[发明专利]作为润滑剂和燃料用添加剂的二硫代氨基甲酰基β－羟基脂肪酸酯

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2004年11月23日提交的美国临时申请序列号60/630,543的优先权，该文献整体在此引入作为参考。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及燃料和润滑剂，尤其是烃燃料和润滑油，更具体地说，用于此类燃料和润滑剂的一类衍生自二硫代氨基甲酰基β-羟基脂肪酸酯的抗磨损、抗疲劳和极压添加剂。

2.相关技术的描述

在开发润滑油中，为了提供为所述润滑油赋予抗疲劳、抗磨损和极压性能的添加剂，已进行了许多尝试。二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)已经在配制油中用作抗磨损添加剂超过50年。然而，二烷基二硫代磷酸锌产生灰分，该灰分导致汽车废气排放物中的微粒物质，管理机构正设法降低锌向环境中的排放。此外，磷(也是ZDDP的组分)据怀疑限制在轿车上用来降低污染的催化转化器的使用寿命。出于毒理学和环境原因，限制在发动机使用期间形成的微粒物质和污染是重要的，但是同样重要的是维持润滑油的抗磨性没有降低。

这是重要关注，因为需要有效的催化转化器来降低污染和满足设计用来使内燃机尾气排放物中有毒气体如烃、一氧化碳和氧化氮降低的政府规章。此类催化转化器通常使用催化金属，例如铂或其变体，和金属氧化物的结合物，并且安装在排气路线中，例如汽车的排气管中，以将有毒气体转化成无毒气体。正如前面提到的那样，磷或二烷基二硫代磷酸锌的磷分解产物会使这些催化剂组分中毒；因此，使用含磷添加剂的发动机油可能显著地降低催化转化器的寿命和有效性。因此，降低发动机油中的磷含量以维持催化转化器的活性和延长其寿命将是合乎需要的。

还存在政府和汽车工业对降低磷含量的压力。例如，美国军用标准MIL-L-46152E目前要求发动机油的磷含量等于或低于0.10wt.％，而由日本和美国汽车工业协会定义的ILSAC标准目前要求发动机油的磷含量等于或低于0.08wt.％，并建议将来的磷含量甚至应在更低的水平。因此，替代或至少更进一步地降低润滑油中二烷基二硫代磷酸锌的量，从而减少催化剂失活并因此提高催化转化器的寿命和有效性同时还满足将来的工业标准提出的磷在发动机油中的含量将是合乎需要的。

鉴于已知的含锌和含磷添加剂的上述缺点，已经作出努力来提供既不含锌又不含磷，或者至少，以显著减少的量含有它们的润滑油添加剂。无锌(即无灰)、无磷润滑油添加剂的例子是美国专利号5,512,190公开的2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑和不饱和一、二和三甘油酯的反应产物和美国专利号5,514,189的二烷基二硫代氨基甲酸酯衍生的有机醚。

美国专利号5,512,190公开了为润滑油提供抗磨性的添加剂。所述添加剂是2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑和不饱和一、二和三甘油酯的混合物的反应产物。还公开了具有抗磨性的润滑油添加剂，所述润滑油添加剂如下制备：使不饱和一、二和三甘油酯的混合物与二乙醇胺反应以提供中间反应产物，并使该中间反应产物与2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑反应。

美国专利号5,514,189公开了已经认为是有效的润滑剂和燃料用抗磨损/抗氧化添加剂的二烷基二硫代氨基甲酸酯衍生的有机醚。

美国专利号5,084,195和5,300,243公开了指定用于润滑剂或液压流体的作为抗磨损添加剂的N-酰基-硫代脲烷硫脲。

美国专利号3,407,222公开了以下通式的二硫代氨基甲酸铵

与以下通式的环氧化物的反应，

其中R₁、R₂、R₅、R₆、R₇和R₈各自是氢、烷基、苯基、萘基、环己基或苯乙基；R₃和R₄各自是氢、烷基；环己基或苯乙基，并且其中R₁和R₂以及R₃和R₄与上述二硫代氨基甲酸盐中的氮原子合起来形成选自吡咯烷基、哌啶基和吗啉代的杂环形N-结构部分。

美国专利号5,019,284揭示了氧化烯(环氧化物)或环氧化油如环氧化大豆油或相关官能化环氧化物可以与二烃基二硫代氨基甲酸钠或二烃基二硫代氨基甲酸酯的三乙基铵盐起反应以形成S-羟烷基N，N-二烃基二硫代氨基甲酸酯，如以下反应式中通常描述的那样：