水溶性苯并三氮唑咪唑啉极压抗磨剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物的合成工艺及其应用。其合成是用苯并三氮唑为原料，与氯乙酸、二乙烯三胺、N-羟基乙二胺、乙二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺进行反应，二甲苯或甲苯做携水剂，苯并三氮唑乙酸与二乙烯三胺、N-羟基乙二胺等胺类反应以摩尔比为1∶1.1反应，反应温度为130-160℃和180-220℃，反应时间分别为4小时左右和2小时左右。本发明的操作简单，产率高，反应条件易于控制。本产品苯并三氮唑咪唑啉衍生物可以应用于水基润滑液、铜缓蚀剂以及防锈剂等。
【专利说明】水溶性苯并三氮唑咪唑啉极压抗磨剂及其制备方法
[0001] 本发明涉及含咪唑基团的苯并三氮唑咪唑啉衍生物及其制备方法，其可以用作水 溶性抗磨添加剂，也可作为铜缓蚀剂，属有机化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑是众所周知的铜腐蚀抑制剂。苯并三氮唑在矿物油 中具有很好的摩擦学性能，经常被用于润滑油中的极压、抗磨剂，但其油溶性和水溶性都较 差。作为水溶液中的缓蚀剂的苯并三氮唑在使用时应与其它助溶剂配合使用，增大其溶解 度，使得苯并三氮唑在使用时更加方便。一般分子内的极性基团为供电子型时，中心原子上 的电子云密度越大，缓蚀效果越好。咪唑啉具有较好的水溶性，并且能与金属元素形成络合 物，在表面形成很好的吸附层，在苯并三氮唑衍生物中引入水溶性官能团，如氨基和羟基， 可以增加其水溶性。本专利综合考虑苯并三氮唑和咪唑啉具有的一些性质，为了使添加剂 起到抗磨减磨、抗氧或性能，合成了含有苯并三氮唑官能团的咪唑啉衍生物。
[0003] 专利CN1837338合成了双1-(苯并三氮唑基-1-烷基）多硫化物，可用作润滑油 脂的极压、抗腐蚀添加剂单独使用或和其他润滑油脂添加剂复合使用，具有优良的极压抗 腐蚀性能。
[0004] 专利CN101205216合成了苯并三氮唑铵盐，作为油溶性润滑油添加剂。
[0005] 专利CN102746279A公开了一种含苯并三氮唑基团离子液体及其制备方法和应 用。离子液体的阳离子为咪唑阳离子，阴离子为六氟磷酸根、四氟硼酸根或二（三氟甲基磺 酰）胺负离子，其咪唑环取代的端基含苯并三氮唑基团。离子液体作为润滑油添加剂或润 滑脂添加剂使用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是，根据苯并三氮唑在润滑油和水中的溶解度比较差的问题，提供 一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物的合成工艺，该化合物具有良好的极压、抗磨性能和 抗腐蚀性能，同时在水基润滑剂中的具有较好的溶解度，并提供合成上述化合物的方法。
[0007] 本发明的技术方案是，以苯并三氮唑为原料，与氯乙酸反应形成苯并三氮唑乙酸， 然后再和二乙烯三胺、N-羟乙基乙二胺、乙二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺等进行脱水成环 反应，生成苯并三氮唑咪唑啉，反应条件易于控制，产率高。
[0008] 本发明所涉及的含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物的合成可以用下面的化学反应 方程式来表:
【权利要求】
1. 一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物的制备方法和其作为水溶性极压抗磨添加剂 的应用，其特征在于，所述含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物，该物质具有以下结构式：
2. 根据权利要求1所述的一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物，其特征在于基团X
3. 根据权利要求1所述的一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物其基团特征，其特征在 于，所述含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物为含N杂环苯并三氮唑羧酸与多胺反应，母体为 苯并三氮唑，反应后得到基团为相应咪唑啉基团，并且咪唑啉基团结构式中OH和NH2可以 作为和硼酸酯和磷酸酯的反应基团。
4. 根据权利要求1所述的一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物及其制备方法和应用， 其特征在于，所述含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物苯并三氮唑乙酸咪唑基乙醇（乙胺）作 为添加剂应用于水、水-乙二醇、水-甘油和其它的水基基础液中，并能和其它水基润滑添 加剂复合使用。
5. 根据权利要求1所述的一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物及其制备方法和应用， 其特征在于，所述含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物苯并三氮唑乙酸咪唑基乙醇（乙胺）的 制备方法为： (1) 使用苯并三氮唑与氢氧化钠水溶液在90°C下反应3小时，然后缓慢滴加氯乙酸，反 应三个小时，取出反应液，冷却，加入盐酸直到出现大量白色沉淀，水洗除去氯离子，得苯并 三氮唑乙酸； (2) 第一步得到的苯并三氮唑乙酸分别与二乙烯三胺、N-羟乙基乙二胺、乙二胺、三乙 烯四胺和四乙烯五胺进行反应； (3) 第二步在反应介质存在下，反应介质为：甲苯、苯、二甲苯、和环己烷中之一的非极 性有机溶剂，二甲苯做携水剂占总体积的20% -25% ; (4) 反应温度在130-160°C下反应，除去反应中产生的水分，时间为3-5小时，在 180-220°C下反应，除去反应中产生的水分，时间为2-3小时； (5) 苯并三氮唑乙酸与二乙烯三胺、N-羟乙基乙二胺、三乙烯四胺的摩尔比为 I : I. 0 ?1. 2。
6. 根据权利要求1所述的一种含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物及其制备方法和应用， 其特征在于，所述含咪唑基团的苯并三氮唑衍生物主要有：苯并三氮唑乙酸咪唑基乙胺； 苯并三氮唑乙酸咪唑基乙醇、苯并三氮唑乙酸咪唑啉基乙胺基乙胺等。
7. 根据权利要求3作为水基润滑油添加剂，其特征在于水溶性的添加量质量百分比为 0? 1% -3. 0%。
【文档编号】C10N30/06GK104327054SQ201410640382
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】熊丽萍, 何忠义, 王威, 唐骏, 吴奕锋 申请人:华东交通大学