芳基烷基羧酸单酯及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种芳基烷基羧酸单酯，具有通式Ⅰ结构，制备方法为芳基烷基羧酸单酯是将烯基羧酸与芳香烃烷基化，得到芳基烷基羧酸，再将芳基烷基羧酸与一元醇进行酯化，得到芳基烷基羧酸单酯；也可以将烯基羧酸甲酯与芳香烃烷基化，得到芳基烷基羧酸甲酯，芳基烷基羧酸甲酯还可与其他一元醇进行酯交换，得到其他结构的芳基烷基羧酸单酯。
【专利说明】芳基烷基羧酸单酯及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种芳基烷基羧酸单酯及其制备方法，应用于润滑油、润滑剂等领域。
【背景技术】
[0002] 脂肪酸单酯的品种很多，主要用作表面活性剂、润湿剂、渗透剂、助溶剂、抗水剂、 树脂韧化剂，有的用作矿石、切削、纺织用油类和防锈剂中的润滑剂，用作多树脂加工时的 内润滑剂。脂肪酸单酯还可以用作造纸增塑剂、高级润滑油添加剂等。
[0003] 脂肪酸单酯主要来源于动植物油脂，是以C12到C18的脂肪酸为主。
[0004] 常用的脂肪酸单酯如硬脂酸甲酯凝点-2°c、二十二烷酸甲酯熔点54-56°C、油酸 甲酯凝点-19. 9°C、硬脂酸丁酯凝点20-22°C、油酸丁酯凝点-26. 4°C等。可以看出，饱和酸 单酯的熔点很高，而油酸虽然凝点较低，但双键具有极强反应活性，在空气中可与氧气发生 反应，使得热稳定性和氧化稳定性差。
[0005] 支链化脂肪酸酯由于其极佳物理特性，在润滑油基础油等领域占据及其重要地 位。但是，支链化脂肪酸酯的合成工艺较为复杂，导致成本较高，难以大规模推广。
[0006] 大分子量低凝点的合成羧酸及其衍生物，在某些领域具有特殊的用途。
[0007] 美国专利5, 440, 059和5, 840, 942描述了使用酸性粘土作为催化剂的二甲苯与油 酸反应，得到芳基烷基羧酸，但在高温下反应形成大量的二聚体和重质酸。
[0008] 美国专利5, 840, 942公开了一种制备芳基取代的脂肪酸或脂肪酸酯的方法。该方 法涉及使用沸石或特定粘土催化剂。
[0009] 美国专利5, 034, 161公开了由得自E.I.duPont的Nafion催化剂NR-50催化的甲 苯、二甲苯、苯酚和油酸之间的反应。
[0010] 所有这些方法都具有转化率低的缺点，难以实现产业化。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的旨在提供一种芳基烷基羧酸单酯，本发明的芳基烷基羧酸单酯，具 有以下通式I结构：
[0012]
【权利要求】
1. 一种芳基烷基羧酸单酯，其特征在于具有通式I结构：
其中：m+n为0-30正整数，p为1-30正整数，q为1或O的正整数； R为苯基，甲苯基，间二甲苯基，对二甲苯基，邻二甲苯基，乙苯基，正丙基苯基，异丙基 苯基，正丁基苯基，异丁基苯基，叔丁基苯基，萘基，甲基萘基，二甲基萘基，乙基萘基，丙基 萘基，丁基萘基，联苯基，苯酚基中的一种。
2. 根据权利要求1所述的芳基烷基羧酸单酯，其特征在于：所述m+n为8、15、19, p为 1-15正整数，q为1，R为间二甲苯。
3. 根据权利要求1或2所述的芳基烷基羧酸单酯，其特征在于：包括间二甲苯基十八 烷羧酸异丁酯、间二甲苯基十八烷羧酸异辛酯，如下式的结构：
其中：m+n为15的正整数。
4. 如权利要求1或2所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：包括以下 步骤： 傅-克烷基化反应：烯基羧酸与芳香烃在酸性催化剂作用下进行的烷基化反应，得到 芳基烷基羧酸； 酯化反应：再将芳基烷基羧酸与一元醇在固体酸催化剂或金属锡类催化剂作用下进行 的脱水缩合反应，得到芳基烷基羧酸单酯。
5. 根据权利要求4所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：所述烯基羧 酸选自十一烯酸、油酸、芥酸中的一种或多种；所述的一元醇选自碳数为3-9的支链醇。
6. 根据权利要求4所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：所述酸性催 化剂选自硫酸、氢氟酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、三氟甲磺酸金属盐或负载的三氟甲磺酸根、 杂多酸、固体超强酸、酸性沸石、全氟代树脂、离子液体中的任意一种或几种。
7. 根据权利要求4所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：所述固体酸 催化剂选自阳离子交换树脂、分子筛固载化液体酸或金属盐中的任意一种或几种；所述的 金属锡类催化剂选自氧化亚锡、氯化亚锡或草酸亚锡中的任意一种。
8. 根据权利要求4所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：包括油酸与 间二甲苯在甲基磺酸催化下进行的烷基化反应，反应式如下：
其中：m+n为=15。
9. 根据权利要求1或2所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：包括以 下步骤： 傅-克烷基化反应：烯基羧酸甲酯与芳香烃在酸性催化剂作用下进行的烷基化反应， 得到芳基烷基羧酸甲酯； 酯交换反应：芳基烷基羧酸甲酯在固体碱酸催化剂或有机锡催化剂催化下与其他一元 醇进行酯交换反应，得到其他结构的芳基烷基羧酸单酯。
10. 根据权利要求9所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：所述烯基羧 酸甲酯选自十一烯酸甲酯、油酸甲酯、芥酸甲酯中的一种或多种；所述的一元醇选自碳数为 3-9的支链醇。
11. 根据权利要求9所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：所述酸性催 化剂选自硫酸、氢氟酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、三氟甲磺酸金属盐或负载的三氟甲磺酸根、 杂多酸、固体超强酸、酸性沸石、全氟代树脂、离子液体中的任意一种或几种。
12. 根据权利要求9所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：所述的固体 酸碱催化剂选自甲醇钠、乙醇钠、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、硫酸或硫酸钾中的 任意一种，所述有机锡催化剂选自单丁基锡、辛酸亚锡、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡中的 任意一种或几种。
13. 根据权利要求9所述一种芳基烷基羧酸单酯的制备方法，其特征在于：包括油酸甲 酯与间二甲苯在甲基磺酸催化下进行的烷基化反应，反应式如下：
其中：m+n为15。
14.如权利要求1或2所述的芳基烷基羧酸单酯在表面活性剂、润湿剂、渗透剂、助溶 齐U、抗水剂、树脂韧化剂、润滑剂、造纸增塑剂、高级润滑油添加剂中的应用。
【文档编号】C10M105/34GK104326906SQ201410467957
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】刘春德 申请人:大连东方创新科技有限公司