способ получения 1-(n, n-диметиламинометил)-1,2,4-триазольной соли o-(н-бутил)-о-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дец-8-илметил)дитиофосфорн ой кислоты в качестве присадки к смазочным маслам

Формула изобретения

Способ получения 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольной соли O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дeц-8-илмeтил)дитиoфocфopнoй кислоты формулы

в качестве присадки к смазочным маслам заключается в том, что 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазол взаимодействует с эквимольным количеством O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0 ^2,6]дeц-8-илмeтил)дитиoфocфopнoй кислоты в среде толуола при температуре 80-100°С в течении 2-4 ч.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области синтеза присадок к смазочным маслам, в частности к способу получения 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольной соли O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дец-8-илметил)-дитиофосфорной кислоты общей формулы (1), перспективной в качестве беззольной присадки к маслам.

Указанное соединение формулы (1) может найти применение в качестве присадки с повышенными противозадирными, противоизносными свойствами, высокой термической и окислительной стабильностью.

Известен способ [Пат. США № 4519928, кл. С 10 М 1/32, 1985 г.] получения присадки к смазочным маслам общей формулы (2) алкилированием бензотриазолов. Присадка вводится в количестве 1 вес.% в состав смазочных материалов для придания им антиокислительных и антикоррозионных свойств.

где R - водород или углеводородный С₁-С ₁₂-радикал, R¹- и R² - C₁ -C₄-алкил, R³ - С₁-С₁₂ -алкил.

Известным способом не может быть получена 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольная соль O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дeц-8-илмeтил)-дитиoфocфopнoй кислоты (1).

Известен способ [А.М.Кулиев “Химия и технология присадок к маслам и топливам”. М., “Химия, 1985, стр.312] получения зольной присадки ДФ-11 (цинковая соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)-дитиофосфорной кислоты) общей формулы (3) взаимодействием пятисернистого фосфора с изобутиловым и изооктиловым спиртами при 100-120°С до диалкилдитиофосфорных кислот, которые нейтрализуют при 20°С оксидом цинка.

Известный способ не позволяет получать 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольную соль O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дeц-8-илмeтил)-дитиoфocфopнoй кислоты (1). Кроме того, полученная таким способом зольная присадка ДФ-11 обладает хорошими противоизносными и антиокислительными свойствами, но недостаточными противозадирными свойствами.

Цель изобретения - создание способа получения беззольной присадки к смазочным маслам, работающим при высоких давлениях, в частности, присадки для масел с улучшенными противозадирными свойствами.

Сущность способа заключается во взаимодействии эквимольных количеств 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазола с O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-илметил)дитиофосфорной кислотой при температуре 80-100°С, предпочтительно 90°С в течение 2-4 часа, предпочтительно 3 ч. Образуется 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольная соль O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дец-8-илметил)дитиофосфорной кислоты (1) с выходом 93-100%.

Целевой продукт (1) образуется только лишь с участием аминометилированного 1,2,4-триазола и O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0 ^2,6]дeц-8-илмeтил)дитиoфocфopнoй кислоты. В присутствии других аминометилированных продуктов (например, аминометилированый фенол или 1,2,4-триазол), других производных дитиофосфорной кислоты (например, диарилдитиофосфорные кислоты) целевой продукт (1) не образуется. Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения или уменьшения одного из компонентов снижает выход целевого продукта (1). Реакции проводили с использованием толуола в качестве растворителя. В других растворителях (например, алифатических) снижается выход целевого продукта (1).

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

1. Способ позволяет получать с высокими выходами беззольную присадку к смазочным маслам общей формулы (1), синтез которой в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами

ПРИМЕР 1. В термостатированный стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником и газоподводящей трубкой, при комнатной (20-21°С) температуре в атмосфере азота помещают 100 ммолей 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазола и 100 ммолей O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-илметил)дитиофосфорной кислоты в 30 мл толуола, при перемешивании нагревают до 90°С и выдерживают 3 часа, выделяют 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольную соль O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дец-8-илметил)дитиофосфорной кислоты (1) с выходом 96%.

Спектральные характеристики 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольной соли О-(н-бутил)-О-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0^2,6 ]дец-8-илметил)дитиофосфорной кислоты (I):

ИК-спектр (, см^-1): 568 (P=S), 670 (P=S), 740, 952 (Р-O), 998(Р-O-С), 1158 (Р-O), 1245 (С-O), 2850, 2945. Спектр ЯМР ¹Н (, м.д., CDCl₃, TMS): 0.98 (т, 3Н, СН₃),1.32 (м,4Н, при С², С³), 2.72-2.84 (с, 6Н при С¹³, C¹⁴), 3.30-4.22 (м, 6Н, СН₂ О, СН₂S), 5.55 (с, 2Н, NCH₂N), 8.48, 8.02 (м, 2Н, CH=N). Спектр ЯМР ¹³C (, м.д.): 14.02 (С¹), 19.14 (С²), 34.27 (С ³), 68.72 (С⁴) 69.17 (С⁵), 40.72 (С⁶), 42.37 (С⁷), 63.22 (С⁸), 68.76 (С⁹), 41.12 (С¹⁰), 33.49 (С¹¹ ), 30.68 (С¹²), 41.64 (С¹³, С ¹⁴), 71.27 (С¹⁵), 143.51 (С¹⁶), 151.16 (С¹⁷). Найдено, %: С, 41.17; Н, 6.17; S, 31.92; N, 9.98. C₂₁H₃₁S₅PN₄ O₂. Вычислено, %: С, 39.69; Н, 6.03; S, 31.13; Р, 6.03; N, 10.89; О, 6.23.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№ п/п	Температура реакции, °C	Время реакции, час	Выход (1), %
1	90	3	96
2	100	3	100
3	80	3	93
4	90	4	100
5	90	2	95

Реакции проводили при эквимольном соотношении исходных peaгентов в растворе толуола.

Присадку (1), полученную согласно примерам 1-5, растворяли в индустриальном масле И-100А в количестве 3 мас.% и сравнивали ее свойства с известной присадкой ДФ-11 (табл.2).

Таблица 2 Результаты испытаний присадки (1) по сравнению с известной присадкой ДФ-11
Показатель	Индустриальное масло И-100А, 50=100сСт с 3% маc. присадки
	Присадка(1)	ДФ-1
Противозадирные свойства определены по ГОСТ 9490-75 на четырехшариковой машине трения (ЧШМ).
Разрушающая нагрузка, кгс/см2	1273	741
Нагрузка сваривания, кгс	315	220
Противоокислительные свойства (72 часа при 120°С с подачей 5 л воздуха в час, медный лист), метод TGL 17745.	3.9	4.5
Центрифугированный осадок.	0.1	0.1
Антикоррозионные свойства по ГОСТ 2917-76.	отсутствует	отсутствует

Как следует из табл.2, полученная в соответствии с изобретением 1-(N,N-диметиламинометил)-1,2,4-триазольная соль O-(н-бутил)-O-(3,4,5-тритиатрицикло[5.2.1.0 ^2,6]дец-8-илметил)дитиофосфорной кислоты обладает по сравнению с известной присадкой ДФ-11 (цинковая соль O-(н-бутил)-O-(2-этил-н-гексил)дитиофосфорной кислоты) лучшими противозадирными свойствами, хорошей совместимостью с базовым маслом. Кроме того, они сохраняют такие эксплуатационные свойства присадки ДФ-11, как противоокислительные и антикоррозионные, вследствие этого являются подходящими присадками для получения редукторных масел класса ТМ-5 в соответствии с TGL 21160. Присадка ДФ-11 позволяет получать редукторные масла до класса производительности ТМ-3.