Способ получения 1-(n,n-диметиламинометил)-бензотриазольной соли o-(н-бутил)-o-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты

Способ получения 1-(n,n-диметиламинометил)-бензотриазольной соли o-(н-бутил)-o-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области синтеза присадок к смазочным маслам, в частности, к способу получения 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольной соли O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты общей формулы (1), перспективной в качестве беззольной присадки к маслам.

Указанное соединение формулы (1) может найти применение в качестве присадки с повышенными противозадирными, противоизносными свойствами, высокой термической и окислительной стабильностью.

Известен способ [Пат. США №4519928, кл. С 10 М 1/32, 1985] получения присадки к смазочным маслам общей формулы (2) алкилированием бензотриазолов. Присадка вводится в количестве 1 вес.% в состав смазочных материалов для придания им антиокислительных и антикоррозионных свойств.

где R - водород или углеводородный С₁-С₁₂-радикал, R¹- и R² - С₁-С₄-алкил, R³ - С₁-С₁₂-алкил.

Известным способом не может быть получена 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольная соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты (1).

Известен способ [А.М.Кулиев “Химия и технология присадок к маслам и топливам”. М.: Химия, 1985, стр.312] получения зольной присадки ДФ-11 (цинковая соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты) общей формулы (3), взаимодействием пятисернистого фосфора с изобутиловым и изооктиловым спиртами при 100-120°С до диалкилдитиофосфорных кислот, которые нейтрализуют при 20°С оксидом цинка.

Известный способ не позволяет получать 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольную соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты (1). Кроме того, полученная таким способом зольная присадка ДФ-11 обладает хорошими противоизносными и антиокислительными свойствами, но недостаточными противозадирными свойствами.

Цель изобретения - создание способа получения беззольной присадки к смазочным маслам, работающим при высоких давлениях, в частности, присадки для масел с улучшенными противозадирными свойствами.

Сущность способа заключается во взаимодействии эквимольных количеств 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазола с O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислотой при температуре 80-100°С, предпочтительно 90°С в течение 2-4 часа, предпочтительно 3 ч. Образуется 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольная соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты (1) с выходом 92-100%.

Целевой продукт (1) образуется только лишь с участием аминометилированного бензотриазола и O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты. В присутствии других аминометилированных продуктов (например, аминометилированный фенол или 1,2,4-триазол), других производных дитиофосфорной кислоты (например, диарилдитиофосфорные кислоты) целевой продукт (1) не образуется. Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения или уменьшения одного из компонентов снижает выход целевого продукта (1). Реакции проводили с использованием толуола в качестве растворителя. В других растворителях (например, алифатических) снижается выход целевого продукта(1).

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокими выходами беззольную присадку к смазочным маслам общей формулы (1), синтез которой в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В термостатированный стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником и газоподводящей трубкой при комнатной (20-21°С) температуре в атмосфере азота помещают 100 ммолей 1-(N,N-диметиламинометил)бензотриазола и 100 ммолей O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты в 30 мл толуола, при перемешивании нагревают до 90°С и выдерживают 3 часа, выделяют 1-(N,N-диметиламинометил)бензотриазольную соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты (1) с выходом 97%.

Спектральные характеристики 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольной соли O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты (1):

ИК-спектр (ν, см^-1): 565 (P=S), 665 (P=S), 740, 950, (Р-O), 990 (Р-О-С), 1150 (Р-O), 1295 (С-O), 1450. Спектр ЯМР ¹Н (δ, м.д, CDCl₃, TMS): 0.88, 0.98 (м, 9Н, 3Н), 1.28 (м, 12Н, СН₂), 1.82-2.06 (м, 1Н, СН), 2.68, 2.80 (с, 6Н, СН₃), 3.68-4.16 (м, 4Н, СН₂O), 5.63 (с, 2Н, NCH₂N), 7.75-8.08 (с, 4Н, СН=СН). Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д.): 14.08 (С¹), 19.03 (С²), 34.96 (С³), 68.75 д (С⁴, ²J_ср=7.6 Гц), 14.06 (С⁵), 22.94 (С⁶), 28.83 (С⁷), 29.98 (С⁸), 39.77 (C⁹,³ J_pc=7.6 Гц), 72.77 (С¹⁰, ²J_рс=7.6 Гц), 23.32 (С¹¹), 10.90 (С¹²), 41.54 (С¹³, С¹⁴), 71.26 (С¹⁵), 133.22 (С¹⁶), 108.93 (С¹⁷), 129.17 (С¹⁸), 125.14 (С¹⁹), 120.73 (С²⁰), 145.61 (С²¹). Найдено, %: С, 54.21; Н, 8.01; S, 13.22; N, 12.24. C₂₁H₃₉S₂PN₄O₂. Вычислено, %: С, 53.16; Н, 8.23; S, 13.50; Р, 6.54; N, 11.82; О, 6.75.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№ п/п	Температура реакции, °С	Время реакции, час	Выход (1), %
1.	90	3	97
2.	100	3	100
3.	80	3	92
4.	90	4	100
5.	90	2	95

Реакции проводили при эквимольном соотношении исходных реагентов в растворе толуола.

Присадку (1), полученную согласно примерам 1-5, растворяли в индустриальном масле И-100А в количестве 3 маc.% и сравнивали ее свойства с известной присадкой ДФ-11 (табл.2).

Как следует из табл.2, полученная в соответствии с изобретением 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольная соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты обладает по сравнению с известной присадкой ДФ-11 (цинковая соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты) лучшими противозадирными свойствами, хорошей совместимостью с базовым маслом. Кроме того, они сохраняют такие эксплуатационные свойства присадки ДФ-11, как противоокислительные и антикоррозионные, вследствие этого являются подходящими присадками для получения редукторных масел класса ТМ-5 в соответствии с TGL 21160. Присадка ДФ-11 позволяет получать редукторные масла до класса производительности ТМ-3.

Способ получения 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазольной соли O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты формулы

в качестве присадки к смазочным маслам, заключающийся в том, что 1-(N,N-диметиламинометил)-бензотриазол подвергают взаимодействию с эквимольным количеством O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты в среде толуола при температуре 80-100°С в течение 2-4 ч.