專利名稱：蓖麻油脂肪酸基長鏈酯酯和它們作為潛在潤滑油基礎(chǔ)油料的衍生物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓖麻油脂肪酸-基長鏈酯(estolides)的直鏈和異烷基酯的制備以及 它們作為潛在潤滑油基礎(chǔ)油料的衍生物。
背景技術(shù)：
植物油被認為是用于制備生物潤滑油基礎(chǔ)油料的潛在候選者以代替常規(guī)的礦物 油-基潤滑油和合成酯。植物油基潤滑劑由于它們增強的生物降解性、更低的毒性和一些 其它性質(zhì)而是礦物油-基潤滑油的有吸引力的備選物。長鏈酯是一類基于植物油的酯，其在一種脂肪酸的羧酸官能團在另一種脂肪酸 的不飽和雙鍵位置反應(yīng)以形成酯鍵時形成，并且該產(chǎn)物公知為長鏈酯。長鏈酯的次級鍵 (secondary linkage)比甘油三酯更耐水解，并且長鏈酯的獨特結(jié)構(gòu)得到對于一些應(yīng)用，物 理性質(zhì)遠優(yōu)于植物油和礦物油的物理性質(zhì)的材料[hform，15，第515頁Q004)]。特征在于具有用作潤滑油基礎(chǔ)油料的優(yōu)異性質(zhì)的衍生自油酸和C6至C14飽 和脂肪酸的長鏈酯的酯已經(jīng)被描述于hdustrial Crops and Products (2001)，13 (1)， 11-20中。在另一研究中，飽和物封端的油酸長鏈酯被2-乙基己醇酯化，得到相應(yīng)的酯 [Industrial Crops and Products，18，第 183頁 Q003)；美國專利US 6, 018, 063(2002) ^P US 6, 316, 649 (2001) ]0這些椰油-油酸長鏈酯酯顯示出優(yōu)良的低溫性能(-36°C )并且與 目前的植物油-基商業(yè)材料相比，更適宜作為生物可降解潤滑油和官能流體的基礎(chǔ)油料。在所述另一種類型的長鏈酯中，蓖麻油的羥基脂肪酸可以容易地通過均聚轉(zhuǎn)化成 長鏈酯[J.Am. Oil Chem. Soc. 42 ；第4 頁(1965)。不同于當(dāng)一種脂肪酸的羧酸官能團連 接到另一種脂肪酸的不飽和位以形成低聚酯而形成的正常長鏈酯，蓖麻的脂肪酸具有提供 酯化發(fā)生位以制備長鏈酯的羥基官能團。蓖麻油是用于制備包括潤滑油在內(nèi)的幾種功能化合物的有吸引力的工業(yè)原料 [J.Am. Oil Chem.Soc.51，第 65 頁(1974)，J.Am.0il Chem. Soc. 48，第 758 頁(1971)]。高 達85-90%的蓖麻油酸(羥基脂肪酸(12-羥基9順式-十八碳烯酸))的存在使蓖麻油作 為有吸引力的潤滑油基礎(chǔ)油料凸現(xiàn)。羥基酸的仲醇酯，如仲醇的蓖麻油酸酯是通過使羥基酸的酯與仲醇在有機金屬酯 交換催化劑存在下制備的，報道于美國專利US 6,407, 272(2002)中，它們可以用作潤滑 劑。雷斯克懶勒(Lesquerella)和蓖麻甘油三酯與油酸的長鏈酯已經(jīng)報道于Journal of the American Oil Chemists' Society,79,H 1227 頁(2002)中。雷斯克懶勒和蓖麻 羥基甘油三酯的合成和物理性質(zhì)報道于hdustrial Crops and Products，23，第256頁 (2006)中。雷斯克懶勒和蓖麻油通過在2-乙基己酸錫催化劑(0. 1重量％ )存在下與飽和 脂肪酸(C2-C18)反應(yīng)并且利用羥基與相應(yīng)酸酐的縮合或在真空下于200°C加熱，而轉(zhuǎn)化成 它們相應(yīng)的長鏈酯。雷斯克懶勒和蓖麻脂肪酸與幾種不同類型的飽和、不飽和和支鏈脂肪酸的長鏈酯已經(jīng)報道于hdustrial Corps and Products，23，第M頁(2006)中。蓖麻和雷斯克懶勒 長鏈酯酯在用油酸或支鏈脂肪酸封端時具有最佳的冷溫(cold temperature)性質(zhì)。隨著 長鏈酯中的飽和增加，傾點和濁點也增加。發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的在于制備蓖麻油脂肪酸-基長鏈酯和它們的乙酸酯。本發(fā)明的另一個目的在于制備上述長鏈酯的直鏈酯和異烷基酯。本發(fā)明的再一個目的在于將長鏈酯的烷基酯和異烷基酯轉(zhuǎn)化成它們的乙酸酯，以 在基本上沒有影響傾點和閃點的情況下降低粘度。本發(fā)明的又一個目的在于由屯NMR研究確定酯部分和乙酸酯部分這兩者在粗制 長鏈酯中的形成。提供這些酯的物理化學(xué)性質(zhì)也是本發(fā)明的一個目的。本發(fā)明的再一個目的在于提供一族長鏈酯，所述長鏈酯是生物可降解的并且具有 需要的氧化穩(wěn)定性、低溫和粘度性質(zhì)。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點從下面的描述中將變得顯而易見。發(fā)明概述在本發(fā)明中，報道了衍生自具有約95酸值的蓖麻油脂肪酸長鏈酯的一族新型長 鏈酯化合物。本發(fā)明中使用的蓖麻油脂肪酸含有不低于84%的蓖麻油酸。發(fā)明詳述因此，本發(fā)明提供一種通式1的長鏈酯化合物
權(quán)利要求
1. 一種通式1的長鏈酯化合物
2.如權(quán)利要求1所述的長鏈酯化合物，其中R1部分選自由甲基，異丙基，丁基，己基， 2-乙基己基組成的組，并且&部分選自由氫，CH3CO組成的組。
3.一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的通式1的長鏈酯的方法，其中所述方法包括 (i)皂化蓖麻油得到所述蓖麻油酸，將所述蓖麻油酸在175至190°C之間范圍內(nèi)的溫度、在 惰性氣氛下加熱在3至^ir之間范圍內(nèi)的時間，得到式1的長鏈酯化合物，其中η的平均值 為1，并且R1和&是11，( )在選自硫酸或SnCl2中的催化劑的存在下，在回流溫度或在140至160°C之間范 圍內(nèi)的溫度，使在步驟(i)中得到的長鏈酯化合物1與碳C1-C8的醇如甲醇、異丙醇、丁醇、 正己醇、2-乙基己醇反應(yīng)在3至Shr之間范圍內(nèi)的時間，以得到相應(yīng)的長鏈酯酯，(iii)使在步驟(ii)中得到的長鏈酯酯與乙酸酐和吡啶反應(yīng)，以得到通式1的長鏈酯 酯的乙?；衔?，其中R1部分選自由甲基，異丙基，丁基，己基，2-乙基己基組成的組，并 且&部分是CH3CO。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述化合物的酸值為0.5mgK0H/g。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中式1的化合物適宜于原樣或與共混料或添加劑一起 作為官能流體的基礎(chǔ)油料。
全文摘要
將蓖麻油水解成蓖麻脂肪酸并且自縮合以得到約95酸值的蓖麻油酸-基長鏈酯。長鏈酯的羧基通過與直鏈或支鏈醇的隨后酯化以及還通過游離羥基的乙?；玫奖吐橛椭舅峄L鏈酯和它們的乙酸酯。評價所有產(chǎn)物的總酸值(TAN)，粘度，粘度指數(shù)，傾點，閃點和銅條腐蝕，并且發(fā)現(xiàn)它們是潛在的潤滑油基礎(chǔ)油料。
文檔編號C11C3/00GK102066539SQ200980123247
公開日2011年5月18日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者巴德里·納拉亞納·普拉薩德·拉沙普迪, 沙拉瓦南·克里希納庫馬爾, 溫卡塔·帕德馬賈·科佩斯瓦拉, 溫卡塔·蘇里亞·科佩斯瓦拉·拉奧·巴姆蒂帕梯, 薩蒂亞·巴斯卡·波圖拉 申請人:科學(xué)與工業(yè)研究委員會