专利名称：蓖麻油脂肪酸基长链酯酯和它们作为潜在润滑油基础油料的衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及蓖麻油脂肪酸-基长链酯(estolides)的直链和异烷基酯的制备以及 它们作为潜在润滑油基础油料的衍生物。
背景技术：
植物油被认为是用于制备生物润滑油基础油料的潜在候选者以代替常规的矿物 油-基润滑油和合成酯。植物油基润滑剂由于它们增强的生物降解性、更低的毒性和一些 其它性质而是矿物油-基润滑油的有吸引力的备选物。长链酯是一类基于植物油的酯，其在一种脂肪酸的羧酸官能团在另一种脂肪酸 的不饱和双键位置反应以形成酯键时形成，并且该产物公知为长链酯。长链酯的次级键 (secondary linkage)比甘油三酯更耐水解，并且长链酯的独特结构得到对于一些应用，物 理性质远优于植物油和矿物油的物理性质的材料[hform，15，第515页Q004)]。特征在于具有用作润滑油基础油料的优异性质的衍生自油酸和C6至C14饱 和脂肪酸的长链酯的酯已经被描述于hdustrial Crops and Products (2001)，13 (1)， 11-20中。在另一研究中，饱和物封端的油酸长链酯被2-乙基己醇酯化，得到相应的酯 [Industrial Crops and Products，18，第 183页 Q003)；美国专利US 6, 018, 063(2002) ^P US 6, 316, 649 (2001) ]0这些椰油-油酸长链酯酯显示出优良的低温性能(-36°C )并且与 目前的植物油-基商业材料相比，更适宜作为生物可降解润滑油和官能流体的基础油料。在所述另一种类型的长链酯中，蓖麻油的羟基脂肪酸可以容易地通过均聚转化成 长链酯[J.Am. Oil Chem. Soc. 42 ；第4 页(1965)。不同于当一种脂肪酸的羧酸官能团连 接到另一种脂肪酸的不饱和位以形成低聚酯而形成的正常长链酯，蓖麻的脂肪酸具有提供 酯化发生位以制备长链酯的羟基官能团。蓖麻油是用于制备包括润滑油在内的几种功能化合物的有吸引力的工业原料 [J.Am. Oil Chem.Soc.51，第 65 页(1974)，J.Am.0il Chem. Soc. 48，第 758 页(1971)]。高 达85-90%的蓖麻油酸(羟基脂肪酸(12-羟基9顺式-十八碳烯酸))的存在使蓖麻油作 为有吸引力的润滑油基础油料凸现。羟基酸的仲醇酯，如仲醇的蓖麻油酸酯是通过使羟基酸的酯与仲醇在有机金属酯 交换催化剂存在下制备的，报道于美国专利US 6,407, 272(2002)中，它们可以用作润滑 剂。雷斯克懒勒(Lesquerella)和蓖麻甘油三酯与油酸的长链酯已经报道于Journal of the American Oil Chemists' Society,79,H 1227 页(2002)中。雷斯克懒勒和蓖麻 羟基甘油三酯的合成和物理性质报道于hdustrial Crops and Products，23，第256页 (2006)中。雷斯克懒勒和蓖麻油通过在2-乙基己酸锡催化剂(0. 1重量％ )存在下与饱和 脂肪酸(C2-C18)反应并且利用羟基与相应酸酐的缩合或在真空下于200°C加热，而转化成 它们相应的长链酯。雷斯克懒勒和蓖麻脂肪酸与几种不同类型的饱和、不饱和和支链脂肪酸的长链酯已经报道于hdustrial Corps and Products，23，第M页(2006)中。蓖麻和雷斯克懒勒 长链酯酯在用油酸或支链脂肪酸封端时具有最佳的冷温(cold temperature)性质。随着 长链酯中的饱和增加，倾点和浊点也增加。发明目的本发明的主要目的在于制备蓖麻油脂肪酸-基长链酯和它们的乙酸酯。本发明的另一个目的在于制备上述长链酯的直链酯和异烷基酯。本发明的再一个目的在于将长链酯的烷基酯和异烷基酯转化成它们的乙酸酯，以 在基本上没有影响倾点和闪点的情况下降低粘度。本发明的又一个目的在于由屯NMR研究确定酯部分和乙酸酯部分这两者在粗制 长链酯中的形成。提供这些酯的物理化学性质也是本发明的一个目的。本发明的再一个目的在于提供一族长链酯，所述长链酯是生物可降解的并且具有 需要的氧化稳定性、低温和粘度性质。本发明的其它目的和优点从下面的描述中将变得显而易见。发明概述在本发明中，报道了衍生自具有约95酸值的蓖麻油脂肪酸长链酯的一族新型长 链酯化合物。本发明中使用的蓖麻油脂肪酸含有不低于84%的蓖麻油酸。发明详述因此，本发明提供一种通式1的长链酯化合物
权利要求
1. 一种通式1的长链酯化合物
2.如权利要求1所述的长链酯化合物，其中R1部分选自由甲基，异丙基，丁基，己基， 2-乙基己基组成的组，并且&部分选自由氢，CH3CO组成的组。
3.一种用于制备根据权利要求1所述的通式1的长链酯的方法，其中所述方法包括 (i)皂化蓖麻油得到所述蓖麻油酸，将所述蓖麻油酸在175至190°C之间范围内的温度、在 惰性气氛下加热在3至^ir之间范围内的时间，得到式1的长链酯化合物，其中η的平均值 为1，并且R1和&是11，( )在选自硫酸或SnCl2中的催化剂的存在下，在回流温度或在140至160°C之间范 围内的温度，使在步骤(i)中得到的长链酯化合物1与碳C1-C8的醇如甲醇、异丙醇、丁醇、 正己醇、2-乙基己醇反应在3至Shr之间范围内的时间，以得到相应的长链酯酯，(iii)使在步骤(ii)中得到的长链酯酯与乙酸酐和吡啶反应，以得到通式1的长链酯 酯的乙酰基化合物，其中R1部分选自由甲基，异丙基，丁基，己基，2-乙基己基组成的组，并 且&部分是CH3CO。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述化合物的酸值为0.5mgK0H/g。
5.如权利要求1所述的方法，其中式1的化合物适宜于原样或与共混料或添加剂一起 作为官能流体的基础油料。
全文摘要
将蓖麻油水解成蓖麻脂肪酸并且自缩合以得到约95酸值的蓖麻油酸-基长链酯。长链酯的羧基通过与直链或支链醇的随后酯化以及还通过游离羟基的乙酰化得到蓖麻油脂肪酸基长链酯和它们的乙酸酯。评价所有产物的总酸值(TAN)，粘度，粘度指数，倾点，闪点和铜条腐蚀，并且发现它们是潜在的润滑油基础油料。
文档编号C11C3/00GK102066539SQ200980123247
公开日2011年5月18日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者巴德里·纳拉亚纳·普拉萨德·拉沙普迪, 沙拉瓦南·克里希纳库马尔, 温卡塔·帕德马贾·科佩斯瓦拉, 温卡塔·苏里亚·科佩斯瓦拉·拉奥·巴姆蒂帕梯, 萨蒂亚·巴斯卡·波图拉 申请人:科学与工业研究委员会