[发明专利]一种双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型绿色多功能的双‑(2‑胺基乙酰)‑哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂及其制备方法。具体包括以下步骤：先在碱的作用下，哌嗪与氯乙酰氯经酰胺化得到双‑(氯乙酰)‑哌嗪酰胺，再与相应的胺经亲核取代反应得到如通式Ⅰ结构的目标化合物。本发明的制备方法简单，工艺条件温和，原料易得，合成成本低，产率高。这种新型的富氮双‑(2‑胺基乙酰)‑哌嗪酰胺类衍生物可作为润滑油的多功能添加剂单独使用，也可和其它润滑油添加剂复合使用，可用于一般工况和高温工况环境，可以明显改善基础油的极压抗磨减摩性能，有效提高基础油的抗腐蚀性能，是一种绿色可生物降解的多功能润滑油添加剂。

技术领域：

本发明涉及一种双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂及其制备方法，该类衍生物可广泛应用于能源、环境、材料科学等领域，尤其适合用作润滑油添加剂。

背景技术：

摩擦是一种不可避免的自然现象，每年用于减少机械零件摩擦磨损而使用的燃料约占燃料总消费量的1/3，此外，摩擦还会引起机械部件的无益损耗，缩短机器寿命，降低机械效率。为了降低摩擦，减少磨损，通常加入润滑油，而为了提高润滑油的使用性能，则向润滑油中加入适当的添加剂。传统的润滑油添加剂的分子结构中大多含有硫、磷、卤素、金属元素等对环境或健康有害的元素，具有一定的局限性。因此，润滑油添加剂的开发应同时满足环保与节能的要求，即一方面应具有良好的使用性能，另一方面应尽量减少对生态环境的负面影响。

哌嗪衍生物不仅具有良好的承载能力和润滑性能，而且其分子结构中丰富的N元素能够为微生物生长提供充足的营养成分，因此可以提高添加剂的生物降解性能；含酰胺基团的润滑油添加剂分子不仅具有良好的摩擦学性能，而且还可生物降解。本发明从分子设计的角度出发，结合上述各类基团的优点，设计合成出一系列新型环境友好可生物降解的双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物，应用于润滑油基础油中，得到了一类性能优良的润滑油添加剂。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂，该类添加剂不含磷、硫、氯、锌等对环境有毒有害的元素，具有优良的极压抗磨减摩性能。

本发明的另一个目的是提供该双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂，具有通式I的化学结构：

其中，

一种双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物润滑油添加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在碱的作用下，哌嗪与氯乙酰氯经酰胺化，制得中间体1，其结构为：

(2)在碱的作用下，中间体1与胺经亲核取代反应，得到如通式Ⅰ结构的双-(2-胺基乙酰)-哌嗪酰胺类衍生物。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)、(2)中反应的反应介质为四氢呋喃、乙腈、氯仿、丙酮、乙酸乙酯或乙醇中的一种或几种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，哌嗪与氯乙酰氯的摩尔比为1.0:2.0～6.0。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，中间体1与胺的摩尔比为1.0:2.0～6.0。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)、(2)中，反应底物与反应介质的用量比为1mol:(500～5000)mL。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)、(2)中的反应温度为0～80℃。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)、(2)中的反应时间为2～12h。