سنتز دی آلکیل دی تیو فسفات روی (ZDDP) و شناسایی ناخالصی های همراه

چکیده

سنتز دی آلکیل دی تیو فسفات روی (ZDDP) از دو مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول الکل با پنتا سولفید فسفر واکنش داده و دی آلکیل دی تیوفسفریک اسید تولید         می کند. در مرحله دوم اسید به دست آمده با اکسید روی، خنثی شده و محصول نهایی به دست می آید. در هر کدام از مراحل فوق، علاوه بر محصول،‌ ناخالصی هایی به صورت محصولات جانبی ایجاد می شوند که حضور این مواد می تواند در کیفیت محصول نهایی موثر باشد.با شناخت دقیق ساختار شیمیایی ناخالصی های ایجاد شده،می توان شرایط واکنش را طوری تنظیم کرد تا تولید این مواد به حداقل رسیده  و ZDDP  حاصل ،  دارای کیفیت بالاتری باشد. به کمک روش های جداسازی، نظیر استخراج و کروماتوگرافی لایه نازک و ستونی، این ناخالصیها تا حد ممکن  جداسازی  شده  و  به  وسیله  طیف های  FT-IR ، 31P-NMR شناسایی شدند. سپس با تغییر شرایط واکنش نظیر دور همزن، فشار، روش خنثی سازی، نحوه افزودن مواد اولیه، تزریق گاز نیتروژن، استفاده از حلال هپتان و روغن پایه 10 و نیز کنترل کیفیت مواد اولیه، نظیر نوع P2S5 و ZnO و کاهش فعالیت آنها، محصولی با خلوص 90 درصد حاصل شد. از پنج روش کار شده برای سنتز ZDDP روش اول به علت داشتن درصد خلوص بالاتر مناسب تشخیص داده شد

عنوان مقاله [English]

Synthesis of Zinc Dialkyldithiophosphate (ZDDP) and Identification of Impurities Formed

چکیده [English]

Synthesis of zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP) consists of two stages. In the first stage, phosphorus pentasulfide reacts with an alcohol to give dialkyldithiophosphoric acid. In the second stage, the acid is neutralized by zinc oxide. In addition  to the product, some impurities are also formed which affect the quality of the final product. If we can determine the chemical structure of these impurities then we may control the reaction conditions to reduce these by products.By separation techniques such as extraction , thin   layer    chromatography    and   column chromatography, limited amounts of these impurities are separated from the major product and are analyzed by FT-IR and 31PNMR spectroscopy. Then by changing reaction conditions such as rate of stirring, reaction pressure, neutralizing process, the order of addition of starting materials, and the types of P2S5 and ZnO in order to reduce the activity of formerly , we can raise purity of ZDDP up to 90%. Of the five methods for synthesis of ZDDP, the first method was used , because it yielded a higher purity product.
 

[1] Ulmann, Vol.15, 235.

[2] Grant E. Russel, Organic phosphorus compounds, Stanford Research Institute, California,

      report No. 113, P73-98, April 1977.

]3[مجله تحقیق کاربردی شماره 12 و 26 پاییز 1376.

[4] R. M. Mortier, Blackie, chemistry and technology of lubricants Academic and professional,

      first ed. 131-132, 1995.

[5] US patent office. 3,361,668, Jan. 2,1968.

[6] M. C. Demarcy, Ind. Eng. Chem., Res., 30, 1906, 1991.

[7] S. Robota, U.S. patent 3,023,086, Feb. 27,1962.

[8] J. H. Brown, M.W. Mead, Ger. Patent, 1,171,883, Jun., 11, 1964.

[9] Colclough, process for the preparation of dithiophosphoric acids, US patent 5,739,089,April

     14,1998.

]10[امیر ناصر احمدی، فلورا شایق و همکاران، بهینه سازی انتخاب منعقد کننده مناسب جهت فیلتراسیونZDDP و سنتز ZDDP، پژوهشگاه صنعت نفت، 1376.

[11] Ashford, J. appl. Chem., 15, April, 1965, P,170.

[12] Journal of the Society of Tribologists and Lubrication Engineers, P.23-25, April, 1999.

[13] Ashford etal, J. appl. Chem.., 15, April, 1965, P.170.

[14] Marshall, G.L, Petro. Analysis, 1981, P.409-21.

[15] Sabol, Albert R., Petrollis, Ammonia catalyzed preparation of zinc dihydrocarbyl

       dithiophosphates, US patent, 4,377,527, March 22, 1983.

[16] American standard test method, ASTM-D664.

[17] Determination of water content of petroleum products distillation method, ASTM-D 95-9.