JPH03193795A - (弗素化フェノキシ)(3―ペルフルオルアルキルフェノキシ)環式ホスファゼンおよびその製造方法 - Google Patents
(弗素化フェノキシ)(3―ペルフルオルアルキルフェノキシ)環式ホスファゼンおよびその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
s)に関する。
234,304号は、下記式: %式%() (式中、Rはm−)リフルオルメトキシフェノキシであ
り、R′はフェノキシであり、およびRIIはm−)リ
フルオルメチルフェノキシであり、mは3〜7の整数で
あり、Xは少なくとも1であり、ならびにx、yおよび
2の合計は2mである。)に相当する環式化合物を開示
する。その物質は、高温滑剤、作動流体、および可塑剤
として有用であることが開示される。他の置換ホスファ
ゼンの付加の例が、米国特許筒3.136.727号;
欧州特許出願第0241877号;米国特許筒3.28
0.222号;および米国特許筒3.459.838号
に開示される。これらのホスファゼンは、また一般に、
滑剤および作動流体として有用であることが教示される
。
、現在重要な変化を受けている。エンジンが、現在使わ
れているエンジンのそれらとは劇的に異なる要求を有す
る自動車および航空適用のために開発されつつある。こ
れらのエンジンが250°Cを越える温度で働き、新規
なまたは現在用いられているものとは異なる物質を用い
て製造されることが、予想される。従って、必要とされ
るものは、滑剤に必要とされる他の特性を有して、高い
使用温度で安定である、滑剤もしくは滑剤添加剤として
有用な新規な化合物である。
テトラマー、もしくはそれらの混合物の、弗素化フェノ
キシ部分および3−ペルフルオルアルキルフェノキシ部
分で置換された環式ホスファゼンに関する。但し、ホス
ファゼン環上の弗素化フェノキシ対3−ペルフルオルア
ルキルフェノキシ部分の比は1:5〜工:1の範囲であ
るものとする。
滑剤組成物に関する。
ある。
いオリゴマーが用いられてよいが、好ましくはトライマ
ーである。トライマーオリゴマーが用いられるとき、そ
れらは少量のより高いオリゴマーを含んでよい。
3〜7であり、Rは各々独立に弗素化フェノキシもしく
は3−ペルフルオルアルキルフェノキシである。但し、
弗素化フェノキシ対3−ペルフルオルアルキルフェノキ
シの比は1:5〜1:1の範囲であるものとする。) に相当する。
子がフェノキシ部分の酸素原子に対してメタもしくはバ
ラにあることが好ましい。
アルキル基は、好ましくは、1〜5個の炭素原子を有す
る低級ベルフルオルアルキル基であり、最も好ましくは
トリフルオルメチル基である。
換基の比は、l:5〜1:1の範囲である。比が1:2
〜1:1の範囲にあることが好ましい。比が約1:2で
あることがより好ましい。
する単一分子として記述されるが、当業者の1人により
、化合物が分子の統計的混合物として存在することが実
現される。これらの分子のいくつかは、他のものがより
高いもしくはより低い比を有するのに対して、置換基の
特定の比を有する。しかし、ホスファゼンは、これらの
統計的混合物内に、特定の比で存在する置換基を有する
。
2,2,4.4,6.6−ジ(4−フルオルフェノキシ
)テトラ(3−トリフルオルメチルフェノキシ)−1,
3,5−1−リアザー2.4゜6−トリホスホリン(p
hosphorine)、2.2,4゜4.6.6−ジ
(3−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオル
メチルフェノキシ)−1゜3.5−トリアザ−2,4,
6−)リホスホリン、2.2,4.4.6.6−ジ(2
−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオルメチ
ルフェノキシ)−1,3,5−トリアザ−2,4,6−
トリホスホリン、2,2,4.4.6.6−)す(2−
フルオルフェノキシ)トリ (3−トリフルオルメチル
フェノキシ)−1,3,5−)リアザ−2,4,6−)
リホスホリン、2.2,4,4゜6.6−トリ (3−
フルオルフェノキシ)トリ(3−トリフルオルメチルフ
ェノキシ)−1,3゜5−トリアザ−2、4、6−)リ
ホスホリン、2゜2.4,4,6.6−)リ (4−フ
ルオルフェノキシ)トリ(3−トリフルオルメチルフェ
ノキシ)−1,3,5−トリアザ−2,4,6−1−リ
ホスホリン、2,2,4.4,6.6.8.8−)す(
4−フルオルフェノキシ)ペンタ(3−トリフルオルメ
チルフェノキシ)−1,3,5,7−テトラデー2.4
.6.8−テトラホスホリン、2゜2,4,4,6,6
,8.8−)す(3−フルオルフェノキシ)ペンタ(3
−トリフルオルメチルフェノキシ)−1,3,5,7−
チトラザー2゜4.6.8−テトラホスホリン、2,2
,4,4゜6.6,8.8−テトラ(4−フルオルフェ
ノキシ)テトラ(3−トリフルオルメチルフェノキシ)
−1,3,5,7−チトラザー2.4,6.8−テトラ
ホスホリン、2.2,4,4,6,6,8゜8−テトラ
(3−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオル
メチルフェノキシ)−1,3゜5.7−チトラザー2.
4,6.8−テトラホスホリン、2 、2 、4 、4
、6 、6 、8 、8−2.57(3−フルオルフ
ェノキシ) −5,43(3−トリフルオルメチルフェ
ノキシ)−1,3,5,7−チトラザー2.4,6.8
−テトラホスホリン、2゜2 、4 、4 、6 、6
、8 、8−2.57 (4−フルオルフェノキシ)
−5,43(3−)リフルオルメチルフェノキシ)−1
,3,5,7−チトラザー2゜4.6.8−テトラホス
ホリン、およびそれらの混合物を含む。好ましい実施例
において、ホスファゼンは、2.2.4,4,6.6−
ジ(3−フルオルフェノキシ)テトラ(m−トリフルオ
ルメチルフェノキシ)−1,3,5−)リアザー2゜4
.6−)リホスホリン、2.2,4.4.6゜6−ジ(
4−フルオルフェノキシ)テトラ(m−トリフルオルメ
チルフェノキシ)−1,3,5−トリアザ−2,4,6
−トリホスホリン、もしくはそれらの混合物である。
れてよい。それらはワンポット(one−pot)2段
階反応で製造されることが、好ましい。第1段階におい
て、弗素化フェノールおよびベルフルオルアルキルフェ
ノールは、溶剤とともにフラスコ中に入れられる。アル
カリ金属水酸化物が添加され、混合物は還流させられ、
反応の水は除去される。混合物は次に冷却され、ハロゲ
ン化環式ホスファゼンが添加され、混合物は還流される
。生成物は次に通常の技術を用いて回収される。弗素化
フェノール、ベルフルオルアルキルフェノール、および
ハロゲン化ホスファゼン出発物質は商業的に手に入り、
または通常の技術を用いて製造されてよい。
ルフルオルアルキルフェノール、およびハロゲン化ホス
ファゼン反応体は、弗素化フェノールおよびベルフルオ
ルアルキルフェノールが1:I〜1:2の比で存在し、
弗素化フェノールおよびベルフルオルアルキルフェノー
ルが完全にホスファゼン環上のハロゲンを置換えること
を確かにするのに十分な量で用いられる。例えば、ホス
ファゼンが2.2,4.4.6.6−へキサクロル−1
,3,5−1−ジアザ−2,4,61リホスホリンの如
きトライマーであるとき、2.2,4゜4.6.6−ヘ
キサクロル−1,3,5−トリアザ−2,4,6−)リ
ホスホリンのモル当り、少なくとも約2モルの弗素化フ
ェノールおよび少なくとも約4モルのベルフルオルアル
キルフェノールを用いることが好ましい。ホスファゼン
がテトラマーであるとき、2.2.4,4.6,6,8
゜8−オクタクロル−1,3,5,7−チトラザー2.
4.6.8−−テトラホスホリンのモル当り少なくとも
約2.6モルの弗素化フェノールおよび少なくとも約5
.4モルのベルフルオルアルキルフェノールを用いるこ
とが好ましい。化学量論量よりわずかに過剰の各々の弗
素化フェノールおよびベルフルオルアルキルフェノール
を用いることが、完全な反応を確実にするために好まし
い。
用である。それらは単独で用いられてもよいし、またそ
れらの性能を改良するための種々の添加剤と一緒に用い
られてもよい。その上に、それらは、それら自体他のベ
ースストック(bases tocks )とともに添
加剤として用いられてよい。
本発明のホスファゼンはベースストックと相溶性であら
ねばならない。相溶性により、本発明のホスファゼンは
適当な界面活性剤の添加によりまたはなくしてベースス
トック中にすぐに分散もしくは溶解されることが、意味
される。本発明の組成物中で有用な公知の滑剤ベースの
例は、当業者にとって公知の有機油もしくはグリースを
含む。本発明のホスファゼンが通常の相溶性ベーススト
ックに添加剤として用いられるとき、ベースストックは
ポリグリコール、ポリフェニルエーテル、およびポリオ
ールエステルであることが好ましい。ベースストックが
5個のフェニル基および4個のエーテル結合を有するポ
リフェニルエーテルであることが、より好ましい。他の
好ましいベースストックは、ペンタエリトリトールテト
ラC5−9エステルの如きポリオールエステル(PUT
)を含む。
の本発明のホスファゼンを含む。すなわち、本発明のホ
スファゼンは滑剤ベースストックとして用いられる(す
なわち、滑剤組成物は約100重量パーセントまでのホ
スファゼンである。)か、またはそれらは他の滑剤とと
もに添加剤として用いられてよい(すなわち、滑剤組成
物は少なくとも約0.1重量パーセントのホスファゼン
を含む、)。
き、それらが少なくとも約0.5重量パーセント、より
好ましくは少なくとも約5重量パーセントの量で用いら
れることが好ましい。本発明のホスファゼンは、添加剤
として用いられるとき、約100量パーセント以下、好
ましくは約100量パーセント以下の量で用いられるこ
とが、また好ましい。
自体として、単独でまたは従来技術で公知の添加剤の添
加とともに用いられてよい。滑剤ベースストックとして
用いられるとき、高温滑剤として有用な添加剤が添加さ
れてよい。本文脈において、本発明のホスファゼンが少
なくとも約50重量パーセント、より好ましくは少なく
とも約95重量パーセントの、滑剤組成物の残りをつく
りあげる1種以上の添加剤を有する組成物を含むことが
好ましい。その上に、本発明のホスファゼンは他のベー
スストックと、滑剤を製造するためにブレンドされてよ
い。
うにも本発明を限定するとして解釈してはならない。特
記なき限り、すべての部および百分率は重量による。
ノールおよび16.2g (0,1モル)の3−トリフ
ルオルメチルフェノールを、100 dのトルエンおよ
び150dのキシレンを有するフラスコ中に入れた。
ラップを備えており、9.6 g (0,15モル)の
水酸化カリウムを添加した。混合物を、反応の水が放出
されるのが止まるまで、還流でかく拌した。混合物を次
に100°Cに冷却し、8.7 g (0,025モル
)の2゜2.4.4,6.6−ヘキサクロル−1,3,
5−トリアザ−2,4,6−1−リホスファゼンを、フ
ラスコからの溶剤の蒸留除去を防ぐような速度で固体と
しての部分で添加した。この後、混合物を16時間還流
させた。冷却後、生成物をlリットルの稀釈Mail水
溶液とともにかく拌し、分離し次に1リツトルの水とと
もにかく拌した。生成物相を分離し、硫酸ナトリウム上
で乾燥し、濾過し、低沸点溶剤を蒸留し、回収した。生
成物2,2゜4.4,6.6−ジ(4−フルオルフェノ
キシ)テトラ(3−トリフルオルメチルフェノキシ)1
.3.5−)リアザー2.4.6−)リホスホリンを、
さらに250℃および0.1 mmHgで蒸留して、流
動点−10℃、熱安定度DSCにより429℃を有する
油を製造した。
−ジ(2−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフル
オルメチルフェノキシ)−1,3゜5−トリアザ−2,
4,6−ドリホスホリン;2゜2.4.4.6.6−ジ
(3−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオル
メチルフェノキシ)1.3.5−1−リアザー2.4.
6−)リホスホリン; 2 、2 、4 、4 、6
、6 、8 、8−2.57(4−フルオルフェノキシ
) −5,43(3−トリフルオルメチルフェノキシ)
−1,3,5,7−チトラザー2.4,6.8−テトラ
ホスホリン;および2.2,4,4,6,6.8.8−
)リ (4−フルオルフェノキシ)ペンタ(3−トリフ
ルオルメチルフェノキシ)−1,3,5,7−チトラザ
ー2.4,6.8−テトラホスホリン;を製造した。
フルオルフェノール/4−フルフルフェノールおよび7
6 g (0,47モル)の3−トリフルオルメチルフ
ェノールを、50dのジグリムおよび500dのキシレ
ンとともにフラスコ中に入れた。フラスコはスターラー
およびDean−3tark )ラップを備え、46g
(0,7モル)の水酸化カリウムを添加した。混合物を
、反応の水が放出されるのが止まるまで、還流でかく拌
した。混合物を次に100℃に冷却し、27.8g (
0,02モル)の2.2.4,4.6.6−ヘキサクロ
ル−1,3,5−トリアザ−2,4゜6−トリホスファ
ゼンおよび27.8g (0,08モル)の2.2.4
.4.6,6,8.8−オクタクロル−1,3,5,7
−チトラザー2.4,6.8テトラホスファゼンを、フ
ラスコからの溶剤の蒸留除去を防ぐような速度で固体と
しての部分で添加した。この後、混合物を16時間還流
させた。
もにかく拌し、分離し次に1リツトルの水とともにかく
拌した。生成物相を分離し、硫酸ナトリウム上で乾燥し
、濾過し、低沸点溶剤を蒸留し、回収した。生成物を蒸
留して、流動点−18°Cおよび0.5 mmm1(で
の沸点285°Cを有する油を製造した。
treme pressure)特性を、Falex摩
擦および摩耗試験機を用いる四球式試験を用いて測定し
た。本実験において、試験化合物は下記表1に示される
置換基を有するトライマー環式ホスファゼン、すなわち
1,3.5−トリアザ−2,4,6−トリホスホリンで
あった。本試験で用いられた四球ベアリング球(fou
r−ball bearing balls)は、^I
SI E−52100スチール製であった。試験荷重は
45ニユートン(10ボンド)であった。試験速度は1
200rpmであり、各々の試験を、特記なき限り、1
時間実施した。約60立方センチメートルの流体を、各
々の試験で用いた。各々の試験を300°Cで実施した
。各々の試験の際、摩耗サイクルの関数としてのトルク
を、摩擦係数を得るためのデータ分析のためのリアルタ
イム(real time)データ取得基準でモニター
した。ベアリング球の光学顕微鏡画を試験完成のときに
取り、傷あと径をこれらの画から測定する。得られたデ
ータを下記の表Iに示しである。
.505ジ(2−FPh)テトラ(3−CF3Ph)’
0.541ジ(3−FPh)テトラ(3−CF3
Ph) ’ 0.569モノ (3−FPh)ペン
タ(3−cFsPh) ’ 0.56トリ (3−F
Ph) トリ (3CF3Ph) ’ 0.51ヘ
キサ(3CPsPh) ’ 0.95
7ヘキサ(Ph)1 0.688
ジ(3−CIPh)テトラ(3−CF3Ph) ’
0.908ジ(Ph)テトラ(3−CF3Ph) ’
0.9912本発明の実施例ではない。
本発明の化合物の有効性を示す。
135Nであり、用いられたホスファゼン0.028 0.057 0.028 0.056 0.112 0.119 0.226 0.170 0、170 は両者ともトライマーおよびテトラマーの置換ホスファ
ゼンであった。得られた結果を下記の表■に示しである
。
アリング球はM−50スチ一ル球であり、試験を45N
(10th)および135N (301b) (7)
[1’実施した。試験を300℃で実施した。得られた
結果を下記の表■に報告しである。M−50スチールは
1パ一セント未満のC1約4パーセントのCr、および
約4〜5パーセントのMoを含む。
ゼンがジ(3−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリ
フルオルメチルフェノキシ)ホスファゼンであったこと
以外は追った。さらに、ホスファゼンを、5個のフェニ
ル基および4個のエーテル結合を有する変化させる量の
ポリフェニル0 1.651 0.226
>2.8”1 1.060 0.2
29 >1.74”5 0.587
0.129 >1.76”10 0.67
4 0.136 0.65620 0
.697 0.153 0.839100
0.678 0.145 0.771本
発明の例ではない。
6 0.189 0.1B9 0.146 0.159 0.151 性を改良するための添加剤としての本発明の化合物の有
効性を示す。
ゼンがトリ(4−フルオルフェノキシ)トリ(3−トリ
フルオルメチルフェノキシ)ホスファゼンであったこと
以外は追った。ホスファゼンの濃度は10重量パーセン
トであった。45Nの荷重で摩耗傷あと径は0.82m
mであり、摩擦係数は0.158であった。135Nの
荷重で、摩耗傷あと径は0.89mmであり、摩擦係数
は0.107であった。
ファゼンがジ(3−フルオルフェノキシ)テトラ(3−
トリフルオルメチルフェノキシ)ホスファゼンであった
こと以外は追った。さらに、ホスファゼンを、Emer
y PET 2939として商業的に手に入る変化させ
る量のペンタエリトリトールテトラC4−、エステルと
ともに用いた。この試験において、用いられたベアリン
グ球は52100スチ一ル球であり、試験を535N
(12o1b)の荷重で実施した。試験を200°Cで
実施した。得られた結果を下記の表■に報告しである。
パーセントのCrを含む。
ェノールおよび9.7 g (0,06モル)の3−ト
リフルオルメチルフェノールを、100Jdのトルエン
および150mのキシレンとともにフラスコ中に入れた
。
ラップを備えており、6.0 g (0,09モル)の
水酸化カリウムを添加した。混合物を、反応の水が放出
されるのが止まるまで、還流でかく拌した。混合物を次
に100°Cに冷却し、5.2 g (0,015モル
)の2゜2.4,4.6.6−ヘキサクロル−1,3,
5−トリアザ−2,4,6−トリホスファゼンを、フラ
スコからの溶剤の蒸留除去を防ぐような速度で固体とし
ての部分で添加した。この後、混合物を16時間還流さ
せた。冷却後、生成物を1リツトルの稀釈NaOH水溶
液とともにかく拌し、分離し次に1リツトルの水ととも
にかく拌した。生成物相を分離し、硫酸ナトリウム上で
乾燥し、濾過し、低沸点溶剤を蒸留し、回収した。生成
物、2.4−ジ(ペンタフルオルフェノキシ)−2,4
,6゜6−テトラ(トリフルオルメチルフェノキシ)1
.3.5−)リアザー2.4.6−)リホスホリンをさ
らに250°Cおよび0.1 mmHgで蒸留して、流
動点−10°Cおよび熱安定度DSCにより431°C
を有する油を製造した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、1:1〜1:5の範囲のフルオルフェノキシ対m−
ペルフルオルアルキルフェノキシの比で存在する、(1
)モノ弗素化フェノキシ、ジ弗素化フェノキシ、トリ弗
素化フェノキシ、テトラ弗素化フェノキシから選ばれる
弗素化フェノキシ置換基、および(2)m−ペルフルオ
ルアルキルフェノキシ置換基、で完全に置換された環式
ホスファゼン(phosphazene)。 2、下記式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、nは3〜7であり、Rは各々独立に弗素化フェ
ノキシもしくは3−ペルフルオルアルキルフェノキシで
ある。但し、弗素化フェノキシ対m−ペルフルオルアル
キルフェノキシの比は1:1〜1:5の範囲にあるもの
とする。) に相当する、請求項1記載の環式ホスファゼン。 3、弗素化フェノキシ対m−ペルフルオルアルキルフェ
ノキシの比が1:2である、請求項2記載の環式ホスフ
ァゼン。 4、弗素化フェノキシ置換基がm−フルオルフェノキシ
、o−フルオルフェノキシ、もしくはp−フルオルフェ
ノキシである、請求項2記載の環式ホスファゼン。 5、ペルフルオルアルキルフェノキシ置換基がトリフル
オルメチルフェノキシ置換基である、請求項2記載の環
式ホスファゼン。 6、2,2,4,4,6,6−ジ(4−フルオルフェノ
キシ)テトラ(3−トリフルオルメチルフェノキシ)−
1,3,5−トリアザ−2,4,6−トリホスホリン(
phosphorine)、2,2,4,4,6,6−
ジ(3−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオ
ルメチルフェノキシ)−1,3,5−トリアザ−2,4
,6−トリホスホリン、2,2,4,4,6,6−(3
−フルオルフェノキシ)(4−フルオルフェノキシ)テ
トラ(3−トリフルオルメチルフェノキシ)−1,3,
5−トリアザ−2,4,6−トリホスホリン、2,2,
4,4,6,6−トリ(フルオルフェノキシ)トリ(3
−トリフルオルメチルフェノキシ)−1,3,5−トリ
アザ−2,4,6−トリホスホリン、もしくは2,2,
4,4,6,6−モノ(フルオルフェノキシ)ペンタ(
3−トリフルオルメチルフェノキシ)−1,3,5−ト
リアザ−2,4,6−トリホスホリンである、請求項2
記載の環式ホスファゼン。 7、下記式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、nは3〜7であり、Rは各々独立に弗素化フェ
ノキシもしくは3−ペルフルオルアルキルフェノキシで
ある。但し、弗素化フェノキシ対3−ペルフルオルアル
キルフェノキシの比は1:1〜1:5の範囲にあるもの
とする。) に相当する少なくとも0.1重量パーセント〜100重
量パーセントの少なくとも1種の環式ホスファゼンを含
む滑剤組成物。 8、弗素化フェノキシ対3−ペルフルオルアルキルフェ
ノキシの比が1:2である、請求項7記載の組成物。 9、さらに、ポリフェニルエーテルもしくはペンタエリ
トリトールテトラC_5_−_9エステルを含む、請求
項7記載の組成物。 10、ホスファゼンが2,2,4,4,6,6−ジ(4
−フルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオルメチ
ルフェノキシ)−1,3,5−トリアザ−2,4,6−
トリホスホリン、2,2,4,4,6,6−ジ(3−フ
ルオルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオルメチルフ
ェノキシ)−1,3,5−トリアザ−2,4,6−トリ
ホスホリン、2,2,4,4,6,6−ジ(2−フルオ
ルフェノキシ)テトラ(3−トリフルオルメチルフェノ
キシ)−1,3,5−トリアザ−2,4,6−トリホス
ホリン、もしくはそれらの混合物を含む、請求項7記載
の組成物。 11、弗素化フェノールおよびペルフルオルアルキルフ
ェノールを、弗素化フェノール対ペルフルオルアルキル
フェノールの比が1:1〜1:2であり、弗素化フェノ
ールおよびペルフルオルアルキルフェノールが完全にホ
スファゼン環上のハロゲンを置換えることとなるのに十
分な量のハロゲン化環式ホスファゼンと反応させること
を含む、1:1〜1:5の範囲のフルオルフェノキシ対
m−ペルフルオルアルキルフェノキシの比で存在する、
(1)モノ弗素化フェノキシ、ジ弗素化フェノキシ、ト
リ弗素化フェノキシ、テトラ弗素化フェノキシ、および
ペンタ弗素化フェノキシから選ばれる弗素化フェノキシ
置換基、および(2)m−ペルフルオルアルキルフェノ
キシ置換基で完全に置換された環式ホスファゼンの製造
方法。
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