JPWO2010029945A1 - 油類用添加剤およびこれを含有する潤滑油組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、式(I)(式中、X1およびX2は、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、R1およびR2は、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキルなどを表し、2つのR1、2つのR2、2つのX1および2つのX2のそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と、式(II)(式中、R3、R4、R5、R6およびR7は、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルなどを表す。但し、R3、R4、R5、R6およびR7が同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩とのを含有する油類用添加剤などを提供する。

Description

本発明は、潤滑油組成物などに用いる油類用添加剤などに関する。
自動車などのエンジンおよび変速機、軸受けなどに用いる潤滑油組成物に用いる摩耗低減剤として、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などのリン酸亜鉛化合物が知られている(非特許文献1)。該リン酸亜鉛化合物は潤滑油組成物などの油類に対して十分な耐摩擦特性を単独では付与できないので、摩擦調整剤と併用して用いられる。
特許文献1にC5−C60カルボン酸とグアニジンなどとの反応生成物を含有し、ジヒドロカルビルジチオリン酸亜鉛化合物を含まない、銀を保護するための潤滑油組成物が開示されている。特許文献2および3にC5−C60カルボン酸とグアニジンなどとの反応生成物を含有する潤滑剤組成物が開示されている。
尿素誘導体、グアニジンまたはグアニジンアセテートなどの化合物を含有する機能液が特許文献4に開示されており、該特許文献には該機能液に含むことができる添加剤の一つとしてジアルキルジチオリン酸亜鉛が例示されている。しかし、該機能液の耐摩擦特性および耐摩耗特性は十分ではない。
ステアリルグアニジン酢酸塩などのアミジン基を有するカチオン型界面活性剤を含有することを特徴とする綿紡績用油剤が知られている(特許文献5)。
米国特許第4948523号明細書 特開2002−129184号公報 特開2003−105368号公報 特開昭63−308096号公報 特開昭63−235579号公報
レシール・アール・ラドニック(Lesile R. Rudnick)、「ルブリキャント・アディティブズ・ケミストリー・アンド・アプリケーションズ(LUBRICANT ADDITIVES Chemistry and Applications)」、シー・アール・シー(CRC)出版、2003年、p.29
本発明の目的は、潤滑油組成物などの油類に優れた耐摩擦特性または優れた耐摩耗特性を付与する油類用添加剤などを提供することにある。
本発明は、以下の(1)〜(25)を提供する。
(1)式(I)
Figure 2010029945
(式中、XおよびXは、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、RおよびRは、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいシクロアルキルまたは置換基を有していてもよいシクロアルケニルを表し、2つのR、2つのR、2つのXおよび2つのXのそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と、式(II)
Figure 2010029945
(式中、R、R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、RとRまたはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R、R、R、RおよびRが同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩とを含有する油類用添加剤。
(2)R、R、R、RおよびRが、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルまたは置換基を有していてもよいアルケニルである(1)に記載の油類用添加剤。
(3)R、R、R、RおよびRのうち、少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルである(1)または(2)に記載の油類用添加剤。
(4)式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩が、式(II)で表されるグアニジン化合物の炭酸塩である(1)〜(3)のいずれかに記載の油類用添加剤。
(5)2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子である(1)〜(4)のいずれかに記載の油類用添加剤。
(6)RおよびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルである(1)〜(5)のいずれかに記載の油類用添加剤。
(7)式(I)
Figure 2010029945
(式中、XおよびXは、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、RおよびRは、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいシクロアルキルまたは置換基を有していてもよいシクロアルケニルを表し、2つのR、2つのR、2つのXおよび2つのXのそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と、式(II)
Figure 2010029945
(式中、R、R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、RとRまたはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R、R、R、RおよびRが同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩との反応物を含有する油類用添加剤。
(8)R、R、R、RおよびRが、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルまたは置換基を有していてもよいアルケニルである(7)に記載の油類用添加剤。
(9)R、R、R、RおよびRのうち、少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルである(7)または(8)に記載の油類用添加剤。
(10)式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩が、式(II)で表されるグアニジン化合物の炭酸塩である(7)〜(9)のいずれかに記載の油類用添加剤。
(11)2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子である(7)〜(10)のいずれかに記載の油類用添加剤。
(12)RおよびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルである(7)〜(11)のいずれかに記載の油類用添加剤。
(13)(1)〜(12)のいずれかに記載の油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物。
(14)潤滑油基油が、鉱物油、ポリ−α−オレフィン、脂肪酸エステル、芳香族エステル、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)、フルオロカーボン、イオン液体、植物油、および獣油からなる群より選ばれる1種以上である(13)に記載の潤滑油組成物。
(15)潤滑油基油がポリ−α−オレフィンを含有する(13)に記載の潤滑油組成物。
(16)潤滑油組成物中のリンの含量が0.001〜0.1質量%である(13)〜(15)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(17)下記(i)および/または下記(ii)と、潤滑油基油とを含有する潤滑油組成物。
(i)式(I)
Figure 2010029945
(式中、XおよびXは、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、RおよびRは、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいシクロアルキルまたは置換基を有していてもよいシクロアルケニルを表し、2つのR、2つのR、2つのXおよび2つのXのそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物および式(II)
Figure 2010029945
(式中、R、R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、RとRまたはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R、R、R、RおよびRが同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩
(ii)式(I)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩との反応物
(18)R、R、R、RおよびRが、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルまたは置換基を有していてもよいアルケニルである(17)に記載の潤滑油組成物。
(19)R、R、R、RおよびRのうち、少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルである(17)または(18)に記載の潤滑油組成物。
(20)式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩が、式(II)で表されるグアニジン化合物の炭酸塩である(17)〜(19)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(21)2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子である(17)〜(20)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(22)RおよびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルである(17)〜(21)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(23)潤滑油基油が、鉱物油、ポリ−α−オレフィン、脂肪酸エステル、芳香族エステル、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)、フルオロカーボン、イオン液体、植物油、および獣油からなる群より選ばれる1種以上である(17)〜(22)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(24)潤滑油基油がポリ−α−オレフィンを含有する(17)〜(22)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
(25)潤滑油組成物中のリンの含量が0.001〜0.1質量%である(17)〜(24)のいずれかに記載の潤滑油組成物。
本発明によれば、潤滑油組成物などの油類に優れた耐摩擦特性または優れた耐摩耗特性を付与する油類用添加剤などを提供できる。
以下、式(I)で表される構造を有する化合物を化合物(I)といい、式(II)で表される化合物を化合物(II)という。他の式番号の化合物についても同様である。
式(I)および式(II)中の各基の定義において、アルキルとしては、例えば、直鎖または分岐の炭素数1〜30のアルキルが挙げられ、具体的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、1−メチルブチル、1−エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1−メチルペンチル、1−エチルブチル、ヘプチル、1−メチルヘキシル、1−エチルペンチル、オクチル、1−エチルヘキシル、2−エチルヘキシル、1−メチルヘプチル、ノニル、1−メチルオクチル、3,5,5−トリメチルヘキシル、デシル、1−メチルノニル、1−プロピルヘプチル、ウンデシル、1−メチルデシル、ドデシル、1−メチルウンデシル、2−ブチルオクチル、トリデシル、1−メチルドデシル、イソトリデシル、テトラデシル、2−ブチルデシル、2−ヘキシルオクチル、ヘキサデシル、2−ヘキシルデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、2−オクチルデシル、2−ヘキシルドデシル、エイコシル、2−オクチルドデシル、ドコシル、テトラコシル、2−デシルテトラデシル、2−ドデシルヘキサデシル、トリアコンチルなどが挙げられる。
アルケニルとしては、例えば、直鎖または分岐の炭素数2〜30のアルケニルが挙げられ、具体的には、ビニル、アリル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、2−メチルプロペニル、ペンテニル、1−メチル−2−ブテニル、1−エチル−2−プロペニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、ブチルオクテニル、オクチルブテニル、トリデセニル、テトラデセニル、ブチルデセニル、ヘキシルオクテニル、ヘキシルデセニル、ヘプタデセニル、オクタデセニル、ドデシルヘキセニル、デシルオクテニル、イソオクタデセニル、エイコセニル、オクチルドデセニル、テトラコセニル、デシルテトラデセニル、トリアコンテニル、ドデシルオクタデセニルなどが挙げられる。
アリールとしては、例えば、炭素数6〜14のアリールが挙げられ、具体的には、フェニル、ナフチル、アズレニル、アントリルなどが挙げられる。
シクロアルキルとしては、例えば、炭素数3〜7のシクロアルキルが挙げられ、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチルなどが挙げられる。
シクロアルケニルとしては、例えば、炭素数3〜7のシクロアルケニルが挙げられ、具体的には、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニルなどが挙げられる。
アラルキルとしては、例えば、炭素数7〜30のアラルキルが挙げられ、具体的には、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、フェニルブチル、フェニルペンチル、フェニルヘキシル、フェニルヘプチル、フェニルオクチル、フェニルノニル、フェニルデシル、フェニルウンデシル、フェニルドデシル、ナフチルメチル、ナフチルエチルなどが挙げられる。
とR、またはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ形成される脂肪族複素環基の脂肪族複素環としては、例えば、少なくとも窒素原子を一つ含む炭素数3〜10個の脂肪族複素環が挙げられ、具体的には、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環などが挙げられる。
アルキルおよびアルケニルの置換基としては、例えば、同一または異なって1〜3個の置換基、具体的には、ヒドロキシ、アルコキシ、アルコキシアルコキシ、アルキル置換または非置換のアミノ、メルカプト、アルキルチオなどが挙げられる。アルコキシ、アルコキシアルコキシ、アルキル置換のアミノおよびアルキルチオのアルキル部分は前記アルキルと同義である。なお、アルキル置換のアミノが2つのアルキルで置換されたアミノである場合、該2つのアルキルは同一でも異なっていてもよい。アルコキシアルコキシのアルキレン部分は前記アルキルから水素原子を一つ除いたものと同義である。
アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、アラルキルおよび脂肪族複素環基の置換基としては、例えば、同一または異なって1〜5個の置換基、具体的には、ヒドロキシ、アルキル、アルコキシ、ニトロ、シアノ、アルキル置換または非置換のアミノ、メルカプト、アルキルチオなどが挙げられる。ここで、アルキル、アルコキシ、アルキル置換のアミノおよびアルキルチオは、それぞれ前記と同義である。
式(I)において、RおよびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルであるのが好ましい。ここで、炭素数3〜14のアルキルの置換基は前記アルキルの置換基と同義であり、炭素数3〜14のアルケニルの置換基は前記アルケニルの置換基と同義である。炭素数3〜14のアルキルの具体例としては、例えば、前記に例示したアルキルのうち炭素数が3〜14であるものなどが例示される。炭素数3〜14のアルケニルの具体例としては、例えば、前記に例示したアルケニルのうち炭素数が3〜14であるものなどが例示される。
化合物(I)としては、例えば、式(I)で表される化合物、式(I)で表される化合物と酸化亜鉛との塩などが挙げられる。
化合物(I)において、2つのXおよび2つのXのすべてが同一で酸素原子または硫黄原子であるものが好ましく、2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子であるものがより好ましい。
化合物(I)のうち2つのXおよび2つのXのすべてが同一で酸素原子であるものとしては、例えば、式(Ia)
Figure 2010029945
(式中、RおよびRはそれぞれ前記と同義である)で表される化合物などが挙げられる。
化合物(I)のうち2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子であるものとしては、例えば、式(Ib)
Figure 2010029945
(式中、RおよびRはそれぞれ前記と同義であり、yは0または1/3を表す)で表される化合物などが挙げられる。
化合物(II)またはその塩において、R、R、R、RおよびRのうち少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルであるのが好ましく、置換基を有していてもよい炭素数16〜18のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数16〜18のアルケニルであるのがより好ましい。ここで、炭素数12〜30のアルキルおよび炭素数16〜18のアルキルの置換基は前記アルキルの置換基と同義であり、炭素数12〜30のアルケニルおよび炭素数16〜18のアルケニルの置換基は前記アルケニルの置換基と同義である。炭素数12〜30のアルキルおよび炭素数16〜18のアルキルの具体例としては、例えば、前記に例示したアルキルのうち炭素数が12〜30および16〜18であるものなどが例示される。炭素数12〜30のアルケニルおよび炭素数16〜18のアルケニルの具体例としては、例えば、前記に例示したアルケニルのうち炭素数が12〜30および16〜18であるものなどが例示される。
化合物(II)の塩としては、例えば、式(V)
Figure 2010029945
(式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ前記と同義であり、HAは完全に電離したときm個のプロトンとAm-で表されるアニオンとに解離する酸を表し、Aは該酸からm個の水素原子を除いたm価の基を表し、mが1のときpは1を表し、mが2以上の整数であるときpは1以上m以下である整数のうちのいずれかを表す)で表される塩などが挙げられる。
Aとしては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、n−オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、イソノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、などのカルボン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、オクタデセニルスルホン酸などのスルホン酸、硫酸、硝酸、塩酸、炭酸、ホウ酸、リン酸などが挙げられ、中でも炭酸およびホウ酸が好ましい。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩との反応物としては、例えば、化合物(I)、化合物(I)に対して2倍モル量の化合物(II)またはその塩およびジエチルエーテルの混合物を1時間還流することにより得られる反応物などが挙げられる。以後、化合物(I)と化合物(II)またはその塩との反応物を反応物(X)ということもある。
化合物(I)は市販品として入手するか、公知の方法、例えば特開昭63−99082号公報またはJournal of Organic Chemistry、1956年、第21巻、p.705などに記載の方法に準じて製造することにより得ることができる。
化合物(I)の好ましい具体例を以下に示す。
Figure 2010029945
上記の式で表される化合物の他に、化合物(Ib−2i)と化合物(Ib−2ii)との混合物、化合物(Ib−3i)と化合物(Ib−3ii)との混合物、化合物(Ib−4i)と化合物(Ib−4ii)との混合物、化合物(Ib−5i)と化合物(Ib−5ii)との混合物なども化合物(I)の好ましい具体例として挙げられる。
化合物(II)またはその塩の製造法の例を、以下の式に示す。
Figure 2010029945
(式中、R、R、R、R、R、A、mおよびpはそれぞれ前記と同義であり、Yは酸素原子または硫黄原子を表し、Rは炭素数1〜4のアルキルを表し、HBは完全に電離したときn個のプロトンとBn-で表されるアニオンとに解離する酸を表し、Bは該酸からn個の水素原子を除いたn価の基を表し、nが1のときqは1を表し、nが2以上の整数であるときqは1以上n以下である整数のうちのいずれかを表し、AとBとは同一ではなく、Mはアルカリ金属を表す)
炭素数1〜4のアルキルの具体例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチルなどが挙げられ、中でもメチルおよびエチルが好ましい。
Bで表される酸としては、例えば、HAの具体例として前記に例示した酸が例示される。
アルカリ金属としては、例えば、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
化合物(V)は、例えば、Bioorganic Medicinal Chemistry、2003年、第11巻、p.1283などに記載の方法に準じて、化合物(III)と化合物(IV)とを、溶媒中20〜200℃で0.5〜24時間反応させることにより製造することができる。
化合物(III)は市販品として入手するか、例えば、Journal of American Chemical Society、1952年、第74巻、p.4271またはOrganic Synthesis、1963年、第4巻、p.645に記載の方法などに準じて製造することにより得ることができる。
化合物(IV)は市販品として入手するか、例えば、米国特許第4409399号明細書または特公昭38−21353号公報に記載の方法などに準じて製造することにより得ることができる。
溶媒としては、例えば、ヘキサン、デカン、テトラデカン、トルエン、キシレンなどの炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、メトキシベンゼン、ジフェニルエーテルなどのエーテル、塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド、ジメチルスルホキシド、これらの混合溶媒などが挙げられ、中でもアルコールおよびハロゲン化炭化水素が好ましい。
化合物(III)に対して、化合物(IV)を0.2〜20当量使用することが好ましく、0.5〜10当量使用することがより好ましい。
反応後、必要に応じて、化合物(V)を有機合成化学で通常用いられる方法(各種クロマトグラフィー法、再結晶法、蒸留法など)で精製してもよい。
2種類以上の化合物(V)が反応により生成する場合、前記の精製方法などにより該2種類以上の化合物(V)の一つを単離してもよく、該2種類以上の化合物(V)の混合物を、化合物(I)と化合物(II)の塩との反応物の原料、化合物(I)と化合物(II)の塩とを含有する油類用添加剤の原料、または該油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物の原料として使用してもよい。
必要に応じて、化合物(V)を、別の化合物(II)の塩[例えば、化合物(VI)など]に変換することもできる。
化合物(V)を化合物(VI)に変換する方法としては、例えば、化合物(V)とMB(式中、M、nおよびBは、それぞれ前記と同義である)とを溶媒中−10〜100℃で0.1〜24時間反応させることにより化合物(VI)を製造する方法などが挙げられる。
化合物(V)に対して、MBを0.2〜20当量使用することが好ましく、0.5〜10当量使用することがより好ましい。
溶媒としては、例えば、前記に例示した溶媒、該溶媒と水との混合物などが挙げられる。
反応後、必要に応じて、化合物(VI)を有機合成化学で通常用いられる方法(各種クロマトグラフィー法、再結晶法、蒸留法など)で精製してもよい。
2種類以上の化合物(VI)が反応により生成する場合、前記の精製方法などにより該2種類以上の化合物(VI)の一つを単離してもよく、該2種類以上の化合物(VI)の混合物を、化合物(I)と化合物(II)の塩との反応物の原料、化合物(I)と化合物(II)の塩とを含有する油類用添加剤の原料、または該油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物の原料として使用してもよい。
化合物(II)は、例えば、化合物(V)と塩基とを溶媒中−10〜100℃で0.1〜24時間反応させることにより製造することができる。
塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムなどの無機塩基などが挙げられる。
化合物(V)に対して、塩基を0.2〜200当量使用することが好ましく、0.5〜100当量使用することがより好ましい。
溶媒としては、例えば、前記に例示した溶媒、該溶媒と水との混合物などが挙げられる。
反応後、必要に応じて、化合物(II)を有機合成化学で通常用いられる方法(各種クロマトグラフィー法、再結晶法、蒸留法など)で精製してもよい。
化合物(II)とHB(式中、nおよびBはそれぞれ前記と同義である)とを反応させることにより化合物(VI)を製造することもできる。
また、化合物(II)のうちR、R、およびRが同一で水素原子であるものは、例えば、米国特許第2425341号明細書に記載の方法などに準じて、NHR6a7a(式中、R6aおよびR7aは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、R6aとR7aが隣接する窒素原子と一緒になって置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R6aおよびR7aが同時に水素原子を表すことはない)で表されるアミンの塩と、シアナミドとを反応させることにより製造することもできる。ここで、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアラルキルおよび隣接する窒素原子と一緒になって形成される置換基を有していてもよい脂肪族複素環基は、それぞれ前記と同義である。アミンの塩としては、例えば、塩酸塩、臭化水素塩、硫酸塩、硝酸塩などが挙げられる。NHR6a7aは市販品として入手するか、例えば米国特許第4409399号明細書または特公昭38−21353号公報に記載の方法などに準じて製造することにより得ることができる。
以下に、化合物(II)またはその塩の好ましい具体例を示す。
Figure 2010029945
上記の式で表される化合物の他に、化合物(VI−1a)と化合物(VI−1b)との混合物、化合物(VI−2a)と化合物(VI−2b)との混合物、化合物(VI−3a)と化合物(VI−3b)との混合物なども、化合物(II)またはその塩の好ましい具体例として挙げられる。
化合物(VI−2a)および化合物(VI−2b)における炭素−炭素2重結合の幾何異性(EまたはZ)は特に限定されない。
化合物(II)またはその塩とホウ素化合物とを反応させて得られる化合物(例えば、ホウ素錯体など)を、化合物(II)またはその塩の代わりに化合物(I)と化合物(II)またはその塩との反応物の原料、化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤の原料、あるいは該油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物の原料としてとして用いてもよい。
ホウ素化合物としては、例えば、ホウ酸アンモニウムなどのホウ酸塩、ホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸モノ2−エチルヘキシル、ホウ酸ジ2−エチルヘキシル、ホウ酸トリ2−エチルヘキシルなどのホウ酸エステルなどが挙げられる。
反応物(X)は、例えば、化合物(I)と化合物(II)またはその塩とをジエチルエーテルなどの溶媒中、0〜120℃で、0.1〜30時間反応させることにより製造することができる。
化合物(I)に対して、化合物(II)またはその塩を0.1〜10倍モル量使用することが好ましい。
化合物(I)は単独で、または2種以上を混合して使用できる。中でも、化合物(Ib)のうちyが0であるものと、化合物(Ib)のうちyが1/3であるものとを混合して使用するのが好ましい。化合物(II)またはその塩は単独で、または2種以上を混合して使用できる。
反応後、必要に応じて、反応物(X)を有機合成化学で通常用いられる方法(各種クロマトグラフィー法、再結晶法、蒸留法など)で精製してもよい。化合物(I)および/または化合物(II)またはその塩と、反応物(X)との混合物が得られたとき、該混合物を反応物(X)を含有する油類用添加剤の原料として使用してもよい。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤において、化合物(I)は単独で、または2種以上を混合して使用できる。中でも、化合物(Ib)のうちyが0であるものと、化合物(Ib)のうちyが1/3であるものとを混合して使用するのが好ましい。また、化合物(II)またはその塩は単独で、または2種以上を混合して使用できる。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤は、化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有するように調製されたものであれば、単独の添加剤であってもよく、複数の添加剤の組みあわせであってもよい。中でも、該油類用添加剤が複数の添加剤の組みあわせであって、該複数の添加剤の組み合わせが化合物(I)を含有する添加剤と、化合物(II)またはその塩を含有する添加剤とを含有するのが好ましい。
反応物(X)を含有する油類用添加剤は、反応物(X)を含有するように調製されたものであれば、単独の添加剤であってもよく、複数の添加剤の組みあわせであってもよい。
本発明の油類用添加剤は、化合物(I)、化合物(II)またはその塩および反応物(X)以外に、その他の成分を含有していてもよい。その他の成分しては、例えば、通常用いられている油類用添加剤[例えば、清浄分散剤、酸化防止剤、摩耗低減剤(耐摩耗剤、焼付き防止剤、極圧剤など)、摩擦調整剤、油性剤、防錆剤、気相防錆剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、増粘剤、防腐剤、消泡剤、抗乳化剤、染料、香料など]に用いられるものなどが挙げられる。
本発明の油類用添加剤が複数の添加剤の組みあわせであるとき、該複数の添加剤のそれぞれが、例えば、その他の成分として前記に例示したものの中から選ばれる1種以上などを含んでいてもよい。
本発明の油類用添加剤を潤滑油組成物などの油類に添加することにより、潤滑油組成物などの油類に優れた耐摩擦特性または優れた耐摩耗特性を付与することができる。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤と、潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物は、例えば、化合物(I)と、化合物(II)またはその塩と、潤滑油基油と、任意成分とを、同時にまたは任意の順序で混合することにより得ることができる。該潤滑油組成物を調製する具体的な方法としては、例えば、化合物(I)、化合物(II)またはその塩および任意成分を潤滑油基油に添加する方法、化合物(I)と潤滑油基油と任意成分とを混合して得られる組成物に化合物(II)またはその塩を添加する方法などが挙げられる。
潤滑油基油としては、例えば、天然基油、合成基油などが挙げられる。
天然基油としては、例えば、鉱物油、植物油、獣油などが挙げられる。
鉱物油としては、例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油、ナフテン基系原油などが挙げられる。また、これらを蒸留などにより精製した精製油も使用可能である。
合成基油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン(ポリブテン、ポリプロピレン、炭素数8〜14のα−オレフィンオリゴマーなど)、脂肪酸エステル(脂肪酸モノエステル、多価アルコールの脂肪酸エステル、脂肪族多塩基酸エステルなど)、芳香族エステル(芳香族モノエステル、多価アルコールの芳香族エステル、芳香族多塩基酸エステルなど)、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)、フルオロカーボン、イオン液体などが挙げられる。
潤滑油基油が、(1)鉱物油、ポリ−α−オレフィン、脂肪酸エステル、芳香族エステル、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)、フルオロカーボン、イオン液体、植物油、および獣油からなる群より選ばれる1種以上であるのが好ましく、(2)鉱物油、ポリ−α−オレフィン、脂肪酸エステル、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)および植物油からなる群より選ばれる1種以上であるのがより好ましい。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とのモル比は、0.1〜10[化合物(I)/化合物(II)またはその塩]であるのが好ましい。また、潤滑油組成物中のリンの含量が潤滑油組成物の全量に対して0.001〜0.1質量%の範囲になるように、潤滑油組成物の全量に対する化合物(I)の使用量を調整することが好ましい。化合物(II)またはその塩の使用量は、潤滑油組成物1kgに対して0.001〜500ミリモルであるのが好ましく、0.01〜300ミリモルであるのがより好ましく、さらには0.1〜100ミリモルであるのが好ましい。
任意成分としては、例えば、潤滑油組成物に通常用いられている添加剤などが挙げられ、該添加剤の具体例としては、例えば、清浄分散剤、酸化防止剤、摩耗低減剤(耐摩耗剤、焼付き防止剤、極圧剤など)、摩擦調整剤、油性剤、防錆剤、気相防錆剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、増粘剤、防腐剤、消泡剤、抗乳化剤、染料、香料などが挙げられる。これらの添加剤の使用量は、潤滑油組成物中、それぞれ0.001〜5質量%であるのが好ましい。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物は、下記の(i)および/または(ii)と潤滑油基油とを含有する。
(i)化合物(I)および化合物(II)またはその塩
(ii)反応物(X)
前記(i)および/または前記(ii)を含有する潤滑油組成物は、優れた耐摩擦特性または優れた耐摩耗特性を有する。
反応物(X)を含有する油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物は、例えば、反応物(X)と、潤滑油基油と、任意成分とを、同時にまたは任意の順序で混合することにより得ることができる。ここで、潤滑油基油および任意成分は、それぞれ前記と同義である。
潤滑油組成物中のリンの含量が潤滑油組成物の全量に対して0.001〜0.1質量%の範囲になるように、潤滑油組成物の全量に対する反応物(X)の使用量を調整することが好ましい。
任意成分の使用量は、化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤と、潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物を調製するときのそれと同様である。
本発明の潤滑油組成物は、例えば、エンジン油、自動変速機油、無段変速機油、ギヤ油、パワーステアリング油、ショックアブソーバ油、タービン油、作動油、冷凍機油、圧延油、軸受油、金属加工用潤滑油、摺動面油、グリース、生体潤滑剤などに使用することができる。
また、本発明の油類用添加剤と燃料油などの他の油類とを混合することにより、他の油類に優れた耐摩擦特性または優れた耐摩耗特性を付与することもできる。
燃料油としては、バイオディーゼル燃料などが挙げられる。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤と、燃料油とを混合するときの化合物(I)の使用量は、燃料油に対して0.00001〜10質量%であるのが好ましく、0.00001〜1質量%であるのがより好ましい。
化合物(I)と化合物(II)またはその塩とを含有する油類用添加剤と、燃料油とを混合するときの化合物(II)またはその塩の使用量は、燃料油1kgに対して0.001〜500ミリモルであるのが好ましく、0.01〜300ミリモルであるのがより好ましく、さらには0.1〜100ミリモルであるのが好ましい。
反応物(X)を含有する油類用添加剤と燃料油とを混合するときの反応物(X)の使用量は、燃料油に対して0.00001〜10質量%であるのが好ましく、0.00001〜1質量%であるのがより好ましい。
以下、合成例、実施例、比較例および試験例により、本発明をさらに具体的に説明する。
合成例および試験例中の測定データは、以下の測定機器、測定手法により得た。
・ 核磁気共鳴スペクトル
H−NMR;テトラメチルシランを内部標準物として使用:GSX−400(400MHz;日本電子社製)。
31P−NMR;リン酸トリフェニルを内部標準物として使用:JNM−ECA500(202.5MHz;日本電子社製)。
(2)動摩擦係数の測定(耐摩擦特性の評価):曽田式振子型摩擦試験機(神鋼造機社製)
(3)摩耗痕径の測定(耐摩耗特性の評価):シェル式四球摩擦試験機(高千穂精機社製、エア圧加重方式)
合成例9〜11において、活性炭は日本エンバイロケミカル社製白鷺Pを用いた。
[合成例1] オクタデシルグアニジン[化合物(II−1)]の合成
メチルイソチオ尿素硫酸塩5.00g(東京化成工業社製)、オクタデシルアミン11.10g(東京化成工業社製;オクタデシルアミンを80%以上含む)およびメタノール10mlを混合し、60〜70℃で2.0時間攪拌した。反応液を15℃まで冷却後、析出した白色固体を濾取した。この白色固体にジエチルエーテル100mlを加え、30〜40℃で4時間リスラリーした。白色固体を濾取し、ジエチルエーテルで洗浄し、50℃で減圧乾燥して、オクタデシルグアニジン硫酸塩10.40gを得た。
オクタデシルグアニジン硫酸塩2.79g、テトラヒドロフラン80ml、メタノール20mlおよび25重量%水酸化ナトリウム水溶液30mlを混合し、窒素雰囲気下、60〜70℃で1.0時間攪拌した。反応液を15℃まで冷却後、溶媒を留去し、析出した白色固体を濾取し、蒸留水、アセトンで順次洗浄し、50℃で減圧乾燥して化合物(II−1)1.79gを得た。
H−NMR(CFCOOD,δppm);0.82(t,3H),1.05−1.45(m,30H),1.59−1.70(m,2H),3.20(t,2H)
元素分析;
実測値(%)C:73.35、H:13.06、N:13.59、S:0.00
[合成例2] オクタデシルグアニジン炭酸塩[化合物(VI−1)]の合成
オクタデシルグアニジン硫酸塩1.00g、テトラヒドロフラン20mlおよび5重量%炭酸ナトリウム水溶液15mlを混合し、60〜70℃で0.5時間攪拌した。反応液を15℃まで冷却後、析出した白色固体を濾取し、蒸留水、アセトンで順次洗浄し、50℃で減圧乾燥して化合物(VI−1)0.81gを得た。
H−NMR(CFCOOD,δppm);0.87(t,3H),1.10−1.50(m,30H),1.65−1.75(m,2H),3.25(m,2H)
元素分析;
実測値(%)C:66.57、H:11.78、N:11.83、S:0.00
[合成例3] 9−オクタデセニルグアニジン炭酸塩[化合物(VI−2)]の合成
メチルイソチオ尿素硫酸塩8.99g(東京化成工業社製)、9−オクタデセニルアミン21.73g(アルドリッチ社製;9−オクタデセニルアミンを70%以上含む)およびメタノール30mlを混合し、60〜70℃で4.5時間攪拌した。反応液を15℃まで冷却後、反応液から溶媒を留去し、残渣にジエチルエーテル120mlを加えた。析出した白色固体を遠心分離器により濾取し、ジエチルエーテルで洗浄し、50℃で減圧乾燥して9−オクタデセニルグアニジン硫酸塩17.79gを得た。
9−オクタデセニルグアニジン硫酸塩10.00g、塩化メチレン500mlおよび5重量%炭酸ナトリウム水溶液140mlを15〜25℃で1.0時間反応させた。反応液を分液し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで脱水後、濾過し、濾液から溶媒を留去し、残渣を50℃で減圧乾燥して化合物(VI−2)9.11gを得た。
H−NMR(CDCl,δppm);0.88(t,3H),1.20−1.41(m,22H),1.58−1.65(m,2H),1.93−2.02(m,4H),3.15(br,2H),5.30−5.38(m,2H),6.58−7.23(
br,3H),7.73(s,1H)
元素分析;
実測値(%)C:65.06、H:11.21、N:11.59、S:0.00
[合成例4] N−エチル−N’−オクタデシルグアニジン炭酸塩[化合物(VI−3)]の合成
エチルチオ尿素6.92g(アルドリッチ社製)、ヨウ化メタン11.15g(東京化成工業社製)およびメタノール10mlを混合し、60〜70℃で4.0時間攪拌した。反応液から溶媒を留去し、N−エチル−S−メチルイソチオ尿素ヨウ化水素塩16.28gを得た。
N−エチル−S−メチルイソチオ尿素ヨウ化水素塩4.00g、オクタデシルアミン4.82g(東京化成工業社製)およびメタノール20mlを混合し、60〜70℃で6.5時間攪拌した。反応液を15℃まで冷却後、反応液から溶媒を留去した。残渣にジエチルエーテル20mlを加えて攪拌し、濾過し、濾液から溶媒を留去し、残渣にヘキサン50mlを加え再結晶を行い、固体を濾取し、40℃で減圧乾燥してN−エチル−N’−オクタデシルグアニジンヨウ化水素塩4.27gを得た。
N−エチル−N’−オクタデシルグアニジンヨウ化水素塩2.50g、塩化メチレン100mlおよび1重量%炭酸ナトリウム水溶液100mlを混合し、15〜25℃で0.5時間攪拌した。反応液を分液し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで脱水後、濾過し、濾液から溶媒を留去し、残渣を50℃で減圧乾燥して化合物(VI−3)の粗体1.47gを得た。
この粗体1.00gをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して化合物(VI−3)0.54gを得た。
H−NMR(CDCl,δppm);0.88(t,3H),1.00−1.48(m,31H),1.55−1.69(m,2H),1.71−2.20(m,2H),2.85−3.41(m,4H),6.85−7.55(br,3H)
元素分析;
実測値(%)C:67.27、H:11.77、N:9.92、S:0.00
[合成例5] 9−オクタデセニル尿素(比較化合物P)の合成
Figure 2010029945
9−オクタデセニルアミン16.5g(アルドリッチ社製;9−オクタデセニルアミンを70%以上含む)および尿素18.5g(和光純薬工業社製)を混合し、160℃で3.0時間攪拌した。反応液を15℃まで冷却し、塩化メチレン50mlを加え、蒸留水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで脱水後、濾過し、濾液から溶媒を留去し、残渣を50℃で減圧乾燥して比較化合物Pの粗体8.70gを得た。
この粗体1.50gをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して比較化合物P0.81gを得た。
H−NMR(CDCl,δppm);0.88(t,3H),1.05−1.38(m,22H),1.38−1.55(m,2H),1.90−2.05(m,4H),3.05−3.15(m,2H),4.75−4.80(br,2H),5.08−5.18(br,1H),5.25−5.45(m,2H)
元素分析;
実測値(%)C:73.60、H:12.13、N:9.01、S:0.00
[合成例6]ジブチルリン酸亜鉛[化合物(Ia−1)]の合成
リン酸ジブチル54.8g(東京化成工業社製)、酸化亜鉛10.0g(和光純薬工業社製)およびヘキサン150ml(和光純薬工業社製)の混合物を5時間還流させた。反応液から溶媒を留去し、残渣にエタノールと水との混合溶媒を加え再結晶を行い、固体を濾取し、60℃で減圧乾燥してジブチルリン酸亜鉛54.5gを得た。
H−NMR(CDCl,δppm):0.91(br,12H),1.38(br,8H),1.58(br,8H),3.91(br,8H)
[合成例7]ヘキサデシルグアニジン[化合物(II−2)]の合成
ヘキサデシルアミン40.0g(東京化成工業社製;ヘキサデシルアミンを90%以上含む)とテトラヒドロフラン67mlとを混合して得た溶液に35重量%塩酸19.0gを加え、混合物を45℃で1時間攪拌した。反応液から溶媒を留去してヘキサデシルアミン塩酸塩45.5gを得た。
ヘキサデシルアミン塩酸塩45.5g、ヘキサデシルアミン2.0g、ブタノール40mlおよび蒸留水11mlを混合して得た溶液を93℃まで加熱し、シアナミド13.9g(関東化学社製)と蒸留水53mlとを混合して得た水溶液を該溶液に滴下し、混合物を92℃で7時間攪拌した。反応液から溶媒を留去してヘキサデシルグアニジン塩酸塩68.6gを得た。
ヘキサデシルグアニジン塩酸塩68.6gおよびテトラヒドロフラン280mlを混合して得た溶液を58℃まで加熱し、25重量%水酸化ナトリウム水溶液280.0gを該溶液に加え、混合物を1時間還流した。反応液を13℃まで冷却後、析出した結晶を濾取し、蒸留水で洗浄し、60℃で減圧乾燥して化合物(II−2)40.8gを得た。
H−NMR(CDOD,δppm);0.90(t,3H),1.20−1.41(m,26H),1.55(m,2H),3.10(t,2H)
[合成例8]ドデシルグアニジン[化合物(II−3)]の合成
ドデシルアミン30.0g(東京化成工業社製)とテトラヒドロフラン50mlとを混合して得た溶液に35重量%塩酸18.6gを加え、混合物を25〜31℃で1時間攪拌した。反応液から溶媒を留去してドデシルアミン塩酸塩35.1gを得た。
ドデシルアミン塩酸塩35.1g、ドデシルアミン1.5g、ブタノール30mlおよび蒸留水8mlを混合して得た溶液を94℃まで加熱し、シアナミド13.6g(関東化学社製)と蒸留水40mlとを混合して得た水溶液を該溶液に滴下し、混合物を95℃で12.5時間攪拌した。反応液から溶媒を留去し、ドデシルグアニジン塩酸塩51.4gを得た。
ドデシルグアニジン塩酸塩51.4gおよびテトラヒドロフラン210mlを混合して得た溶液を55℃まで加熱し、25重量%水酸化ナトリウム水溶液200.0gを該溶液に加え、混合物を1時間還流した。反応液を8℃まで冷却後、析出した結晶を濾取し、結晶を蒸留水で洗浄し、60℃で減圧乾燥して化合物(II−3)27.0gを得た。
H−NMR(CDOD,δppm);0.90(t,3H),1.20−1.41(m,18H),1.55(m,2H),3.10(t,2H)
[合成例9]ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−2)]の合成
75℃まで加熱した2−プロパノール54.1g(和光純薬工業社製)に五硫化二リン50.1g(アルドリッチ社製)を分割して添加した後、混合物を78〜80℃で8時間攪拌した。反応液を室温まで冷却し、反応液と活性炭10.0gとを混合し、室温で1時間攪拌した。混合物を濾過し、10重量%水酸化ナトリウム水溶液115mlを濾液に20〜25℃で滴下した。反応液と活性炭10.2gとを混合し、20〜25℃で15分間攪拌した。混合物を濾過し、塩化亜鉛42.2g(和光純薬工業社製)と蒸留水30mlを混合して得た水溶液を濾液に20〜25℃で加え、混合物を20〜25℃で0.5時間攪拌した。反応液にジエチルエーテル800mlおよび蒸留水100mlを加え、分液し、水層をジエチルエーテルで抽出した。合わせた有機層を蒸留水で3回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水後、濾過し、濾液から溶媒を留去して化合物(Ib−2)53.9gを得た。
得られた化合物(Ib−2)は、化合物(Ib−2i)と化合物(Ib−2ii)との混合物であった。化合物(Ib−2)中の化合物(Ib−2i)と化合物(Ib−2ii)とのモル比を特開平5−93196号公報記載の滴定法により求めた。
モル比;化合物(Ib−2i)/化合物(Ib−2ii)=99.1/0.9
H−NMR(CDCl,δppm);1.41(m,24H),4.88(m,4H)
[合成例10]ジ−tert−ブチルジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−3i)]の合成
80℃まで加熱した2−ブタノール66.8g(和光純薬工業社製)に五硫化二リン50.0g(アルドリッチ社製)を分割して添加した後、混合物を90〜95℃で7時間攪拌した。反応液を室温まで冷却し、活性炭10.0gを反応液に加え、混合物を室温で0.5時間攪拌した。混合物を濾過し、10重量%水酸化ナトリウム水溶液120mlを濾液に20〜25℃で滴下した。反応液と活性炭10.2gとを混合し、20〜25℃で10分間攪拌した。混合物を濾過し、塩化亜鉛23.0g(和光純薬工業社製)と蒸留水17mlを混合して得た水溶液を濾液に20〜25℃で添加し、混合物を20〜25℃で3時間攪拌した。析出した結晶を濾取し、蒸留水で洗浄し、35℃で減圧乾燥して化合物(Ib−3i)の粗体60.3gを得た。
この粗体60.3gとエタノール300mlを混合し、混合物中の不溶物を濾別し、濾液に蒸留水54mlを加え、溶液を氷浴で1時間冷却し、析出した結晶を濾取し、蒸留水で洗浄し、30℃で減圧乾燥して化合物(Ib−3i)16.7gを得た。
H−NMR(CDCl,δppm);0.97(t,12H),1.48(d,12H),1.68(m,8H),4.66(m,4H)
[合成例11]ビス(2−エチルヘキシル)ジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−4)]の合成
ジチオリン酸S−水素=O,O−ビス(2−エチルヘキシル)(SC有機化学社製Phoslex DT−8)30.0gに10重量%水酸化ナトリウム水溶液37mlを21〜39℃で滴下した。反応液にエタノール60mlおよび活性炭3.0gを加え、混合物を26℃で45分間攪拌した。混合物を濾過し、塩化亜鉛5.8g(和光純薬工業社製)と蒸留水20mlを混合して得た水溶液を濾液に23〜25℃で添加し、混合物を20〜25℃で70分間攪拌した。反応液にジエチルエーテル140mlを加え、分液した。有機層を蒸留水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水後、濾過し、濾液から溶媒を留去した。残渣をヘキサン150mlに溶解し、メタノール150mlで3回抽出し、合わせたメタノール層から溶媒を留去して化合物(Ib−4)13.2gを得た。
得られた化合物(Ib−4)は、化合物(Ib−4i)と化合物(Ib−4ii)との混合物であった。合成例9と同様の方法により、化合物(Ib−4)中の化合物(Ib−4i)と化合物(Ib−4ii)とのモル比を求めた。
モル比;化合物(Ib−4i)/化合物(Ib−4ii)=95.5/4.5
H−NMR(CDCl,δppm);0.90(m,24H),1.20−1.50(m,32H),1.67(m,4H),4.08(m,8H)
[合成例12]ジドデシルジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−5)]の合成
90℃まで加熱したドデカノール32.7g(和光純薬工業社製)に五硫化二リン9.8g(アルドリッチ社製)を分割して添加した後、混合物を120℃で5時間攪拌した。反応液を室温まで冷却し、10重量%水酸化ナトリウム水溶液33mlおよびメタノール30mlを反応液に20〜25℃で加え、混合物を50℃で1時間攪拌した。反応液と塩化亜鉛5.6g(和光純薬工業社製)を混合し、50℃で1時間攪拌した。反応液にヘキサン200mlを加えて室温で10分間攪拌した後、分液した。水層をヘキサン100mlで2回抽出し、合わせた有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水後、濾過し、濾液から溶媒を留去し、残渣をテトラヒドロフラン−エタノール混合溶媒で再結晶して化合物(Ib−4)の粗体35.4gを得た。
この粗体17.0gをヘキサン85mlに溶解し、溶液をメタノール85mlで抽出し、メタノール層から溶媒を留去して化合物(Ib−5)1.4gを得た。
得られた化合物(Ib−5)は、化合物(Ib−5i)と化合物(Ib−5ii)との混合物であった。合成例9と同様の方法により、化合物(Ib−5)中の化合物(Ib−5i)と化合物(Ib−5ii)とのモル比を求めた。
モル比;化合物(Ib−5i)/化合物(Ib−5ii)=92.6/7.4
H−NMR(CDCl,δppm);0.90(m,12H),1.21−1.43(m,72H),1.74(m,8H),4.18(m,8H)
[合成例13]反応物(X−1)の合成
オクタデシルグアニジン[化合物(II−1)]1.2g(4.0ミリモル)、ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−2)]1.0g(2.0ミリモル)およびジエチルエーテル20mlの混合物を、1時間還流させた。反応液から溶媒を留去して反応物(X−1)2.2gを得た。
31P−NMR(CDCl,δppm);102.8
ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛の31P−NMR測定結果を以下に示す。
31P−NMR(CDCl,δppm);92.7
反応物(X−1)におけるリンの化学シフト値は、ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛におけるそれと異なった。
[合成例14]反応物(X−2)の合成
ヘキサデシルグアニジン[化合物(II−2)]0.6g(2.0ミリモル)、ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−2)]0.5g(1.0ミリモル)およびジエチルエーテル15mlの混合物を、1時間還流させた。反応液から溶媒を留去して反応物(X−2)1.1gを得た。
31P−NMR(CDCl,δppm);102.6
[合成例15]反応物(X−3)の合成
オクタデシルグアニジン[化合物(II−1)]0.3g(1.0ミリモル)、ジドデシルジチオリン酸亜鉛[化合物(Ib−5)]0.5g(0.5ミリモル)およびジエチルエーテル30mlの混合物を、1時間還流させた。反応液から溶媒を留去して反応物(X−3)0.8gを得た。
31P−NMR(CDCl,δppm);108.0
ジドデシルジチオリン酸亜鉛の31P−NMR測定結果を以下に示す。
31P−NMR(CDCl,δppm);99.6
[潤滑油組成物の調製]
潤滑油基油としては、ポリ−α−オレフィン(イネオスオリゴマーズジャパン社製DURASYN164、100℃動粘度:3.9mm/秒、粘度指数:122)を用いた。
化合物(I)としては、化合物(Ia−1)、化合物(Ib−1)[LUBRIZOL社製のジアルキルジチオリン酸亜鉛;LUBRIZOL 1095、リン含量9.42質量%、硫黄含量20.20質量%、亜鉛含量10.41質量%]、化合物(Ib−2)、(Ib−3i)、(Ib−4)または(Ib−5)を使用した。
化合物(II)またはその塩としては、化合物(II−1)、(II−2)、(II−3)、(VI−1)、(VI−2)または(VI−3)を使用した。
反応物(X)としては、反応物(X−1)、(X−2)または(X−3)を使用した。
清浄分散剤1としては、コハク酸イミドタイプ無灰分散剤(LUBRIZOL社製LUBRIZOL 6401、窒素含量0.36質量%)を使用した。
清浄分散剤2としては、カルシウムスルホネート系金属清浄剤(LUBRIZOL社製LUBRIZOL 6477C、全塩基価302mgKOH/g、カルシウム含量11.98質量%)を使用した。
酸化防止剤1としては、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製IRGANOX L57を使用した。
酸化防止剤2としては、エーピーアイコーポレーション社製ヨシノックスBHTを使用した。
[実施例1〜5]
潤滑油基油91.9質量部に、酸化防止剤1 0.5質量部、酸化防止剤2 0.5質量部 、清浄分散剤1 4.0質量部および清浄分散剤2 2.0質量部を、10〜30℃で順次加えた。得られた溶液に表1に記載の化合物(I)0.8質量部を加え、混合物を10〜90℃で1時間攪拌した。得られた溶液に表1に記載の化合物(II)またはその塩0.3質量部を加え、混合物を70〜90℃で1時間攪拌して表1に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例6]
潤滑油基油99.0質量部に、酸化防止剤1 0.5質量部および酸化防止剤2 0.5質量部を、10〜30℃で順次加えて溶液(C−1)100.0質量部を得た。
潤滑油基油87.0質量部に、酸化防止剤1 0.5質量部、酸化防止剤2 0.5質量部、清浄分散剤1 8.0質量部および清浄分散剤2 4.0質量部を、10〜30℃で順次加えて溶液(C−2)100.0質量部を得た。
溶液(C−1)48.9質量部に化合物(Ib−1)0.8質量部を加え、混合物を40〜90℃で1時間攪拌した。得られた溶液に化合物(II−2)0.3質量部を加え、混合物を70〜90℃で1時間攪拌した。得られた溶液50.0質量部と溶液(C−2)50.0質量部とを混合し、70〜90℃で1時間攪拌して表1に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例7]
化合物(II−2)0.3質量部の代わりに化合物(II−3)0.2質量部を用い、溶液(C−1)の使用量を49.0質量部にする以外は実施例6と同様な操作を行い、表1に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例8]
化合物(Ib−1)0.8質量部の代わりに化合物(Ib−2)0.6質量部を用い、化合物(II−2)の代わりに化合物(II−1)を用い、溶液(C−1)の使用量を49.1質量部にする以外は実施例6と同様な操作を行い、表1に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例9]
化合物(Ib−1)0.8質量部の代わりに化合物(Ib−2)0.6質量部を用い、溶液(C−1)の使用量を49.1質量部にする以外は実施例6と同様な操作を行い、表1に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例10]
化合物(Ib−1)0.8質量部の代わりに化合物(Ib−3)0.7質量部を用い、化合物(II−2)の代わりに化合物(II−1)を用い、溶液(C−1)の使用量を49.0質量部にする以外は実施例6と同様な操作を行い、表1に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例11]
化合物(Ib−1)の代わりに化合物(Ib−4)を用い、化合物(II−2)の代わりに化合物(II−1)を用いる以外は実施例6と同様な操作を行い、表2に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例12]
化合物(Ib−1)0.8質量部の代わりに化合物(Ib−5)1.0質量部を用い、化合物(II−2)の代わりに化合物(II−1)を用い、溶液(C−1)の使用量を48.7質量部にする以外は実施例6と同様な操作を行い、表2に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例13]
化合物(Ib−1)0.8質量部の代わりに化合物(Ib−2)0.2質量部を用い、化合物(II−2)の代わりに化合物(II−1)を用い、溶液(C−1)の使用量を49.5質量部にする以外は実施例6と同様な操作を行い、表2に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例14]
潤滑油基油92.5質量部に、酸化防止剤1 0.5質量部、酸化防止剤2 0.5質量部、清浄分散剤1 4.0質量部および清浄分散剤2 2.0質量部を、10〜30℃で順次加えた。得られた溶液に反応物(X−1)0.5質量部を加え、混合物を70〜90℃で1時間攪拌して表2に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例15]
反応物(X−1)の代わりに化合物(X−2)を用いる以外は実施例14と同様な操作を行い、表2に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
[実施例16]
反応物(X−1)0.5質量部の代わりに反応物(X−3)0.8質量部を用い、潤滑油基油の使用量を92.2質量部にする以外は実施例14と同様な操作を行い、表2に記載の混合比の潤滑油組成物100.0質量部を得た。
Figure 2010029945
Figure 2010029945
[比較例1]化合物(II−1)の代わりに化合物Pを用いる以外は実施例1と同様にして潤滑油組成物を得た。
[比較例2]化合物(I−1b)の代わりに化合物(I−1a)を用いる以外は比較例1と同様にして潤滑油組成物を得た。
実施例1〜16、比較例1および2で得た潤滑油組成物中のリンの含量(計算値)は以下のとおりである。
実施例1〜12、比較例1および2;0.08質量%
実施例13;0.02質量%
実施例14〜16;0.03質量%
[試験例1]動摩擦係数の測定
潤滑油組成物の40℃、80℃、120℃および150℃における動摩擦係数を曽田式振子型摩擦試験機(神鋼造機社製)を用いて測定した。動摩擦係数は振子の初期振幅、振動させた時の振幅および振動回数から算出した。
実施例1〜16、比較例1および2で得た潤滑油組成物の動摩擦係数を表3および表4に示す(但し、実施例5および比較例2の40℃における動摩擦係数は測定していない)。
Figure 2010029945
Figure 2010029945
表3および表4において、動摩擦係数の値が小さいもの程、潤滑油組成物の耐摩擦特性が優れていることを表す。実施例1〜4、6および7で得られた潤滑油組成物は比較例1で得られた潤滑油組成物に比べて、耐摩擦特性に優れることがわかる。また、実施例5で得られた潤滑油組成物は比較例2で得られた潤滑油組成物に比べて、耐摩擦特性に優れることがわかる。
[試験例2]摩耗痕径の測定
(ASTM D4172)規定の方法(荷重;40kgf、回転数;1200rpm、時間;60分、温度;75℃)に準じ試験を行い、試験後の摩耗痕径を測定した。試験機には、シェル式四球摩擦試験機(高千穂精機社製)を用いた。摩耗痕径は3つの固定球の垂直方向、水平方向全ての平均値とした。実施例1、3および比較例1で得た潤滑油組成物の摩擦痕径を表5に示す。
Figure 2010029945
表5において、摩耗痕径の値が小さいもの程、潤滑油組成物の耐摩耗特性が優れていることを表す。実施例1および3で得られた潤滑油組成物は比較例1で得られた潤滑油組成物に比べて、耐摩耗特性に優れることがわかる
本発明により、潤滑油組成物などの油類に優れた耐摩擦特性または優れた耐摩耗特性を付与する油類用添加剤などを提供できる。

Claims (25)

  1. 式(I)
    Figure 2010029945
    (式中、XおよびXは、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、RおよびRは、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいシクロアルキルまたは置換基を有していてもよいシクロアルケニルを表し、2つのR、2つのR、2つのXおよび2つのXのそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と、式(II)
    Figure 2010029945
    (式中、R、R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、RとRまたはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R、R、R、RおよびRが同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩とを含有する油類用添加剤。
  2. 、R、R、RおよびRが、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルまたは置換基を有していてもよいアルケニルである請求項1に記載の油類用添加剤。
  3. 、R、R、RおよびRのうち、少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルである請求項1または2に記載の油類用添加剤。
  4. 式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩が、式(II)で表されるグアニジン化合物の炭酸塩である請求項1〜3のいずれかに記載の油類用添加剤。
  5. 2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子である請求項1〜4のいずれかに記載の油類用添加剤。
  6. およびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルである請求項1〜5のいずれかに記載の油類用添加剤。
  7. 式(I)
    Figure 2010029945
    (式中、XおよびXは、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、RおよびRは、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいシクロアルキルまたは置換基を有していてもよいシクロアルケニルを表し、2つのR、2つのR、2つのXおよび2つのXのそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と、式(II)
    Figure 2010029945
    (式中、R、R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、RとRまたはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R、R、R、RおよびRが同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩との反応物を含有する油類用添加剤。
  8. 、R、R、RおよびRが、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルまたは置換基を有していてもよいアルケニルである請求項7に記載の油類用添加剤。
  9. 、R、R、RおよびRのうち、少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルである請求項7または8に記載の油類用添加剤。
  10. 式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩が、式(II)で表されるグアニジン化合物の炭酸塩である請求項7〜9のいずれかに記載の油類用添加剤。
  11. 2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子である請求項7〜10のいずれかに記載の油類用添加剤。
  12. およびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルである請求項7〜11のいずれかに記載の油類用添加剤。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の油類用添加剤と潤滑油基油とを混合して得られる潤滑油組成物。
  14. 潤滑油基油が、鉱物油、ポリ−α−オレフィン、脂肪酸エステル、芳香族エステル、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)、フルオロカーボン、イオン液体、植物油、および獣油からなる群より選ばれる1種以上である請求項13に記載の潤滑油組成物。
  15. 潤滑油基油がポリ−α−オレフィンを含有する請求項13に記載の潤滑油組成物。
  16. 潤滑油組成物中のリンの含量が0.001〜0.1質量%である請求項13〜15のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  17. 下記(i)および/または下記(ii)と、潤滑油基油とを含有する潤滑油組成物。
    (i)式(I)
    Figure 2010029945
    (式中、XおよびXは、同一または異なって、硫黄原子または酸素原子を表し、RおよびRは、同一または異なって、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニル、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいシクロアルキルまたは置換基を有していてもよいシクロアルケニルを表し、2つのR、2つのR、2つのXおよび2つのXのそれぞれは同一または異なっていてもよい)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物および式(II)
    Figure 2010029945
    (式中、R、R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル、置換基を有していてもよいアルケニルまたは置換基を有していてもよいアラルキルを表し、RとRまたはRとRが隣接する窒素原子と一緒になってそれぞれ置換基を有していてもよい脂肪族複素環基を形成してもよい。但し、R、R、R、RおよびRが同時に水素原子を表すことはない)で表されるグアニジン化合物またはその塩
    (ii)式(I)で表される構造を有するリン酸亜鉛化合物と式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩との反応物
  18. 、R、R、RおよびRが、同一または異なって、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルまたは置換基を有していてもよいアルケニルである請求項17に記載の潤滑油組成物。
  19. 、R、R、RおよびRのうち、少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数12〜30のアルケニルである請求項17または18に記載の潤滑油組成物。
  20. 式(II)で表されるグアニジン化合物またはその塩が、式(II)で表されるグアニジン化合物の炭酸塩である請求項17〜19のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  21. 2つのXおよび2つのXのすべてが同一で硫黄原子である請求項17〜20のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  22. およびRが、同一または異なって、置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルキルまたは置換基を有していてもよい炭素数3〜14のアルケニルである請求項17〜21のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  23. 潤滑油基油が、鉱物油、ポリ−α−オレフィン、脂肪酸エステル、芳香族エステル、ポリアルキレングリコール、リン酸エステル、シリコーン、ケイ酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、合成ナフテン、ガスツーリキッド(GTL)、フルオロカーボン、イオン液体、植物油、および獣油からなる群より選ばれる1種以上である請求項17〜22のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  24. 潤滑油基油がポリ−α−オレフィンを含有する請求項17〜22のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  25. 潤滑油組成物中のリンの含量が0.001〜0.1質量%である請求項17〜24のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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