9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯和富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷...的製作方法

2023-08-01 09:08:11 6

專利名稱：9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯和富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有優良的潤滑性能的新的化學改性的蓖麻油脂肪酸化合物即富含 9，10，12-三羥基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷基酯和富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基 酯的脂肪酸烷基酯的混合物及其製備方法。
背景技術：
植物油諸如油菜籽油和油的高油品種被認為是製備取代常規礦物油基潤 滑油和合成酯的生物潤滑劑進料的潛在的候選[Randies，S. J.等人；J. Synthetic Lubrication.，9 :145(1992) ；Asadauskas, S.等人；Lub. Eng. ,52 :877 (1996)]。植物油基 的衍生產品是有吸引力的石油衍生產品的替代品，因為它們具有增強的生物降解性、較低 的毒性，它們來自可再生的含油種子來源。酯鍵提供固有的潤滑，並使油粘附到金屬表面。 此外，植物油比礦物油基流體具有較高的對於汙染物和添加劑的溶解能力。文獻中關於潤 滑劑基本原料的報告的大部分工作是基於可食用的油。主要的非食用油(即蓖麻油)作為製造許多功能衍生物的工業原料發揮作用 [J.Am· Oil Chem. Soc. 51，65 (1974)，J. Am. Oil Chem. Soc. 48，759 (1971)]。蓖麻油是一種公 知的潤滑劑，由於其中羥基脂肪酸(12-羥基-9-順式-十八碳烯酸(octadecenoic acid) 或蓖麻油酸)以 85-90% 的程度存在(Chemical Business，1991，55-60)。J. Synthetic Lubrication24,181 (2007)報告了蓖麻油的物理化學特性。蓖麻油在40°C和100°C下具有不受歡迎的非常高的粘度。蓖麻油也在大約200°C 及以上的溫度下脫水。化學改性的蓖麻油的流變學特性比礦物油和其他植物油基潤滑劑好得多。主要由 於其在低溫下的物理特性，在12位具有用C6、C12、C16和C18脂肪酸酯化的羥基的蓖麻油基酯 是令人感興趣的(Eur J LipidSci. Technol. 2003,105, 214-218) 0具有游離羥基的酯在提 高石油燃料的潤滑能力方面是有效的。製備蓖麻油酸和12-羥基十八烷酸的甲酯和乙酯， 測定其物理化學性質，結果表明，除了粘度、密度和十六烷值之外，游離羥基的存在並沒有 影響它們的參數並且不限制其酯作為燃料的用途(Eur J. lipid Sci.Technol. ,2006,108, 629-635)。改性大豆油以將不飽和位點轉化為C2至Cltl 二酯，其具有作為液壓流體、金屬工 作流體及其他工業流體的效用(US 6，583，302)。沒有關於製備用作潤滑劑基本原料的富含 這些三羥基脂肪酸的混合物的衍生物的報告。發明目標本發明的主要目標是從富含9，10，12-三羥基十八烷酸的脂肪酸混合物開始製備 不同的潤滑劑基本原料。本發明的另一目標是使用直鏈或支鏈醇，轉化富含9，10，12-三羥基十八烷酸的 脂肪酸混合物成為其烷基酯。本發明的另一目標是通過與2-8個碳鏈長度的酸酐反應，轉化富含9，10，12-三羥基十八烷酸烷基酯的脂肪酸混合物成為其相應的三醯氧基衍生物。提供這些酯的物理化學性質也是本發明的目標。本發明的另一目標是從富含三醯氧基脂肪酸烷基酯的產品分離所有三醯氧基脂 肪酸烷基酯，並通過1H NMR研究闡明其結構。本發明的再另外的一個目標是製備具有適於工業應用的廣泛的粘度範圍和低溫 特性的環保蓖麻油基潤滑劑基本原料。

發明內容
因此，本發明涉及一類新的化學改性的蓖麻油基潤滑劑基本原料及其製造方法。 根據本發明，從蓖麻油開始製備12-羥基-9-順式-十八碳烯酸基潤滑劑基本原料。因此， 在酸催化劑的存在下，使用過氧化氫二羥基化蓖麻油，接著皂化以獲得羥基脂肪酸和非羥 基脂肪酸的混合物。9，10，12-三羥基十八烷酸是產品中存在的主要的脂肪酸。
具體實施例方式因此，本發明提供了通式1的9，10，12-三羥基十八烷酸烷基酯和9，10，12-三醯
氧基十八烷酸烷基酯
權利要求
1.通式1的9，10，12-三羥基十八烷酸烷基酯和9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯
2.根據權利要求1的化合物，其中，所述9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯用作潛在 的潤滑劑基本原料，用於製備在液壓流體、金屬工業流體及其他工業流體中應用的潤滑劑 配方。
3.一種製備權利要求1所述的式1的9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的方法，其 中，步驟包括(a)向蓖麻油加入乙酸和硫酸，接著在12-20°C下加入過氧化氫持續2至2.5小時；(b)將反應混合物倒入水中，並用水不混溶的溶劑萃取混合物，以獲得殘留物；(c)在鹼金屬氫氧化物的存在下，加熱步驟(b)獲得的產物，並用HCl中和以獲得富含 9，10，12-三羥基十八烷酸的脂肪酸混合物；(d)用醇酯化富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸的脂肪酸混合物，以獲得富含9，10， 12-三羥基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷基酯的混合物；(e)在取決於溶劑沸點的溫度範圍內，在二甲氨基吡啶DMAP的存在下，在使用的選自 水共沸物形成溶劑如二甲苯、甲苯的溶劑中，用酸酐醯化步驟(d)獲得的富含9，10，12-三 羥基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷基酯的混合物，持續完全轉化所需的一段時間，以獲得 富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷基酯的混合物，從混合物純化9，10， 12-三醯氧基十八烷酸烷基酯。
4.根據權利要求3的方法，其中，所述富含9，10，12-三羥基十八烷酸的脂肪酸混合物 含有大約87. O%的9，10，12-三羥基十八烷酸。
5.根據權利要求3的方法，其中，在作為催化劑的分別為0.1-0. 2%和1-2%濃度的氯 化亞錫或硫酸的存在下，所述用於酯化9，10，12-三羥基十八烷酸的羧基的醇選自甲醇、丙 醇和2-乙基己醇。
6.根據權利要求3的方法，其中，使用1 2至1 27的摩爾比的脂肪酸混合物和醇 進行所述酯化。
7.根據權利要求3的方法，其中，所述酯化反應在60至190°C的溫度下進行。
8.根據權利要求3的方法，其中，所述酯化反應進行持續6-8小時。
9.根據權利要求3的方法，其中，在175至180°C下、0.1 %濃度的DMAP的存在下，所述 用於醯化9，10，12-三羥基十八烷酸的羥基的酸酐選自丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐和己酸酐。
10.根據權利要求3的方法，其中，所述富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷基酯的混合物用作潛在的潤滑劑基本原料，用於製備在液壓流體、金屬工作流體及其他工業流體中應用的潤滑劑配方。
11.根據權利要求3的方法，其中，從富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的產物分 離9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯，並通過1HNMR闡明其結構。
12.根據權利要求3的方法，其中，所述9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯也可以由容 易獲得的9，10，12-三羥基十八烷酸分別通過權利要求3所述的步驟(d)的酯化接著步驟 (e)的醯化來製備。
全文摘要
本發明涉及將在蓖麻油中以85-90％的程度存在的蓖麻油酸的化學結構改性成為三醯氧基烷基酯衍生物。因此，富含9，10，12-三羥基十八烷酸的脂肪酸混合物由蓖麻油製備，並被轉化為其烷基酯，接著通過羥基的醯化以得到富含9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯的脂肪酸烷基酯的混合物。從粗產物純化9，10，12-三醯氧基十八烷酸烷基酯，並通過1HNMR研究來表徵。也評估粗產物的酸值(A.V.)、羥值(H.V.)、碘值(I.V.)、粘度、粘度指數(V.I.)、傾點、閃點、銅片腐蝕，並發現其為用於液壓流體、金屬工作流體及其他工業流體的潛在的基本原料。
文檔編號C07C69/67GK102099326SQ200980127702
公開日2011年6月15日 申請日期2009年5月14日 優先權日2008年5月14日
發明者B·N·P·拉查普迪, K·R·羅恩德拉, S·B·波圖拉, S·克裡施納薩米, V·P·科爾利帕拉, V·S·K·R·布哈米迪帕蒂 申請人:科學與工業研究委員會