溶劑萃取法制備硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽的制作方法
【專利說明】溶劑萃取法制備硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽
[0001] 優(yōu)先權(quán)
[0002] 根據(jù)35U.S.C. § 119本申請要求2012年11月20日提交的美國臨時專利申請?zhí)?61/728, 470的權(quán)益，通過引用將其內(nèi)容并入本文中。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 1.技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明廣義涉及溶劑萃取法制備未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化 金屬鹽含量降低的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽。
[0006] 2.相關(guān)技術(shù)描述
[0007] 潤滑劑添加劑行業(yè)通常使用烷基苯酚（例如，四丙烯基苯酚，TPP)來制備包含硫 化金屬烷基苯酚的清凈劑。硫化烷基苯酚金屬鹽是有用的潤滑油添加劑，其賦予船舶、汽 車、鐵路和風(fēng)冷發(fā)動機(jī)所用潤滑油組合物以清凈性和分散性以及為油提供堿度儲備。堿度 儲備是必要的以中和發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的酸。沒有此堿度儲備，如此生成的酸會導(dǎo)致 有害的發(fā)動機(jī)腐蝕。但是，在硫化金屬烷基苯酚鹽中以及包含一或多種硫化金屬烷基苯酚 鹽的潤滑油中可能存在一些未反應(yīng)的烷基苯酚如四丙烯基苯酚。
[0008] 近期由美國化學(xué)理事會石油添加劑委員會資助的對大鼠生殖毒性研宄表明游離 或未反應(yīng)的TPP可對雄性和雌性的生殖器官產(chǎn)生不利影響。而且，據(jù)信TPP對皮膚可能有 腐蝕性或刺激性。
[0009] 美國專利申請公開號20080070818 (" '818公開文件"）公開了一種潤滑油組合物， 其包括至少一種由C9-C1JI基苯酚、至少一種硫化的試劑、至少一種金屬和至少一種過堿性 化試劑制備的硫化過堿性金屬酚鹽清凈劑；所述清凈劑包括小于6.0% (合并質(zhì)量）的未 硫化C9-C1JI基苯酚及其未硫化金屬鹽。" '818公開文件"中公開的實(shí)施例A和B得到了 未硫化烷基苯酚和其未硫化鈣鹽分別為5. 58% (質(zhì)量）和3. 84% (質(zhì)量）的過堿性清凈 劑。
[0010] 美國專利申請公開號20090143264( "'264公開文件"）公開了具有低含量烷基苯 酚的硫化金屬烷基苯酚鹽組合物。'264公開文件的硫化金屬烷基苯酚鹽組合物可通過將酚 化合物如四丙烯基苯酚與醛反應(yīng)以形成酚醛樹脂，然后將所述酚醛樹脂同時與金屬堿和第 一硫化劑反應(yīng)來制備。
[0011] 美國專利號4, 328, 111( "'111專利"）公開了包括硫化酚鹽的高堿性酚鹽通常是 在乙二醇存在下生產(chǎn)，而乙二醇很難從產(chǎn)物中除去，從而浪費(fèi)原料且有時在最終產(chǎn)物中會 有由乙二醇導(dǎo)致的不希望副作用。' 111專利進(jìn)一步公開道，為除去乙二醇，將酸性化合物與 包括過堿性金屬磺酸鹽、酚鹽或其混合物的堿性化合物進(jìn)行反應(yīng)，然后將反應(yīng)產(chǎn)物用氮?dú)?汽提以除去乙二醇。
[0012] 為減少對客戶的任何潛在健康風(fēng)險和避免潛在的監(jiān)管問題，必須降低硫化的烷基 取代羥基芳族組合物的鹽中游離的未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其金屬鹽的量。因 此，期望能提供改進(jìn)的制備未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其金屬鹽含量較低的硫化 的烷基取代羥基芳族組合物的鹽的方法。
[0013] 發(fā)明概述
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，提供制備未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未 硫化金屬鹽含量降低的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽的方法，所述方法包括以下步 驟：
[0015] (a)提供組合物，所述組合物包括（i)硫化的烷基取代羥基芳族化合物的鹽、（ii) 未硫化的烷基取代羥基芳族化合物和（iii)烷基取代羥基芳族化合物的未硫化的金屬鹽， 其中所述烷基取代羥基芳族化合物衍生自羥基芳族化合物與一或多種烯烴的烷基化反應(yīng)， 所述烯烴包括選自丙烯、丁烯或其混合物的單體的(： 9至C 18低聚物；和
[0016] (b)將未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽用一或多種溶劑且在 萃取條件下從步驟（a)的組合物中萃取出來，所述溶劑能增溶所述未硫化的烷基取代羥基 芳族化合物及其未硫化金屬鹽，所述萃取條件足以提供未硫化的烷基取代羥基芳族化合物 及其未硫化金屬鹽含量降低的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，提供制備未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未 硫化金屬鹽含量降低的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽的方法，所述方法包括以下步 驟：
[0018] (a)提供組合物，所述組合物包括（i)硫化的烷基取代羥基芳族化合物的鹽、（ii) 未硫化的烷基取代羥基芳族化合物和（iii)烷基取代羥基芳族化合物的未硫化的金屬鹽， 其中所述烷基取代羥基芳族化合物衍生自羥基芳族化合物與一或多種烯烴的烷基化反應(yīng)， 所述烯烴包括選自丙烯、丁烯或其混合物的單體的(： 9至C 18低聚物；和
[0019] (b)將未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽用一或多種溶劑且在 萃取條件下從步驟（a)的組合物中萃取出來，所述溶劑能增溶所述未硫化的烷基取代羥基 芳族化合物及其未硫化金屬鹽，所述萃取條件足以提供未硫化的烷基取代羥基芳族化合物 及其未硫化金屬鹽含量少于I. 5wt. %的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽。
[0020] 本發(fā)明方法有利地提供了能以簡單、成本有效方式制備的未硫化的烷基取代羥基 芳族化合物及其未硫化金屬鹽含量較低的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽，這是一個 出人意料的改進(jìn)，在硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽中不希望存在未硫化的烷基取代 羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽，因?yàn)樗鼈冇泻Φ拇萍に匦袨楹蛯λ鼈冇锌赡茚尫诺江h(huán) 境中的日益關(guān)注。
[0021] 優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述
[0022] 在進(jìn)一步詳細(xì)討論本發(fā)明之前，定義以下術(shù)語：
[0023] 定義
[0024] 本文所用下列術(shù)語具有以下含義，除非另有說明：
[0025] 本文所用術(shù)語"總堿值"或"TBN"指的是在Ig樣品中以當(dāng)量KOH毫克數(shù)表示的堿 量。因此，TBN值越高反映堿性產(chǎn)物越多，因而堿度儲備越大。樣品的TBN可通過2011年5 月15日發(fā)布的ASTM試驗(yàn)D2896-11或任何其它等效程序進(jìn)行測定。
[0026] 術(shù)語"酚鹽"指的是苯酚的金屬鹽。
[0027] 術(shù)語"烷基苯酚鹽"指的是烷基苯酚的金屬鹽。
[0028] 術(shù)語"烷基苯酚"指的是具有一或多個烷基取代基的苯酚，其中至少一個烷基取代 基具有足夠數(shù)量碳原子以使苯酚具有油溶性。
[0029] 術(shù)語"石灰"指的是氫氧化鈣，也被稱為熟石灰或消石灰。
[0030] 術(shù)語"金屬"指的是堿金屬、堿土金屬或它們的混合物。
[0031] 術(shù)語"堿土金屬"指的是鈣、鋇、鎂和鍶。
[0032] 術(shù)語"堿金屬"指的是鋰、鈉、鉀、銣和銫。
[0033] 術(shù)語"金屬堿"指的是金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬烷氧化物等以及它們的混 合物，其中金屬是堿土金屬或堿金屬。
[0034] 術(shù)語"過堿性的"指的是一類金屬鹽或配合物。這些材料也被稱為"堿性的"、"超 強(qiáng)堿性的"、"超堿性的"、"配合物"、"金屬配合物"、"含高量金屬的鹽"等。過堿性產(chǎn)物是特 征為金屬含量按照金屬和與金屬反應(yīng)的特定酸性有機(jī)化合物如羧酸化學(xué)計量過量的金屬 鹽或配合物。適用的過堿性化金屬包括堿土金屬如鎂、鈣、鋇和鍶。適用的過堿性化金屬可 由相應(yīng)的金屬氫氧化物來提供，例如氫氧化鈣和氫氧化鎂分別提供了堿土金屬鈣源和堿土 金屬鎂源。額外的過堿性化可通過加入酸性過堿性化化合物如二氧化碳和硼酸來實(shí)現(xiàn)。
[0035] 術(shù)語"烯基琥珀酸或酸酐"和"烷基琥珀酸或酸酐"可互換使用。
[0036] 本發(fā)明涉及制備未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽含量降低 的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽的方法。一般而言，本發(fā)明方法包括以下步驟：(a) 提供組合物，所述組合物包括（i)硫化的烷基取代羥基芳族化合物的鹽、（ii)未硫化的烷 基取代羥基芳族化合物和（iii)烷基取代羥基芳族化合物的未硫化的金屬鹽，其中所述烷 基取代羥基芳族化合物衍生自羥基芳族化合物與一或多種烯烴的烷基化反應(yīng)，所述烯烴包 括選自丙烯、丁烯或其混合物的單體的(： 9至C18低聚物；和（b)將所述未硫化的烷基取代羥 基芳族化合物及其未硫化金屬鹽用一或多種溶劑從步驟（a)的組合物中萃取出來，所述溶 劑能溶解未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽且在萃取條件下足以提供 未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽含量降低的硫化的烷基取代羥基芳 族組合物的鹽。
[0037] 在步驟（a)中，提供了包含未硫化的烷基取代羥基芳族化合物及其未硫化金屬鹽 的硫化的烷基取代羥基芳族組合物的鹽。通常，所述組合物通過以下步驟得到：（i)將羥 基芳族化合物用一或多種烯烴進(jìn)行烷基化，所述烯烴包括選自丙烯、丁烯或它們的混合物 的單體的(： 9至C 18低聚物，以提供烷基取代羥基芳族化合物；（ii )將所述烷基取