新型低熔點咪唑啉鎓鹽,其製備方法及其作為潤滑劑的用途的製作方法

2023-04-27 10:50:06

專利名稱：：新型低熔點咪唑啉鎓鹽,其製備方法及其作為潤滑劑的用途的製作方法
技術領域：
：本發明涉及新型低熔點咪唑啉鑰鹽(imidazoliniumsalt)及其製備方法。該發明進一步涉及這些物質作為潤滑劑中基礎油或添加劑的用途。
背景技術：
：潤滑劑用於潤滑並且用來降低摩擦和磨損，並且同樣用於力的傳遞、冷卻、減振、密封作用和防腐。在任何運動期間，都存在部件之間的相對運動以及由此而生的表面間摩擦。因此，為了使能量損失和磨損最小化，必須在運動部件之間運用潤滑劑。為了獲得潤滑作用，通常使用礦物油、聚-a-烯烴、天然油(例如油菜籽油)、合成酯油以及低粘度聚乙二醇。潤滑油是最重要的工業潤滑劑。它們用於降低導致噪音，尤其是材料磨損的摩擦。此外，使用潤滑油也能夠移除熱量。潤滑油在運動表面之間(例如在鉸鏈中)形成潤滑膜。最初的合成潤滑劑開發於19世紀三十年代和40年代。起初是對礦物油和各種添加劑進行測試，之後通過乙烯進行合成。這些合成潤滑劑重要的一方面是粘度甚至是在極端的溫度條件下的變化和依賴性。這些研究導致了人們在上述年代中製備了超過3500種的酯，同樣包括二酯和多元醇酯。現代四衝程發動機油通常是含有混合添加劑(additivepackage)的礦物或合成基礎油。就礦物油而言，基礎油是礦物油餾分。然後，該餾分也在其它的步驟中被過濾、淨化並且精煉，以便獲得具有特定粘度的非合金油。這種油不是純的物質，而是一種餾分(fractkm)，g卩，具有類似沸程的不同烴的混合物。很長時間，這些油是僅有的用於機動車輛的油；某些廠家至今仍然提供這些油作為壓縮機油或機械油(非常老式的引擎(戰前機械)需要這些油，這是因為它們的密封材料常常與現代添加劑不相容)。直到19世紀四十年代及其後，高負荷引擎(尤其是摩託車比賽引擎)還同樣用植物油(蓖麻油)來潤滑。即使在過去，就己經有了各種用於改進礦物油油質量的製劑；它們中的一些至今仍然可用。除了例如二硫化鉬和膠體石墨(球形石墨)的固態添加劑以外，還有各種化學添加劑，其中有一些能夠非常有效地實現它們的作用。在約19世紀40年代，具有這種添加劑的油出現在市場上，並且作為HD(重負荷)油銷售。內燃引擎對於發動機油具有高要求。發動機油不僅是一種潤滑劑，而且其具有另外重要的引擎功能，具體地說力的傳輸(在緊鏈器和挺柱中以液壓形式進行)磨損防護(保護彼此相對運用的弓I擎部件)，通過在金屬表面形成保護層來防止腐蝕性燃燒產物對引擎部件的腐蝕，密封(從曲軸箱中密封燃燒室，將穿過氣門導管的吸氣和排氣通道密封至氣門機件)，冷卻(特別是冷卻活塞和曲軸)，通過化學轉化中和酸性燃燒產物，通過用可溶於油的肥皂使燃燒殘留(和發動機油的老化產物)脫離，fI！:/口+土口i苗化立r/乂H^主、、,士物理潤滑(隔離彼此相對運用的金屬表面)，分散固態浸出物質、灰塵、雜質煤、例如煤煙或灰的燃燒產物。為了能實現這些功能，發動機油需要滿足許多以化學、物理和工藝性能為特徵的不同要求。簡單地說，這些性能是粘度和流動特性，表面活性特性，中和能力，此外，對發動機油還具有以下要求對密封材料的中和特性，低發泡傾向，長使用時間，長換油間隔，低油耗量，低燃料消耗，7燃料相容性，環境適應性。這些已知的潤滑劑各自具有不同的缺點。天然油在冷卻性能、UV穩定性、老化特性，以及熱穩定性和耐水性方面具有相當大的缺陷。礦物油粘度指數低、蒸發損失高、低溫適用性低並且耐熱性一般。聚乙二醇顯示出低熱穩定性、高蒸發損失、低粘度以及低劣的密封相容性。酯油水解不穩定並且顯示出低的剪切穩定性。在過濾步驟期間，特別是在低溫時，所有上述潤滑劑都被靜態充電，這可能導致危險的放電。在潤滑劑的選擇中，通常應當保證該物質具有極低的摩擦係數，足夠的冷流能力(低至-6(TC)，優良的熱穩定性(達到40(TC)，優良的塗抹和密封適應性，低毒性和生態毒性，高剪切穩定性，高粘度指數，低腐蝕性，優良的可加入性(additizability)以及非常優良的磨擦保護性。
發明內容因此，本發明的一個目標在於提供一種用於潤滑活動部件的潤滑劑，該潤滑劑提供改進的性能狀況，以便於，尤其是在寬溫度範圍內，實現極低的摩擦損失(燃料效率)。根據本發明，通過使用至少一種新型咪唑琳錯鹽，或者使用新咪唑啉鐵鹽的混合物，或者通過向其它潤滑劑中加入新咪唑啉鎿鹽實現了上述目標。因此，本發明提供了通式(I)的新型1-羥基烷基-咪唑啉鑰鹽和1-烷氧基烷基咪唑啉鐺鹽formulaseeoriginaldocumentpage8(I)其中R,是氫或任選支鏈化的、任選不飽和的烷基，該烷基任選含有氧原子或氮原子，並且具有1至20個碳原子，優選1至12個碳原子，R2是氫或任選支鏈化的、任選不飽和的垸基，該烷基任選含有氧原子或氮原子，並且具有1至20個碳原子，優選1至12個碳原子，更優選1至4個碳原子，R3是任選支鏈化的、任選不飽和的垸基，該垸基任選地被氧原子間斷，並且具有1至20個碳原子，優選1至12個碳原子，R4各自獨立地為氫或烷基，優選為丁基、丙基、乙基、甲基或氫，R5是二價飽和或不飽和的、直鏈、支鏈化的或環狀烴基，該烴基任選被氧原子或氮原子或者羧基間斷並且任選被取代，優選為亞乙基，並且A是季氮基團上正電荷的抗衡離子，以及對應於通式(II)和式(m)的1,3-二羥基烷基咪唑啉鏠和1-烷氧基烷基-3-羥基咪唑啉鐵鹽(II)其中R,、R3、R4和R5各自的定義與式(I)中相同，並且R6是二價飽和或不飽和的、直鏈、支鏈化的或環狀烴基，該烴基任選被氧原子或氮原子或者羧基間斷並且任選被取代，優選為亞乙基，並且A是季氮基團上正電荷的抗衡離子，9formulaseeoriginaldocumentpage10其中R卜R3、R4和R5各自的定義與式(I)中相同，並且R7是二價飽和或不飽和的、直鏈、支鏈化的或環狀烴基，該烴基任選被氧原子或氮原子或者羧基間斷並且任選被取代，優選為亞丁基，亞丙基、亞乙基、亞甲基，更優選為亞丁基和亞乙基，A是季氮基團上正電荷的抗衡離子，並且m和n的乘積對應於咪唑啉鑰陽離子的電荷；m和/或n優選為l或2。這些新型咪唑啉鎰鹽優選具有這樣的陰離子作為陰離子[A;r:它們能滿足作為潤滑劑的使用需要，並且具有，例如，高熱電阻，因而不會對鹽的粘度性質有不利的影響，也不對鹽的熔化性質有不利的影響，例如，這些陰離子選自滷離子、羧酸根、磷酸根、硫氰酸根、異硫氰酸根、二氰胺根、硫酸根、垸基硫酸根、磺酸根、烷基磺酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根或者雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺根，上述陰離子構成從大量可能陰離子中小範圍的選擇，因而並不是意圖窮舉或甚至是施加限制。根據本發明優選使用的咪唑啉鎿鹽由至少一種上述式(I)、(II)或(III)的陽離子組成，所述陽離子在每一種情況下都與至少一種陰離子[A]n—組合。式(i)、(n)和(iii)的咪唑啉鐵鹽的共同特徵在於咪唑啉鐵骨架，其對有關作為潤滑劑或潤滑劑成分的最終用途的產品性能具有重要的影響。無論咪唑啉鐵骨架是否具有不同的取代，或者甚至以二聚體結構的形式，甚至低聚形式存在，這些似乎都不重要。對產品性能而言，重要的因素是，例如，化合物的熔點或熔程，在寬溫度範圍內它的粘度-溫度特性，它們的低摩擦係數，它們相對於分解的熱穩定性以及它們的平衡親水性，該平衡親水性表明與通常疏水的市場主流滑潤劑相比，這些滑潤劑更易處理。例如，咪唑啉鑰鹽的陰離子[Ar—選自下式的滷離子、擬滷離子、無機酸陰離子以及滷代化合物F、cr、Bf、r、BF4-、PF"BCV、CF3S03-、(CF3S03)2N-、CF3C02-、CCl3C02-、CN-、SCN、OCN-、NCV、N03-、N(CN》下式的硫酸根、亞硫酸根以及磺酸根S042—、HS04—、S032"、HS03—、RaOSO"RaSO"以下通式的磷酸根PO-、HP042-、H2P04-、RaP042-、HRaP04-、RaRbP04-;以下通式的膦酸根和亞膦酸根RaHP03—、RaRbP02—、RaRbPCV;以下通式的亞磷酸根P033\HP032-、H2P03-、RaP032-、RaHP03-、RaRbPO"以下通式的亞膦酸根和次膦酸根(phosphinite):RaRbP02\RaHP02\RaRbPO-、RaHPO-;以下通式的羧酸根RaCOO—;以下通式的硼酸根8033-、《^032-、112803-、1^1^803-、11^803-、1^8032-、B(ORa)(ORb)(ORc)(ORd)-、B(HS04y、B(RaS04)-;以下通式的硼酸酯(boronate):Ra-B022—、RaRbBCT;以下通式的碳酸根和碳酸酯HC03—、CO,、RaC03—;以下通式的矽酸根和矽酸酯Si044—、HSi043—、H2Si042—、H3Si04—、RaSi043-、RaRbSi042-、RaRbRcSi(V、HRaSi042-、H2RaSi04-、HRaRbSi04-;以下通式的垸基和芳基矽烷鹽RaSi033—、RaRbSi022\RaRbReSi〇-、RaRbRcSi03—、RaRbRcSi02-、RaRbSi032-;以下通式的碳醯亞胺(carboximide)，雙(磺醯)醯亞胺和磺醯醯亞胺(sulphonylimide):以下通式的甲基化物S02RaRb〇2SSC^Re以下通式的醇鹽和芳族醚RaO—;通式[I^Halt]s—的滷素金屬酸根，其中M是金屬並且Hal是氟、氯、溴或碘，r和t各自為正整數並確定該複合物的化學計量，並且s為正整數並確定該複合物的電荷；例如A1CLT、A12CV、A13C11(T、ABr4—、FeCI4—、SbF6—、AsF(T、ZnCV、SnCV、CuCl"下式的硫化物、氫硫化物、多硫化物、氫多硫化物以及硫醇根S2—、HS—、[Sv]2-、[HSv]-、[RaS]-，其中v是2至10的正整數；複合金屬離子，例如Fe(CN)63—、Fe(CN)64—、Mn04'、Fe(COV。在這些式中，Ra、Rb、Re以及Rd各自獨立地為氫；C,-C,垸基以及它們被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-、-CO-0-或-CO-N《取代的衍生基團，例如甲基、乙基、l-丙基、2-丙基、l-丁基、2-丁基、2-甲基-l-丙基(異丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、l-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-l-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、l-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-l-戊基、3-甲基-l-戊基、4-甲基-l-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2，3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-l-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3，3-二甲基-2-丁基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基、二十基、二十一基、二十二基、二十三基、二十四基、二十五基、二十六基、二十七基、二十八基、二十九基、三十基、苯甲基(苄基)、二苯甲基、三苯甲基、2-苯乙基、3-苯丙基、環戊基甲基、2-環戊基乙基、3-環戊基丙基、環己基甲基、2-環己基乙基、3-環己基丙基、甲氧基、乙氧基、甲醯基、乙醯基或CqF2(q.a)+(1.b)H2a+b,其中q<30，0《a《q並且b=0或1(例如，CF3、C2F5、CH2CH2-C(q-2)F2(q-2)+1、。6卩|3、QF17、Ci。F2、C12F25);CVd2-環烷基以及它們被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-、或-CO-O-取代的衍生基團，例如環戊基、2-甲基4—環戊基、3-甲基-l-環戊基、環己基、2-甲基-l-環己基、3-甲基-1-環己基、4-甲基-l-環己基或CqF2(q-糾-b)H2a-b,其中q《30，0《a《q並且b^0或l;C2-C,烯基以及它們被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-、或-CO-O-取代的衍生基團，例如2-丙烯基、3-丁烯基、順-2-丁烯基、反-2-丁烯基或CqF2—H,-b、H2a.b，其中q《30，0《a《q並且b二0或1;C3-C『環烯基以及它們被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-、或-CO-O-取代的衍生基團，例如3-環戊烯基、2-環己烯基、3-環己烯基、2，5-環已二烯基或CqF期,d匈H2a.3b，其中q《30，0《a《q並且b^0或1;具有2至30個碳原子的芳基或雜芳基以及它們被烷基-、芳基-、雜芳基-、環烷基-、卣素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生基團，例如苯基、2-甲基苯基(2-甲苯基)、3-甲基苯基(3-甲苯基)、4-甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、2,3-二甲基苯基、2，4-二乙基苯基、2,5-二甲基苯基、2，6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-苯基苯基、l-萘基、2-萘基、l-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基或C6F(5.a)Ha，其中0《a《5;或者兩個基團是不飽和的、飽和的或芳族的環，該環任選被官能團、芳基、烷基、芳氧基、垸氧基、卣素、雜原子和/或雜環取代並且任選被一個或更多個氧原子和/或硫原子和/或一個或更多個取代或未取代的亞氨基間斷。非常特別優選的陰離子有，例如，氯離子；溴離子；碘離子；硫氰酸根；六氟磷酸根；三氟甲磺酸根；甲磺酸根；甲酸根；乙酸根；羥乙酸根;乳酸根；扁桃酸根；硝酸根；亞硝酸根；三氟乙酸根；硫酸根；硫酸氫根;甲基硫酸根；乙基硫酸根；l-丙基硫酸根；l-丁基硫酸根；l-己基硫酸根；l-辛基硫酸根；磷酸根；磷酸二氫根；磷酸一氫根；C,-C4-二烷基磷酸根；丙酸根；四氯鋁酸根；A12C1/;氯鋅酸根，.氯高鐵酸根；雙(三氣甲磺醯)亞胺；雙(五氟乙磺醯)醯亞胺；雙(甲磺醯)醯亞胺；雙(對甲苯磺醯)醯亞胺；三(三氟甲磺醯)甲基化物；雙(五氟乙磺醯)甲基化物；對甲苯磺酸根；四羰基鈷酸根；二亞甲基乙二醇單甲基醚硫酸根；油酸根；硬脂酸根；丙烯酸根；甲基丙烯酸根；馬來酸根；氫檸檬酸根；乙烯基膦酸根；雙(五氟乙基)亞膦酸根；硼酸根，例如雙[水楊酸合(2-)]硼酸根、雙(乙二酸合(2))硼酸根、雙[l，2-benzoldiolato(2-)-0,0']硼酸根、四氰基硼酸根、四氟硼酸根；二氰胺；三(七氟乙基)三氟磷酸根；三(五氟丙基)三氟磷酸根；例如焦兒茶酚磷酸酯(C6H402)P(0)CT的環狀磷酸芳基酯以及氯鈷酸根。並非窮舉，優選的陰離子選自滷素離子，雙(全氟垸基磺醯基)醯胺或-醯亞胺，例如雙(三氟甲磺醯)醯亞胺，烷基-和芳基甲苯磺酸根，全氟烷基甲苯磺酸根，硝酸根，硫酸根，硫酸氫根，烷基-和芳基硫酸根，聚酯硫酸根和-磺酸根，全氟烷基硫酸根，磺酸根，垸基-和芳基-磺酸根，全氟烷基-和芳基磺酸根，烷基-和芳基羧酸根，全氟烷基羧酸根，高氯酸根，四氯鋁酸根，糖精酸根(saccharinate)。此外，二氰胺、硫氰酸根、異硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、聚醚-磷酸根以及磷酸根也是優選的陰離子。非常特別優選的陰離子有硫酸氫根、四氯鋁酸根、硫氰酸根、甲基硫酸根、乙基硫酸根、甲磺酸根、甲酸根、乙酸根、羥乙酸根、乳酸根、二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、對甲苯磺酸根、四氟硼酸根以及六氟磷酸根、以及氯離子、溴離子。可以通過在已知的離子交換器/離子交換樹脂上通過離子交換來引入所需的陰離子。根據本發明，在另一個優選的具體實施方案中，使用含有雙(三氟甲磺醯)醯亞胺、全氟垸基甲苯磺酸根、烷基硫酸根和-磺酸根、全氟垸基磺酸根和-硫酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、二氰胺、硫氰酸根、異硫氰酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟-磷酸根的咪唑啉鐵鹽或其混合物。根據本發明，在另一個優選的具體實施方案中，使用沒有滷離子的咪唑啉鎗鹽或其混合物。本發明進一步提供了一種用於製備本發明產品的方法。該方法的特徵在於，使羧酸或羧酸衍生物例如羧酸酯與氨基乙基乙醇胺(aminoethylethanolamine)發生脫水反應，形成相應的醯胺胺類，然後在相對於第一步驟更高的溫度下環化從而形成咪唑啉衍生物。然後，在進行或不進行進一步後處理的情況下，通過垸基化作用將該咪唑啉衍生物轉化為本發明的咪唑啉鎰鹽。對於該烷基化作用，可以使用本領域技術人員已知的任何垸基化劑，尤其是滷代烷、二垸基硫酸酯、垸基磺酸酯以及二垸基碳酸酯。通過與環氧乙烷/布朗斯臺德酸反應使本發明式n的物質季銨化。可以使用離子交換(例如在離子交換樹脂上)獲得任何所需的陰離子作為抗衡離子。在烷基化之前，咪唑啉衍生物的游離羥基上可被官能化。原則上可以使用任何不妨礙隨後烷基化步驟的化學轉化。可優選將羥基烷氧化、酯化或者醯胺化。至少一種咪唑啉鑰鹽提供了一種新型潤滑劑的本發明的用途，其特徵在於具有突出的性能狀況，更具體地說，其具有非常低的摩擦係數。同時，相對於粘度、密度、熱穩定性、抗腐蝕性、氧化穩定性、材料相容性、磨擦保護性、低溫適用性、VT特性(粘度-溫度特性)、可混合性、水解穩定性、毒性以及生態毒性而言，這些物質的性質狀況是可調整的。基於此，為了任何用途，可以提供在上述性能方面完全滿足需要的定製的潤滑劑。因而，用咪唑啉鐵鹽或咪唑啉鐵鹽的混合物作為潤滑劑可以實現高能量效率("燃料效率")。此外，有可能使用在精細過濾步驟中，甚至在低溫下都不會變為帶靜電的潤滑劑，從而確保了安全作業。由於某些咪唑啉鎿鹽不可燃(由於它們的性質狀況，可被選擇為使其抗高溫)並且抑制腐蝕，並且，在粘度、密度、氧化穩定性、材料相容性、磨擦保護性、低溫適用性、V-T特性、可混合性以及水解穩定性方面可被精確地調節到特定的規格，所以可以有利地使用這些咪唑啉鐵鹽作為潤滑劑。此外，咪唑啉鑰鹽不顯示任何低於它們分解溫度的蒸氣壓並且具有內在的導電性。此外，特別優選選擇生物可降解的且同時無毒的咪唑啉錄鹽。除了上述優點以外，對工業部門中的系列運用而言，這兩個特定的額外性能是選擇潤滑劑的重要標準。這些新化合物的示例性代表是用於實施例中的咪唑啉錄鹽(1)至(5):咪唑啉鐵鹽(l):l-羥乙基-2,3-二甲基咪唑啉鐡甲基硫酸鹽，熔點<25°〇，分解溫度》0(TC咪唑啉鐡鹽(2):l-羥乙基-2，3-二乙基咪唑啉鎰乙基硫酸鹽，熔點200°C咪唑啉鎗鹽(3):l-羥乙基-2-辛基-3-甲基咪唑啉鐵甲磺酸鹽，熔點250°C咪唑啉鎰鹽(5):1，3-二羥乙基-2-甲基咪唑啉鑰乙酸鹽，熔點50%，更優選>30%，適當地>20%，甚至更優選>10%，並且尤其是>5%的重量下降。以下，通過實施例描述了本發明咪唑啉鑰鹽及其用途，但本發明並不僅限於這些示例性的具體實施方案。下文中確定的範圍、通式或化合物種類，這些都應當不僅包括明確提到的適當範圍或化合物組，而且還包括可以通過選擇單個值(範圍)或化合物而獲得的全部子範圍和化合物子組。當本說明書上下文中引用文獻時，這些文獻的內容都應當被全文引入本發明的公開內容之中。具體實施例方式實施例在以下舉出的實施例中，通過舉例的方式描述了本發明，而本發明並不僅限於實施例中所具體說明的實施方案，其適用範圍由說明書和權利要求確疋。除非另有說明，否則所有的百分比都基於重量。在不分離中間體情況下咪唑啉鎗鹽的一般製備方法(式I)起初，在N2下，向四頸玻璃燒瓶中裝入1.75mol氨基乙基乙醇胺(AEEA)和0.01mol30%甲醇鈉。7(TC下，在1.5h內加入1mol特定的羧酸酯，該過程伴中伴隨有輕微放熱，溫度應當不超過90。C。在6至10h之內進行醯胺化。為了進行監測，在1740nm下記錄紅外光譜。必須確保足夠的鹼度(>2mgK0H/g)。在醯胺化完成時，用85%磷酸中和該鹼度，然後通過用甲醇/乙醇蒸餾(柱)加熱到175。C來進行環化。施加真空並且在3h之內調節到60mbar，在該過程中蒸餾出反應的水。通過1600nm和1650nm下的紅外光譜進行監測。在環化完成時，在2mgKOH/g)。在醯胺化完成時，用85%磷酸中和該鹼度，然後通過用甲醇/乙醇蒸餾(柱)加熱到175。C來進行環化。施加真空並且在3h之內調節到60mbar，在該過程中蒸餾出反應的水。通過1600nm和1650nm下的紅外光譜進行監測。在環化完成時，在<20mbar的減壓以及175。C下蒸餾出過量的AEEA。通過OAN和TAN進行分析監測。隨後，伴隨著劇烈的冷卻，充分慢慢地加入lmol布朗斯臺德酸，該過程中溫度不超過5(TC。根據胺值來確定反應的終點。隨後，抽空反應釜並且用氮氣充滿，從而建立0.5bar的壓力。在於4小時之內計量加入1mol環氧乙垸之後，該反應在65。C下繼續進行2小時，然後減壓餾出揮發性副產物。根據使用領域，剩餘殘餘物可依照本發明直接使用，而不需要用本領域技術人員已知的方法進一步後處理或純化。在不分離中間體情況下咪唑啉鑰鹽的一般製備方法(式III)起初，在N2下，向四頸玻璃燒瓶中裝入1.75mol氨基乙基乙醇胺(AEEA)和0.01mol30%甲醇鈉。7(TC下，在1.5h內加入1mol特定的羧酸酯，該過程中伴隨有輕微放熱，溫度應當不超過90。C。在6至10h之內進行醯胺化。為了進行監測，在1740nm下記錄紅外光譜。必須確保足夠的鹼度(〉2mgKOH/g)。在醯胺化完成時，用85%磷酸中和該鹼度，然後通過用甲醇/乙醇蒸餾(柱)加熱到175。C來進行環化。施加真空並且在3h之內調節到60mbar，在該過程中蒸餾出反應的水。通過1600nm和1650nm下的紅外光譜進行監測。在環化完成時，在<20mbar的減壓以及175。C下餾出過量的AEEA。通過OAN和TAN進行分析監測。隨後，將混合物冷卻到5(TC並且緩慢滴加0.495mol雙官能烷基化劑。由胺值監測反應的進程。在1至24h後，反應完全。根據使用領域，剩餘殘餘物可依照本發明直接使用，而不需要用本領域技術人員已知的方法進一步後處理或純化。使用實施例用可從PCSInstrumentsLtd.(London)獲得的迷你牽引機(MTM2)進行性能測試。該測試用於確定在不同溫度、壓力和轉速下的摩擦係數，並且將這些產物與通常出售的產品(礦物油、聚-(x-烯烴)相比較。觀憤根據以上合成法合成的咪唑啉鏺鹽(1)至(5)它們作為潤滑劑的適用性。以下化合物作為咪唑啉鎗鹽(1)至(5)接受了測試咪唑啉鐵鹽(l):l-羥乙基-2,3-二甲基咪唑啉鐵甲基硫酸鹽，熔點200°C咪唑啉鐡鹽(2):l-羥乙基-2,3-二乙基咪唑啉鐺乙基硫酸鹽，熔點〈5。C，分解溫度>200°C咪唑啉鐵鹽(3):l-羥乙基-2-辛基-3-甲基咪唑啉鎗甲磺酸鹽，熔點250°C咪唑啉鐵鹽(4):l-羥乙基-2，3-二甲基咪唑啉鐺二氰胺鹽，熔點250°C咪唑啉鎗鹽(5):1，3-二羥基乙基-2-甲基咪唑啉鎿乙酸鹽，烙點250°C表1:力75N，速度1000mm/s摩擦係數40°C80°Cll(TC咪唑啉鐵鹽(1)很低低低咪唑啉錄鹽(2)很低很低低咪唑啉鏺鹽(3)很低低低咪唑啉鐵鹽(4)很低低低咪唑啉鑰鹽(5)低低低咪唑啉鑰鹽(1)和(3)的1:1混合物很低低低咪唑啉鑰鹽(l)禾口l-乙基-3-甲基-咪唑錄乙基硫酸鹽的1:1混合物很低很低很低CASTROL礦物油咼咼咼聚-a-烯烴PAO8中中中表2:力75N，速度100mm/s摩擦係數40°C80°Cll(TC咪唑啉鐵鹽(1)低低低咪唑啉錄鹽(2)很低很低低咪唑啉鐵鹽(3)低低低咪唑啉鑰鹽(4)很低低低咪唑啉鐵鹽(5)低低低咪唑啉鑰鹽(1)和(3)的1:1混合物低低低咪唑啉鑰鹽(l)和1—乙基-3-甲基-咪唑鐵乙基硫酸鹽的1:1混合物很低很低很低CASTROL礦物油很咼很咼很高聚-a-烯烴PAO8咼咼咼22tableseeoriginaldocumentpage23tableseeoriginaldocumentpage24表5:tableseeoriginaldocumentpage25表6:tableseeoriginaldocumentpage26結果表明，在與現有技術的潤滑劑相同的測試條件下，本發明的咪唑啉鑰鹽具有明顯更低的摩擦係數。這使得摩擦損失降低並且能量平衡("燃料效率")得到改善。權利要求1、通式(I)、(II)或(III)的咪唑啉鎓鹽，其中式(I)對應於1-羥烷基咪唑啉鎓鹽以及1-烷氧基烷基咪唑啉鎓鹽其中R1是氫或任選支鏈化的、任選不飽和的烷基，該烷基任選含有氧原子或氮原子並且具有1至20個碳原子，R2是氫或任選支鏈化的、任選不飽和的烷基，該烷基任選含有氧原子或氮原子並且具有1至20個碳原子，R3是任選支鏈化的、任選不飽和的烷基，該烷基任選地被氧原子間斷並且具有1至20個碳原子，R4各自獨立地為氫或烷基，優選為丁基、丙基、乙基、甲基或氫，R5是二價飽和或不飽和的、直鏈、支鏈化的或環狀的烴基，該烴基任選被氧原子或氮原子或者羧基間斷並且任選被取代，優選為亞乙基，並且A是季氮基團上正電荷的抗衡離子，並且1，3-二羥基烷基咪唑啉鎓和1-烷氧基烷基-3-羥基咪唑啉鎓鹽對應於通式(II)和通式(III)其中R1、R3、R4和R5各自的定義與式(I)中相同，並且R6是二價飽和或不飽和的、直鏈、支鏈化的或環狀的烴基，該烴基任選被氧原子或氮原子或者羧基間斷並且任選被取代，優選為亞乙基，並且A是季氮基團上正電荷的抗衡離子，其中R1、R3、R4和R5各自的定義與式(I)中相同，並且R7是二價飽和或不飽和的、直鏈、支鏈化的或環狀的烴基，該烴基任選被氧原子或氮原子或者羧基間斷並且任選被取代，優選為亞丁基，亞丙基、亞乙基、亞甲基，更優選為亞丁基和亞乙基，A是季氮基團上正電荷的抗衡離子，並且m和n的乘積對應於咪唑啉鎓陽離子的電荷。2、根據權利要求1所述的咪唑啉鐺鹽，其特徵在於R3是具有1至20個碳原子的任選支鏈化的垸基，R,是氫，R4是氫，並且R2是具有1至20個碳原子的任選支鏈化的烷基。3、根據權利要求1所述的咪唑啉鐺鹽，其特徵在於R3是具有1至12個碳原子的任選支鏈化的烷基，Ri是氫，R4是氫，並且R2是具有1至12個碳原子的烷基。4、根據權利要求1至3所述的咪唑啉鐺鹽，其特徵在於所述抗衡離子[A;r不是滷離子。5、根據權利要求1至4所述的咪唑啉鐵鹽，其特徵在於熔點低於15CTC。6、根據權利要求1至5中任意一項所述的咪唑啉鑰鹽的製備方法，其特徵在於，使羧酸或羧酸衍生物與氨基乙基乙醇胺反應脫水，從而產生相應的醯胺胺類，然後在相對於第一過程步驟升高的溫度下環化，從而產生咪唑啉衍生物，然後通過烷基化轉化為本發明的咪唑啉鑰鹽。7、根據權利要求6所述的咪唑啉鐵鹽的製備方法，其特徵在於不分離中間體。8、根據權利要求6所述的咪唑啉鑰鹽的製備方法，其特徵在於在進行所述烷基化之前將所述咪唑啉衍生物的游離羥基進行化學官能化。9、根據權利要求8所述的咪唑啉鑰鹽的製備方法，其特徵在於所述化學官能化是烷氧基化或酯化或醯胺化。10、根據權利要求8所述的咪唑啉鑰鹽的製備方法，其特徵在於，對於所述烷基化，使用烷基化劑，尤其是滷代烷、二烷基硫酸酯、烷基磺酸酯以及二烷基碳酸酯。11、根據權利要求8所述的咪唑啉鐺鹽的製備方法，其特徵在於通過與環氧乙烷/布朗斯臺德酸反應來使本發明的物質季胺化。12、根據權利要求8所述的咪唑啉鑰鹽的製備方法，其特徵在於通過離子交換來獲得陰離子[A]11—。13、根據權利要求1至6中任意一項的至少一種咪唑啉鐵鹽或者咪唑啉鐵鹽混合物或咪唑啉鎿鹽與另外(潤滑)物質的混合物的用途，其用作潤滑劑。14、根據權利要求13所述的根據權利要求1至6中任意一項的至少一種咪唑啉鐵鹽或者咪唑啉鐺鹽混合物或咪唑啉鐺鹽與另外(潤滑)物質的混合物作為潤滑劑的用途，其特徵在於該潤滑劑用於內燃機中。15、根據權利要求13所述的根據權利要求1至6中任意一項的至少一種咪唑啉鐵鹽或者咪唑啉鎗鹽混合物或咪唑啉総鹽與另外(潤滑)物質的混合物作為潤滑劑的用途，其特徵在於該潤滑劑用於傳動裝置中。16、根據權利要求13所述的根據權利要求1至6中任意一項的至少一種咪唑啉鐵鹽或者咪唑啉鐵鹽混合物或咪唑啉鎿鹽與另外(潤滑)物質的混合物作為潤滑劑的用途，其特徵在於該潤滑劑用作液壓油。17、根據權利要求14至16中任意一項所述的用途，其特徵在於所述咪唑啉鐺鹽或所述咪唑啉鎰鹽混合物或咪唑啉鑰鹽與另外(潤滑)物質的混合物包含極壓添加劑以最優化減少摩擦和減少磨損性能。18、根據權利要求14至16中任意一項所述的用途，其特徵在於所述咪唑啉鐺鹽或所述咪唑啉鑰鹽混合物或所述咪唑啉鑰鹽與另外(潤滑)物質的混合物包含防腐劑、抗氧劑、粘度指數改進劑、清潔劑、其它潤滑劑、其它鹽，優選有機鹽，更優選銨鹽或咪唑鐺鹽。19、根據權利要求14至18中任意一項所述的用途，其特徵在於所述咪唑啉鑰鹽或所述咪唑啉鐵鹽混合物或所述咪唑啉鐵鹽與其它添加劑的混合物用於水性介質中，並且由緩衝劑來穩定。20、根據權利要求14至18中任意一項所述的用途，其特徵在於所述咪唑啉鐵鹽或所述咪唑啉鎰鹽混合物或所述咪唑啉鐺鹽與另外(潤滑)物質的混合物佔總混合物的0.1至99.98重量％。21、根據權利要求14至18中任意一項所述的用途，其特徵在於所述咪唑啉鐺鹽或所述咪唑啉鐵鹽混合物或所述咪唑啉鑰鹽與另外(潤滑)物質的混合物在-85°C至400°C的範圍內具有流動性。全文摘要本發明涉及新型咪唑啉鎓鹽，其製備方法，以及該咪唑啉鎓鹽或該咪唑啉鎓鹽與另外(潤滑)物質的混合物作為潤滑劑的用途。文檔編號C07D233/20GK101468968SQ200810184729公開日2009年7月1日申請日期2008年12月29日優先權日2007年12月29日發明者H-J·克勒,K·黑爾,P·施瓦布,T·薩洛蒙申請人:贏創戈爾德施米特有限公司