[發明專利]可用作生物潤滑劑的酸酐衍生物

無效

• 申請號: 201280032090.1
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103649282A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: D·芬奇;J·科爾斯布爾克;M·R·格瑞維斯
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C10M105/42
• 分類號: C10M105/42;C07C69/675;C11C3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年6月28日提交的序號為61/501,802的臨時申請的優先權，所述申請以其全部內容通過引用并入本文。

發明領域

本發明涉及生物潤滑劑組合物。更具體來說，本發明涉及脂肪酸的酸酐(estolide)衍生物，其具有高水平的可再生原材料并可用作潤滑劑。

背景技術

目前，潤滑劑（引擎和非引擎用）和工藝流體工業正在搜尋可生物降解的材料。可生物降解性是指潤滑劑和工藝流體（在后文中簡稱“流體”）在一段時間內降解，其可以通過試驗來測量，例如由經濟合作與發展組織（Organization?of?Economic?Co-Operation?and?Development）（OECD）頒布的試驗，包括OECD301B和OECD301F。最近，對于不僅可生物降解而且可再生的流體的興趣越來越高。根據定義，可再生產品包括高水平的可再生碳，并且正在設立標準以鼓勵日益更高水平的可再生性。例如，歐盟生態標簽（European?Ecolabel）現在要求液壓流體必須含有以重量計至少50%的可再生碳。

研究人員已嘗試通過在他們的流體制劑中包含各種類型的天然和合成油，來滿足在可生物降解性和可再生性兩方面的要求或建議。不幸的是，許多這些材料表現出過高而不能使用在某些重要應用中的傾點。傾點是流體能夠流動的最低溫度，并且通常需要低于0攝氏度（℃）、理想情況下低于-10℃、更理想低于-15℃、甚至低于-25℃的傾點。在許多情況下，這些材料也具有在高溫下（例如超過90℃）熱氧化穩定性不良的缺點，這在某些情況下可能是由它們的化學結構的酸部分中存在的不飽和性的量造成的。

為了獲得這些性質，已對酸酐進行了研究。酸酐是低聚脂肪酸，其可以通過兩個或更多個脂肪酸單元的縮合以產生酯鍵來形成。通常，這種縮合通過將羧酸組成部分在雙鍵上經酸催化進行反應來實現。

關于酸酐的工作的一個實例公開在美國(US)專利6,018,063（Isbell等）中，其涉及源自于油酸的酸酐的酯。該專利公開了酸酐的合成，其包括蓖麻油脂肪酸或12-羥基硬脂酸在熱或酸催化條件下的低聚。

另一個實例是美國專利6,407,272（Nelson等），其教授了通過將羥基酸的酯與仲醇在有機金屬酯交換催化劑存在下進行反應，來制備羥基酸的仲醇酯（例如仲醇的蓖麻醇酸酯）。

另一個實例可以在專利合作條約公開（Patent?Cooperation?Treaty?Publication）（WO）2008/040864中找到，其涉及具有特定低聚水平和低殘留酸指數的酸酐酯的合成方法。所述方法包括同時將飽和羥基酸進行低聚并通過一元醇對羥基酸進行酯化。

然而，上述方法都沒有顯示生產具有低傾點（處于或低于-10℃）、熱氧化穩定性和可再生碳（以重量計至少50%）的理想組合的完全飽和的材料。因此，在本技術領域中，對于滿足這些要求并同時表現出其他所需或指定潤滑性和粘度性質，以便能夠用于潤滑劑應用的新組合物，存在著需求。

發明內容

在一種實施方式中，本發明提供了制備包含酯混合物的組合物的方法，所述方法包括以下順序步驟：(1-a)將至少兩種羥基化脂肪酸或脂肪酸酯的混合物低聚，以形成羥基化脂肪酸或脂肪酸酯低聚物的混合物；(1-b)用酸、酸酐或酯封端所述羥基化脂肪酸或脂肪酸酯低聚物，以形成封端的脂肪酸或脂肪酸酯低聚物的混合物；和(1-c)將所述封端的脂肪酸或脂肪酸酯低聚物與醇進行酯交換，以形成酯的混合物；或以下順序步驟：(2-a)將羥基化脂肪酸或脂肪酸酯的混合物與醇進行酯交換，以形成羥基化脂肪酸酯的混合物；(2-b)低聚所述羥基化脂肪酸酯，以形成羥基化脂肪酸酯低聚物的混合物；和(2-c)用酸、酸酐或酯封端所述羥基化脂肪酸酯低聚物，以形成所述酯的混合物。通過這兩種方法任一種制備的組合物代表本發明的另一種實施方式。

在另一個實施方式中，本發明提供了用于制備包含酯混合物的組合物的方法，所述方法包括（1-a）至（1-c）或（2-a）至（2-c）的順序步驟，所述順序步驟是：（1-a）使用含錫、含鈦或含氮催化劑將至少兩種羥基化脂肪酸或脂肪酸酯的混合物低聚，并移除形成的醇，任選地通過使用共沸劑、減壓和氮氣噴射中的一種或多種手段，以獲得具有由式1所表示的化合物分布的產物1-X：