[发明专利]一种金刚烷酸酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及金刚烷酯油，具体涉及金刚烷酸酯的合成方法。

背景技术

合成润滑油是通过合成方法得到的的油品。这类润滑油通常具有矿物油所不具备的独特性能。根据合成润滑油基础油的化学结构，已工业化生产的合成润滑油分为酯类油、聚醚、合成烃、硅油、氟油、磷酸酯等6大类。酯的种类很多，包括单酯、二元酸双酯、二元醇双酯、二元酸二元醇复酯、多元醇酯、聚醚单酯、聚醚双酯等，并已成功应用在喷气发动机油、汽轮机油、压缩机油和液压油等领域。

金刚烷(三环[3.3.1.1^3，7]癸烷)，是一种周正对称、高度稳定的笼状烃，潜在的衍生物种类及数量繁多。它在医药、航空航天、功能材料、石油加工等领域具有重要应用。金刚烷及其衍生物大多数具有良好的润滑性能，具有金刚烷骨架结构的润滑油，如α-异丙基金刚烷可用作内燃机车润滑油使用，P-氯化金刚烷可用作工作油和传动油，烷基金刚烷的二聚体和聚丁烯混合可用作牵引传动油。2，4，6-三甲基金刚烷、烷基金刚烷二聚体和聚丁烯的混合物、环己基-1，3-二甲基金刚烷等可用作内燃机牵引系统的润滑油，全氟金刚烷可作为水压机液压油和变压器油，溴代金刚烷可作抗磨、防烧结添加剂。日本学者发现金刚烷烃油(三丁基或四丁基金刚烷油)具有相当高的粘度系数和负粘度指数，同时具有倾点低、介电性质优良的特点，其潜在用途是电绝缘油和氟里昂冷冻压缩机油。合成酯类油不仅具有良好的低温流动性，而且还具有比同粘度的矿物基润滑油更好的润滑性能，其原因在于酯类油分子中的极性功能团-酯基在摩擦表面的强吸附作用和脂肪酸的长碳链对摩擦表面的覆盖，在摩擦表面上形成抗剪切性能更好的界油膜，使摩擦表面受到保护。将酯基引入到金刚烷分子结构中，其金刚烷基酯油可望具有良好粘温特性、热稳定性以及高抗氧化性。但是现有技术用H₂SO₄为催化剂反应合成金刚烷酸酯，其反应提纯困难，不适合大规模的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种收率高、简便易行的金刚烷酸酯的合成方法。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种金刚烷酸酯的合成方法，包括如下步骤和工艺条件：

(1)对金刚烷羧酸进行酰化：将金刚烷羧酸置于溶剂中，在-10～30℃温度条件下以0.5～1.5ml/分钟的速度滴入草酰氯二氯甲烷溶液，反应1～6h，制得金刚烷羧酸对应的酰氯物；金刚烷羧酸中的羧基与草酰氯二氯甲烷的草酰氯的摩尔比为1∶1～5；所述溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷，溶剂的加入量为每克金刚烷羧酸加入2～5ml溶剂；所述金刚烷羧酸为下面结构式a、b和c中的一种，式中，R为H或CH₃；

(2)配制脂肪醇的有机溶剂混合液：在步骤(1)所得产物中滴加4个碳原子以上的直链醇以及由吡啶与二氯甲烷的反应溶剂，其中直链醇与步骤(1)所得金刚烷酰氯中酰氯基的摩尔比为1∶1～1.5，于-20～30℃温度条件下反应1～10h，合成金刚烷酸酯；反应结束后过滤除去吡啶盐，用盐酸洗涤滤液，水洗，分液，再碱洗，分出油相液体，用氯化钙干燥产物，过滤，旋转蒸发除去溶剂。

为进一步实现本发明目的，所述的金刚烷羧酸为金刚烷甲酸、金刚烷二甲酸或金刚烷四甲酸。

步骤(1)所述的反应温度为0～20℃。

步骤(1)反应结束后用旋转蒸发仪除去未反应的草酰氯。

步骤(2)的盐酸浓度为0.5～2mol/L。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明用草酰氯酰化金刚烷酸，吡啶为反应溶剂，其酰化物与醇进行酯化反应合成金刚烷酸酯，提供了一种具有高效率、高收率、高纯度金刚烷酯的制备方法，产物收率可达90％，纯度99.5％以上。

(2)该方法以草酰氯为原料，以吡啶为溶剂兼酸吸收剂，原料价廉易得。

(3)该方法步骤少，反应时间短，分离方法简便易行，实验条件易实现。

附图说明

图1是金刚烷甲酸正丁醇酯的红外光谱

图2是金刚烷甲酸正丁醇酯的¹H-NMR谱图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但需指出的是，以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

实施例1