萘二甲酰亚胺二酯荧光染料的制备方法及其组合物技术

提供了可作为荧光示踪剂染料用于流体体系渗漏检测的式(I)的荧光性萘二甲酰亚胺二酯的制备方法，其中R

Preparation method and composition of naphthalene two formimide two ester fluorescent dye

A method for preparing fluorescent naphthalimide diester (I) which can be used as a fluorescent tracer dye for leakage detection of fluid system is provided.

【技术实现步骤摘要】
萘二甲酰亚胺二酯荧光染料的制备方法及其组合物
本专利技术涉及可作为荧光团用于流体体系中的渗漏检测的荧光染料。
技术介绍
荧光染料添加剂已经用作示踪剂检测流体体系中的渗漏。将这种示踪剂与体系工作流体例如润滑剂、液压流体、传热流体和致冷剂结合。当被具有300-450纳米的波长范围的适合的光照射时，所述染料添加剂发荧光。用于渗漏检测的萘二甲酰亚胺二酯示踪剂染料描述在美国专利6,248,890中。所述染料可在各种极性和非极性的有机液体例如致冷润滑剂和致冷剂、矿物油、聚亚烷基二醇、冷却剂、多元醇酯(polyolester)、机油、齿轮油、传动流体、合成油和聚α-烯烃中混容。它们用来检测流体体系渗漏。所述萘二甲酰亚胺二酯染料是高度荧光性。它们在存储和作业期间具有优异的溶液稳定性，并且在高温下是稳定的。美国专利6,248,890中描述的萘二甲酰亚胺二酯示踪剂染料组合物通过萘二甲酰亚胺二醇与脂肪酸的酯化制备。反应产物混合物不可避免地含有相当水平的未反应的脂肪酸。萘二甲酰亚胺二酯示踪剂染料的脂肪酸污染导致敏感流体体系组件的腐蚀。体系组件的酸诱导的化学降解可能导致颗粒聚集和最终限制流动和堵塞的体系。高水平的腐蚀可能导致结构上削弱的部件和设备以及高的故障率。因此必须通过与酸清除剂进一步反应从萘二甲酰亚胺二醇酯化产物中除去未反应的脂肪酸，以将产物组合物酸值减小到可接受的水平。通常，酸清除剂是环氧化合物，例如，单官能化或双官能化缩水甘油醚或其混合物。通常在反应物二醇和脂肪酸在高温条件下反应之后将环氧化合物添加到酯化反应产物混合物中，这使过量脂肪酸与环氧基反应形成醇。这些反应条件包括，例如，在100℃-160℃的温度下反应2-24小时的反应时间。参见美国专利6,248,890。这种进一步反应步骤显著地增加待用作渗漏检测示踪剂的荧光性萘二甲酰亚胺二酯染料的成本。最重要地，显著水平的未反应的脂肪酸即使在用环氧化合物处理后仍保留。需要的是从萘二甲酰亚胺二醇制备荧光性萘二甲酰亚胺二酯染料的方法，该方法避免未反应的脂肪酸的污染和对后续清除剂处理以使未反应的酸转化的需要。需要的是从萘二甲酰亚胺二醇制备萘二甲酰亚胺二酯染料组合物的方法，该方法避免或最小化脂肪酸反应物的使用，从而导致不需要后续酸清除的低酸值萘二甲酰亚胺二酯染料组合物。需要的是改进的荧光性萘二甲酰亚胺二酯染料组合物，其不但表现出低的结晶度，而且表现出低的酸含量，并且还不含在萘二甲酰亚胺二酯染料组合物中没有应用用途的酸清除剂反应产物，例如由于脂肪酸和环氧化合物之间的清除剂反应而产生的醇。
技术实现思路
在一个方面中，提供了式(I)的萘二甲酰亚胺二酯或其混合物的制备方法：其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；Z1和Z2中的每一个彼此独立地是具有含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的脂肪酸结构部分。所述方法包括：使式(II)的萘二甲酰亚胺二醇或其混合物与式(III)的酯或其混合物反应以提供式(I)的化合物或其混合物：其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；其中：R选自含1-8个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链，和非必要地取代有1-3个含1-6个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的苯基；和R3是含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链。在某些实施方案中，R1和R2独立地含2-10个碳原子。在某些实施方案中，脂肪酸结构部分Z1和Z2的烃链独立地含12-22个碳原子。在某些实施方案中，脂肪酸结构部分Z1和Z2独立地选自由以下物质组成的脂肪酸组的脂肪酸结构部分：山萮酸、香茅酸、癸酸、二十二烷酸、11,14-二十碳二烯酸、花生酸、顺式-11-花生酸、芥酸、十七烷酸、异壬酸、月桂酸、亚油酸、亚麻酸、珠光脂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻烯酸、新癸酸、十九烷酸、新庚酸、新壬酸、壬酸、辛酸、异辛酸、新辛酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、十五烷酸、异硬脂酸、硬脂酸、十三烷酸、十一烷酸和它们的组合。在某些实施方案中，脂肪酸结构部分Z1和Z2独立地选自由亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸和它们的组合组成的脂肪酸组的脂肪酸结构部分。在某些实施方案中，式(II)的萘二甲酰亚胺二醇是：在某些实施方案中，R是甲基、乙基、丙基或它们的组合。在某些实施方案中，使式(II)的萘二甲酰亚胺二醇与式(III)的脂肪酸酯在催化剂存在下进行反应。在一些实施方案中，所述催化剂是氢氧化钠、氧化钙、乙酸锌、草酸锌或它们的组合。在其它实施方案中，所述催化剂是有机锡催化剂。在一些实施方案中，有机锡催化剂是草酸亚锡。还提供了式(I)的萘二甲酰亚胺二酯或其混合物的另一种制备方法：其中:R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；Z1和Z2中的每一个彼此独立地是具有含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的脂肪酸结构部分。所述方法包括：(a)使式(IV)的脂肪酸或其混合物与相对于该脂肪酸摩尔过量的式(II)的萘二甲酰亚胺二醇反应，直到基本上全部式(IV)的脂肪酸已经反应形成式(I)的萘二甲酰亚胺二酯:其中:R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；和(b)使未反应的萘二甲酰亚胺二醇与式(III)的酯或其混合物反应以形成额外的式(I)的化合物或其混合物：其中:R选自含1-8个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链，和非必要地取代有1-3个含1-6个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的苯基；和R3是含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链。在某些实施方案中，R1和R2独立地含2-10个碳原子。在某些实施方案中，脂肪酸结构部分Z1和Z2的烃链独立地含12-22个碳原子。在某些实施方案中，脂肪酸结构部分Z1和Z2独立地选自由以下物质组成的脂肪酸组的脂肪酸结构部分：山萮酸、香茅酸、癸酸、二十二烷酸、11,14-二十碳二烯酸、花生酸、顺式-11-花生酸、芥酸、十七烷酸、异壬酸、月桂酸、亚油酸、亚麻酸、珠光脂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻烯酸、新癸酸、十九烷酸、新庚酸、新壬酸、壬酸、辛酸、异辛酸、新辛酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、十五烷酸、异硬脂酸、硬脂酸、十三烷酸、十一烷酸和它们的组合。在某些实施方案中，脂肪酸结构部分Z1和Z2独立地选自由亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸和它们的组合组成的脂肪酸组的脂肪酸结构部分。在某些实施方案中，式(II)的萘二甲酰亚胺二醇是：在某些实施方案中，R是甲基、乙基、丙基或它们的组合。在某些实施方案中，(a)中的使式(II)的萘二甲酰亚胺二醇与式(IV)的脂肪酸反应和(b)中的使萘二甲酰亚胺二醇与式(III)的酯反应在催化剂存在下进行。在一些实施方案中，所述催化剂是氢氧化钠、氧化钙、乙酸锌、草酸锌或它们的组合。在其它实施方案中，所述催化剂是有机锡催化剂。在一些实施方案中，有机锡催化剂是草酸亚锡。进一步提供了包含式(I)的萘二甲酰亚胺二酯或其混合物的组合物，其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；和Z1和Z2中的每一个彼此独立地是具有含8-24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.式(I)的萘二甲酰亚胺二酯或其混合物的制备方法，

【技术特征摘要】
2017.04.21 US 15/493,4611.式(I)的萘二甲酰亚胺二酯或其混合物的制备方法，其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；Z1和Z2中的每一个彼此独立地是具有含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的脂肪酸结构部分；所述方法包括：使式(II)的萘二甲酰亚胺二醇或其混合物与式(III)的酯或其混合物反应以提供式(I)的化合物或其混合物：其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；其中：R选自含1-8个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链，和非必要地取代有1-3个含1-6个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的苯基；和R3是含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链。2.根据权利要求1所述的方法，其中R1和R2独立地含2-10个碳原子。3.根据权利要求1所述的方法，其中脂肪酸结构部分Z1和Z2的烃链独立地含12-22个碳原子。4.根据权利要求1所述的方法，其中脂肪酸结构部分Z1和Z2独立地选自由以下物质组成的脂肪酸组的脂肪酸结构部分：山萮酸、香茅酸、癸酸、二十二烷酸、11,14-二十碳二烯酸、花生酸、顺式-11-花生酸、芥酸、十七烷酸、异壬酸、月桂酸、亚油酸、亚麻酸、珠光脂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻烯酸、新癸酸、十九烷酸、新庚酸、新壬酸、壬酸、辛酸、异辛酸、新辛酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、十五烷酸、异硬脂酸、硬脂酸、十三烷酸、十一烷酸和它们的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中脂肪酸结构部分Z1和Z2独立地选自由亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸和它们的组合组成的脂肪酸组的脂肪酸结构部分。6.根据权利要求1所述的方法，其中式(II)的萘二甲酰亚胺二醇是：7.根据权利要求1所述的方法，其中R是甲基、乙基、丙基或它们的组合。8.根据权利要求1所述的方法，其中使式(II)的萘二甲酰亚胺二醇与式(III)的脂肪酸酯在催化剂存在下进行反应。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述催化剂是氢氧化钠、氧化钙、乙酸锌、草酸锌或它们的组合。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述催化剂是有机锡催化剂。11.式(I)的萘二甲酰亚胺二酯或其混合物的制备方法，其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；Z1和Z2中的每一个彼此独立地是具有含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的脂肪酸结构部分；所述方法包括：(a)使式(IV)的脂肪酸或其混合物与相对于所述脂肪酸摩尔过量的式(II)的萘二甲酰亚胺二醇反应，直到基本上全部式(IV)的脂肪酸已经反应形成式(I)的萘二甲酰亚胺二酯；其中：R1和R2中的每一个彼此独立地是含2-10个碳原子的饱和、线性烃链；和(b)使未反应的萘二甲酰亚胺二醇与式(III)的酯或其混合物反应以形成额外的式(I)的化合物或其混合物：其中：R选自含1-8个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链，和非必要地取代有1-3个含1-6个碳原子和0-2个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链的苯基；和R3是含8-24个碳原子和0-4个双键的饱和或不饱和、线性或支化烃链。12.根据权利要求11所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·S·特桑，
申请(专利权)人：斯佩特罗尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US