試料物質の全酸価は 72.9であった。該反応混合物を、210℃に加熱し、210℃で7時間保持 した。ス) IJツブされた試料の酸価は81.3であった。塩素(81部)を 、190°〜210℃で4.5時間にわたって添加した。該反応混合物を、21 0℃で16時間窒素で置換した。該物質を、水銀柱5 m!ll下1時間210 ℃でストリップした。透明な液体生成物は、約102のけん化価を有する生成物 であった。
実施例 E 攪拌機、す7ラツクスカラム、コンデンサーおよび受け器を備えた反応容器に、 数平均分子量950を有するポリイソブチレン1000部を装入した。該物質を 77°Cに加熱し、無水マレイン酸105部を添加した。3時間にわたって11 0℃まで昇温し、該反応混合物を125℃に加熱しつつ、塩素ガス3.5部を2 時間にわたって添加した。該、Sブチを、窒素ノξ−ジ下、11時間で211℃ に加熱し、その時点で無水マレイン酸追加分を、加熱時間中3インクリメントに 分けて添加し、全酸価を105に保った。該ノζツチを、215℃に6.5時間 維持した。塩素添加を再開し、塩素ガス18部を、210℃で3.5時間にわた って添加した。
該・々ブチを、液内ラインを通って窒素で3.5時間置換して過剰の無水マレイ ン酸を除去した。残留物は、所望の生成物であった。
本発明の置換カルゼン酸化合物は、従来技術における公知の高分子量カルゼン酸 アシル化剤と同様に、潤滑剤および燃料組成物の添加剤として、それら自身にお いて、またそれら自身の(in and of )有用性を有する。例えば、本 発明の該化合物たるこはく酸類、こはく酸無水物類あるいはこはく酸類の低級ア ルキルエステル類は、燃料添加剤として用いた析出生成物を低減することができ る。米国特許第334 a354号は、公知の高分子量カルゼン酸アシル化剤を 使用するだめの説明であるが、これらの説明が本発明の置換カルゼン酸およびそ の誘導体にも適用できる。同様に、米国特許第a28&714号は、潤滑剤組成 物の添加剤としてのこはく酸無水物類であって、分散剤/洗浄剤として使用する 公知の高分子量カルゼン酸アシル化剤の使用法の教示であってこれは本発明の酸 類およびその誘導体に適用できる。
同じ理由で、米国特許第3.714.042号を、本発明の酸および誘導体を用 いて、塩基過剰(overbased )錯体を処理する方法に関するその教示 として引用される。こはく酸基、こはく酸無水物基およびこはく酸エステル基を 含有する本発明のカルゼン酸類およびその誘導体は、該特許に記載の高分子量カ ルゼン酸アシル化剤を、等価の(equivalat )重量基準により、本発 明りアシル化剤で置換することによシ、米国特許第3.714,042号に記載 されたと同じ方法で塩基性金属ヌルホネート錯体、スルホネートーカルゼキシレ ート錯体およびカルゼキシレート錯体を処理するのに用いることができる。
本発明の置換カルゼン酸およびその誘導体は、前記したように、また後記するよ うに、他の新規組成物、潤滑剤組成物およびこれらの化合物を含有するコンセン トレートを製造するだめの中間体であることの有用性に加えてそれら自身におい て、またそれら自身の(in and of )有用性を有し、本発明の1部分 を構成する。簡単のために、本発明の置換カルゼン酸類、無水物類、エステル類 およびその他の誘導体を、一般にアシル化剤と呼ぶことにする。
それにもかかわらず、本発明のアシル化剤の主要な用途は、カルゼン酸誘導体組 成物の製造方法における中間体としてであシ、該製造方法は本発明の改良法によ って得られた1種以上のアシル化剤を、(a)その構造内に少くとも1個のH− N(基が存在することを特徴とするアミン類、(b)アルコール類、(C)反応 性金属または反応性金属化合物および(d) (a)〜(C)の2種以上の組合 せからなる群から選ばれる反応体と反応させ、(d)の各成分が該アシル化剤と 同時にまたはいずれかの順序で逐次的に反応することを特徴とする。
その構造内に少くとも1個のH−N(基が存在することを特徴とする前記アミン 類(すなわち前記反応体(a))は汚ノアミン類かポリアミン類である。本発明 の目的のために、ヒドラジンおよび3個以下の置換基を含有する置換ヒドラジン 類は、カルゼン酸誘導体組成物を製造するのに好適なアミン類として包含される 。2種以上のアミン類の混合物が本発明の1種以上のアシル化剤との反応に用い られる。好ましくは、該アミンは少くとも1個の第1級アざノ基(すなわち−N )(2)を含有し、よシ好ましくは該アミンはポリアミン、特に少くとも2個の H−N(基を含有し、そのいずれかかまたは両方が第1Rまたは第2級アミン類 であるポリアミンである。該ポリアミン類は、モノアミン類から誘導される誘導 体組成物に比べて、分散剤/洗浄剤として通常より有効であるカルゼン酸誘導体 組成物を提供するのみならず、これらの好ましいポリアミン類はより顕著なV、 1.改良の性質を示すカルゼン酸誘導体組成物を提供する。反応体(a)として 好適なモノアミン類および、J IJアミン類について後で詳しく説明する。
反応体(b)として用いることのできるアルコール類は、1価および多価アルコ ール類を包含する。また、多価アルコール類は、1価のアルコール類から誘導さ れるカルゼン酸誘導体組成物に比べてより有効な分散剤/洗浄剤であるカルゼン 酸誘導体組成物を提供するのが普通であるため好ましい。さらに、多価アルコー ル類から誘導されるカルゼン酸誘導体組成物は、極めて顕著なV、1.改良の性 質を示し、特に好ましい反応体である。反応体ら)として使用するのに好適なア ルコール類について、後でさらに詳しく説明する。
反応体(c)として有用々反応性金属および反応性金属化合物は、カルゼン酸お よびカルぜン酸アシル化剤と反応した場合、塩および錯体を形成することが知ら れているものである。これらの金属および金属化合物について後でさらに説明す る。
反応体(a)として有用なモノアミン類およびポリアミン類は少くとも1個のH −N(基を含有しなければならない。したがってこれらアミン類は、少くとも1 個の第1級アミノ(すなわちH2N−)基または第2級アミン(すなわちH−N く)基を有する。該アミン類は、脂肪族、脂環式、芳香族または複素環式アミン 類であって、脂肪族置換脂環式、脂肪族置換芳香族、脂肪族置換複素環式、脂環 式置換脂肪族、脂環式置換芳香族、脂環式置換複素環式、芳香族置換脂肪族、芳 香族置換脂環式、芳香族置換複素環式、複素環式置換脂肪族、複素環式置換脂環 式および複素環式置換芳香族アミン類を包含し、飽和でも不飽和でもよい。不飽 和の°場合、該アミンはアセチレン性不飽和はない。該アミン類は、該アミン類 と本発明のアシル化剤との反応を著しく防害しない限り非炭化水素置換基または 基(group )を含有してもよい。このような非炭化水素置換基または基( group )は、低級アルコキシ、低級アルキルメルカプト、ニトロ、−〇− および−S−(例えば、Xが一〇−または−8−である一0H20H2−X−O H20H2−における基のような)のような介入基(in terruptin g group )を包含する。
後で詳しく説明するように、分枝ポリアルキレンIリアミン、ポリオキシアルキ レンポリアミンおよび高分子量ヒドロカルビル置換アミンを除けば、(a)とし て用いられるアミン類は、一般に全部で約40個未満の炭素原子を含有し、通常 全部で約20個以下の炭素原子を含有する。
脂肪族モノアミン類は、モノ−脂肪族およびジー脂肪族置換アミン類を包゛含し 、該脂肪族基は飽和または不飽和でもよく、また直鎖でも分枝鎖でもよい。した がって、これらアミン類は第1級または第2級脂肪族アミン類である。このよう なアミン類は、例えば、モノ−およびクアルキル置換アミン、モノ−およびジア ルケニル置換アミン、および1個のN−アルケニル置換基および1個のN−アル キル置換基を有するアミンなどを包含する。これら脂肪族、t? IJアミン中 の炭素原子の全数は、前記したように、一般に約40個を超えず、普通約20個 を超えない。このようなモノアミンの具体例として、エチルアミン、クエチルア ミン、n−ブチルアミン、)−n−ブチルアミン、アリルアミン、インブチルア ミン、ココアミン、ステアリルアミン、ラウリルアミン、メチルラウリルアミン 、オレイルアミン、N−メチル−オクチルアミン、ドデシルアミン、オクタデシ ルアミンなどがあげられる。脂環式置換脂肪族アミン、芳香族置換脂肪族アミン および複素環式置換脂肪族アミンの例として、2−(シクロヘキシル)−エチル アミン、ベンジルアミン、フェネチルアミンおよび3−(フリルグロビル)アミ ンがあげられる。
脂環式モノアミン類は、脂環式環構造中の炭素原子を介してアミン窒素に直接結 合した1個の脂環式置換基があるごときモノアミン類である。脂環式モノアミン の例としてシクロヘキシルアミン、シクロペンチルアミン、シクロへキセニルア ミン、シクロペンテニルアミン、N−エチル−シクロヘキシルアミン、ジシクロ ヘキシルアミンなどがあげられる。脂肪族置換、芳香族置換および複素環式置換 脂環式モノアミンの例として、プロピル置換シクロヘキシルアミン、フェニル置 換シクロペンチルアミンおよびピラニル置換シクロヘキシルアミンがあげられる 。
(a)として好適な芳香族アミンは、芳香族環構造の炭素原子がアミン窒素に直 接結合しているごときモノアミンを包含する。該芳香族環は、通常単核芳香族環 (すなわち、R/ゼンから誘導されるもの)であるが、融合芳香族環、特にナフ タレンから誘導されるものを包含することができる。芳香族モノアミンの例とし てアニリ/1,5(p−メチルフェニル)アミン、ナフチルアミン、N−(n− ブチル)アニリンなどがあげられる。脂肪族置換、脂環式置換および複素環式置 換芳香族モノアミンの例として、p−エトキシアニリン、p−ドデシルアニリン 、シクロヘキシル置換ナフチルアミン、およびチェニル置換アニリンがあげられ る。
(a)として好適なポリアミンは、その構造内に少くとも1個の他のアミン窒素 が存在することを除いて、前記モノアミンに類似の脂肪族、脂環式および芳香族 ポリアミンである。該他のアミン窒素は、第1級、第2級または第3級アミン窒 素である。このようなポリアミンの例として、N−アミノ−プロピル−シクロヘ キシルアミン、N、N’−u−n−ブチル−p−フ二二レンジアミン、ビス(p −アミノフェニル)メタン、1゜4−ノアミノシクロヘキサンなどがあげられる 。
複素環式モノ−およびポリアミンも、本発明のカルイン酸誘導体組成物の製造に 際し、(a)として用いることができる。本明細書で用いられているように、術 語「複素環式モノ−およびポリアミン」は、少くとも1個の第1級または第2級 アミノ基および複素環式環中の複素原子としての少くとも1個の窒素を含有する 複素環式アミンを表わすことを意味する。しかしながら、複素環式七ノーおよび ポリアミン中に少くとも1個の第1級または第2級アミン基が存在する限り、該 環中ノへテロ−N原子は第3級アミン窒素、すなわち該環窒素に直接結合した水 素を有しないものである。複素環式アミンは、飽和または不飽和でもよく、また ニトロ、アルコキシ、アルキルメルカプト、アルキル、アルケニル、アリール、 アルカリール、まだはアラルキル置換基などの各種置換基を含有することができ る。
一般に、置換基中の炭素原子の全数は約20個を超えない。複素環式アミンは、 窒素以外のへテロ原子、特に酸素および硫黄を含有することができる。これらの アミンは、2個以上の窒素へテロ原子を含有することができることは当然でちる 。5および6−員複素環式%式% 好適な複素環式アミンとして、アジリ、クン、アゼナ、)ン、アゾリ、クン、テ トラ−およびジ−ヒドロピリジン、ピロール、インドール、ピペリノン、イミダ ゾール、ノーおよびテトラーヒPロイミダゾール、ピペラジン、インインドール 、プリン、モルホリン、チオモルホリン、N−アミノアルキルモルホリン、N− アミノアルキル−チオモルホリン、N−アミノアルキルピペラジン、N、N’− J−アミノアルキルピペラジン、アゼピン、アゾシン、アゾ二ン、アゼシン、お よび上記の各々のテトラ−、ジーおよびノξ−ヒP口誘導体およびこれらの複素 環式アミンの2種以上の混合物があげられる。好ましい複素環式アミンは、ヘテ ロ環中に窒素、酸素および/または硫黄のみを含有する飽和5−および6−員複 素環式アミン、特にピペリジン、ピペラジン、チオモルホリン、モルホリン、ピ ロリジンなどである。ピペリジン、アミノアルキル置換ピペリジン、ビ被うジン 、アミノアルキル置換ピペラジン、モルホリン、アミノアルキル置換モルホリン 、ピロリ)/およびアミノアルキル置換ピロリジンが特に好ましい。通常、アミ ノアルキル置換基は、ペテロ環の窒素原子形成部分に置換される。このような複 素環式アミンの具体例として、N−アミノプロピルモルホリン、N−アミノエチ ルピ被うジンおよびN 、 N’−ノーアミノエチルピペラジンがあげられる。
前記のものに類似のヒドロキシアミンモノーおよびポリアミンも、少くとも1個 の第1級または第2級アミン基を含有する限り、(a)として有用である。トリ ーヒドロキシエチルアミンにおけるような第3級アミノ窒素のみを有するヒドロ キシ置換アミンは、しだがって(a)としては除外される(しかし後で記載する ように(b)としては使用することができる)。上記ヒドロキシ置換アミンは、 カルゼニル炭素原子以外の炭素原子に直接結合したヒドロキシエチルを有するも のであって、アルコールとして作用することのできるヒドロキシ基を有する。こ のようなヒドロキシ置換アミンの例として、エタノールアミン、ジー(3−ヒド ロキシプロピル)アミン、3−ヒドロキシブチルアミン、4−ヒドロキシブチル アミン、・クエタノールアミン、ノー(2−ヒドロキシゾロビル)アミン、N− (ヒドロキシプロピル)フロビルアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)シクロ ヘキシルアミン、3−ヒドロキシシクロペンチルアミン、p−ヒドロキシアニリ ン、N−ヒドロキシエチルピペラジンなどがあげることができる。
またアミンとして好適なものは、一般式:(式中Rは−OH、−NH2などであ り、Raはx+yと等価の多価有機ラジカルであり、RbおよびR6は各々独立 に水素、ヒドロカルビルおよび置換ヒドロカルビルであるが、ただしRbまたは R6の少くとも一つがアミノヌルホン酸1分子当シの水素であシ、XおよびYは 各々1以上の整数である)で表わされるアミノスルホン酸およびその誘導体であ る。線式より、各アミノスルホン酸反応体は少くとも1個のHN<またはH2N −られていることは明らかである。これらのスルホン酸は脂肪族、脂環式または 芳香族アミノスルホン酸および該ヌルホ基の対応する官能性誘導体である。具体 的には、該アミノヌルホン酸は、芳香族アミノヌルホン基が芳香族ラジカルの核 炭素原子に直接結合しているフェニレンなどの多価芳香族ラジカルである。該ア ミノスルホン酸は、またモノ−アミノ脂肪族ヌルホン酸、すなわちXが1であっ てRaがエチレン、プロピレン、トリメチレン、および2−メチレンプロピレン などの多価脂肪族ラジカルであるごとき酸でもよい。反応体(2)として有用で ある好適なアミノヌルホン酸およびその誘導体は、米国特許第3.029.25 0号、同第3.36’i!864号、および同第& 926.820号に開示さ れており、これらの特許は本発明のために引用される。
ヒドラジンおよび置換ヒドラジ/も(a)として用いることができる。fa)と して用いられるヒドラジン中の窒素のうちの少くとも1個がそれに直接結合する 水素を含有しなければならない。好ましくはヒドラジン窒素に直接結合する少く とも2個の水素があり、より好ましくは、両水素が同じ窒素に結合している。ヒ ドラジン上に存在しうる置換基は、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキ ル、アルカリールなどを包含する。
通常、該置換基は、アルキル、特に低級アルキル、フェニル、および低級アルコ キシ置換フェニルまたは低級アルキル置換フェニルなどの置換フェニルである。
置換ヒPう・ジンの具体例として、メチルヒドラジン、N 、 N’−ジメチル ヒドラジン、フェニルヒドラジン、N−フェニル−N′−エチルヒドラジン、N −(p−トリル)−N’−(n−ブチル)−ヒドラジン、N 、 N’ −,7 (p−クロロフェニル)ヒドラジンおよびN−フェニル−N′−シクロヘキシル ーヒPラジンカアケラレル。
(a)として用いることのできる高分子量ヒP口カルビルアミンはモノアミンお よびポリアミンの何れも、一般に少くとも約400の分子量を有する塩素化ポリ オレフィンを、アンモニアまたはアミンと反応させることにより得られる。この ようなアミンは従来公知であシ、例えば米国特許第3275.554号および同 第a43&757号に記載されており、これらの両特許はこれらのアミンの製造 方法に関するその開示についても引用される。(a)としてこれらのアミンを使 用するために要求されるすべては、該アミンが少くとも1個の第1級または第2 級アミノ基を有するということである。
(a)としての使用に好適なアミンのもう一つの群(group)は、分枝ポリ アルキレンポリアミンである。該分校ポリアルキレンピリアミンは、該分枝基が 主鎖上に存在する9個のアミン単位当り平均して少くとも1個の窒素結合アミノ アルキレン基: 例えば主鎖上の9単位当シこのような分枝鎖1〜4個、好ましくは9個の主鎖単 位当り1個の側鎖単位を含有するごとき側鎖であるごときポリアルキレンポリア ミンである。したがって、これらのポリアミンは、少くとも3個の第1級アミン 基および少くとも1個の第3級アミン基を含有する。
これらの試薬は、式: (式中FLUエチレン、プロピレン、ブチレンおよび他の同族体(直鎖および分 枝鎖共に)などのアルキレン基であるが好ましくはエチレンであり、X、Yおよ びZは整数でちり、Xは例えば4ないし24またはそれ以上でちり、好ましくは 6〜18であり、Yは例えば1ないし6またはそれ以上であるが好ましくは1〜 3でちり、Zは例えば0ないし6まだはそれ以上であるが好ましくはO〜1であ る。)で表わすことができる。
前記XおよびY単位は、逐次的、選択的、順序よくまたは無差別に分布されてい る。
このようなポリアミンの好ましい群(class )としく式中nは整数、例え ば工ないし20またはそれ以上であるが好ましくは1〜3であり、Rは好ましく はエチレンであるが、プロピレン、ブチレン等(直鎖または分枝鎖)でもよい) で表わされるものが包含される。
米国特許第3,200,106号および同第3,259,578くし 号このようなポリアミンの製造方法およびそれらをカルイン酸アシル化剤と反応 させる方法について開示されている。類似の方法を本発明のアシル化剤に用いる ことができる。
また、好適なアミンとして、平均分子量約200〜4000、好ましくは約40 0〜2000のポリオキシアルキレンポリアミン、例えばポリオキシアルキレン ジアミンおよびポリオキシアルキレントリアミンがあげられる。
これらの2リオキシアルキレンの説明のだめの例は、式: %式%() (式中mは約3〜70、好ましくは約10〜35である)(ならびに)式: R÷アルキレン−←O−アルキレン酋「→旧2〕3−6 (vI)(式中nは合 計値が約1〜40であり、ただしnの全部の総計が約3〜70であり、一般に約 6〜約35であり、几は2〜6価で10個以下の炭素原子を有する多価飽和炭化 水素ラジカルである)によって特徴づけられる。該アルキレン基は、直鎖または 分枝鎖であり、1〜7個の炭素原子、普通1〜4個の炭素原子を含有する。弐V および■中に存在する各種アルキレン基は、同じでも異なってもよい。
本発明の目的のための好ましいポリオキシアルキレンポリアミンには、平均分子 量約200〜2000を有するポリオキ/エチレンおよびポリオキシプロピレン ジアミンおよびポリオキシプロピレントリアミンが包含される。該ポリオキシア ルキレンポリアミンは市販されており、例えば’ Jeffamines D− 230,D−400゜D−1000,D−2000,T−403、4の商品名で theJefferson Chemical Company から入手する ことかで号は、このようなぼりオキシアルキレンポリアミンおよびそれらをカル イン酸アシル化剤でアシル化する方法について開示している力γ、これらの方法 は本発明のアシル化剤とそれらとの反応に適用することができる。
(a)として使用するための最も好ましいアミンは、後で詳細に説明するように 、アルキレンポリアミンであって、ポリアルキレンポリアミンを包含する。該ア ルキレンポリアミンは、式: (式中nは1〜約10であり、各R″は独立に水素原子、約30以下の炭素原子 を有するヒドロカルビル基またはヒドロキシ置換ヒドロカルビル基でちり、「ア ルキレン」基は約1〜約10個の炭素原子を有するが好ましいアルキレンはエチ レンまたはプロピレンでちる)に対応するものを包含する。各R″が水素である アルキレンポリアミンが特に好ましく、エチレンポリアミンおよびエチレンポリ アミン類の化合物が最も好ましい。
通常nは約2〜約7の平均値を有する。このようなアルキレンポリアミンは、メ チレンポリアミン、エチレンポリアミン、ブチレンポリアミン、プロピレンポリ アミン、ペンチレンIリアミン、ヘキシレンポリアミン、ヘキシレンポリアミン などを包含する。このようナアミンの高級同族体および関連のアミノアルキル置 換ピペラジンも包含される。
前記カルぜン酸誘導体組成物を得るのに有用なアルキレンポリアミンは、エチレ ンジアミン、トリエチレンテトラミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジア ミン、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、オクタメチレンジアミ ン1.)(ヘプタメチレン)トリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエ チレン−27タミン、トリメチレンジアミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジ( トリメチレン)トリアミン、N−(2−アミノエチル)ピペラジ/、1.4−ビ ス(2−アミノエチル)ピ被うジ7などを包含する。前記ポリアミンの2種以上 の混合物と同様に、上記例示のアルキレンアミンの2種以上を縮合して得られる 高級同族体も反応体(a)として有用である。
エチレンポリアミン、例えば上記したものは、コストおよび有効性の理由で特に 有用である。このようなポリアミンについては、” The Encyclop edia ofChemical Technolo3y、 5econd E dition、 Kirk andOthmer、 Volume 7. pa qes 27−39.、 Intersciencepublishers、  Division of John Wiley and 5ons。
1965、 ”の見出し[)アミンおよび高級アミン」に詳細に記載されておシ 、これは有用なポリアミンの開示としてこ\に引用する。このような化合物は、 アルキレンアミンPとアンモニアとの反応、あるいはエチレンイミンとアンモニ アなどの開環剤との反応によって最も都合よく製造される。これらの反応により 、アルキレンポリアミンのある錯体混合物が得られ、ピペラジンなどの環状縮合 生成物を包含する。該混合物は、本発明の新規な硫黄含有組成物の製造に特に有 用である。他方、まったく満足すべき生成物が純粋なポリアミンの使用によって も得られる。
他の有用なポリアミン混合物は、上記41Jアミン混合物のストリッピングによ り得られるものである。この場合、低分子量ポリアミンおよび揮発性汚染物質は アルキレンポリアミン混合物より除去されて、残留物として「ポリアミン混合物 」とよく呼ばれるものが残る。一般に、アルキレンポリアミンゼトムは、約20 0℃以下で沸とうする物質を2重量%未満、通常1重量%未満有する点に特徴が ある。容易に得られ、かつ極めて有用であるあることがわかっているエチレンポ リ′アミンゼトムの場合、該セトムは全量のジエチレントリアミン(DBTA) またはトリエチレンテトラミ/(TETA)約2重量%未満を含有する。the  Dow ChemicalCompany of Freeport、 Te xasの” E−100”から得られたこのようなエチレントリアミンゼトムの 代表的な試料は、15,6°Cにおける比重1.0168゜窒素含有率33.1 5重量%および40℃の粘度121七ンチヌトークスを示した。このような試料 のガスクロマトグラフィー分析の結果、該試料は”Light EJs”(DB TA7)約0.93重量%、TETA Q、 72重量%、テトラエチレンペン タミン21.74重量%、およびペンタエチレンへキサミンおよび高級体76. 61重量%を含有することがわかった。これらのアルキレンポリアミン混合物は 、ピペラジーンなどの環状縮合生成物およヒ、)エチレントリアミン、トリエチ レンテトラミンなどの高級・同族体を包含する。
前記アシル化剤と反応すると、これらのポリアミン、16)ムは、しばしば、そ れらを含有する潤滑剤に改良された粘度指数性質を付与するカルイン酸誘導体組 成物を提供する。
これらのアルキレンポリアミン混合物は、それら自身アシル化剤と反応すること ができるが、その場合該アミノ反応体がアルキレンポリアミン、t、(1)ムか ら本質的になるか、あるいは、該ゼトムは他のアミンおよびポリアミン、あるい はアルコールまたはそれらの混合物と共に用いることができる。これら後者の場 合には、少くとも1種のアミン反応体がアルキレンポリアミ/ゼトムよりなる。
前記窒素原子上に1個以上のヒドロキシアルキル置換基を有するヒPロキシアル キルアルキレンポリアミンも、前記オレフィン性カルイン酸のアミrもしくはエ ステル官能性誘導体の製造に有用である。好ましいヒPロキシアルキル置換アル キレンポリアミンは、該ヒドロキシアルキル基が例えば8個未満の炭素原子を有 する低級ヒドロキシアルキル基である。このようなヒ+Fロキシアルキル置換ポ リアミンの例として、N−(2−ヒPロキシエチル)エチレンジアミン、 N、 N−ビス(2−ヒドロキシブチル)エチレンジアミン、1−(2−ヒPロキシエ チル)ピ4ラジン、モノヒドロキシプロピル置換ジエチレントリアミン、クヒP ロキシプロビル置換テトラエチレンペンタミン、N−(3−ヒドロキシブチル) テトラメチレンジアミンなどがあげられる。アミンラジカルまたはヒドロキシア ルキルを介して、前記ヒ1Pロキシアルキレンポリアミンの縮合によって得られ るような高級同族体も同様に(a)として有用である。アミンラジカルを介する 縮合では高級アミンが得られ同時にアンモニアが除去され、ヒr口キシラジカル を介する縮合ではエーテル結合を有する生成物が得られ、同時に水が除去される 。
本発明のアシル化剤から得られるカルイン酸誘導体組成物および上記したアミン は、アミン塩、アミ)11、イミドおよびイミダシリンならびにこれらの混合物 を包含するアシル化アミンを生成する。
前記アシル化剤およびアミンからカルボン酸誘導体を得るには、1種以上のアシ ル化剤および1種以上のアミンを、任意に通常液体で実質上不活性の有機液体溶 媒/稀釈剤の存在下、約80℃ないし分解温度(ここに分解温度については既に 定義されている)までの範囲の温度であるが、通常約100℃ないし300℃が 分解温度を超えないことを条件に約300℃までの範囲の温度で加熱する。約り 25℃〜約250℃の温度が通常用いられる。諜アシル化剤およびアミンは、ア シル化剤1当量当りアミン約1/2当量ないし約2モルを提供するに充分な量で 反応される。本発明の目的のためには、アミンの当量は、存在する窒素の全数で 除したアミンの全重量に相当するアミン量である。したがって、オクチルアミン はその分子量に等しい当量を有し、エチレンジアミンはその分子量の半分(こ等 しい当量を有し、アミノエチルピペラジンはその分子量の萄に等しい当量を有す る。
アシル化剤の当量数は、アシル化剤中に存在するカルボキシル官能基(func tions ) (例えばII II II 1l −c−x、−c−x’、−C−R,Eよび−C−R’ であって、ここにX、X ’、RおよびR′は前記定義の通り)の数に依存する。したがってアシル化剤の 当量数は、存在するこはく酸基の数と共に変動する。アシル化剤の当量数を決定 するにあたっては、カルボン酸アシル化剤として反応することのできないカルボ キシル官能基(functions )は除外される。しかしながら、一般に、 アシル化剤中の各こはく酸基に対するアシル化剤の2当量、あるいは別の観点か ら、CB)、すなわちアシル化剤がそれより得られるごとき酸性反応体から誘導 されるアシル化剤中の各基に対する2当量がある。カルボキシル官能基(fun ctions )の数(例えば酸価、けん化価)、シたがってまたアミンとの反 応に利用されるアシル化剤の当量数の測定には、従来法が容易に適用される。
本発明のアシル化剤は、潤滑油組成物の添加剤として好適なアシル化アミンの製 造に際し、従来の高分子量アシル化剤と同じ方法で使用できるので、米国特許第 3,172,892号、同第3.219.666号および同第3,272,74 6号は5本発明のアシル化剤を上記したアミンと反応させることに利用できる方 法炉開するそれらの開示についてこ5に引用した。これらの特許の開示を本発明 のアシル化剤に適用するに際し、本発明のアシル化剤(ま、当量基準でこれらの 特許に開示された高分子量カルボン酸アシル化剤と置換することができる。すな わち、これらの特許に開示された高分子量カルボン酸アシル化剤の1当量が用い られる場合には、本発明のアシル化剤1当量を用いることができる。これらの特 許は、このようにして得られたアシル化アミンを潤滑油組成物に用いる方法に関 しても開示している。
分散剤/洗浄剤性質が、これらの特許に開示されたアシル化アミンと同じ重量基 準で、本発明のアシル化剤と上記アミンとを反応させることによって得られるア シル化アミンを配合することにより、潤滑油に付与される。事実、同等またはよ りすぐれた分散剤/洗浄剤結果が、本発明のアシル化剤とアミンとより得られる 生成物のより少ない量を用いて通常達成される。
上記アシル化剤からカルボン酸誘導体組成物を製造する際のい))として有用な アルコール類は、一般式:%式%)() (式中R3は炭素対酸素結合を介して一〇H基に結合された1価または多価有機 ラジカル(すなわち、炭素がカルボニル基の1部でない−COH)であり、mは 工ないし約10、通常2ないし約6の整数である)で表わされる化合物を包含す る。アミン反応体(、)の場合と同様に、謀アルコールは脂肪族、脂環式、芳香 族および複素環式アルコールであって、脂肪族置換指環式アルコール、脂肪族置 換芳香族アルコール、脂肪族置換複素11゛ルコール、脂環式#換脂肪族アルコ ール、指環式置換芳香族アルコール、脂環式置換複素環式アルを包含する。前記 ポリオキシアルキ1/ンアルコールを除き、式■に相当する1価および多価アル コールは、通常約40個未満の炭素原子、一般に約20個未満の炭素原子を含有 する。該アルコールは、上記アミンについて記載したと同じ種類の非炭化水素置 換基、すなわちアルコールと本発明のアシル化剤との反応を妨害しない非炭化水 素置換基を含有してもよい。一般に、多価アルコールが好ましい。アミンと多価 アルコールとの組合せ1こより、特にv、 1改良の性質を有するカルボン酸誘 導体組成物が得られる。
本発明のカルボン酸誘導体組成物の製造において、反応体(b)として好適なポ リオキシアルキレンアルコールの中には、水性エマルジョン用のポリオキシアル キレンアルコール解乳化剤が含まれる。本明細書およびクレームにおいて用いら れる「水性エマルジョン用解乳化剤」なる術語は、水性エマルジョンの形成を阻 止するか、または遅らせるか、あるいは水性エマルジョンを「破壊する」ことの できるポリオキシアルキレンアルコールについて記載することを意図するもので ある。「水性エマルジョン」なる術語は、水中油および油中水エマルジョンを包 含する。
多数の市販のポリオキシアルキレンアルコール解乳化剤が反応体(b)として用 いられる。有用な解乳化剤は、各種の有機アミン、カルホン酸アミドおよび第4 級アンモニウム塩とエチレンオキシドとの反応生成物である。このようなポリオ キシエチレン化アミン、アミドおよび第4級塩は、ETHODUOMBEN T の名称でArmour Industrial Chemical Co、社か ら市販されており、N−アルキルアルキレンジアミンのエチレンオキシド縮合生 成物はDuo=ENTの名称で、第1級脂肪族アミンのエチレンオキシド縮合生 成物である第3級アミンはETHOMEBN Sの名称で、脂肪酸アミドのエチ レンオキシド縮合物はBTHOMIDS の名称で、および第4級アンモニウム クロリドなどのポリオキシエチレン化第4級アンモニウム塩はETHOQUAD  S の名称でそれぞれ市販されている。
好ましい解乳化剤は、液体ポリオキシアルキレンアルコルコールを各種カルボン 酸と反応させて得られるヒドロカルビルエーテルおよびカルボン酸エステルであ る。例示するヒドロカルビル基はアルキル、シクロアルキル、アルキルアリール 、アラルキル、アルキルアリールアルキル等であって、約40個以下の炭素原子 を含有する。具体的なヒドロカルビル基は、メチル、ブチル、ドデシル、トリル 、フェニル、ナフチル、ドデシルフェニル、p−オクチルフェニル、エチル、シ クロヘキシルなどである。前記エステル誘導体を得るのに有用なカルボン酸は、 酢酸、バレリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、こはく酸、およびアルキルまた はアルケニル置換こはく酸などの七ノーまたはポリカルボン酸であって、ここに アルキルまたはアルケニル基は約20個以下の炭素原子を含有する。
この群(C1ass )のアルコールのメンバーは、色々の所から市販されてお り、例えばWyandotte ChemicalsCorporat ion のポリオールPLURONIC; Dow ChemicalCo、のエチレン オキシドおよびプロピレンオキシドから誘導される液体トリオールPOLYGL YCOL 112−2 ;およびドデシルフェニルまたはノニルフェニルポリエ チレングリコールエーテルTERGITOLSおよびポリアルキレングリコール およびそれらの各種誘導体UCONS(共にUnion Carbide Co rporation製)があげられる。
しかしながら、反応体(b)として用いられる解乳化剤は、ポリオキシアルキレ ンアルコールの1分子当り平均して少くとも1個の遊離アルコール性ヒドロキシ ル基を有しなければならない。解乳化剤であるこれらのポリオキンアルキレンア ルコールについて記載する目的のためには、アルコール性ヒドロキシル基は、芳 香族核の1部を形成しない炭素原子に結合したものである。
この詳の好ましいポリオキシアルキレンアルコールは「ブロック」コポリマーと して得られるポリオールである。したがって、ヒドロキシ置換化合物、 R,− (OH)q(ここにqは1〜6、好ましくは2〜3でありs R4は1価−また は多価アルコールまたはモノ−またはポリヒドロキシフェノール、ナフトールな どである)は、(式中R3は4個以下の炭素原子を有する低級アルキル基であり s R6はHまたはもと同じであるが、アルキレン基は10個を超える炭素原子 を含有しない)と反応して疎水性塩基を形成す−る。次いで、この塩基はエチレ ンオキシドと反応して親水性部分を提供し、疎水性および親水性部分の両方を有 する分子が得られる。これらの両部会の相対的な大きさは、当業者に明らかなよ うに、反応体の比率、反応時間等を調節することにより調整することができる。
このようなポリオールであって、その分子が各種潤滑剤組成物中の水性エマルジ ョン用解乳化剤として好適であり、したがって反応体(b)として好適であるよ うにする比率で存在する疎水性および親水性成分によって特徴づけられるごとき ポリオールを製造するこきは従来技術の範囲に属する。
したがって、ある潤滑剤組成物において、より大きな油浴性が必要であれば、疎 水性部分を増大させるか、および/または親水性部分を減少させることができる 。
より大きい水性エマルジョン破壊能が要求される場合には、疎水性および/また は親水性部分を調整してこれを達成することができる。
R4(OH)q で表わされる化合物は、アルキレングリコールなどの脂肪族ポ リオールおよびアルカンポリオール1FIJ工ばエチレングリコール、フロピレ ンクリコール、トリメチレングリコール、クリセロール、ペンタエリスリトール 、エリスリトール、ソルビトール、マニトールなど、ならびにアルキル化1価お よび多価フェノールおよびナフトールなどの芳香族ヒドロキシ化合物1例えばク レゾール、ヘプチルフェノール、ドデシルフェノール、ジオクチルフェノール、 トリへブチルフェノール、レゾルシノール、ピロガロ−ルナトラ基(ここにR6 は3個以下の炭素原子を有する低級アルキルである)からなる疎水性部分と−C H2CH2〇−基よりなる親水性部分とより本質的になる分子を有するポリオキ シアルキレンポリオール解乳化剤が1反応体(b)として特に好ましい。このよ うなポリオールは、先づ式: R4(OH)、(ここにqは2〜3である)の化 合物を、させ、次いで得られた生成物をエチレンオキシドと反応させることによ って得られる。R,(OH)qは、例えば、TMP(トリメチロールプロパン) 、TME(トリメチロールエタン)、エチレングリコール、トリメチレンクリコ ール、テトラメチレングリコール、1−IJ−(β−ヒドロキシプロピル)アミ ン、1.4−(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、N、N、N’、N’− テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、ナフトール、アルキ ル化ナフトール、レゾルシノール、あるいは前記した他の例示の1種であっても よい。
前記ポリオキシアルキレンアルコール解乳化剤は、約1,000〜約1.000 0、好ましくは約2,000〜約7,000の平均分子量を有しなければならな い。前記エチレンオキシ基(すなわち−CH2CH2O−)は通常全平均分子量 の約5%〜約40%を構成する。該エチレンオキシ基が全平均分子量の約10% 〜約30%を構成するポリオキンアルキレンポリオールが、(b)として特に有 用である。約2,500〜約6.000の平均分子量を有するポリオキンアルキ レンポリオールであって、該分子のほぼ10〜20%がエチレンオキシ基である ものは、特に改良された解乳化性を有するエステルを生成する結果となる。これ らポリオールのエステルおよびエーテル誘導体も(b)として有用である。
このようなポリオキシアルキレンポリオールの代艮は、PLURONICPo1 yols の名称でWyandotte Chemi−cals Compan y から市販されている液体ポリオールおよび他の類似のポリオールである。こ れらPLURONICPolyolsは、式: (式中X、YおよびZは1より大きい整数である)に相当し、前記−CH2CH 20−基は該グリコールの全分子量の約10%〜約15重量%を構成し、該ポリ オールの平均分子量は約2500〜約4500である。この種のホリオールハ、 ブロピレングリコールヲブロピレンオキシドと反応させ、次いでエチレンオキシ ドと反応させることによって得られる。
上記した好ましいクラスを示すポリオキシアルキレンアルコール解乳化剤のもう 一つの群(group ) ハ、Wyandotte Chemicals C orporationによって市販されている市販の液体TETRONICポリ オールである。これらのポリオールは、一般式: (式中aおよびbは整数であり、灰化合物の全分子量は1,500を超えており 、エチレンオキシ部分は該分子の20%〜90重量%を構成する)で表わされる 。このようなポリオールは米l特許第2,979.528号に記載されているの でこ−に引用する。上記一般式に相当し、約10.000以下の平均分子量を有 するポリオールであって、該エチレンオキシ基が上記の百分率範囲で全分子量に 貢献するものが好ましい。具体例としては、約8.000の平均分子量を有する ポリオールであって、エチレンオキシ基が全分子量の7.5%〜12重量%であ るものである。このようなポリオールは、エチレンジアミン、プロピレンジアミ ン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキレンジアミンを、プロピレンオキシド と、前記疎水性部分の所望量が達成されるまで反応させることにより得られる。
次いで、得られた生成物をエチレンオキシドと反応させて、該分子に親水性単位 の所望量を添加する。
この好ましい群(group )の中にはいるもう一つの市販されているポリオ キシアルキレンポリオール解乳剤は、プロピレンオキシドおよびエチレンオキシ ドから得られる平均分子量約4,000〜5,000 のトリオールでわるDo w Polyglycol 112−2であって、該エチレンオキシ基が該トリ オールの約18重量%を構成している。このようなトリオールは、先づグリセロ ール、TMJ TMP などを、プロピレンオキシドと反応させて疎水性塩基を 形成し、その塩基をエチレンオキシドと反応させて親水性部分を添加することに よって製造される。
反応体(b)として有用なアルコールは、またアルキレンクリコール、およびポ リオキシエチレンアルコール、ポリオキシプロピレンアルコール、ポリオキシア ルレンアルコールナトのポリオキシアルキレンアルコールを包含する。これらの ポリオキシアルキレンアルコール(ポリグリコールとも呼ばれることがある)は 、約150個以下のオキシアルキレン基を含有することが可能であって、該アル キレンラジカルは2〜約8個の炭素原子を含有する。このようなポリオキシアル キレンアルコールは、一般に2価アルコールである。すなわち、該分子の各端部 が一〇H基を末端基とする。
このようなポリオキシアルキレンアルコールが反応体(b)として有用であるた めには、少くとも1個のこのような一〇H基が存在しなければならない。しかし ながら、残りの一〇H基は、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸、 安息香酸などの約20個以下の炭素卵子を有する一塩基脂肪族または芳香族カル ボン酸でエステル化されてもよい。これらのアルキレングリコールおよびポリオ キンアルキレングリコールのモノエーテルも反応体(b)として有用である。こ れらは、これらのアルキレングリコールおよびポリオキンアルキレングリコール のモノアリールエーテル、モノアルキルエーテルおよびモノアラルキルエーテル ヲ包含する。この群(group )のアルコールは、一般式:HO→RAO+ −1’L、 −0FLo(XI)(式中R8はフェニル、低級アルコキシフェニ ル、マたは低級アルキルフェニルなどのアリール;エチル、プロピル、t−ブチ ル、ペンチルなどの低級アルキル:オヨヒヘンジル、フェニルエチル、フェニル プロピル、p−エチルフェニルエチルなどのアラルキルであり;pはO〜約15 0であり、RAおよびRBは2ないし約8個、好ましくは2ないし4個の炭素原 子を有する低級アルキレンである)で表わすことができる。前記アルキレン基が エチレンまたはプロピレンであり、pが少くとも2であるごときポリオキシアル キレングリコールおよび前記のようなそのモノエーテルが非常に有用である。
反応体(b)として有用な1価および多価アルコールは、モノヒドロキシおよび ポリヒドロキシ芳香族化合物を包含する。1価および多価フェノールおよびナフ トールは、好ましいヒドロキシ芳香族化合物である。
これらのヒドロキシ置換芳香族化合物は、該ヒドロキシ置換基に加えて、他の置 換基、例えばハロ、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルキルメルカプト、 ニトロなどを含有してもよい。通常%該ヒドロキシ芳香族化合物は1〜4個のキ ドロキシ基を含有する。前記芳香族ヒドロキシ化合物の具体例として、フェノー ル%p−クロロフェノール、p−ニトロフェノール、β−ナフトール、α−ナフ トール、クレゾール、レゾルシノール、カテコール、チモール、ユーゲノール、 1)1p’−ジヒドロキシビフェニル、ヒドロキノン、ピロガロール、フロログ ルシノール、ヘキシルレゾルシノール、オルシノール、グアイアコール、2−ク ロロフェノール、2,4−ジブチルフェノール、プロペンテトラマー置換フェノ ール、ジドデシルフェノール、α−デシル−β−ナフトール、ポリイソブテニル −(分子量約1000)置換フェノール、ヘプチルフェノールとホルムアルデヒ ド0.5モルとの縮合生成物、オクチルフェノールとアセトンとの縮合生成物、 ジ(ヒドロキシフェニル)オキシド、ジ(ヒドロキシフェニル)スルフィド、ジ (ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、および4−シクロヘキシルフェノールを あげることができる。フェノール自身および脂肪族炭化水素置換フェノール、例 えば3個以下の脂肪族炭化水素置換基を有するアルキル化フェノールが特に好ま しい。
該脂肪族炭化水素置換基は、100個以上の炭素原子を含有することができるが 、通常1〜20個の炭素原子を有する。アルキルおよびアルケニル基は、好まし い脂肪族炭化水素置換基である。
(b)として用いることのできる1価アルコールのさらに具体的な例として、メ タノール、エタノール、インオクタツール、ドデカノール、シクロヘキサノール 、シクロペンタノール、ベヘニルアルコール、ヘキサトリアコンタノール、ネオ ペンチルアルコール、イソブチルアルコール、ベンジルアルコール、β−フェネ チルアルコール、2−メチルシクロへ一11/−ル、β−クロロエタノール、エ チレングリコールのモノメチルエーテル、エチレングリコールのモノブチルエー テル、ジエチレングリコールのモノプロピルエーテル、トリエチレングリコール のモノドデシルエーテル、エチレングリコールのモノオレエート、ジエチレング リコールのモノステアレート、式−ペンチルアルコール、を−ブチルアルコール 、5−ブロモドデカノール、ニトロ−オクタデカノール、およびグリセロールの ジオレエートをあげることができる。反応体(b)として有用なアルコールは、 アリルアルコール、シナミルアルコール、1−シクロヘキセン−3−オルおよび オレイルアルコールなどの不飽和アルコールであってもよい。
反応体(b)として有用な他の具体的なアルコールは、例えば1種以上のオキシ アルキレン、アミノアルキレン−またはアミノアリーレンオキシアリーレンラジ カルを有するオキシアルキレン、オキシアリーレン−、アミノアルキレン−1お よびアミノアリーレン置換アルコールを包含するエーテルアルコールおよびアミ ノアルコールである。それらの例として、セロソルブ、カルピトール、フェノキ シエタノール、フエプチルフ二二ルー(オキシプロピレン)。−OH、オクチル −(オキシエチレン)、。−〇H% フェニル−〔オキシエチレン)2− OH 、モノ−(ヘプチルフェニルオキシプロピレン)置換グリセロール、ポリ(スチ レンオキシド)、アミンエタノール、3−アミノ−エチルペンタノール、ジ(ヒ ドロキシエチル)アミン、p−アミノフェノール、トリ(ヒドロキシプロピル) アミン、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、N、N、N’。
N′−テトラヒドロキシトリメチレンジアミンなどがあげられる。
前記多価アルコールは、好ましくは2〜約10個のヒドロキシ基を含有する。そ れらは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレング リコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレンクリコール、1−IJジプ ロピレンクリコールジエチレングリコール、トリブテングリコール、およびアル キレン基が2〜約8個の炭素原子を有するごときその他のアルキレングリコール など、前記したアルキレングリコールおよびポリオキシアルキレングリコールに よって例示される。
他の有用な多価アルコールは、グリセロール、グリセロールのモノオレエート、 グリセロールのモノステアレート、りIJアルコールモノメチルエーテル、ペン タエリスリトール、9.10−ジヒドロキシステアリン酸のローブチルエステル 、9.10−ジヒドロキシステアリン酸のメチルエステル、1,2−ブタンジオ ール、2,3−ヘキサンジオール、2,4−ヘキサンジオール、ピナコール、エ リスリトール、アラビトール、ソルビトール、マニトール、1,2−シクロヘキ サンジオール、およびキシレングリコールを包含する。
シュガー、スターチ、セルロースなどの炭水化物も、同様に反応体(b)として 用いることができる。該炭水化物の例として、グルコース、フラクトース、サク ロース、ラムノース、マンノース、クリセルアルデヒドおよびガラクトースがあ げられる。
そのうちの全部ではなくいくらかがオクタン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リ ノール酸、ドデカン酸またはトール油酸などの約8ないし約30個の炭素原子を 有する脂肪族モノカルボン酸でエステル化されている少くとも3個のヒドロキシ ル基を有する多価アルコールも反応体(b)として有用である。このような部分 エステル化多価アルコールのさらに具体的な例として、ソルビトールのモノオレ エート、ソルビトールのジステアレート、グリセロールのモノオレエート、グリ セロールのモノステアレート、エリスリトールのジドデカノエートなどがあげら れる。
反応体(b)として好適な、好ましいクラスのアルコールは、約12個以下の炭 素原子を含有する多価アルコールであり、特に3〜10個の炭素原子を含有する ものである。アルコールのこのクラスは、グリセロール、エリスリトール、ペン タエリスリトール、ジペンタエリスリトール、グルコン酸、グリセルアルデヒド 、グルコース、アラビノース、1,7−へブタンジオール、2.4−へブタンジ オール、1,2.3−ヘキサントリオール、1,2.4−ヘキサントリオール、 1゜2.5−ヘキサントリオール、2.3.4−ヘキサントリオール、1,2. 3−ブタントリオール、1.2゜4−ブタントリオール、2,2,6.6−チト ラキスー(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、1.10−デカンジオール 、ジギタロース、などを包含する。
少くとも3個のヒドロキシル基および10個以下の炭素原子を有する脂肪族アル コールが特に好ましい。
上記したことから、アミン反応体(a)はアルコール性ヒドロキシ置換基を有す ることができるし、アルコール反応体(b)は第1級、第2級または第3級アミ ン置換基を含有することができる。したがって、少くとも1個の第1級または第 2級アミン基を含有することを条件してアミノアルコールは(、)および(b) 両方にはいる。第3級アミン基のみが存在する場合には、該アミノアルコールは 反応体(b)群(group )のみに属する。
(a)および/または(b)としての用途に適するものと考えられるアミノアル コールは、1種以上のアミノ基および1種以上のヒドロキシ基を有する。適当な アミノアルコールの例として、2−ヒドロキシエチルアミン、3−ヒドロキシブ チルアミン、ジー(2−ヒドロキシエチル)アミン、トリー(2−ヒドロキシエ チル)アミン、N、N、N’−トリー〔2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミ ン、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシエチル) モルホリン、N−(2−ヒドロキシエチル)−2−モルホリン、N−(2−ヒド ロキシエチル)−3−メチル−2−モルホリン、N−(2−ヒドロキシエチル) −5−カルヘトキン−2−ピペリドン、N−(2−ヒドロキシプロピル)−5− カルベトキシ−2−ピペリドン、N−(4−ヒドロキシブチル)ピペリジン、N 、N−ジー(2−ヒドロキシエチル)グリシンなどのN−(ヒドロキシ低級アル キル)アミンおよびポリアミン、ならびに脂肪族アルコール、特に低級アルカノ ール、N、N−ジ(3−ヒドロキシプロピル)グリシンなどとのそれらのエーテ ルがあげられる。また、アルキレンポリアミンが前記の通りであるその他のモノ −およびポIJ −N−ヒドロキシアルキル−置換アルキレンポリアミン、特に アルキレン基中に2〜31tffiの炭素原子を含有するものが考えられ、該ア ルキレンポリアミンは、プロピレン約2モルとジエチレントリアミン1モルとの 反応生成物など7個以下のアミノ基を含有する。
さらにアミノアルコールは、一般式: %式%() C式中Rは少くとも1個のアルコール性ヒドロキシル基および約20個以下の炭 素原子を含有する1価の有機基である)で茨わされ、米国特許第3,576,7 43号に記載されているヒドロキシ置換第1級アミンである。全部で約10個以 下の炭素原子を含有するヒドロキシ置換脂肪族第1級アミンが特に有用である。
1個のみのアミノ基が存在しくすなわち第1級アミン基)、10個以下の炭素原 子を含有する1個のアルキル置換基および6個以下のヒドロキシル基を有するポ リヒドロキシ置換アルカノール第1級アミンが特に好ましい。
これらのアルカノール第1級アミンは、′FLa が七ノーまたはポリヒドロキ シ置換アルキル基であるごときR−NH2に相当する。該ヒドロキシル基のうち の少くとも1個が第1級アルコール性ヒドロキシル基であることが望ましい。ト リスメチロールアミノメタンが幣−の最も好ましいヒドロキシ置換第1級アミン である。該ヒドロキシ置換第1級アミンの具体例として、2−アミノ−1−ブタ ノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパツールs p−(β−とドロキシ エチル)アニリン、2−アミノ−1−プロパツール、3−アミノ−1−プロパツ ール、2−アミノ−2−メチル−1゜3−プロパンジオール、N−(β−ヒドロ キシプロピル)−N′−β−アミンエチル)ピペラジン、トリス(ヒドロキシメ チル)アミノメタン(トリスメチロールアミノメタンとしても知られている)、 2−アミノ−1−ブllノール、エタノールアミン、β−(β−ヒドロキシエト キシ)エチルアミン、4−アミノ−3−ヒドロキシ−3−メチル−1−ブテン( これはインプレンオキシドとアンモニアとを反応させることにより、公知の方法 で製造することができる)、N−(3−アミノプロピル)−4−(2−ヒドロキ シエチル)ピペラジン、2−アミノ−6−メチル−6−ヘプタノール、5−アミ ノ−1−ペンタノール、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシ−プロパン、N−( β−ヒドロキシエトキシエチル)エチレンジアミンなどがあげられる。
反応体(a)および7才たは(b)として有用であると考えられるヒドロキシ置 換第1級アミンについては米国特許第3.576.743号に開示されている。
本発明のアシル化剤とアルコールとを反応させることによって得られるカルボン 酸誘導体組成物はエステルである。酸性エステルおよび中性エステル共に、本発 明の範囲内にあるものである。酸性エステルは、アシル化剤中のカルボン酸官能 基(functions )のいくらかがエステル化されないで遊離のカルボキ シル基として存在しているものである。酸性エステルは、本発明のアシル化剤中 のカルボキシル基の全部をエステル化するには不充分な量のアルコールを用いる ことにより容易に得られることは明らかである。
本発明のアシル化剤は、従来のエステル化技術にしたがって、アルコールと反応 する。これは通常本発明のアシル化剤とアルコールとを、任意に通常液体の、実 質上不活性な、有機液体溶媒/稀釈剤の存在下および/またはエステル化触媒の 存在下、加熱することを必要とする。少くとも約100℃ないし分解点の温度が 用いられる(分解点については前記した)。この温度は、通常的100℃〜約3 00℃の範囲内にあり、約140℃〜250℃の温度がしばしば用いられる。
通常アルコールの少くとも約り当量がアシル化剤の1当量に対して用いられる。
該アシル化剤の当量は、アミンとの反応に関して°前記したのと同じである。ア ルコールの当量は、分子中に存在するヒドロキシル基の全数によって除したその 分子量である。したがって、エタノールの当量は、その分子量であるが、エチレ ングリコールの当量はその分子量のbである。
多数の発行された特許に、高分子量カルボン酸アシル化剤とアルコールとを反応 させて酸比エステルおよび中はエステルを得る方法が開示されている。これらの 同じ技術を、本発明のアシル化剤および上記アルコールからエステルを得るのに 適用することができる。
必要なことは、本発明のアシル化剤で、通常当量基準において、これらの特許に 記載されている高分子量カルボン酸アシル化剤を置換することだけである。米国 特許第3,331,776号、同第3,381.022号、同第3.522,1 79号、同第3,542,680号、同第3,697,428号および同第3. 755,169号が、本発明のアシル化剤を上記アルコールと反応させる適当な 方法についてのそれらの開示として引用しうる。
反応体(c)として有用な反応性金属または反応性金属化合物は、本発明のアシ ル化剤とカルボン酸金属塩を形成するもの、および前記アシル化剤を、前記アミ ンおよび/またはアルコールと反応させることによって得られるカルボン酸誘導 体組成物と金属含有錯体を形成するものである。本発明のアシル化剤およびアミ ンの反応生成物との錯体の形成のために反応体(c)として有用な反応性金属化 合物は、米国特許第3,306,908号に開示されている。反応体(c)とし て有用な錯体形成金属反応体は、カドミウムならびに24〜30の原子番号を有 する金属(クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅および亜鉛を包含す る)のニトレート、ニトライト、ハライド、カルボキンレート、ホスフェート、 ホスファイト、サルフェート、サルファイド、カーボネート、ボレートおよびオ キシドを包含する。これらの金属は、いわゆる遷移金属または配位金属であって 、これらの金属はそれらの副原子価または配位原子価により錯体を形成すること ができる。本発明における反応体として有用な錯体形成金属化合物の具体的な例 として、硝酸第1コバルl−(II) 、酸化第1コバルト(11)、酸化コバ ルト(cobaltic oxide)、亜硝酸コバルト、りん酸コバルト(c obaltic phosph−ate)、塩化第1コバルト、塩化コバルト( cobalticchloride )、炭酸第1コバルト、酢酸第1クロム、 酢酸第2クロム、臭化第2クロム、塩化第1クロム、フッ化第2クロム、酸化第 1クロム、二酸化クロム([I[)、酸化第2クロム、亜硫酸第2クロム、硫酸 第1クロム7水和物、硫酸第2クロム、ギ酸第2クロム、ヘキサン酸第2クロム 、オキシ塩化クロム(■)、亜リン酸第2クロム、酢酸第17ンガン、安息香酸 第1マンガン、炭酸第1マンガン、二塩化マンガン(■)、三塩化マンガン(I t)、クエン酸第177がン、ギ酸第1マンガン、硝酸第177ガン、シュウ酸 第1マンガン、−酸化マンガン(U)、二酸化マンガン(1)、三酸化マンガン (U)。
7酸化マンガン(ロ) (heptoxide )、リン酸マンガン(■)、ピ ロリン酸第17ンガン、メタリン酸マンガン([1)、次亜リン酸第1マンガン 、吉草酸第1マンガン、酢酸第1鉄、安息香酸第2鉄、臭化第1鉄、炭酸第1鉄 、ギ酸第2鉄、乳酸第1鉄、硝酸第1鉄、酸化第1鉄、酸化第2鉄、次亜リン酸 第2鉄、硫酸第2鉄、亜硫酸第1鉄、ヒドロ亜硫酸第2鉄、二臭化ニッケル、二 塩化ニッケル、硝酸ニッケル、ジオレイン酸ニッケル、ステアリン酸ニッケル、 亜硫酸ニッケル、プロピオン酸第1銅、酢酸第2銅、メタ硼酸第2銅、安息香酸 第2銅、ギ酸第2銅、ラウリル酸第2銅、硝酸第2銅、オキシ塩化第2銅、パル ミチン酸第2銅、サリチル酸第2銅、安息香酸亜鉛、硼酸亜鉛、臭化亜鉛、クカ ドミウム、炭酸カドミウム、酪酸カドミウム、クロロ酢酸カドミウム、フマル酸 カドミウム、硝酸カドミウム、ジー水素リン酸カドミウム、亜硫酸カドミウム、 および酸化カドミウムがあげられる。上記化合物の水和物が本発明の方法に使用 するのに特に都合がよい。
米国特許第3,306,908号は、このような錯体を形成するのに好適な反応 性金属化合物についてのその記載ならびに該錯体の製造方法についてのその開示 として引用される。基本的)こは、これらの方法は、当量基準で、米国特許第3 ,306,908号に開示された高分子量カルボン酸アシル化剤を本発明のアシ ル化剤で置換することにより、本発明のアシル化剤と前記アミンとの反応から得 られるカルボン酸誘導体組成物に適用することができる。このようにして得られ たアンル化アミンと錯体形成金属反応体との当量比は、米国特許第3.306. 908号に開示されているのと同じである。
米国再発行特許第26,443号には、本発明のアシル化剤と前記アミンとのカ ルボン酸誘導体組成物から塩を得るのに有用な金属が開示されている。金属塩は 、この特許にしたがって、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛、カドミウム 、鉛、コバルトおよびニッケルから得られる。反応体(C)として用いるのEこ 好適な反応性金属化合物の例は、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナト リウム、ナトリウムメチレート、ナトリウムプロピレート、ナトリウムペンチレ ート、ナトリウムフェノキシド、酸化、カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウ ム、カリウムメチレート、カリウムペンチレート、カリウムフェノキシト、酸化 リチウム、水酸化リチウム、炭酸リチウム、リチウムペンチレート、酸化カルシ ウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、カルシウムメチレート、カリウムメ チレートカルシウムプロピレート、塩化カルシウム、フッ化カルシウム、カルシ ウムペンチレート、カルシウムフェノキシド、硝酸力バリウム、酸化バリウム、 水酸化バリウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、フン化バリウム、バリウムメチ レート、バリウムプロピレート、バリウムペンチレート、硝酸バリウム、酸化マ グネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、マグネシウムエチレート 、マグネシウムプロピレート、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マ グネシウム、マグネシウムフェノキシド、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、亜 鉛メチレート、亜鉛プロピレート。
亜鉛ペンチレート、塩化亜鉛、フッ化亜鉛、硝酸亜鉛3水和物、酸化カドミウム 、水酸化カドミウム、炭酸カドミウム、カドミウムメチレート、カドミウムプロ ピレート、塩化カドミウム、臭化カドミウム、フッ化カドミウム、酸化鉛、水酸 化鉛、炭酸鉛、鉛工チレート、鉛ペンチレート、塩化鉛、フッ化鉛、ヨウ化鉛、 硝酸鉛、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、炭酸ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニ ッケル、フッ化ニッケル、ニッケルメチレート、ニッケルペンチレート、硝酸ニ ッケル6水和物、酸化コバルト、水酸化コバルト、臭化第1コバルト(coba ltous bromide ) %塩化第1″バルト(cobaltous  chloride )、コバルトブチレート、硝酸第1:l′ゞルト(coba ltous n1trate ) 6水和物などである。上記金属化合物は、本 発明において有用なものの単なる例示であって、本発明はそのように限定される ものではない。
米国再発行特許第26,443号は、反応体(c)として有用な反応性金属化合 物ならびにこれらの化合物を塩の形成に利用する方法についての開示している。
再び、この特許の教示を本発明に適用するに際し、該再発行特許の高分子量カル ボン酸アシル化剤を、当量基準において、本発明のアシル化剤で置換することが 必要であるだけである。
米国特許第3,271,310号は、高分子量カルボン酸アシル化剤、特にアル ケニルこはく酸の金属塩の製造について開示している。そこに開示されている金 属塩は、酸性塩、中性塩および塩基性塩である。米国特許第3,271,310 号に開示されている高分子量カルボン酸の酸性、中性および塩基性塩を製造する ために用いられる例示の反応性金属化合物として、酸化リチウム、水酸化リチウ ム、炭酸リチウム、リチウムペンチレート、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム 、炭酸ナトリウム、ナトリウムメチレー1− 、すl・リウムプロピレート、ナ トリウムフェノキシド、酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、カリウ ムメチレート、酸化銀、炭酸銀、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸 マグネシウム、マグネシウム二チレート、マグネシウムプロピレート、マグネシ ウムフェノキシド、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸力バリウム、カル シウムメチレート、カルシウムプロピレート、カルシウムペンチレート、酸化亜 鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、亜鉛プロピレート、酸化ストロンチウム、水酸化ス トロンチウム、酸化カドミウム、水酸化力ドミウム、炭酸カドミウム、カドミウ ムメチレート、酸化バリウム、水酸化バリウム、バリウム水和物(barium hydrate ) 、炭酸バリウム、バリウムエチレート、バリウムペンチレ ート、酸化アルミニウム、アルミニウムプロピレート、酸化鉛、水酸化鉛、炭酸 鉛、酸化錫、錫ブチレート、酸化コバルト、水酸化コバルト、炭酸コバルト、コ バルトペンチレート、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、および炭酸ニッケルがあ げられる。本発明は、上記金属化合物の使用に限定するものではなく、これらの 化合物は、本発明内に包含される金属化合物を単に説明するために例示されてい る。
米国特許第3,271,310号は、本発明のアシル化剤の塩を形成するための 適当な反応性金属化合物ならびにこれらのアシル化剤の塩を製造する例示の方法 について引用される。明らかなように、米国特許第3.271,310号の方法 は、該特許の高分子量カルボン酸を本発明のアシル化剤tこより、当量基準で単 に置換することにより、本発明のアシル化剤に適用することができる。
上記記載から、本発明のアシル化剤はどの個々のアミン、アルコール、反応性金 属、反応性金属化合物またはこれらのいずれかの2種以上の組合せと反応するこ とができることは明らかである。さらに、本発明のアシル化剤は、上記したよう に、アミン、アルコール、反応性金属、反応性金属化合物、またはこれらの混合 物と、同時に、いかなる反応順序かにおいて逐次的に反応することができる。
カナダ特許第956,397号は、本発明のアシル化剤と、アミン、アルコール 、反応性金属および反応性金属化合物、あるいはこれらの混合物とを逐次的にま たは同時に反応させる方法についての開示として引用できる。該特許の方法を本 発明に適用するために必要なことは、当量基準において、眼カナダ特許に開示さ れている高分子量カルボン酸アシル化剤を、本発明のアシル化剤で置換すること だけである。該カナダ特許に開示された方法を用いて得られる本発明の置換カル ボン酸誘導体は、カルボン酸もしくはカルボン酸誘導体組成物の好ましいクラス を構成する。米国特許第3.836,469号、同第3,836,470号、同 第3.836,471号。
同第3.s 3 s、o 50号、同第3,838.052号、同第3,879 .308号、同第3.957,854号および同第3,957.855号の開示 も本明細書に引用できる。
加えるに、米国特許第3,806,456号は、本発明のアシル化剤および前記 したポリオキシアルキレンポリアミンからの生成物を製造するのに有用な方法を 開示しているので本明細書に引用できる。当量基準で、米国特許第3.806, 456号に開示された高分子量カルボン酸アンル化剤を1本発明のアシル化剤で 置換することにより、前記した所望の粘度指数改良性質によってざらに特許づけ られた同様の有用性を有する生成物が得られる。
米国特許第3,576.743号は、多価アルコールおよびアミン、特にヒドロ キシ置換第1級アミンからカルボン酸誘導体組成物を得る方法について開示され 本明細書に引用される。再び、米国特許第3,576,743号に開示された高 分子量カルボン酸アシル化剤を、当量基準において、本発明のアシル化剤で置換 することにより、所望の分散剤/洗浄剤組成物ならびに前記したV、I、改良性 質を有する組成物が提供される。
米国特許第3,632,510号は、混合エステル−金属塩を製造する方法につ いて開示され本明細書に引用される。本発明のアシル化剤、アルコール、および 反応性金属化合物から誘導される混合エステル−金属塩は、米国特許第3,63 2,510号に記載された方法にしたがうことにより、しかし当量基準において 、該特許の高分子量カルボン酸アシル化剤を、本発明のアシル化剤で置換するこ とにより製造することができる。このようにして得られたカルボン酸誘導体組成 物も、本発明の好ましい態様を示す。
最後に、米国特許第3,755,169号、同第3.804,763号、同第3 ,868,330号、および同第3.948,800号は、カルボン酸誘導体組 成物の製造方法について開示され本明細書に引用される。これらの特許の教示に したがい、かつこれらの特許の高分子量カルボン酸アシル化剤を本発明のアシル 化剤で置換することにより、本発明の範囲内の広範囲のカルボン酸誘導体組成物 が得られる。
多数の特許を本明細書に引用して記載したのは、簡潔にするためであり、またア シル化剤、およびアミン、アルコール、および反応性金属および反応性金属化合 物、ならびにこれらの混合物から前記カルボン酸誘導体組成物を得るのに必要な 方法は当業界において周知であって本明細書において詳細に記載する必要のない ようなものであるからである。
前記カルボン酸誘導体組成物のうちで、新規なアシル化剤および前記アルキレン ポリアミン、特にポリエチレンポリアミンおよび/または多価アルコール、特に 多価アルカノールから得られるものが特に好ましい。
前記したように、ポリアミンおよび/または多価アルコールの混合物も考慮され る。通常、本発明のアシル化剤上のカルボキシル官能基(functions  ) GL 力/lzボン酸誘導体組成物の好ましい群(group )において 、すべてエステル化されるか、あるいはアミン塩、アミド、イミドまたはイミダ プリンの形成に関与する。
本発明のもう一つの態様は、該置換カルボン酸誘導体組成物の後処理を包含する 。前記カルボン酸誘導体組成物を後処理する方法は、また先行技術における高分 子量カルボン酸アシル化剤の類似の誘導体について用いられる後処理方法に類似 している。したがって、同じ反応条件、反応体の使用割合などを用いることがで きる。
本発明のアシル化剤を前記アミンと反応させて得られるアシル化窒素組成物は、 このようにして生成されたアシル化窒素組成物(例えば、カルボン酸誘導体組成 物)を、酸化硼素、酸化硼素水和物、ハロゲン化硼素、硼素酸、硼素酸のエステ ル、二硫化炭素、硫黄、硫黄塩化物、アルケニルシアン化物、カルボン酸アシル 化剤、アルデヒド、ケトン、尿素、チオ尿素、グアニジン、ジンアノジアミド、 ヒドロカルビルホスフェート、ヒドロカルビルホスファイト、ヒドロカルビルチ オホスフェート、ヒドロカルビルチオホスファイト、リン硫化物、リン酸化物、 リン酸、ヒドロカルビルチオンアネート、ヒドロカルビルイソシアネート、ヒド ロカルビルイソチオンアネート、エポキシド、エピスルフィド、ホルムアルデヒ ドまたはフェノールにホルムアルデヒドを生成する化合物、およびフェノール共 存硫黄(5ulfur with phenols )からなる群から選ばれる 11は上の匝処理剤と接触させることによって後処理される。同じ役α理剤が、 本発明のアシル化剤と前記したアミンおよびアルコールの組合せとから得られる カルボン酸誘導体組成物と共に用いられる。しかしながら、本発明のカルボン酸 誘導体組成物がアルコールおよび前記アシル化剤から誘導される場合、すなわち 、該組成物が酸性もしくは中性エステルである場合には、該後処理剤は、通常酸 化硼素、酸化硼素水和物、硼素ハロゲン化物、硼素酸、硼素酸のエステル、硫黄 、硫黄塩化物、リン硫化物、リン酸化物、カルボン酸アシル化剤、エポキシドお よびエピスルフィドからなる群から選ばれる。
これらの後処理剤を使用する後処理方法は、先行技術の高分子量カルボン酸アシ ル化剤とアミンおよび/またはアルコールとの反応生成物への適用に関する限り 公知であるので、これらの方法について本明細書に詳細に記載することは不必要 である。前記先行技術の方法を本発明のカルボン酸誘導体組成物に適用するため に必要なことは、先行技術に記載された反応条件、反応体の使用割合等が本発明 の新規なカルボン酸誘導体組成物にも適用されるということだけである。本発明 のカルボン酸誘導体組成物に適用することができる後処理方法および後処理剤の 開示について本明細書に引用される特許は下記の通り;米国特許第3,087, 936号;同第3,200,107号;同第3,254,025号;同第3,2 56,185号;同第3,278,550号;同第3.281,428号;同第 3.282.955号−同第3,284,410号;同第3,338,832号 ;同第3.344,069号;同第3,366,569号;同第3,373.1 11号;同第3,367,943号−同第3.403,102号;同第3.42 8.561号−同第3.502,677号;同第3,513,093号−同第3 ,533,945号;同第3,541,012号;(本発明のアシル化剤および アミンから誘導されるカルボン酸誘導体組成物を後処理するに際して酸性化クレ ーの使用):同第3,639,242号;同第3.708,5.22号;同第3 .859,318号−同$3,865.813号;同第3,470,098号− 同第3.369.021号−同第3,184,411号;同第3.185,64 5号;同第3,245,908号;同第3.245.909号−同第3,245 ,910号;同第3,573,205号;同第3,269,681号;同第3, 749,695号;同第3,865,740号;同第3,954.639号;同 第3,459,530号;同第3,390,086号;同第3,367,943 号;同第3,185,704号;同第3,551.466号;同第3,415. 750号−同第3,312.619号;同第3,280,034号;同第3,7 18,663号;同第3,652.616号;同第3,558,743号; 英 国特許第1,085,903号;同第1,162,436号。本発明のカルボン 酸誘導体組成物に適用されるこれら引用特許の方法およびこのようにして得られ る後処理カルボン酸誘導体組成物も本発明のもう一つの態様を構成する0 (以 下余白)前記したように、本発明のアシル化剤、カルダン酸誘導体組成物、およ び後処理カルぜン酸誘導体組成物は潤滑油の添加剤として有用である。前記アシ ル化剤、カルダン酸誘導体組成物、および後処理カルダン酸誘導体組成物、特に 後の二者は先づ第1に分散剤/洗浄剤および粘度指数改良剤として作用する。
実施例 1 テトラエチレンペンタミン281部(7当量)および鉱油2027部の混合物を 調製し、150℃の温度に加熱し、この時点で実施例Aで得られた置換こはく酸 アシル化剤2805部(5当量)を1時間にわたって添加した。約160℃に昇 温し、反応混合物から水を除去しつつこの温度で4時間維持した。該反応混合物 を濾過して、所望の誘導体の油溶液としての濾液を得た。理論の94%の収率が 得られ、生成物は約2%の窒素を含有した。
実施例 2 1分子当り約3個〜約10個の窒素原子を有するエチレンぼりアミンの市販の混 合物]、 0.2部(0,25当量)を、138°Cで鉱油113部および実施 例Aで得られた置換こはく酸アシル化剤140部(0,25当量)に添加して混 合物を調製した。該反応混合物を、2時間で150℃に加熱し、窒素を吹かして ストリップした。該反応混合物を濾過して、所望の生成物の油溶液としての濾液 を得た。
実施例 3 実施例Aで得られたポリイソブチン置換こはく酸アシル化剤292部(0,52 当量)、鉱油548部、ペンタエリスリトール30部(0,88当量)およびD owChemical C!ompany 製ポリグリコ−ル(Po1y gl ycol)112−2解乳化剤8.6部(0,0057当量)の混合物を150 ℃で2.5時間加熱した。該反応混合物を5時間で210℃まで加熱し、210  ’Cで3.2時間保持した。
該反応混合物を冷却して190 ”Cとし、1分子当シ約3個〜約10個の平均 の窒素原子を有するエチレンポリアミンの市販の混合物8.5部(0,2当量) を添加した。該反応混合物を、3時間205℃に加熱しつつ窒素を吹かしてスト リップし、次いで濾過して所望の生成物の油溶液としての濾液を得た。
実施例 4〜22 実施例4〜22は、実施例2に記載の一般的な方法によって実験が行なわれた。
実施例 23 実施例Aで得られたポリイソブチン置換こはく酸アシル化剤2130部(1,5 モル)、カプロラクタム187部(1,65モル)、鉱油575部および水酸化 ナトリウム2部の混合物を1900〜193℃で2時間加熱した。該反応混合物 を真空下200 ’Cでス) IJッゾし、150℃で濾過して所望する生成物 の油溶液を得た。
実施例 24 実施例Aで得られたポリイソブチン置換こはく酸アシル化剤3225部(5,0 当量)、ペンタエリスリトール289部(8,5当量)および鉱油5204部の 混合物を225°〜235℃で5.5時間加熱した。該反応混合物を130℃で 濾過して所望する生成物の油溶液実施例 25 実施例24で得られた生成物の油溶液631部およびアンヌラニル酸50部の混 合物を195°〜212℃で4時間加熱した。次いで、該反応混合物を130℃ で濾過して所望する生成物の油溶液を得た。
実施例 26 アミノプロビルジエタノールアミン14部を、190゜〜200℃で、実施例2 4で得られた生成物の油溶液867部に添加して混合物を調製した。該反応混合 物を195℃で2.25時間保持し、次いで冷却して120℃として濾過した。
該濾液は所望する生成物の油溶液であった。
実施例 27 ビイ29フフ5部を、190℃で、実施例24で得られた生成物の油溶液867 部に添加して混合物を調製した。該反応混合物を190°〜205℃で2時間加 熱し、次いで冷却して130℃として濾過した。濾液は所望する生成物の油溶液 であった。
実施例 28 実施例Bにおいて得られたポリイソブチン置換こはく酸アシル化剤322部(0 ,5当量)、ペンタエリスIJ )−ル68部(2,0当量)および鉱油508 部の混合物を204°〜227℃で5時間加熱した。該反応混合物を冷却して1 62℃とし、1分子当り約3個〜約10個の平均の窒素原子を有する市販のエチ レンポリアミン混合物5,3部(0,13当量)を添加した。該反応混合物を1 62°〜163℃で1時間加熱し、次いで冷却して130℃として濾過した。該 濾液は所望する生成物の油溶液であった。
実施例 29 実施例Aで得られたポリイソブチン置換こはく酸アシル化剤1480部、C1□ −18直鎖第1級アルコールの市販混合物115部(0,53当量)、C8−1 0直鎖第1級アルコールの市販混合物87部(0,594当量)、鉱油1098 部およびトルエン400部の混合物を120℃に加熱した。120’Cで、硫酸 1.5部を添加し、該混合物を160°Cに加熱して3時間保持した。
次いで、該反応混合物にn−ブタノール158部(20当量)および硫酸15部 を添加した。該反応混合物を160℃で15時間加熱し、次いでアミノゾロピル モルホリンJ2,6部(0,088当量)を添加した。該反応混合物を160℃ でさらに6時間保持し、真空下150℃でス) IJツブし、濾過して所望する 生成物の油溶液を得た。
実施例 30 実施例Aで得られたポリイソブチン置換こはく酸アシル化剤328部(0,5当 量)、1−(2−とPロキシエチル)・2−ピロ917129部(1,0当量) および鉱油359部の混合物を190℃で4時間加熱した。190℃における4 時間の間に、窒素を吹かして水を連続的に除去した。該反応混合物を濾過して所 望する生成物の油溶液としての濾液を得た。
実施例 3に 硫化炭素31部を、1.66時間にわたシ、113゜〜145℃において、実施 例4で得られた生成物の油溶液853部に添加して混合物を調製した。該反応混 合物を145°〜152℃で3,5時間保持し、次いで濾過して所望する生成物 の油溶液を得た。
実施例 32 硼酸62部および実施例2で得られた生成物の油溶液2720部の混合物を、1 50℃で窒素雰囲気下6時間加熱した。該反応混合物を濾過して所望する硼素含 有生成物の油溶液としての濾液を得た。
実施例 33 水を共沸蒸留によって除去しつつ、還流温度でトルエン中オレイルアルコールと 硼酸との等モル混合物を加熱することにより硼酸のオレイルエステルを得た。
次いで該反応混合物を真空下150 ’Cに加熱した。得られた残留物は硼素含 有率3.2%でけん価62のエステルであった。該エステル344部および実施 例2で得られた生成物の油溶液2720部の混合物を150℃で6時間加熱し、 次いで濾過した。該濾液は所望する硼素含有生成物の油溶液であった。
実施例 34 実施例4で得られた生成物の油含有溶液3420部およびアクリロニトリル53 部の混合物を、還流温度125℃〜145℃で125時間、145°Cで3時間 加熱し、次いで真空下125℃でヌトリツプした。該残留物は所望する生成物の 油溶液であった。
実施例 35 エチレンオキシド44部を、150℃で、1時間ニわたって実施例4で得られた 生成物の油溶液1460部に添加することによシ混合物を調製した。該反応混合 物を150℃で1時間保持し、次いで濾過して所望する生成物の油溶液としての 濾液を得た。
実施例 36 五酸化リン1モルと、32℃〜55°Cの範囲内の温度でデシルアルコール3モ ルに添加し、次いで該混合物を、反応が完結するまで60°〜63℃で加熱する ことによjt IJン酸のデシルエステルを得た。該生成物は、リンヨ有率9. 9%および酸価250(フェノールフタレン指示薬)を有するリン酸のデシルエ ステルの混合物であった。実施例2で得られた生成物の油溶液1750部および 上記デシルエステル112部の混合物を145゜〜150℃で1時間加熱した。
該反応混合物を濾過して所望する生成物の油溶液としての濾液を得た。
実施例 37 実施例4で得られた生成物の油溶12920部およびチオ尿素69部の混合物を 80°Cに加熱し、80℃で2時間保持した。次いで該反応混合物を150°〜 155℃で4時間加熱し、該加熱終了後該混合物に窒素を吹かしだ。該反応混合 物を濾過して所望する生成物の油溶液としての濾液を得た。
実施例 38 実施例4で得られた生成物の油溶液1160部および−塩化硫黄67部の混合物 を、窒素雰囲気下、150℃で1時間加熱した。該混合物を濾過して所望する硫 黄含有生成物の油溶液を得た。
実施例 39 ゾロピレンオキシP58部を、80°〜90°Cで、実施例24で得られた生成 物の油溶液1170部およびピリジン10部に添加して混合物を調製した。次い で該反応混合物を100°〜120°Cで2.5時間加熱し、次いで真空下、1 70℃でストリップした。該残留物は所望する生成物の油溶液であった。
実施例 40 実施例28で得られた生成物の油溶液1000部および硫黄10部の混合物を1 60℃で2時間加熱し、次いで160°〜180℃で1時間加熱した。該反応混 合物を冷却して120℃として濾過し、所望する生成物の油溶液としての濾液を 得た。
実施例 41 カラム、コンデンサー、受は器および攪拌機を備えた反応器に、鉱油稀釈剤(m 1neral diluent oil )255部およびテトラエチレンペン タミン38,4部を装入した。液長面下でないラインを通じて、反応器上に僅か に窒素パージを行ない、実施例Bの生成物350部を8時間にわたって反応器に 添加した。該添加中、加熱してノζツチ温度を増大せしめ4.5時間で120℃ とし、次いで該温度を、残りを添加する間120 ”Cに保持した。該添加期間 に次いで、該温度を、3.5時間にわたって150℃まで昇温した。該窒素・ξ −ジを再び液面下ラインにした。該反応混合物に、1500〜155℃で1時間 窒素を吹かし、次いでけいそう土濾過助剤を用い140°〜145℃で濾過した 。該濾液は所望の生成物であった。
実施例 42 攪拌機、サーモウェル、窒素入口、ディーンスタークトラップおよびコンデンサ ーを備えた121反応器に、テトラエチレンペンタミン281部および鉱油稀釈 剤2028部を装入した。該溶液を115℃に加熱し、実施例Cの反応生成物2 805部を1.5時間にわたって添加した。該反応混合物を160℃に加熱し、 その温度に4時間保持した。該物質(material)を冷却して120℃と し、けいそう士濾過助剤を用いて濾過した。該濾液は生成物であった。
実施例 43 実施例42と同様に設備された11反応器に、テトラエチレンペンタミン24. 1部および鉱油稀釈剤160.3部を装入した。該物質(materials  )を115℃に加熱し、次いで実施例りの反応生成物220部を15材間にわた って添加した。160℃に昇温しで、4時間保持した。該物質(materia ls )を冷却して120℃とし、けいそう土濾過助剤を用いて濾過した。透明 な濾液は所望の生成物であった。
実施例 44 実施例43に記載のごとき設備を有する121反応器に、鉱油2057部および テトラエチレンペンタミン272部を装入した。該溶液を115℃に加熱し、実 施例り反応生成物2860部を1時間にわたって添加した。該反応混合物を16 0℃に加熱し、4時間保持した。該反応生成物を120℃でけいそう土濾過助剤 を用いて濾過した。該濾液は所望の生成物であった。
実施例 45 実施例42に記載のごとき設備を有する51反応器に、テトラエチレンペンタミ ン215.8部および鉱油稀釈剤(m1neral diluent oil  ) 1283部を装入した。該溶液を110℃に加熱し、45分間にわたって実 施例Eの生成物1734部を添加した。該反応混合物を150℃に加熱し、4時 間保持した。該反応生成物を120℃で濾過した。透明な濾液は所望の生成物で あった。
実施例 46 実施例42に記載のごとき設備を有する51反応器に、実施例Eの反応生成物1 850部および鉱油稀釈剤1280部を装入した。該溶液を110℃に加熱し、 次いでテトラエチレンペンタミン9c+、を部をo、s時間にわたって添加した が、この間温度は発熱反応により120℃にまで上昇した。該反応混合物を15 0℃に加熱し、4時間保持した。該物質、(material )を120°C で、けいそう土濾過助剤を用いて濾過した。透明な濾液は所望の生成物であった 。
実施例 47 実施例42に記載のごとき設備を有する12A’反応器に、鉱油稀釈剤3296 部、トリエチレンテトラミン91部およびテトラエチレンペンタミン302部を 装入した。該溶液を115℃に加熱し、実施例Eの反応生成物4658部を1. 75時間にわたって添加した。
該混合物を160℃に加熱し、160℃に4時間保持した。該反応混合物を、1 30℃で、けいそう土濾過助剤を用いて濾過した。透明な濾液は、所望の生成物 であった。
実施例 48 実施例42に記載のごとき設備を有する11反応器に、トリエチレンテトラミン 40.15部および鉱油稀釈剤406部を装入した。該溶液を115℃に加熱し 、実施例Eの反応生成物578部を0.5時間にわたって添加した。該混合物を 160℃に加熱し、160℃に4時間保持した。該反応生成物を冷却して120 ℃とし、けいそう土濾過助剤を用いて濾過した。該濾液は所望の生成物であった 。
実施例 49 テトラエチレンペンタミン301.5部、鉱油稀釈剤2477部および実施例E の生成物3468部を用いた以外、実施例48の操作を繰り返した。
実施例 50 実施例42に記載のごとき設備を有する]、 21反応器に、テトラエチレンペ ンタミン402部および鉱油稀釈剤3303部を装入した。該溶液を110℃に 加熱し、次いで実施例Eの反応生成物4624部を2時間にわたって添加した。
該混合物を150℃に加熱し、150℃に4時間保持した。該物質(mater ial )を140℃でけいそう土濾過助剤を用いて濾過した。該濾液は所望の 生成物でちった。
実施例 51 実施例42に記載のととき11反応器に、テトラエチレンペンタミン18.6部 および鉱油稀釈剤240部を装入した。該溶液を110℃に加熱し、次いで実施 例Eの反応生成物347部を0,5時間にわたって添加した。該混合物を150 ℃に加熱し、150℃で4時間保持した。該反応生成物を、120℃で、けいそ う士濾過助剤を用いて濾過した。透明な濾液は所望の生成物であった。
実施例 52 テトラエチレンペンタミフ41部、鉱油稀釈剤237部および実施例Eの反応生 成物320部を用いて実施例51の操作を繰り返した。
実施例 53 実施例42に記載されたように設備された21反応器に、鉱油稀釈剤495部お よび実施例Eの生成物272部を装入した。該溶液を110°Cに加熱し、テト ラエチレンペンタミツ14.6部を5分間にわたって添加した。150℃に昇温 し、該混合物を150 ’Cで1時間保持した。次いで、該混合物を冷却して1 10℃とし、テトラエチレンペンタミン579部を0.5時間にわたって添加し 、次いで実施例Eの反応生成物413部110℃で0.5時間にわたって添加し た。該反応混合物を150°Cに加熱[7,150℃で4時間保持した。該物質 (XTIaterials )を冷却して120℃とし、けいそう土濾過助剤を 用いて瀞過しだ。該濾液は所望の生成物であった。
実施例 54 実施例42に記載されたように設備された51反応器に、実施例Eの反応生成物 1.618部を装入した。
該物質(material )を150℃に加熱し、ペンタエリスリトール1フ 1部を添加した。0.75時間てわたって203°Cに昇温し、203℃に16 .5時間保持した。
全酸価は9.5であった。該反応混合物を冷却して190”C、!: L、、テ トラエチレンペンタミンに等しい窒素分析値を有するポリアミン混合物29,1 部を0.5時間にわたって添加した。該反応混合物を210℃に加熱し、210 ℃に1時間保持した。鉱油稀釈剤1467部に添加し、該物質(materia l )を冷却して135°Cとし、けいそう土濾過助剤を用いて濾過した。透明 な濾液は所望の生成物であった。
実施例 55 実施例42に記載されたような設備を有する11反応器に、実施例45の反応生 成物611部を装入し、攪拌しながら115℃に加熱した。同様に設備された5  0 Q mlフラスコに、硼酸25.3部および鉱油稀釈剤55部全装入した 。該小型フラスコ中の混合物を115°Cで2時間加熱し、次いで大型フラスコ の内容物中に添加した。鉱油稀釈剤(15部)を用いて該小型フラスコを洗浄し 、次いで大型フラスコに添加した。該物質(materials )を115℃ で1時間加熱し、次いで160℃で6時間加熱した。該反応混合物をけいそう土 濾過助剤を用いて濾過した。該硼素および窒素含有濾液は所望の生成物であった 。
実施例 56 実施例55に記載したような11反応器に、実施例45の反応生成物611部を 装入した。該物質(material)を80°Cに加熱し、水道水65.9部 を添加した。90°Cに昇温し、硼酸22.6部を添加した。該混合物を105 ℃に加熱し、4時間還流を行ない、水を除去して乾燥し、その除去された水はデ ィーンスタークトラップに捕集した。次いで、該混合物を120°Cで水銀柱0 5間下にス) IJツノして残留水を除去した。該残留物を、けいそう土濾過助 剤を用いて濾過した。該濾液は所望の生成物であった。
本発明の上記組成物は、天然および合成潤滑油ならに用いることができる。これ らの潤滑剤は、自動車およびトラックエンジン、2サイクルエンジン、航空ピス トンエンジン、船舶および鉄道、:)−ゼルエ/)ンなどを包含する火花点火お よび圧縮点火内燃機関用クランクケーヌ潤滑油を包含する。前記潤滑剤は、また ガスエンジン、固定動力エンジン、タービンなどに使用することができる。自動 伝動流体、トランスアクスル潤滑剤、ギア潤滑剤、金属作動潤滑剤、油圧流体お よび他の潤滑油およびグリース組成物も、本発明の組成物を配合することにより 利益をうけることができる。
天然油は、動物油および植物油(例えばヒマシ油、ラード油)、液体石油オイル 、およびパラフィン系、ナフテン系および・ξラフインーナフテン混合系の水素 精製された( hydr!orefined)、溶媒処理または酸処理された鉱 物質潤滑油を包含する。石炭またはシエールから誘導される潤滑粘度f7)l− イル(0ils of Iubrieatingviscosity )も基体 (base )油として有用である。
合成潤滑油は、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 されたオレフィン〔例えば、ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン−イソ ブチレンコポリマー、塩素化ポリブチレン、ポリ(1−ヘキセン)、ポリ(l− オクテン)、ポリ(1−デセン)〕;アルキル4ンゼン〔例えばrデシルベンゼ ン、テトラデシルにンイン、ジノニルベンゼン、ジ(2−エチルヘキシル)Rノ イン〕;ポリフェニル(例t ハ、ビフェニル、ターフェニル、アルキル化ポリ フェノール);およびアルキル化ジフェニルエーテルおヨヒアルキル化ジフェニ ルスルフィドおよびそれらの誘導体、類似体および同族体を包含する。
末端ヒPロキシル基がエステル化、エーテル化などによって変性されているごと き、アルキレンオキシPポリマーおよびインターポリマーおよびこれらの誘導体 も公知の合成潤滑油のもう一つのクラスを構成する。
コレラの例として、エチレンオキシPまタハフロピレンオキシドの重合によって 得られるポリオキシアルキレンポリマー、これらポリオキシアルキレンポリマー のアルキルおよびアリールエーテル(例えば、平均分子量1000のメチルポリ イソゾロピレングリコールエーテル、500〜10000分子量を有するポリエ チレンクリコールのジフェニルエーテル、1000〜1500の分子量を有する ポリプロピレングリコールのジエチルエーテル);およびそれらのモノ−および ポリカルイソ酸エステル、例えば、テトラエチレングリコールの酢酸エステル、 混合C3−08脂肪族エステルおよびC13オキソ酸ジエステルなどがあげられ る。
合成潤滑油のもう一つの好適なりラスは、ジヵルイン酸(例えばフタル酸、こは く酸、アルキルこはく酸およびアルケニルこはく酸、マレイン酸、アゼライン酸 、スイリン酸、セパシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノール酸タイマー、マロ ン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸)の各種アルコール(例えば、ブ チルアルコール、ヘキシルアルコール、ドテシルアルコール、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、フロ ピレンゲリコール)とのエステルよシなる。これらのエステルの具体例として、 ジブチルアジペート。ジ(2−エチルヘキシル)七ノ々ケー)、ジーn−へキシ ルフマレート、ジオクチルモノζケート、ジインオクチルアゼレート、ジイソデ シルアゼレート、ジオクチルフタレート、ジデシルフタレート、ジエイコシルセ ノぐケート、’)/−ル酸タイマーの2−エチルヘキシル、クエヌテル、および 七ノζシン酸1モルとテトラエチレングリコール2モルおよび2−エチルヘキサ ン酸2モルとを反応させることにより形成される錯体エステルがあげられる。
合成油と有用なエステルは、またC3−C1□モノカルゼン酸、およびネオペン チルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエ リクリトールおよびトリペンタエリスリトールなどのポリオールおよびポリオー ルエーテルから得られるものも包含する。
ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−1またはボリアリールオキ シシロキサン油などのシリコン系油、およびシリケート油も合成潤滑剤のもう一 つの有用なりラスを構成し、それらの例として、テトラエチルシリケート、テト ライソプロピルシリケート、テトラ−(2−エチルヘキシル)シリケート、テ) ラ−(4−メチル−2−エチルヘキシル)シリケート、テトラ−(p−t−ブチ ルフェニル)シリケート、ヘキサ(4−メチル−2−ペントキシ)ジシロキサン 、ポリ(メチル)シロキサンおよびポリ(メチルフェニル)シロキサンがあげら れる。他の合成潤滑油は、リン含有酸(例えば、トリクレジルホスフェート、ト リオクチルホヌフエート、デシルホスフィン酸のジエチルエステル)および重合 性テトラヒト°ロフランを包含する。
未精製、精製および再精製油が、本発明の潤滑油に用いられる。未精製油は、さ らに精製処理することなく、天然または合成源から直接得られるものである。
例えば、蒸留(retorting)操作から直接得られるシエールオイル、蒸 留から直接得られる石油゛オイルまたはエステル化処理から直接得られ、以降の 処理をしないで用いられる。エステル油は未精製油である。精製油は、1以上の 精製工程で再処理されて1以上の性質が改良されている点を除けば未精製油と同 様である。
蒸留、溶媒抽出、酸もしくは塩基抽出、濾過および・に−コレーションなど多数 の精製技術が知られている。
再精製油は、精製油を得るために用いられる方法に類似であって、すでに商品と して使用されている精製油に適用される方法によって得られる。このような再精 製油は、また再生油また再処理油としても知られており、しばしば使用済部カロ 物および油分解生成物の除去技術によりさらに処理される。
一般に本発明の潤滑剤は、本発明の組成物の1種以上の潤滑改良量、例えば改良 された洗浄剤/分散剤および/またはV、1.性質を提供するのに充分な量を含 有する。通常該使用量は、該潤滑組成物の全重量の約0.05%〜約20%、好 ましくは約0.1%〜約10%である。この量は、溶媒/稀釈剤媒体を除いた量 でちる。船舶ジーズルエンジン用潤滑組成物など極めて厳しい悪条件下に使用さ れる潤滑組成物の場合には、本発明の金属塩を、潤滑組成物の全重量の30重量 %以下、またはそれ以上存在させることができる。
本発明は、また本発明の組成物と組合せて他の添加剤の使用を意図している。こ のような添加剤の例として、灰分生成もしくは無灰分型洗浄剤および分散剤、腐 蝕防止剤および酸化防止剤、流動点降下剤、極限圧力剤(extreme pr essure agent) 、耐摩耗剤、着色安定剤および消泡剤があげられ る。
天分生成洗浄剤の例として、アルカリもしくはアルカリ土類金属のヌルホン酵、 カルボン酸または有機リン酸との油溶性中性および塩基性塩であって、少くとも 1個の直接的な炭素対リン結合によって特徴づけられているものであって、例え ばオレフィンポリマー(例えば分子量]、 OOOのポリイソブチン)を、三塩 化リン、上値化リン、三値化リン、三塩化リンおよび硫黄、黄リンおよびハロゲ ン化硫黄、またはホスホロチオン酸塩化物(phosphorothioic  chloride)などノホスホライノング剤で処理することによって得られる ものをあげることができる。このような酸の最も普通に用いられる塩は、ナトリ ウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグ坏シウム、ストロンチウムおよび ・々リウムのそれである。
前記「塩基性塩」なる用語は、前記金属が前記有機酸基よりも化学量論的により 多く存在するごとき金属塩を示すのに用いられる。該塩基性塩を製造するのに通 常用いられる方法は、酸の鉱油溶液を、約50”Cの温度で、金属の酸化物、水 酸化物、炭酸塩、爪炭酸塩、または硫化物などの金属中和剤の化学量論的過剰量 と共に加熱し、得られるマス(mass)k濾過することからなる。大過剰の金 属の配合を助けるための中和工程における「促進剤」の使用も知られている。該 促進剤として有用な化合物の例として、フェノニル、ナフトール、アルキルフェ ノール、チオフェノール、硫黄化(5ulfurized)アルキルフェノール などのフェノール系物質、およびホルムアルデヒドとフェノール系物質との縮合 生成物;メタノール、2−f口・tノール、オクチルアルコール、セロソルブ、 カルピトーシ、エチレングリコール、ヌテアリルアルコールおヨヒシクロヘキシ ルアルコールなどのアルコール;お工びアニリン、フェニレンジアミン、フェノ チアノン、フェニル−β−ナフチルアミンおよびPデシルアミノなどのアミンが あげられる。該塩基性塩を製造する特に有効な方1去は、酸と、過剰量の塩基性 アルカリ土類金属中和剤および少くとも1種のアルコール促進剤とを混合し、該 混合物を60〜200℃のような昇温下に加熱する( carbonating  )ことからなる。
極限圧力剤(Extreme pressure agents )および腐蝕 防止剤および酸化防止剤の例として、塩素化フックスなどの塩素化脂肪族炭化水 素;ベンジルジスルフィド、ビス(クロロシンジル)ジスルフイr、ジブチルテ トラヌルフイP、オレイン酸の硫黄化メチルエステル、硫黄化アルキルフェノー ル、硫黄化−、)被ンテンおよび硫黄化テルペンなどの有機硫化物および多硫化 物;リン硫化物とターペンチンまたはメチルオレエートとの反応生成物、ジブチ ルホスフィット、ジヘプチルホスフィット、ジシクロへキシルホスフィツト、ペ アfルフェニルホスフィット、ジペンチルフェニルホヌフイノト、−デシルホス フィツト、ジステアリルホスフィツト、ジメチルナフテルホヌフィット、オレイ ル4−ベンチルフエニルホスフイソト、ポリプロピレン(分子量500)置換フ ェニルホスフイット1.)イソブチル置換フェニルホスフィツトなどのジハイP ロカーインおよびトリハイPロカーインホスフィットヲ主トして包含するリンエ ステル;亜鉛ジオクチルジチオカー・2メートおよび・々リウムヘプチルフェニ ルジチオカーパメートなどの金属チオカーバメート;亜鉛、クシクロヘキフルホ スホロジチオエート、亜鉛ジオクチルホスホロジチオエート、ノζリウム、)( ヘフチルフェニル)ホスホロジチオエート、力rミウムジノニルホヌホ口ジチオ エートおよび三値化リンとイソプロピルアルコールおよびn−ヘキフルアルコー ルの等モル混合物との反応によって得られるホスホロジチオン酸の亜鉛塩などの 第■族金属ホスホロジチオエートがあげられる。
(以下余白) 前記極限圧力剤および腐蝕防止剤および酸化防止剤の多くは、耐摩耗剤としても 有用である◎亜鉛ジアルキルホスホロジチオエートが周知の例である。
流動点降下剤は1本明細書に記載の潤滑油にしばしば包含される特に有用な種頌 の添加剤である。油系組成物にこのような流動点降下剤を使用して、油系組成物 の低温特性を改良することは、従来よく知られている〔例えば、” Lubri cant Additives ’ by C,V、Smal−heer an d R,Kennedy Smi th CLezius −Hiles Co 、pub−Iishers、 C1eveland、 0hio+ 1967) の8頁参照)0有用な流動点降下剤の例は、ポリメタクリレート、ポリアクリレ ート;ポリアクリルアミド;ハロパラフィンワックスおよび芳香族化合物の縮合 生成物;ビニルカルボキンレートポリマー;およびジアルキルフマレート、脂肪 酸のビニルエステルおよびアルキルビニルエーテルのターポリマーである。本発 明の目的のために有用な流動点降下剤、それらの製造方法およびそれらの用途に ついては、米国特許第2,387,501号、同第2,015,748号、同第 2,655,479号、同第1,815,022号、同第2,191.4’98 号、同第2.666,746号、同第2,721,877号、同第2,721, 878号、および同第3,250,715号に記載されており、これらの特許は それらの関連する開示を引用して本明細書に記載されている。
消泡剤は、安定な泡の形成を低減もしくは阻止するために用いられる。代表的な 消泡剤は、シリコンまたは有機ポリマーを包含する。消泡剤組成物については。
さらに” Foam Control Agents ” by Henry  T、Kerner(NoyesDataCorporation、 1976)  125−162頁に記載されている。
本発明の組成物は、燃料または潤滑剤に直接添加することができる。しかしなが ら、好ましくは、これらの組成物は、鉱油、ナフサ、ベンゼン、トルエンまたは キシレンなどの実質上不活性で、通常液体の有機稀釈剤で稀釈されて添加剤コン セントレートを形成する。
これらのコンセントレートは1通常本発明の組成物約10%〜80重量%および 不活性稀釈剤20%〜90重量%を含有する。該コンセントレートは、また公知 の、あるいは前記した1種以上の他の添加剤を含有してもよい。
本発明の燃料組成物は、主要比率の、ASTM仕様D439によって定義される モーターガソリンおよびASTM仕様D396 により定義されるジーゼル燃料 または燃料油などの一般には液体燃料、通常は炭化水素系石油留出物を含有する 。通常アルコール、エーテル、有機ニトロ化合物など(例えばメタノール、エタ ノール、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ニトロメタン)の非炭化水 素系物質も、コーン、アルファルファ、シエールおよび石炭などの植物または鉱 物源から誘導される液体燃料と同様に本発明の範囲内(こある。一般に、1種以 上の炭化水素系燃料および1種以上の非炭化水素系物質の混合物も本発明の範囲 内にあるものと意図されている。このような混合物の例は、ガソリンとエタノー ルの組合せ、およびジーゼル燃料とエーテルの組合せである。ガソリン、すなわ ち、lO%蒸留点が60℃から90%蒸留点が約205℃までのAs TM蒸留 範囲を有する炭化水素の混合物が特に好ましい。
一般に、これらの燃料組成物は、錆防止、分散性など燃料の1種以上の特性を改 良するのに充分な一定量の、本発明の燃料添加剤を含有するが、通常この含有量 は、このような燃料組成物の容量に対して、約0.005%〜約0.5容量%、 好ましくは約0.01%〜約0.2容量%、有利には約0.01%〜約0.1容 量%である。
該燃料組成物は、本発明の燃料添加剤組成物に加えて、従来公知の他の添加剤を 含有することができる。
このような他の添加剤の列吉して、テトラアルキル鉛化物などのアンチノック剤 、ハロアルカン(例えばエチレンジクロリドおよびエチレンジプロミド)などの 掃鉛剤、トリアリールホスフェートなどの析出防止剤または変性剤、染料、セタ ン価改良剤、2,6−ジーt−ブチル−4−メチルフェノールなどの酸化防止剤 、アルキル化こはく酸および無水物などの錆防止剤、制菌剤、ガム防止剤、金属 奪活剤、屏乳化剤、アバ−シリンダー潤滑剤および着氷防止剤があげられる。
本発明の添加剤組成物は、燃料に直接添加することもできるが、また、前記した ようにナフサ、ベンゼン、トルエン、キシレン、または通常液体の燃料などの実 質上不活性で、通常液体の有機稀釈剤で稀釈して添加剤コンセントレートを形成 することができる。これらのコンセントレートは一般に本発明の組成物約20% 〜約90重竜%含有し、さらに加、えて、従来公知の、あるいは前記した1種以 上の池の添加剤を含有することもできる。
°本発明の燃料添加剤組成物は、添加剤の前記した量より少なくして、コンセン トレートの形で提供することができ、次いで本発明の組成物の追加量および他の 公知の添加剤と共に燃料に直接添加するか、あるいは添加剤の量が所望の量とな るまで、燃料に添加する前に、添加剤でさらに稀釈することができる。
下記の例:こより本発明のコンセントレートおよび潤滑組成物を説明する。特に 明記しない限り、部および%はすべて重量基準による。
コンセントレートA 室温で実施例Aの生成物85部およびモーターガソリン15部をブレンドしてコ ンセントレートを調製した0 室温で、実施例Eの生成物50部およびモーターガソリン50部をブレンドして コンセントレートを調製実施例Aの生成物70部および鉱物シ耶滑油30部をブ レンドして潤滑油コンセントレートをA製した。
コンセントレートD 実施例1の生成物60部および鉱物潤滑油40部をブレンドしてコンセントレー トを調製した。
本発明の代表的な潤滑組成物を下表に示す。
F 98 E 2 G 98 I 2 H99441 *100中性基準(base ) 実施例EないしIで示した潤滑剤は、酸化防止剤、極限圧力剤(extreme  pressurz agents ) 、消泡剤などの潤滑油組成物に一般に 用いられる他の添加剤を混入して変性することができる。
国際調査報告 −7−−a、、kj1mKPCT/US 85100090−、.41i、−c ll Kゴ/υ585100090に+mw+1w1m A−−sa per/ us [+5100090ANNEX To 1nE INTERNATION AL 5EARC!(REPORτON

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(A)低級オレフインの少くとも1種の脂肪族ポリマーと、(B)フマル酸 、イタコン酸、マレイン酸ならびにこれらの酸の無水物、低級アルキルエステル 、アシルクロリドおよびアシルプロミドからなる群から選ばれる少くとも1種の 酸性反応体とを反応させることよりなり、該反応の少くとも1部が塩素の存在下 に起る置換カルボン酸またはその誘導体の製造方法において、 (i)(A)の1当量当り塩素約0.05〜0.15当量の存在下、塩素の全部 が反応して第1の中間生成物が得られるまで、(A)と(B)との混合物を約1 00゜〜200゜Cの温度で反応させ、 (ii)(A)の1当量当り(B)0.4〜1.1当量の転化が達成されて第2 の中間生成物が得られるまで、約180゜〜250゜Cの温度において、塩素の 不存在下に、該反応を継続し、 (iii)該第2中間体を、約180゜〜225゜Cの温度で、工程(i)で用 いた(A)1当量当り約0.2〜1.5当量の塩素と反応させる諸工程よりなる 改良。
  2. 2.該混合物の温度を200゜C以下の温度まで昇温している時間にわたつて工 程(i)で塩素を導入することからなる特許請求の範囲第1項記載の改良。
  3. 3.工程(i)で該混合物を約80゜〜120゜Cの温度に加熱し、次いで該反 応混合物の温度を約200゜Cに昇温しつつ連続的に塩素を導入し、該塩素の全 量が反応し終るまでこの温度を保持することからなる特許請求の範囲第1項記載 の改良。
  4. 4.工程(ii)の反応が(A)の1当量当り(B)の0.5〜0.9当量の転 化率が達成されるまで継続される特許請求の範囲第1項記載の改良。
  5. 5.工程(i)に用いられる(A)の1当量当り、約0.3〜約1.0当量の塩 素が工程(iii)で用いられる特許請求の範囲第1項記載の改良。
  6. 6.第1中間生成物が、(A)の1当量当り(B)の0.2当量以下の転化率に よつて特徴づけられる特許請求の範囲第1項記載の改良。
  7. 7.該脂肪族ポリマー(A)が約500〜3000の数平均分子量を有する特許 請求の範囲第1項記載の改良。
  8. 8.該ポリマーがポリイーソプテンである特許請求の範囲第7項記載の改良。
  9. 9.該酸性反応体(B)が無水マレイン酸である特許請求の範囲第1項記載の改 良。
  10. 10.(A)対(B)の当量比が約1:0.8〜約1:2である特許請求の範囲 第1項記載の改良。
  11. 11.(A)低級オレフインの少くとも1種の脂肪族ポリマーと、(B)無水マ レイン酸とを反応させることよりなり、該反応の少くとも1部が塩素の存在下に 起る炭化水素置換こはく酸無水物を製造する方法において、(i)約100〜2 00゜Cの温度で、(A)および無水マレイン酸の混合物を、無水マレイン酸の 1当量当り塩素約0.05〜0.15当量の存在下、塩化水素が発生しなくなる まで反応させて第1中間生成物を提供し、 (ii)塩素の不存在下、約180゜〜250゜Cの温度で、(A)の1当量当 り無水マレイン酸の約0.5〜0.85当量の転化率が達成されるまで該反応を 継続させて第2中間生成物を提供し、 (iii)該第2中間生成物を、約180゜225゜Cの温度で、工程(i)で 用いられる(A)の1当量当り約0.2〜1.0当量の塩素と反応させることか らなる改良。
  12. 12.該脂肪族ポリマーがポリイソブチンである特許請求の範囲第11項記載の 改良。
  13. 13.該ポリイソブチンが約500〜3000の数平均分子量を有する特許請求 の範囲第12項記載の改良。
  14. 14.該第1中間生成物が(A)の1当量当り無水マレイン酸の0.2以下の当 量の転化率によつて特徴づけられる特許請求の範囲第11項記載の改良。
  15. 15.該反応混合物の温度を約100゜Cから約190゜Cに昇温しつつ、工程 (i)で塩素を連続的に導入し、次いで塩化水素が発生しなくなるまで、該混合 物をこの温度に保持することからなる特許請求の範囲第11項記載の改良。
  16. 16.工程(ii)における反応が不活性雰囲気中で行なわれる特許請求の範囲 第11項記載の改良。
  17. 17.特許請求の範囲第1項記載の方法にしたがつて得られる置換カルボン酸ま たは誘導体。
  18. 18.特許請求の範囲第11項記載の方法にしたがつて得られる置換こはく酸ま たは無水物。
  19. 19.特許請求の範囲第17項記載の少くとも1種の置換カルボン酸または誘導 体を、(a).該構造内の少くとも1つのH−N<基の存在によつて特徴づけら れるアミン、(b).アルコール、(c).反応性金属または反応性金属化合物 、および(d).(a)ないし(c)の2種以上の組合せからなる選ばれる反応 体と反応させることにより得られ、(d)の各成分が該1種以上の置換カルボン 酸または誘導体と同時にまたはいかなる順序かにおいて逐次的に反応することを 特徴とする置換カルボン酸誘導体組成物。
  20. 20.該置換カルボン酸誘導体が置換基およびこはく酸、こはく酸無水物および それらの混合物からなる群がら選ばれるこはく酸基からなる特許請求の範囲第1 9項記載の誘導体組成物。
  21. 21.該置換基が約500〜3000の数平均分子量を有するポリアルケンから 誘導される特許請求の範囲第20項記載の誘導体組成物。
  22. 22.該反応体がアミンである特許請求の範囲第19項記載の誘導体組成物。
  23. 23.該反応体がアルコールである特許請求の範囲第19項記載の誘導体組成物 。
  24. 24.特許請求の範囲第18項記載の少くとも1種の置換こはく酸または無水物 を、(a).該構造内に少くとも1つのH−N<基を含有するアミン、(b). アルコール、および該アミンおよびアルコールの混合物、からなる群から選ばれ る反応体と反応させることによつて得られる置換こはく酸誘導体組成物。
  25. 25.該反応体がアミンである特許請求の範囲第24項記載の誘導体組成物。
  26. 26.該反応体がアルコールである特許請求の範囲第24項記載の誘導体組成物 。
  27. 27.該反応体がアミンであり、該組成物が酸化硼素、酸化硼素水和物、ハロゲ ン化硼素、硼素酸、硼素酸のエステル、二硫化炭素、H2S硫黄、硫黄塩化物、 アルケニルシアン化物、カルボン酸アシル化剤、アルデヒド、ケトン、尿素、チ オ尿素、グアニジン、ジシアノジアミド、ヒドロカルビルホスフエート、ヒドロ カルビルホスフアイト、ヒドロカルビルチオホスフエート、ヒドロカルビルチオ ホスフアイト、リン硫化物、リン酸化物、リン酸、ヒドロカルビルチオシアネー ト、ヒドロカルビルチオシアネート、ヒドロカルビルイソチオシアネート、エポ キシド、エピスルフイド、ホルムアルデヒドまたはフエノールとホルムアルデヒ ドを生成する化合物との組合せ、およびフエノール共存硫黄(sulfur w ith phenols)からなる群から選ばれる1種以上の後処理剤で後処理 される特許請求の範囲第19項記載の誘導体組成物。
  28. 28.該反応体がアルコールであり、該組成物が、酸化硼素、酸化硼素水和物、 硼素ハロゲン化物、硼素酸、硼素酸のエステル、硫黄、硫黄塩化物、リン硫化物 、リン酸化物、カルボン酸アシル化剤、エポキシドおよびエピスルフイドからな る群から選ばれる1種以上の後処理剤で後処理される特許請求の範囲第19項記 載の誘導体組成物。
  29. 29.該反応体がアミンであり、該組成物が酸化硼素、酸化硼素水和物、ハロゲ ン化硼素、硼素酸、硼素酸のエステル、二硫化炭素、H2S硫黄、硫黄塩化物、 アルケニルシアン化物、カルボン酸アシル化剤、アルデヒド、ケトン、尿素、チ オ尿素、グアニジン、ジシアノジアミド、ヒドロカルビルホスフエート、ヒドロ カルビルホスフアイト、ヒドロカルビルチオホスフエート、ヒドロカルビルチオ ホスフアイト、リン硫化物、リン酸化物、リン酸、ヒドロカルビルチオシアネー ト、ヒドロカルビルイソシアネート、ヒドロカルビルイソチオシアネート、エポ キシド、エピスルフイド、ホルムアルデヒドまたはフェノールとホルムアルデヒ ドを生成する化合物との組合せ、およびフエノール共存硫黄(sulfur w ith phenols)からなる群から選ばれる1種以上の後処理剤で後処理 される特許請求の範囲第24項記載の誘導体組成物。
  30. 30.該反応体がアルコールであり、該組成物が酸化硼素、酸化硼素水和物、硼 素ハロゲン化物、硼素酸、硼素酸のエステル、硫黄、硫黄塩化物、リン硫化物、 リン酸化物、カルボン酸アシル化剤、エポキシドおよびエピスルフイドからなる 群から選ばれる1種以上の後処理剤で後処理される特許請求の範囲第24項記載 の誘導体組成物。
  31. 31.通常液体で、実質上不活性な有機溶媒/稀釈剤約20〜約90重量%およ び特許請求の範囲第17項記載の少くとも1種の置換カルボン酸組成物約10〜 約80重量%からなる通常液体の燃料または潤滑組成物配合用コンセントレート 。
  32. 32.通常液体で、実質上不活性な有機溶媒/稀釈剤約20〜約90重量%およ び特許請求の範囲第18項記載の少くとも1種の置換こはく酸または無水物組成 物約10〜約80重量%よりなる通常液体の燃料または潤滑組成物配合用コンセ ントレート。
  33. 33.通常液体で実質上不活性な有機溶媒/稀釈剤約20〜約90重畳%および 特許請求の範囲第19項記載の少くとも1種の置換カルボン酸組成物約10〜約 80重量%よりなる通常液体の燃料または潤滑組成物配合用コンセントレート。
  34. 34.通常液体で、実質上不活性な有機溶媒/稀釈剤約20〜約90重量%およ び特許請求の範囲第24項記載の少くとも1種の置換カルボン酸組成物約10〜 約80重量%よりなる通常液体の燃料または潤滑組成物配合用コンセントレート 。
  35. 35.通常液体で、実質上不活性な有機溶媒/稀釈剤約20〜約90重量%およ び特許請求の範囲第27項記載の少くとも1種の後処理カルボン酸誘導体組成物 約10〜約80重量%よりなる通常液体の燃料または潤滑組成物配合用コンセン トレート。
  36. 36.通常液体で、実質上不活性な有機溶媒/稀釈剤約20〜約90重量%およ び特許請求の範囲第28項記載の少くとも1種の後処理カルボン酸誘導体組成物 約10〜約80重量%よりなる通常液体の燃料または潤滑組成物配合用コンセン トレート。
  37. 37.主要量の通常液体の燃料または潤滑粘度の油(oil of lubri cating viscosity)および少量の特許請求の範囲第17項記載 の少くとも1種の置換カルボン酸または誘導体からなる燃料または潤滑組成物。
  38. 38.主要量の通常液体の燃料または潤滑粘度の油(oilof lubric ating viscosity)および少量の特許請求の範囲第18項記載の 少なくとも1種の置換こはく酸または無水物よりなる燃料または潤滑組成物。
  39. 39.主要量の通常液体の燃料または潤滑粘度の油(oilof lubric ating viscosity)および少量の特許請求の範囲第19項記載の 少なくとも1種の置換カルボン酸誘導体よりなる燃料または潤滑組成物。
  40. 40.主要量の通常液体の燃料または潤滑粘度の油(oilof lubric ating viscosity)および少量の特許請求の範囲第24項記載の 少なくとも1種の置換こはく酸誘導体からなる燃料または潤滑組成物。
  41. 41.主要量の通常液体の燃料または潤滑粘度の油(oilof lubric ating viscosity)および少量の特許請求の範囲第27項記載の 少くとも1種の後処理カルボン酸誘導体組成物よりなる燃料または潤滑組成物。
  42. 42.主要量の通常液体の燃料または潤滑粘度の油(oilof lubric ating viscosity)および少量の特許請求の範囲第28項記載の 少くとも1種の後処理こはく酸誘導体からなる燃料または潤滑組成物。
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