(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｍｏ3ＳxＬyで表される油溶性又は油分散性の三核モリブデン−イオウ化合物を製造する方法であって、
（式中、ｘは、４〜１０であり、Ｌは、式Res1-Ｓ-又はRes2-Ｓ-で示される配位子であり、Res1及びRes2は、以下の式Ｉ〜IIIで表わされ、
【化１】
0004528439.tif 000003
（式中、各Ｒ1及びＲ2は、独立してハイドロカルビル基又は水素原子であり、化合物の配位子のすべてのハイドロカルビル基に存在する炭素原子の総数は、少なくとも２１個であり、ここでハイドロカルビル基は、ハイドロカーボン置換基、又は置換されたハイドロカーボン置換基である；かつ各Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、独立して酸素原子又はイオウ原子である。）
；かつｙは、Ｍｏ3Ｓxコアの電荷を中和する数である。）
(Ａ)  Ｍｏ3Ｓxコアを含むアニオン又は[Ｍｏ3Ｓ13]2-アニオンを含有する１モル当量の反応化合物、及び
(Ｂ)  前記１以上の配位子が誘導される３未満のモル当量の有機ジスルフィドを反応させて、前記三核化合物を生成する工程を含む方法。
【請求項２】
２モル当量の前記ジスルフィドを反応させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
式中、ｘは、４又は７である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ジスルフィドが、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド；ビス(ジハイドロカルビルジチオ−ホスホネート)ジスルフィド又はビス(ジチオハイドロカルビルジチオ−ホスホネート)ジスルフィドであり、ここでハイドロカルビル基は、ハイドロカーボン置換基、又は置換されたハイドロカーボン置換基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ハイドロカルビル基が、アルキル基である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アルキル基が、３〜２０個の炭素原子を有する請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、三核モリブデン−イオウ化合物の製造方法に関する。
減摩、耐摩耗及び抗酸化特性を有する新規の潤滑剤用添加剤が、継続的に要望されている。いくつかのモリブデン化合物は、これら特性の１種以上を有している；国際特許出願番号PCT/IB97/01656は、潤滑剤用添加剤としての三核モリブデン−イオウ化合物について記載している。
上述の国際特許出願は、式Ｍｏ3ＳxＬy、式中Ｌはジハイドロカルビルジチオカルバメート、ｘは４〜１０、ｙは４である三核モリブデン−イオウ化合物を、１モル当量の(ＮＨ4)2Ｍｏ3Ｓ13.２Ｈ2Ｏに３モル当量のチウラムジスルフィドを用いて製造することを開示している。この反応は、望ましくないことに、式ＮＨ4Ｌyの副生物を２モル当量生成してしまい、それを除去し又はさらに処理して該生成物の銅に対するシール及び腐蝕性についての非適合性を減じなければならない。
【０００２】
有利に、本発明は、出発原料として必要な配位子源の量を少なくすることによって、生成物中にこのような望ましくない副生物を無くし、或いは本質的に無くして、上記問題を解決する。
第１の観点では、本発明は、化合物を油溶性又は油分散性にすることのできる配位子に結合した三核モリブデンコアを有し、１以上の前記配位子、好ましくは各配位子が前記コアに結合するイオウ原子を含む、油溶性又は油分散性の三核モリブデン−イオウ化合物を製造する方法であって、
(Ａ)  チオ−又はポリチオ−三核モリブデンコア、例えば[Ｍｏ3Ｓ13]2-イオンのような三核モリブデンコアを含むアニオンを含む１モル当量の反応化合物、及び
(Ｂ)  前記１以上の配位子が誘導される1.5〜2.5、好ましくは２〜2.1のような３未満のモル当量の有機ジスルフィドを反応させて、前記三核化合物が生成する工程を含む方法である。
【０００３】
如何なる理論によっても限定するつもりはないが、本反応では、ジスルフィドのＳ-Ｓ結合が切断して各イオウ原子及びイオウ原子に結合した付随残部の原子が、前記１以上の配位子を形成すると考えられる。好ましくは、ジスルフィドは、ビス(ジスルフィド)である。
好ましくは、２モル当量のジスルフィドが、本発明の方法に使用される。
第２の観点では、本発明は、主要量の潤滑粘度の油と、少量の前記第１の観点の方法で製造された三核モリブデン−イオウ化合物とを含む潤滑油組成物である。
第３の観点では、本発明は、主要量の潤滑粘度の油と、少量の前記第１の観点の方法で製造された三核モリブデン−イオウ化合物とをブレンドする工程を含む潤滑油組成物の製造方法である。
第４の観点では、本発明は、内燃機関に、前記第２の観点の潤滑油組成物又は前記第３の観点の方法によって製造された潤滑油組成物を供給することを含む内燃機関を潤滑する方法である。
【０００４】
第５の観点では、本発明は、内燃機関の摩擦、摩耗及び酸化、並びにこれら特性の保持の１種以上を減少させる方法であって、内燃機関の移動面を、前記第２の観点の潤滑油組成物又は前記第３の観点の方法で製造された潤滑油組成物で処理することを含む方法である。
第６の観点では、本発明は、内燃機関の燃料消費を減少させる方法であって、内燃機関の移動面を、前記第２の観点の潤滑油組成物又は前記第３の観点の方法で製造された潤滑油組成物で処理することを含む方法である。
以下、本発明の特徴をさらに詳細に説明する。
上述したように、本発明により製造される化合物は、配位子が結合された三核モリブデン−イオウコアを有する。それらは、例えば、式Ｍｏ3ＳxＬyを有し、式中、ｘは、４〜７、好ましくは４又は７のように、４〜１０であり、
Ｌは、配位子を示し；かつ
ｙは、Ｌが一価のときは４というように、Ｍｏ3Ｓxコアの電荷を中和する
数である。
【０００５】
本明細書において、「結合」とは、共有結合、対イオンの場合におけるような静電相互作用による結合、及び共有結合と静電気的結合との中間的な結合の形成を含む意である。同一化合物内の配位子は、異なって結合されうる。例えば、ｙが４の場合、３個のＬが共有結合的に結合され、４個目のＬは静電気的に結合されうる。
ジスルフィドは、式Res1-Ｓ-Ｓ-Res2によって示され、式中、Res1及びRes2はジスルフィド分子の残基を示し、同一でも異なってもよく、好ましくは同一である。従って、本発明の方法で製造される化合物の配位子は、式Res1-Ｓ-及びRes2-Ｓ-で示されうる。
【０００６】
好ましくは、各Res1及びRes2は、以下に示す式Ｉ〜IIIから選択される式で表すことができる。
【化１】
0004528439.tif 000002
式中、各Ｒ1及びＲ2は、独立的にハイドロカルビル基又は水素原子であり、ジスルフィド中に少なくとも１つのハイドロカルビル基が存在して三核モリブデン化合物に油溶性又は油分散性を与えており；かつ各Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、独立的に酸素原子又はイオウ原子である。
【０００７】
本発明で使用されるジスルフィドの例は、ジ−又はテトラハイドロカルビルチウラムジスルフィドのようなハイドロカルビル置換チウラムジスルフィド；ビス(ジハイドロカルビルジチオ−ホスホネート)ジスルフィド；ビス(ジチオハイドロカルビルジチオ−ホスホネート)ジスルフィド；ハイドロカルビル置換キサントゲン；又はハイドロカルビル置換チオキサントゲンであり、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィドが好ましい。後者を用いる場合は、配位子はジチオカルバメート(「dtc」)配位子である。
用語「ハイドロカルビル」は、残基の残部に、従って生成物中の配位子に直接結合する炭素原子を有する置換基を意味し、本発明の文脈内の特性は、主としてハイドロカルビルである。このような置換基は、以下を含む：(１)ハイドロカーボン置換基、すなわち、脂肪族(例えば、アルキル又はアルケニル)、脂環式(例えば、シクロアルキル又はシクロアルケニル)置換基、芳香族−、脂肪族−及び脂環式−置換芳香核、並びに環が別の水素又は残基で完成される環状置換基(すなわち、いずれの２つの指示置換基も共に脂環基を形成しうる)；(２)置換されたハイドロカーボン置換基、すなわち本発明の文脈では、その置換基の主要なハイドロカルビルの特性を変えない非ハイドロカーボン基を含む置換されたハイドロカーボン置換基。当業者は、適切な基(例えば、ハロ、(特にクロロ及びフルオロ)、アミノ、アルコキシル、メルカプト、アルキルメルカプト、ニトロ、ニトロソ及びスルホキシル)を承知している。；(３)ヘテロ置換基、すなわち、本発明の文脈における特性の主要なハイドロカーボンであるが、炭素原子からなるのではなく、鎖又は環に存在する炭素原子以外の原子を含む置換基。
【０００８】
ハイドロカルビル基は、好ましくはアルキル(例えば、配位子の残部に結合した炭素原子が一級、二級又は三級である)、アリール、置換アリール及びエーテル基である。
重要なことは、ハイドロカルビル基が、該化合物に油中での溶解性又は分散性を与えるのに十分な数の炭素原子を有していることである。化合物の油溶性又は分散性は、配位子中の炭素原子の数によって影響されうる。好ましくは、配位子は、化合物を油に溶解又は分散可能にするのに十分な数の炭素原子を有する。化合物の配位子のすべてのハイドロカルビル基に存在する炭素原子の総数は、少なくとも２１、少なくとも２５，少なくとも３０又は少なくとも３５のように例えば２１〜８００である。例えば、各アルキル基中の炭素原子の数は、通常、１〜１００、好ましくは１〜４０、さらに好ましくは３〜２０の範囲である。
【０００９】
本発明の方法における反応化合物の例は、(ＮＨ4)Ｍｏ3Ｓ13.ｎＨ2Ｏ、式中ｎは整数でない値を含む０〜２であるようなアニオンのアンモニウム塩である。反応は、高温、通常６０℃〜１５０℃で行ってよい。反応は、アルゴン又は窒素のような不活性雰囲気中で行ってよく；空気、過酸化水素又は酸素のような酸化源の存在下で行ってもよい。反応は、トリフェニルホスフィン、シアン化物又はサルファイトのようなイオウ引抜剤の存在下で行ってよい。
反応混合物中のＭｏ3ＳxＬyのような生成物は、分離できる。所望により、本発明の方法によって生じたアニオンを含有する如何なる過剰な反応化合物も、ろ過によってのように除去しうる。
反応は、反応後蒸留によってのように生成物から除去しうる適切な有機溶媒中で行ってよい。蒸留時の生成物の熱分解の危険を減少させるため、溶媒として、高沸点の溶媒より低温で蒸留できるメタノールのような低沸点の有機液体の使用が好適である。
【００１０】
反応生成物は、減摩、耐摩耗及び抗酸化性を有する多機能な潤滑油用添加剤として有用であり、該反応生成物を潤滑粘度の油に添加することによって、その油の減摩、耐摩耗及び抗酸化性を高めるために用いて潤滑油組成物を生成しうる。
本発明の添加剤と異なるならば、技術的に公知の他の添加剤を取り入れてよい。例としては、分散剤、界面活性剤、錆止め剤、耐摩耗剤、抗酸化剤、腐蝕防止剤、摩擦改良剤、流動点降下剤、消泡剤、粘度改良剤及びサーファクタントが挙げられる。
潤滑油組成物の調製では、適宜の疎水性の、通常は炭化水素のキャリヤ液、例えば、鉱物潤滑油、又は他の適切な溶媒中に添加剤を濃縮した形態で添加剤を導入することが一般的なプラクティスである。潤滑粘度の油だけでなく、脂肪族、ナフタレン系、及び芳香族炭化水素も濃縮物用の好適なキャリヤ液の例である。
【００１１】
濃縮物は、使用前に添加剤を扱う便利な手段と成ると共に、容易に溶液にし、或いは潤滑油組成物中の添加剤の分散を促進する。１種以上の添加剤(「添加成分」ということもある)を含む潤滑油組成物を合成する場合、各添加剤を別々に−それぞれ濃縮物の形態で取り込んでよい。しかい、多くの場合、１つの濃縮物に２種以上の添加剤を含む、いわゆる添加剤「パッケージ」(「アドパック(adpack)」ともいう)を用意すると便利である。
濃縮物は、１０〜８０、好ましくは２０〜８０、さらに好ましくは２０〜７０のように、１〜９０質量％の添加剤の活性成分を含んでよい。
潤滑油組成物は、潤滑粘度の油に有効な少量の少なくとも１種の添加剤と、必要ならば、本明細書に記載したような１種以上の共添加剤を添加することによって調製できる。調製は、添加剤を油に直接添加することによって、又は添加剤をその濃縮物の形態で添加して、該添加剤を分散させ、或いは溶解するすることによって達成できる。添加剤は、当業者に公知のいずれの方法によってもよく、他の添加剤の添加前、同時、又は後に添加してもよい。
【００１２】
実施例
以下、実施例を参照して本発明を実証する。
ここで、「ココ(coco)」は、偶数個の炭素原子可変の、通常Ｃ6〜Ｃ16のアルキル鎖又はアルキル鎖の混合物である。
実施例１
不活性雰囲気下、１モル当量の三核モリブデン化合物に対して２モル当量のチウラムジスルフィド(「ＴＤＳ」)からのＭｏ3Ｓ7(dtc)4の合成は、(ＮＨ4)2Ｍｏ3Ｓ13.２Ｈ2Ｏ(7.76ｇ、１０mmol)及びテトラココチウラムジスルフィド(19.5ｇ、２０mmol)を、真空にしてアルゴンで３回充填したフラスコに入れて行った。そのフラスコに、無酸素のトルエン(５０mL)及びメタノール(５０mL)を加え、溶媒を脱気した。溶液を８時間激しく還流した。そして、減圧蒸留で溶媒を除去した。生成物をヘプタンに溶かし、ろ過した。ヘプタンを減圧蒸留で除去し、約２５ｇのＭｏ3Ｓ7(dtc)4を得た。
【００１３】
実施例２
空気／酸素パージを取り込むこと以外は、実施例１の手順で、Ｍｏ3Ｓ7(dtc)4を合成した。従って、溶液を激しく８時間還流するとき、溶液から空気を除去した。生成物は、約２５ｇのＭｏ3Ｓ7(dtc)4であった。
【００１４】
試験
３種のモリブデン含有油で、新鮮なときの油及び老化したときの油の高周波往復運動装置(ＨＦＲＲ)性能を比較することによって、摩擦保持特性を試験した。油は、１５０℃で２４時間、６０ml／分で空気中１％ＮＯ2で処理して老化させた。摩擦特性を１４０℃で記録し、新鮮な油から得られた結果と比較した。それぞれ、３つの異なるモリブデン源から対応する量(５００ppm)のモリブデンを含有する３つの油について、この方法で比較した。モリブデン成分は、市販の二核成分、MV822；国際特許出願番号PCT/IB97/01656に記載(方法Ａ)に従って３モル当量のチウラム二核ジスルフィド(ＴＤＳ)を用いて製造したＭｏ3Ｓ7dtc4；及び２モル当量のＴＤＳを用いる本発明の方法(方法１)で製造したＭｏ3Ｓ7dtc4である。これら試験の結果を下表１に示した。三核モリブデン化合物含有油は両者とも二核モリブデン化合物より良い摩擦保持特性を示した。また、異なる方法で製造された三核モリブデン化合物を含有する油は、本試験では匹敵する性能を与えている。
【００１５】
表１
方法Ａ          方法１
モリブデン化合物(＠500ppm) MV822 Ｍｏ3Ｓ7dtc4 Ｍｏ3Ｓ7dtc4
新鮮な油に対する摩擦係数      0.096      0.086            0.095
使用済み油に対する摩擦係数    0.158      0.079            0.084