[发明专利]一种支链烷基膦酸二烷基酯的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种支链烷基膦酸二烷基酯的制备方法及其应用。本发明以α‑烯烃二聚产物亚乙烯基烯烃和亚磷酸二烷基酯为原料，在固体催化剂存在下进行反马氏加成反应制备支链烷基膦酸二烷基酯。固体催化剂是以可溶性锰盐为锰源，磷酸氢二铵为磷源，通过水热法‑高温焙烧制得。该催化剂对反马氏加成反应合成支链烷基膦酸二烷基酯具有良好的催化活性，支链烷基膦酸二烷基酯的收率可达90%以上，纯度可达95%以上。本发明方法所用催化剂制备过程简单、易于分离回收和工业化实施，所得到的产物支链烷基膦酸二烷基酯作为润滑油极压抗磨剂具有优异的极压抗磨性能。

技术领域

本发明属于润滑油极压抗磨剂制备技术领域，特别涉及一种支链烷基膦酸二烷基酯的合成及其作为润滑油极压抗磨剂的应用。

背景技术

磷元素是润滑油中常用的活性元素，含磷化合物作为极压抗磨添加剂，能够有效提高润滑油的极压抗磨性能。磷酸酯或亚磷酸酯是常用的含磷极压抗磨添加剂。其中，亚磷酸二烷基酯，如亚磷酸二正丁酯(T304)，作为一种常见的抗磨添加剂在实际的应用研究中受到了人们的广泛关注。短链的亚磷酸二烷基酯具有一定的极压抗磨性能，但是由于其化学性质比较活泼，容易发生水解，限制了其直接作为极压抗磨剂的应用。有鉴于此，开展以短链的亚磷酸二烷基酯为原料，通过酯交换反应、自由基加成反应等合成稳定性良好的含磷极压抗磨剂是必要的。

长链的亚磷酸二烷基酯具有较好的水解稳定性，可以利用长链脂肪醇与短链的亚磷酸二烷基酯通过酯交换反应制备得到。李松林等人以亚磷酸二正丁酯和十二醇为原料，通过酯交换反应合成了亚磷酸双十二烷基酯(李松林，芮斌，周斌，饶华英.亚磷酸双十二烷基酯的合成与摩擦性能研究[J].润滑与密封，2017，42(01)：137-140.)。所合成的亚磷酸双十二烷基酯作为水基润滑极压添加剂具有良好的极压抗磨性能。亚磷酸二烷基酯还能够和含有碳碳双键的化合物通过自由基加成反应合成含有碳-磷键的有机化合物。BiresawG等人以油酸甲酯和亚磷酸二烷基酯为原料，在自由基引发剂过氧化十二酰的作用下合成了含磷极压抗磨剂，并测试研究了其润滑性能(Biresaw G,Bantchev GB.TribologicalProperties of Biobased Ester Phosphonates.J Am Oil Chem Soc 2013,90(6):891-902.)。Tayama O等人以乙酸锰为催化剂，催化直链α-烯烃和亚磷酸二烷基酯通过自由基加成反应合成了含有碳-磷键的有机化合物(Tayama O,Nakano A,Iwahama T,Sakaguchi S,Ishii Y.Hydrophosphorylation of alkenes with dialkyl phosphites catalyzed byMn(III)under air.J Org Chem 2004,69(16):5494-5496.)。

亚乙烯基烯烃是含有支链结构的烯烃化合物，其可以通过α-烯烃的二聚反应进行制备(Janiak C.Metallocene and related catalysts for olefin,alkyne and silanedimerization and oligomerization.Coord Chem Rev 2006,250(1-2):66-94.)。由于含有支链结构和不饱和双键，亚乙烯基烯烃的双键官能化反应可以合成多种具有潜在应用的特种化学品，如粘结剂、香精香料、合成润滑剂、燃料添加剂等。通过查阅文献，α-烯烃二聚产物亚乙烯基烯烃和亚磷酸二烷基酯的反马氏加成反应制备支链烷基膦酸二烷基酯及其作为润滑油极压抗磨添加剂的研究却鲜有报道。

发明内容

本发明旨在提供一种支链烷基膦酸二烷基酯的制备方法及其应用，本发明方法操作过程简单、易于工业化实施，所得产物支链烷基膦酸二烷基酯是一种性能优良的润滑油极压抗磨剂。

本发明是通过以下技术方案实现的：