JP2006291210A - 金属イオン封鎖剤として有用なマンニッヒ縮合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒドをアルカリ金属塩基の存在下反応させた生成物を、アミノ酸またはそのエステル誘導体およびアルカリ金属塩基と反応させるマンニッヒ縮合物の製造方法。
【選択図】なし
Description
(b)アミノ酸又はそのエステル誘導体およびアルカリ金属塩基と、
反応させることからなるマンニッヒ縮合物金属イオン封鎖剤の製造方法に関する。
(a)ホルムアルデヒドまたは下記式を有するアルデヒド:
下記式を有するポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物:
塩基の存在下で接触させて反応混合物(反応生成物)を生成させる工程、
そして
(b)上記反応生成物を、下記式を有するアミノ酸又はそのエステル誘導体:
および塩基と接触させて、マンニッヒ縮合物を生成させる工程。
以下の用語は、本明細書で使用するとき、特に断わらない限りは下記の意味を有する:
1)エチルエーテル中の単量体CH2O。
2)化学式CH2(H2O)2(メチレングリコール)およびHO(−CH2O)n−Hを有する水中の単量体CH2O。
3)化学式OHCH2OCH3およびCH3O(−CH2O)n−Hを有するメタノール中の単量体CH2O。
鉄キレート能力に使用される試験は、米国特許第4387244号に記載されている試験と同様である。マンニッヒ縮合物試料0.15乃至0.25グラムを、8ドラムガラスびんに入れ、それにトルエン15ミリリットルを加え、振り混ぜて均一にする。次に、FeCl3の0.05モル水溶液15ミリリットルをガラスびんに加え、そしてガラスびんを1時間機械的に振とうする。ガラスびんの内容物を分離すると、本発明のマンニッヒ縮合物金属イオンキレート(封鎖)剤の存在下で鉄がキレート化した証拠として、トルエン相の色が黄色から紫色に変化する。
Xは、水素、アルカリ金属イオンまたは炭素原子数1〜約6の分枝鎖又は線状アルキルであり、
Wは、−[CHR”]−mであり(ただし、各々のR”は独立に、H、炭素原子数1〜約15のアルキル、または炭素原子数1〜約10でアミノ、アミド、ベンジル、カルボキシル、ヒドロキシル、ヒドロキシフェニル、イミダゾリル、イミノ、フェニル、スルフィドまたはチオールからなる群より選ばれた一以上の置換基を持つ置換アルキルであり、そしてmは1〜4の整数である)、
Yは、水素、炭素原子数1〜約10のアルキル、−CHR’OH(ただし、R’は前に定義した通りである)、または下記の基であり、
Zは、ヒドロキシル、下記式のヒドロキシフェニル基であり、
そしてnは、0〜20の整数である、ただし、n=0のときZは下記の基でなければならないとの条件が付く:
最も広い観点では、本発明は、(a)アルデヒドを塩基の存在下でポリアルキルフェノールと化合させて反応生成物を生成させる工程、そして(b)の反応生成物をアミノ酸、その塩又はそのエステル、塩基および任意に水と接触させて生成物を生成させる工程、からなるマンニッヒ縮合物の製造方法に関する。
以下に、本発明のマンニッヒ縮合物金属イオン封鎖剤の代表的な製造方法を記す:
(a)工程では、次のような反応体を加える:
1)不活性溶媒に希釈したポリアルキルフェノール。ポリアルキルフェノールを撹拌しながら加熱して適正なかきまぜを可能にする。ポリアルキルフェノールに、下記の物質を添加する:
2)塩基、
3)アルデヒド。
(b)工程では、下記の物質を添加する:
1)一種以上のアミノ酸類、
2)水、および
3)塩基。
(a)工程では、塩基とポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.01:1.0乃至約1.0:1.0の範囲にあり、そしてアルデヒドとポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.5:1.0乃至約4.0:1.0の範囲にある。好ましくは(a)工程では、塩基とポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.03:1.0乃至約0.5:1.0の範囲にあり、そしてアルデヒドとポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約1.0:1.0乃至約3.0:1.0の範囲にある。より好ましくは(a)工程では、塩基とポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.05:1.0乃至約0.15:1.0の範囲にあり、そしてアルデヒドとポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約1.5:1.0乃至約2.5:1.0の範囲にある。これらの充填モル比も下記第1表にまとめて示す。
(b)工程では、塩基とポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.01:1乃至約1.5:1の範囲にあり、そしてアミンとポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.01:1乃至約3:1の範囲にある。好ましくは(b)工程では、塩基とポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.5:1.0乃至約1.3:1の範囲にあり、そしてアミンとポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.05:1.0乃至約2:1.0の範囲にある。より好ましくは(b)工程では、塩基とポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.9:1.0乃至約1.0:1.0の範囲にあり、そしてアミンとポリアルキル置換フェノールとの充填モル比は、約0.75:1.0乃至約1.5:1.0の範囲にある。これらの充填モル比も下記第1表にまとめて示す。
本発明のマンニッヒ縮合物の合成には、種々のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物を利用することができる。決定的な特徴は、ポリアルキル置換基が完成マンニッヒ縮合物に油溶性を付与できるほど充分に大きいことである。一般に、マンニッヒ縮合物の油溶性を可能にするのに必要な炭素原子の数は、約C20かそれ以上に類する数である。これは、分子量で280乃至5000に相当する。フェノール環のC20かそれ以上のアルキル置換基は、フェノールのOH基に対してパラ位に位置していることが望ましい。
本発明のマンニッヒ縮合物の製造ではポリアルキルフェノールの取扱いおよび反応を容易にするために、不活性溶媒を用いることができる。好適な不活性溶媒の例としては、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼンなどの炭化水素化合物、芳香族溶媒、潤滑粘度のニュートラル油、パラフィン類およびナフテン類がある。他の好適な市販溶媒の例としては、シェブロン100N(商品名)、ニュートラル油、およびエクソン150N(商品名)、ニュートラル油を挙げることができる。
本発明のマンニッヒ縮合物の製造に使用できる塩基は、pKaが7以上の任意のアルカリ金属塩基、好ましくはpKaが10から30の間にある塩基であってよい。代表的な塩基としては、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。好ましくは塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムまたは水酸化カリウムからなる群より選ばれるアルカリ金属水酸化物である。より好ましくは、アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである。最も好ましくは、塩基は水酸化ナトリウムである。
本発明の方法に使用することが考えられるアルデヒドは、ホルムアルデヒド、および下記式を有するアルデヒドである:
4)エチルエーテル中の単量体CH2O。
5)化学式CH2(H2O)2(メチレングリコール)およびHO(−CH2O)n−Hを有する水中の単量体CH2O。
6)化学式OHCH2OCH3およびCH3O(−CH2O)n−Hを有するメタノール中の単量体CH2O。
前記の方法でアミノ酸又はそのエステル誘導体は下記式を有する:
4リットル反応器でマンニッヒ縮合物を製造した。
パラホルムアルデヒドを最後に加えたこと以外は、実施例1の方法を実施した。
パラホルムアルデヒドの前にナトリウムグリシンを反応生成物に加えたこと以外は、実施例1の方法を実施した。
ポリイソブチル置換フェノールとパラホルムアルデヒドの前に水酸化ナトリウムとグリシンを反応生成物に加えたこと以外は、実施例1の方法を実施した。
──────────────────────────────────
実施例 添加 マンニッヒ
ポリイソブチル ホルム グリシン 縮合物
フェノール* アルデヒド
──────────────────────────────────
実施例1 1番目 2番目 3番目 有
実施例2 1番目 2番目 3番目 有
──────────────────────────────────
比較例A 1番目 2番目 無
比較例B 1番目 3番目 2番目 無
比較例C 2番目 3番目** 1番目 無
──────────────────────────────────
*:シェブロン100Nニュートラル油中のポリイソブチル置換フェノール
**:ポリイソブチル置換フェノールの後速やかにホルムアルデヒドを加えた。
Claims (27)
- (a)ポリアルキル基の数平均分子量が約280乃至約5000であるポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物とアルデヒドとをアルカリ金属塩基の存在下で反応させて得た反応生成物を、
(b)アミノ酸またはそのエステル誘導体およびアルカリ金属塩基と、
反応させることからなるマンニッヒ縮合物の製造方法。 - 反応をアルカノールの不存在下で行う請求項1に記載の方法。
- 下記の工程からなる金属イオン封鎖剤として機能するマンニッヒ縮合物の製造方法:
(a)ホルムアルデヒドまたは下記式を有するアルデヒド:
下記式を有するポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物:
塩基の存在下で接触させて反応生成物を生成させる工程、そして
(b)上記反応生成物を、下記式を有するアミノ酸又はそのエステル誘導体:
および塩基と接触させて、マンニッヒ縮合物を生成させる工程。 - (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のポリアルキル置換基が、数平均分子量約400乃至約3000である請求項3に記載の方法。
- (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のポリアルキル置換基が、数平均分子量約500乃至約2000である請求項4に記載の方法。
- (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のポリアルキル置換基が、数平均分子量約700乃至約1500である請求項5に記載の方法。
- (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のポリアルキル置換基が、数平均分子量約700乃至約1100である請求項6に記載の方法。
- (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物のポリアルキル置換基が、ポリプロピレン、ポリブテン、もしくは1−オクテンまたは1−デセンのポリアルファオレフィンオリゴマーから誘導される請求項3に記載の方法。
- (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物が、ポリプロピル置換フェノールまたはポリイソブチル置換フェノールである請求項3に記載の方法。
- (a)工程のポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物が、ポリイソブチル置換フェノールである請求項9に記載の方法。
- ポリイソブチル置換フェノールが、メチルビニリデン異性体を少なくとも約20重量%含むポリイソブテンから誘導される請求項10に記載の方法。
- (a)工程のアルデヒドが、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドまたはホルマリンである請求項3に記載の方法。
- (a)工程のアルデヒドがパラホルムアルデヒドである請求項12に記載の方法。
- (a)工程を、約50℃乃至約120℃の範囲の温度で約0.2時間乃至約8時間かけて行う請求項3に記載の方法。
- (a)工程で生成した反応生成物をアミノ酸塩と接触させる請求項3に記載の方法。
- まず別に、アミノ酸、塩基および水を約15℃乃至約100℃の範囲の温度で接触させて濃厚アミノ酸塩溶液を生成させることによりアミノ酸塩を調製し、次にこのアミノ酸塩を(a)工程で生成した反応生成物に添加する請求項15に記載の方法。
- まず別に、アミノ酸、塩基および水を約30℃乃至約70℃の範囲の温度で接触させて濃厚アミノ酸塩溶液を生成させることによりアミノ酸塩を調製し、次にこのアミノ酸塩を(a)工程で生成した反応生成物に添加する請求項16に記載の方法。
- まず別に、アミノ酸、塩基および水を約40℃乃至約60℃の範囲の温度で接触させて濃厚アミノ酸塩溶液を生成させることによりアミノ酸塩を調製し、次にアミノ酸塩を(a)工程で生成した反応生成物に添加する請求項17に記載の方法。
- (a)及び(b)工程のそれぞれの塩基が独立に、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムまたは水酸化カリウムからなる群より選ばれるアルカリ金属水酸化物である請求項3に記載の方法。
- 塩基が水酸化ナトリウムである請求項19に記載の方法。
- (b)工程のアミノ酸がグリシンである請求項3に記載の方法。
- (b)工程を第1段階と第2段階の二段階で行い、(b)工程の第1段階を50℃乃至約120℃の範囲の温度で約0.2時間乃至約8時間かけて行い、次に(b)工程の第2段階を約120℃乃至約190℃の範囲の最終温度で更に約0.2時間乃至約8時間かけて行う請求項3に記載の方法。
- (a)工程における塩基とポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物とのモル比が約0.01:1乃至約1:1の範囲にあり、そしてアルデヒドとポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物とのモル比が約0.5:1乃至約4:1の範囲にある請求項3に記載の方法。
- (b)工程における塩基とポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物とのモル比が約0.01:1乃至約1.5:1の範囲にあり、そしてアミノ酸類とポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物とのモル比が約0.01:1乃至約3:1の範囲にある請求項3に記載の方法。
- (a)及び(b)工程のそれぞれを独立にアルカノールの不在下で行う請求項3に記載の方法。
- (a)工程で、ポリアルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物をまず潤滑粘度の油に溶解させる請求項3に記載の方法。
- 潤滑粘度の油がニュートラル油である請求項26に記載の方法。
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