专利名称：由酶导向环氧化物二酯基滑润剂的合成的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备酯基滑润剂的方法，具体地是通过涉及酶导向 (enzymatically-directed)环氧化物的合成路线来合成二酯基滑润剂的方法。
背景技术：
酯已经用作润滑油50多年了。它们用于从喷气发动机到制冷设备的多种应用中。 事实上，在汽车应用中，酯是第一种合成曲轴箱车用机油。然而，酯让位于聚α烯烃(PAO)， 因为PAO成本更低以及它们的配方类似于矿物油。然而，在全合成车用机油中，酯几乎总是与PAO组合使用以通过增强的润滑性来平衡对密封、添加剂溶解性、挥发性降低和能量效
率提高的影响。通常，酯基润滑剂由于它们所包含的酯分子的极性而具有优异的润滑性。这些分子的极性酯基粘附于金属表面，生成减缓金属表面磨损和破损的保护膜。这种润滑剂比传统润滑剂不易挥发并且倾向于具有高得多的闪点和低得多的蒸气压。酯润滑剂是优异的溶剂和分散剂，并且可易于对油的降解副产物进行溶剂化和分散。因此，它们极大地降低了油泥的累积。虽然酯润滑剂对于热和氧化过程是稳定的，但是酯官能团给微生物可乘之机，它们比它们的矿物油基类似物更有效率且更有效果地进行生物降解，从而使得它们更加环境友好。然而，酯的制备比它们的PAO对应物的制备更复杂且更昂贵。近来，新的二酯基润滑剂组合物和它们相应的合成已经描述于2007年2月12日提交的共同受让的美国专利申请序列No. 11/673,879中。该专利申请中所描述的合成路线包括以下反应步骤的顺序和/或通常通过以下反应步骤的顺序来进行(1)使烯烃环氧化以形成环氧化物；( 使该环氧化物转化以形成二醇；和C3)使该二醇酯化以形成二酯。最近，上述二酯基润滑剂组合物的另外新的合成法描述于2008年1月31日提交的共同受让的美国专利申请序列No. 12/244, 349中。这样的合成法类似上述那些，但不是通过二醇中间体来进行。而是，它们涉及环氧化物的直接酯化。鉴于以上所述，虽然二酯基润滑剂合成的这些上述优点，但是能够降低环氧化剂的浓度、提高收率和/或使纯化要求最小化的对这类上述方法的任何改变将是高度有益的。发明详述本发明总体上涉及制备二酯基润滑剂组合物(即包含二酯类物质的润滑剂组合物)的方法，其中利用酶来催化或以其它方式调变其中所含二酯类物质的合成法的一部分。在一些实施方案中，用于制备这类二酯基滑润剂的方法使用生物质前体。在这些或其它实施方案中，润滑剂前体物质还可源自或以其它方式衍生自费-托(FT)反应产物和/或废塑料的热解。在一些或其它实施方案中，本发明涉及包括以下步骤的方法(a)使碳数为8-18 的烯烃环氧化以形成包含环氧环的环氧化物，其中这样的环氧化通过一种或多种酶进行 “酶驱动”；和(b)用C2-C18羧酸将所述环氧化物直接酯化以形成适合于用作润滑剂组合物和/或包含在润滑剂组合物中的二酯类物质，所述二酯类物质具有可用作滑润剂的粘度和倾点。通常进行这样的直接酯化而不产生和分离后续被酯化的二醇中间体。另外，这样的环氧化和直接酯化典型地分别对多种烯烃和环氧化物进行；并且其中这些物质的总体 (population)可以在很大程度上是均质的或者是这些物质的混合物。在一些实施方案中，本发明涉及包括以下步骤的方法(1)使烯烃环氧化以形成碳数为8-16的环氧化物，其中这样的环氧化通过一种或多种酶进行酶驱动；( 使该环氧化物转化以形成二醇；和⑶用C2-Cw羧酸将该二醇酯化以形成适合于用作润滑剂组合物和/或包含在润滑剂组合物中的二酯类物质，所述二酯类物质具有可用作滑润剂的粘度和倾点。另外，这样的环氧化和直接酯化典型地分别对多种烯烃和环氧化物进行；并且其中这些物质的总体可以在很大程度上是均质的或者是这些物质的混合物。典型地，通过上述方法制备的润滑剂组合物包含一定量的至少一种二酯类物质，
该二酯类物质具有以下结构
权利要求
1.一种方法，该方法包括如下步骤(a)使碳数为8-18的烯烃环氧化以形成包含环氧环的环氧化物，其中这样的环氧化是酶驱动的；和(b)使该环氧化物酯化以形成粘度和倾点适合用作润滑剂或其组分的二酯类物质。
2.权利要求1的方法，其中所述环氧化物酯化步骤直接用C2-Cw羧酸进行。
3.权利要求1的方法，其中所述环氧化物酯化步骤通过以下子步骤进行(i)使所述环氧化物的环氧环打开以形成二醇；和( )用C2-Cw酯化剂将该二醇酯化以形成粘度和倾点适合用作润滑剂或其组分的二酯类物质，其中所述酯化剂选自羧酸、酰氯和它们的组合。
4.权利要求2或3的方法，其中使所述烯烃由α-烯烃异构化为内烯烃。
5.权利要求4的方法，其中用烯烃异构化催化剂使所述烯烃双键异构化。
6.权利要求2或3的方法，其中所述环氧化步骤通过羧酸和过氧化氢引发剂进一步驱动。
7.权利要求6的方法，其中使用脂解酶来调变(mediate)烯烃的环氧化。
8.权利要求7的方法，其中所述脂解酶是脂肪酶。
9.权利要求8的方法，其中所述脂肪酶是基于来自CandidaAntarctica的脂肪酶的固定化脂肪酶产品。
10.权利要求2的方法，其中所述直接酯化步骤通过酸催化剂的存在进行催化，所述酸催化剂选自H3P04、、磺酸、路易斯酸、基于氧化硅和氧化铝的固体酸、Amberlyst、氧化钨和它们的组合。
11.权利要求2的方法，所述所述直接酯化步骤另外包括存在羧酸酐。
12.权利要求3的方法，其中所述酯化步骤通过酸催化剂的存在进行催化，其中所述酸催化剂选自H3P04、、磺酸、路易斯酸、基于氧化硅和氧化铝的固体酸、Amberlyst、氧化钨和它们的组合。
13.权利要求3的方法，其中所述酯化步骤另外包括存在羧酸酐。
14.权利要求1的方法，还包括将所述二酯类物质与一种或多种其它物质进行调合的步骤，所述一种或多种其它物质选自其它二酯类物质、I类油、II类油、III类油和它们的混合物。
15.权利要求1的方法，其中所述烯烃是费-托反应产物。
16.权利要求1的方法，其中所述烯烃衍生自废塑料的热解。
17.权利要求1的方法，其中所形成的二酯类物质选自癸酸2-癸酰氧基-1-己基-辛酯及其异构体、十四酸-1-己基-2-十四酰氧基-辛酯及其异构体、十二酸2-十二酰氧基-1-己基-辛酯及其异构体、己酸2-己酰氧基-1-己基-辛酯及其异构体、辛酸2-辛酰氧基-1-己基-辛酯及其异构体、己酸2-己酰氧基-1-戊基-庚酯及异构体、辛酸2-辛酰氧基-1-戊基-庚酯及异构体、癸酸2-癸酰氧基-1-戊基-庚酯及异构体、癸酸-2-癸酰氧基-1-戊基-庚酯及其异构体、十二酸-2-十二酰氧基-1-戊基-庚酯及异构体、十四酸 1-戊基-2-十四酰氧基-庚酯及异构体、十四酸1- 丁基-2-十四酰氧基-己酯及异构体、 十二酸-1- 丁基-2-十二酰氧基-己酯及异构体、癸酸1- 丁基-2-癸酰氧基-己酯及异构体、辛酸1- 丁基-2-辛酰氧基-己酯及异构体、己酸1- 丁基-2-己酰氧基-己酯及异构体、十四酸1-丙基-2-十四酰氧基-戊酯及异构体、十二酸2-十二酰氧基-1-丙基-戊酯及异构体、癸酸2-癸酰氧基-1-丙基-戊酯及异构体、辛酸1-2-辛酰氧基-1-丙基-戊酯及异构体、己酸2-己酰氧基-1-丙基-戊酯及异构体，以及它们的混合物。
18.权利要求1的方法，其中所形成的二酯类物质具有在100°C下3.8-6. OcSt范围内的粘度和120-170范围内的粘度指数。
19.权利要求1的方法，其中所形成的二酯类物质具有小于_12°C的倾点。
20.权利要求1的方法，其中所形成的二酯类物质具有大于12小时的氧化器BN值。
全文摘要
本发明总体上涉及制备二酯基润滑剂组合物的方法，其中通过环氧化物中间体的酯化进行二酯类物质的形成，并且其中所述环氧化物中间体通过酶驱动机制产生。在一些实施方案中，用于制备这样的二酯基润滑剂的方法使用生物质前体和/或低价值的(例如费-托(FT)烯烃和/或醇)，以便生产高价值的二酯基润滑剂。在一些实施方案中，这样的二酯基润滑剂衍生自FT烯烃和脂肪酸。所述脂肪酸可来自生物基资源(即生物质，可再生资源)或可通过氧化衍生自FT醇。
文档编号C10M105/36GK102264876SQ200980152278
公开日2011年11月30日 申请日期2009年11月12日 优先权日2008年11月13日
发明者J·布拉斯克, K·博赫, S·A·埃勒玛丽, S·J·米勒, Z·周 申请人:诺沃奇梅兹有限公司, 雪佛龙美国公司