[发明专利]一种4‑聚异丁烯基‑1,2‑二硫代‑4‑环戊烯‑3‑硫酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮的制备方法。

背景技术

硫化烯烃是一种十分重要的极压抗磨添加剂，其具有油溶性好、含硫量高、极压抗磨性能好等优点，目前被广泛应用于齿轮油、液压油、金属加工液等润滑油产品中。

硫化异丁烯的制备方法主要有以下两种：一种是将一氯化硫与异丁烯通过加合、脱氯反应制备硫化异丁烯，这是目前制备硫化异丁烯的传统工艺，该工艺的缺点是生产过程繁琐、工艺复杂、三废多、环境污染严重，无法满足人类社会可持续性发展的需要；另一种是烯烃直接硫化法，即在催化剂及高压反应条件下，将单质硫与异丁烯直接反应合成硫化烯烃，该工艺避免了含氯废水的生成，具有工艺简单、三废少、环境污染小等特点，具有很好的发展前景。

研究表明，异丁烯与硫磺在高温、无催化剂条件下直接硫化的主产物为4-甲基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮，虽然4-甲基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮也具有极压抗磨性，但其具有强烈的刺激性气味，并且对铜的腐蚀性较大。为此，US5849677专门提到了通过溶剂低温萃取法去除硫化异丁烯中的4-甲基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮的方法。

4-甲基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮是硫化异丁烯制备过程中的非理想产物。据US6,884,855记载，当4-甲基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮分子结构中的甲基被碳数不小于12的聚异丁烯基取代，即硫化产物为4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮(结构如式(1)所示)时，该类硫酮不仅具有良好的极压、抗磨和抗氧化性，而且同传统的硫化异丁烯相比，还具有气味小、热稳定好的特点，可替代硫化异丁烯用作润滑油极压抗磨、抗氧化多效添加剂。

式(1)中，R₁为氢或甲基，X为硫或氧，m为1-9的整数，n为0或1；且当n为0时，R₁为甲基；当n为1时，R₁为氢。

US6884855公开了一种4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮的制备方法，该方法包括在不低于175℃、优选在200℃-220℃的条件下，将聚异丁烯与硫磺直接硫化得到硫酮。当反应温度低于175℃时，采用该方法生成硫酮的速度很慢。然而，高的反应温度除了对生产设备提出了更苛刻的要求之外，还意味着需要较大的能源消耗，不符合节能减排及经济可持续发展的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的方法制备4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮时条件较为苛刻的缺陷，而提供了一种新的4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮的制备方法，采用该方法能够将反应温度降至更低的水平。

具体地，本发明提供的4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮的制备方法包括将聚异丁烯与硫磺进行反应，其中，所述反应在固体超强碱催化剂的存在下进行，所述固体超强碱催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述活性组分为碱金属氟化物。

本发明的发明人经过深入研究发现，在聚异丁烯与硫磺的反应过程中，采用上述特定的固体超强碱催化剂能够在较低的反应温度下获得4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮，极具工业应用前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的4-聚异丁烯基-1,2-二硫代-4-环戊烯-3-硫酮的制备方法包括将聚异丁烯与硫磺进行反应，其中，所述反应在固体超强碱催化剂的存在下进行，所述固体超强碱催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述活性组分为碱金属氟化物。

本发明对所述固体超强碱催化剂中载体和活性组分的含量没有特别地限定，例如，以所述固体超强碱催化剂的总重量为基准，所述载体的含量可以为20-80重量％，优选为50-70重量％；所述活性组分的含量可以为20-80重量％，优选为30-50重量％。

所述碱金属氟化物的种类可以为本领域的常规选择，例如，可以选自氟化锂、氟化钠、氟化钾和氟化铯中的一种或多种，特别优选为氟化钾。当采用氟化钾作为活性组分时，所述固体超强碱催化剂具有极其优异的催化活性，在较低的反应温度下就能够获得较高的收率。