新型酯化合物、其制备方法及其用途技术

本发明专利技术涉及根据通式(I)的新型酯化合物、其制备方法及其用途。这些酯化合物可以含有至少两种根据通式(I)的化合物的混合物。

A new ester compound, its preparation method and Application

The invention relates to a novel ester compound according to general formula (I), a preparation method thereof and the use thereof. These ester compounds may contain a mixture of at least two compounds according to general formula (I).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型酯化合物、其制备方法及其用途本专利技术涉及根据通式(I)的新型酯化合物其制备方法及其用途。这些酯化合物可以含有至少两种根据通式(I)化合物的混合物。在过去的几年中，酯化合物在润滑剂制剂中的使用频率越来越高。由于天然油中以及合成酯油中的酯化合物的酯单元易于水解，因此非常需要满足用于润滑剂的高要求的酯化合物。在已知的酯化合物的情况下，当润滑剂在水的存在下使用时，酯被裂解成脂肪酸和醇。该反应可以例如通过酸、碱或通过铜催化。这导致分子的破坏，结果润滑剂失去润滑效果。此外，例如基于天然酯的常规润滑剂不适合高温应用，因为它们可能由于氧化和/或热分解过程和由于聚合而在高温下破坏，因此它们的润滑性能和效果受到很大限制。在分解反应中，润滑剂被裂解成低分子量的挥发性组分。这些挥发性组分的蒸发导致不希望的粘度变化和油损失，并导致过量的蒸气形成。这同样导致润滑效果的损失。由于形成不溶性聚合产物，通过聚合还使得润滑剂失去其润滑效果。必须去除这些污物，因此增加维护操作。此外，产生化学废物，其必须以复杂的方式处置。由于增加的清洁和维护操作，待润滑的装置的停机时间增加。总的来说，在高温应用中使用不合适的润滑剂导致更高的成本，因为操作器具被污染并且对润滑剂的需求很高。此外，产物质量下降。为了满足各种要求，润滑剂尤其必须具有高稳定性、低摩擦系数和高耐磨性。在用于链条、滚动轴承和滑动轴承、车辆技术、传动技术、机械制造、办公技术和工业设备和机器中以及家用电器和消费类电子产品领域中时，经常出现高温。例如，在食品加工中，如在烹饪、烘焙、煮沸、烘烤、炖、灭菌、油炸和汽蒸的情况下，经常出现高加工温度。在这些操作中使用各种操作器具。为了润滑该操作器具，需要耐高温润滑剂。对于润滑食品加工的操作器具的基础油，就其环境相容性和毒性而言提出了特别要求。原则上，当润滑剂可以与食物、嗜好品和食品间接或直接接触时，食品相容的润滑剂H1应该是合适的。食品工业中的优选应用领域包括烘烤炉和其它高温应用中的链条、以及传送滑道，尤其是轨道车及其轴承。这些润滑剂符合法律要求，例如NSF/H1或NSF/H2下的认证。在通常低于水线的海洋领域中应用润滑剂的情况下，由于润滑剂的逸出，存在污染海洋或水环境的风险。尽管尝试在这些应用中尽可能地密封水侧，但润滑剂损失是日常发生的。根据“美国环境保护局”2011年的消息来源，不同的船舶结构每天每船损失小于1升至高达20升的润滑剂。在此，润滑剂的良好可生物降解性是润滑剂的高环境相容性的先决条件。通常，此类应用受法律要求或标准，例如VGP、Eco-Label或OSPAR的约束。然而，迄今已知的润滑剂不能满足所有这些要求。已经提出在润滑剂中使用所谓的交内酯（Estolid）化合物。通常基于植物油的这些酯化合物根据S.C.Cermak等人,IndustrialCropsandProducts2013,46,386-392合成。根据该文献和专利文献EP1051465B1，在此获得图1中所示的通用结构Lit-1的化合物，其中x和y等于或大于1，x+y等于10，n等于或大于1，R为CHR1R2，R1和R2各自独立地选自氢和饱和或不饱和、支化或非支化、取代或未取代的C1-至C36-烃，R3是由油酸、硬脂酸或其它脂肪酸产生的结构片段，并且第二酯支链的优选位置在9或10位（对应于x=5或6且y=5或4）。图1.文献中已知的交内酯化合物的通用结构。根据上述文献，通过将脂肪酸加成到下一脂肪酸的C=C双键上来制备Lit-1型的这些交内酯化合物，以获得相应的二聚体（n=0）以及另外三、四-、五-和六聚体（n=1、2、3、4）。然而，从重复单元的科学表示的角度看，所示的结构可能不正确，因为重复单元的连接并非由此显而易见。该方法的缺点是选择性低（这相应地不产生特定的产物化合物，而是产生二聚体和低聚物混合物的混合物）、苛刻的反应条件、低产率和二聚体/低聚物混合物的复杂分离。然后，两个最终步骤是剩余C=C双键的氢化和剩余羧酸基团的酯化，其中所用的醇组分优选是2-乙基己-1-醇。因此，本专利技术所基于的目的是提供新型的酯化合物，其满足上述对于用于润滑剂的要求，并且可通过可持续和环境友好的途径由简单且容易获得的，优选可再生的原料作为起始材料来制备。此外，合成方法应具有高选择性，实现高产率并且可以简单地后处理。该目的通过提供新型酯化合物和用于其制备的合适的合成方法来实现。本专利技术的酯化合物具有如下所示的通式(I)，并且是至少两种根据通式(I)的化合物的混合物其中A基团选自CH2、CH2CH2、顺式-CH=CH和/或反式-CH=CH，n等于0或1至20，m等于0或1至20，R1基团选自氢、支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C2-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基、C1-至C60-杂芳基烷基、C6-至C60-芳基、和/或环状饱和或不饱和的C5-至C60-烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、R4、R5、O-乙酰基的取代基单取代或多取代，R2基团选自H、支化或非支化的C2-至C60-烷基、C2-至C60-杂烷基、C7-至C60-芳基烷基、C6-至C60-杂芳基烷基、C6-至C60-芳基、和/或环状饱和或不饱和的C5-至C60-烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、O-C(O)-R1、CH2OH、CO2H、CO2R1、R5的取代基单取代或多取代，并且额外地，在m=1至20的情况下，R2基团还选自支化或非支化的C2-至C60-烯基或甲基，其中它是未取代的或被至少一个选自OH、O-C(O)-R1、CH2OH、CO2H、CO2R1、R5的取代基单取代或多取代，R3基团选自支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C2-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基和/或C6-至C60-杂芳基烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、CH2OH、CH2-R4的取代基单取代或多取代，R4基团具有下列结构(II)：其中该式中包含的R2、R3和A基团以及数字m和n如上所述定义，R5基团具有下列结构(III)：其中该式中包含的R1、R3和A基团以及数字m和n如上所述定义。此外，还提供了含有至少两种具有通用结构(I)的化合物的混合物，其中在每种情况下这些化合物中的两种是彼此的区域异构体。这些区域异构体对在9、10位的双键的加氢甲酰化的情况下通过在例如9和10位置同时引入羟甲基官能来产生。随后，从这类“区域异构体对”出发，也可以制备不同“m”的混合物。相比之下，这些化合物又不再全是彼此的区域异构体。与具有图1所示的结构Lit-1的已知的所谓的交内酯化合物相反，具有通用结构(I)的本专利技术化合物在脂肪酸链的碳和相邻酯基团的C-O单键的氧之间具有额外的“亚甲基桥”（亚甲基单元，-(CH2)-）。这种“亚甲基桥”在各自分子的构象变化方面开辟了额外的选项，因此可以贡献更高的空间灵活性与相应有利的产物性能的组合。与其它刚性润滑剂，例如所谓的交内酯化合物相比，这也开辟了新型产物性能的可能性。与根据描述由于不饱和脂肪酸的羧酸单元与另外的不饱和脂肪酸的烯烃单元的不受控加成而通过使多个不饱和脂肪酸连接来制备并相应地产生不同链长的化合物的混合物的交内酯化合物相反，借助本专利技术的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.至少两种根据通式(I)的酯化合物的混合物

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.13 DE 102017003647.0;2018.04.10 DE 10201801.至少两种根据通式(I)的酯化合物的混合物其中A基团选自CH2、CH2CH2、顺式-CH=CH和/或反式-CH=CH，n等于0或1至20，m等于0或1至20，R1基团选自氢、支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C2-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基、C1-至C60-杂芳基烷基、C6-至C60-芳基、和/或环状饱和或不饱和的C5-至C60-烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、R4、R5、O-乙酰基的取代基单取代或多取代，R2基团选自H、支化或非支化的C2-至C60-烷基、C2-至C60-杂烷基、C7-至C60-芳基烷基、C6-至C60-杂芳基烷基、C6-至C60-芳基、和/或环状饱和或不饱和的C5-至C60-烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、O-C(O)-R1、CH2OH、CO2H、CO2R1、R5的取代基单取代或多取代，并且额外地，在m=1至20的情况下，R2基团还选自支化或非支化的C2-至C60-烯基或甲基，其中它是未取代的或被至少一个选自OH、O-C(O)-R1、CH2OH、CO2H、CO2R1、R5的取代基单取代或多取代，R3基团选自支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C2-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基和/或C6-至C60-杂芳基烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、CH2OH、CH2-R4的取代基单取代或多取代，R4基团具有下列结构(II)：其中该式中包含的R2、R3和A基团以及数字m和n如上所述定义，R5基团具有下列结构(III)：其中该式中包含的R1、R3和A基团以及数字m和n如上所述定义。2.如权利要求1所述的酯化合物的混合物，其特征在于它们具有通用结构(Ia)其中n'和n''为1和2或2和1，m'为1至5，R1基团选自氢、支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C2-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基、C1-至C60-杂芳基烷基和/或C6-至C60-芳基，R2基团选自支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C2-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基、和/或C6-至C60-杂芳基烷基、和/或环状饱和和/或不饱和的C5-至C60-烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、CH2OH的取代基单取代或多取代。3.如权利要求1所述的酯化合物的混合物，其特征在于它们具有通用结构(Ib)其中n'和n''为1和2或2和1，n'''等于0至10，m'等于0至5，优选1至5，R2基团选自支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C1-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基和/或C6-至C60-杂芳基烷基、和/或环状饱和和/或不饱和的C5-至C60-烷基，其中它们是未取代的或被至少一个选自OH、CH2OH的取代基单取代或多取代，R6基团选自支化或非支化的C1-至C60-烷基和支化或非支化的C2-至C60-烯基。4.如权利要求1所述的酯化合物的混合物，其特征在于它们具有通用结构(Ic)其中n'和n''为1和2或2和1，n'''等于0至10，m'等于0至5，R1基团选自氢、支化或非支化的C1-至C60-烷基、支化或非支化的C1-至C60-烯基、C7-至C60-芳基烷基、C1-至C60-杂芳基烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：T贝特克，C普拉斯，H格罗杰，D罗德勒，S西迈尔，T基尔特豪，L马，
申请(专利权)人：慕尼黑克吕伯尔润滑器股份两合公司，比勒费尔德大学，
类型：发明
国别省市：德国,DE