Domaine ue

La présente invention concerne un procédé d'oligomérisation du 1-décène à l'aide d'un catalyseur permettant d'obtenir les trimères de 1-décène avec un taux de conversion élevé.

Arrière-plan technologique

Dans la classification API des huiles de base, les polyalphaoléfines (PAO) sont référencées comme huiles de base de groupe IV. Grâce à un bon compromis entre la viscosité, la volatilité et les propriétés à froid, ces PAO sont de plus en plus utilisées dans les formules lubrifiantes haute performance. En particulier, ce meilleur compromis est très avantageux par comparaison avec les bases minérales notamment de groupe II.

De manière générale, les PAO sont synthétisées à partir de différents monomères oléfiniques, en particulier à partir de monomères en C6 à C14, par catalyse acide ou en présence d’un catalyseur métallocène.

De manière générale, pour préparer des produits de basse viscosité dont les grades vont de 2 à 10 est, on met en oeuvre des catalyseurs acides.

On connaît des procédés de préparation de PAO par catalyse métallocène permettant généralement d'aboutir à des produits de viscosité élevée dont la viscosité cinématique à 100 °C, mesurée selon la norme ASTM D445, va de 40 à 150 mm ² . s ¹ (grades 40 à 150).

Par ailleurs, les besoins en lubrifiants haute performance augmentent. En particulier, du fait de conditions d'utilisation dont la sévérité s'accroît, par exemple du fait de températures ou de contraintes mécaniques très élevées.

L'espacement des vidanges et la diminution de la taille des systèmes de lubrification entraînent également une augmentation du besoin en lubrifiants haute performance.

L'efficacité énergétique et notamment l'amélioration du Fuel Eco (FE) des lubrifiants ou la réduction de la consommation de carburant des moteurs, en particulier des moteurs de véhicule, sont des objectifs de plus en plus importants et conduisent à l'utilisation croissante de lubrifiants haute performance.

Les lubrifiants haute performance doivent donc posséder des propriétés améliorées, en particulier en ce qui concerne la viscosité cinématique, l’indice de viscosité, la volatilité, la viscosité dynamique ou le point d’écoulement à froid.

La stabilité thermique et la résistance à l’oxydation sont également des propriétés à améliorer pour les lubrifiants haute performance.

Une toxicité réduite et une bonne miscibilité avec d’autres lubrifiants ou d’autres matériaux sont également des propriétés à rechercher pour les lubrifiants haute performance. Par ailleurs, des procédés de préparation de PAO améliorés doivent également être développés, en particulier pour améliorer le rendement ou la sélectivité de ces procédés. L'amélioration de l'activité catalytique doit également être visée.

Ainsi, la présente invention propose un procédé d'oligomérisation du 1-décène présentant un rendement élevé et une sélectivité élevée et permettant, par hydrogénation des trimères obtenus, de préparer des PAO ayant des propriétés satisfaisantes, notamment pour les applications lubrifiants haute performance.

Résumé de l'invention

La présente invention a pour objet un procédé de préparation de trimères du 1-décène, comprenant l'oligomérisation du 1-décène en présence d'un catalyseur au chrome et d'un composé activateur à une température d'au moins 5°C, ledit catalyseur répondant à la formule (I) :

dans laquelle :

RI, R2 et R3 représentent, indépendamment les uns des autres, un radical hydrocarboné comprenant de 13 à 36 atomes de carbone ;

Xi, X ₂ et X ₃ représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d'halogène.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oligomérisation est effectuée à une température allant de 10°C à 50°C, de préférence allant de 15°C à 40°C, préférentiellement allant de 20°C à 35°C.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oligomérisation est effectuée à l'aide d'une catalyse homogène.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le composé activateur est choisi parmi les aluminoxanes, les activateurs ioniques et leurs mélanges.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le composé activateur est un aluminoxane, de préférence un alkylaluminoxane dont le groupement alkyle est de préférence choisi parmi les groupements alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone, préférentiellement de 1 à 3 atomes de carbone.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le composé activateur est un activateur ionique, de préférence choisi parmi le diméthylanilinium tetrakis-(perfluorophényl)borate (DMAB), le triphénylcarbonium tetrakis-(perfluorophenyl)borate, le diméthylanilinium tetrakis- (perfluorophényl)aluminate et leurs mélanges. Selon un mode de réalisation de l'invention, les groupements RI, R2 et R3 sont choisis parmi les groupements alkyle linéaire ou ramifié comprenant de 13 à 36 atomes de carbone, de préférence de 13 à 28 atomes de carbone, préférentiellement de 13 à 24 atomes de carbone, plus préférentiellement de 13 à 18 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 13 à 16 atomes de carbone ; les groupements RI, R2 et R3 sont de préférence identiques.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les atomes d'halogène Xi, X ₂ et X ₃ sont des atomes de chlore.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oligomérisation est effectuée en présence d'au moins un solvant choisi parmi les hydrocarbures, les hydrocarbures halogénés, et leurs mélanges, de préférence parmi les hydrocarbures tels que le toluène, le benzène, le n-hexane, le n-heptane, le cyclohexane ou les xylènes et les hydrocarbures halogénés tels que le dichlorobenzène.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le ratio molaire catalyseur/l-décène va de 1/10000 à 1/500, de préférence de 1/8000 à 1/1000.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le ratio molaire catalyseur/composé activateur va de 1/500 à 1/1, de préférence de 1/400 à 1/100, préférentiellement de 1/350 à 1/200.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'oligomérisation est effectuée en présence d'un composé co-activateur, de préférence choisi parmi les dérivés trialkylaluminium, où le groupement alkyle présente de préférence de 1 à 16 atomes de carbone, préférentiellement de 2 à 10 atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend :

a) L'ajout du composé activateur, et le cas échéant du composé co-activateur, au catalyseur au chrome,

b) Le mélange des ingrédients de l'étape a),

c) l'ajout du 1-décène au mélange issu de l'étape b),

d) la réaction d'oligomérisation.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend en outre une réaction d'hydrogénation en présence d'un catalyseur d'hydrogénation.

Le procédé d'oligomérisation selon l'invention permet d'obtenir un taux de conversion élevé ainsi qu'une sélectivité élevée envers l'obtention de trimères.

Description détaillée de l'invention

La présente invention concerne un procédé de préparation de trimères du 1-décène, comprenant l'oligomérisation du 1-décène en présence d'un catalyseur au chrome et d'un composé activateur à une température d'au moins 5°C, ledit catalyseur répondant à la formule (I) :

dans laquelle :

RI, R2 et R3 représentent, indépendamment les uns des autres, un radical hydrocarboné comprenant de 13 à 36 atomes de carbone ;

XI, X2 et X3 représentent, indépendamment les uns des autres, un atome d'halogène.

1-décène

Le 1-décène utilisé dans le procédé selon l'invention peut être un produit commercial ou peut être obtenu par oligomérisation catalytique d'éthylène bien connue de l'homme du métier.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le ratio molaire catalyseur/l-décène va de 1/10000 à 1/500, de préférence de 1/8000 à 1/1000.

Le catalyseur utilisé dans le procédé de l'invention est un catalyseur au chrome de type complexe où l'atome de chrome est lié à un cycle de type triazacyclohexane, par liaison entre l'atome de chrome et les atomes d'azote du cycle triazacyclohexane.

La liaison de l'atome de chrome au cycle peut être de type covalente ou non covalente.

Les groupements RI, R2 et R3 sont des groupements hydrocarbonés éventuellement substitués par un ou plusieurs hétéroatomes, tels que l'oxygène ou l'azote. Selon un mode de réalisation, les groupements RI, R2 et R3 sont des groupements hydrocarbonés constitués d'atomes de carbone et d'hydrogène. Les groupements RI, R2 et R3 sont de préférence identiques.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les groupements RI, R2 et R3 représentent indépendamment les uns des autres un groupement alkyle et/ou alkényle et/ou aryle, comprenant de 13 à 36 atomes de carbone, de préférence de 13 à 28 atomes de carbone, préférentiellement de 13 à 24 atomes de carbone, plus préférentiellement de 13 à 18 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 13 à 16 atomes de carbone. De préférence, RI, R2 et R3 représentent indépendamment les uns des autres un groupement alkyle linéaire ou ramifié, de préférence ramifié, comprenant de 13 à 36 atomes de carbone, de préférence de 13 à 28 atomes de carbone, préférentiellement de 13 à 24 atomes de carbone, plus préférentiellement de 13 à 18 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 13 à 16 atomes de carbone. De préférence encore, RI, R2 et R3 sont identiques et représentent un groupement alkyle linéaire ou ramifié, de préférence ramifié, comprenant de 13 à 36 atomes de carbone, de préférence de 13 à 28 atomes de carbone, préférentiellement de 13 à 24 atomes de carbone, plus préférentiellement de 13 à 18 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 13 à 16 atomes de carbone. Selon un mode de réalisation, les atomes de carbone des groupements RI, R2 et R3 liés aux atomes d'azote du cycle triazacyclohexane sont de type secondaires (-CH2-) ou tertiaires (-CH-), de préférence secondaire, les groupements RI, R2 et R3 étant de préférence identiques.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les atomes XI, X2 et X3 sont identiques et représentent de préférence chacun un atome de chlore.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les radicaux RI, R2 et R3 sont identiques et représentent un groupement alkyle ramifié comprenant de 13 à 16 atomes de carbone, de préférence RI, R2 et R3 répondent à la formule suivante : -CH2-CH2-CH(C ₅ H )2.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, si RI, R2 et R3 sont tous les trois identiques, alors RI, R2 et R3 ne représentent pas un groupement diméthyle undécanyle.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le catalyseur est un catalyseur homogène, i.e. permettant d'effectuer une catalyse homogène. Autrement dit, lors du procédé d'oligomérisation, le catalyseur est de préférence soluble dans le milieu réactionnel. Ainsi, le catalyseur utilisé dans le procédé de l'invention est selon un mode de réalisation préféré, non lié à un support solide, tel que la silice.

Le catalyseur de formule (I) utilisé dans l'invention peut être obtenu par exemple à partir d'alkylamine(s) primaire(s) de formule (Ilia) RI-NH ₂ , (lllb) R2-NH ₂ et (lllc) R3-NH ₃ , étant entendu que RI, R2 et R3 peuvent être identiques ou différents et ont la signification donnée dans la formule (I) ci-dessus, selon le protocole suivant :

Dans une première étape une ou plusieurs alkylamine(s) primaires sont laissées à température ambiante en présence de paraformaldéhyde et d'un solvant tel que le toluène pendant une durée allant de 12 à 24 heures, pour obtenir le composé triazacyclohexane de formule (II) selon le schéma suivant :

I

Dans une deuxième étape, le composé de formule (II) est mis à réagir avec un complexe halogénochromé, par exemple de formule CrXiX ₂ X ₃ (THF) ₃ , où Xi, X ₂ et X ₃ ont la signification donnée pour la formule (I) ci-dessus, en présence d'un solvant tel que le dichlorométhane, pour obtenir le composé de formule (I), selon le schéma réactionnel suivant :

Selon un mode de réalisation préféré, les groupements RI, R2 et R3 sont identiques, dans ce cas, les composés de formule (Ilia), (lllb) et (lllc) sont identiques.

Pour le procédé selon l'invention, le catalyseur est mis en oeuvre sous une forme activée pour l'oligomérisation du 1-décène. Ainsi, le procédé selon l'invention met en oeuvre un composé activateur lors de l'oligomérisation du 1-décène.

Composé activateur

Le composé activateur peut être choisi parmi les aluminoxanes, les activateurs ioniques et leurs mélanges.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé d'oligomérisation est mis en oeuvre avec un ratio molaire catalyseur/composé activateur allant de 1/500 à 1/1, de préférence de 1/400 à 1/100, préférentiellement de 1/350 à 1/200.

Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, le composé activateur est un aluminoxane. De préférence, l'aluminoxane utilisé selon l'invention est un composé oligomérique comprenant des unités de formule -AI(R)-0- dans laquelle R représente indépendamment un groupement C1-C20 alkyl, linéaire, ramifié ou cyclique. De préférence, R représente un groupement alkyle comprenant de 1 à 16 atomes de carbone, préférentiellement de 1 à 12 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 8 atomes de carbone. De manière préférée, l'aluminoxane est choisi parmi méthylaluminoxane, méthylaluminoxane modifié, éthylaluminoxane, isobutylaluminoxane et leurs mélanges. Le méthylaluminoxane est avantageusement utilisé.

L'aluminoxane peut être utilisé en solution dans un solvant. De préférence, ledit solvant est choisi parmi le toluène, le benzène, le n-hexane, le n-heptane, le cyclohexane et les xylènes, préférentiellement parmi le toluène, le benzène et les xylènes.

Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, le composé activateur est un activateur ionique. L'activateur ionique peut être choisi parmi diméthylanilinium tetrakis- (perfluorophényl)borate (DMAB), triphénylcarbonium tetrakis-(perfluorophenyl)borate, diméthylanilinium tetrakis-(perfluorophényl)aluminate et leurs mélanges. Par exemple, l'activateur ionique peut être le diméthylanilinium tetrakis-(perfluorophenyl)borate (DMAB).

Co-activateur

Lors de la réaction de trimérisation, il est possible de mettre en oeuvre un composé co activateur. Un composé co-activateur est particulièrement avantageux lorsque le composé activateur est un activateur ionique. De manière préférée, le composé co-activateur est un dérivé trialkylaluminium, où le groupement alkyle présente de préférence de 1 à 16 atomes de carbone, préférentiellement de 2 à 10 atomes de carbone. De manière plus préférée, le composé co-activateur est choisi parmi tri-éthyl aluminium (TEAL), tri-iso-butyl aluminium (TIBAL), tri-méthyl aluminium (TMA), tri-n-octyl aluminium et méthyl-méthyl-éthyl aluminium (MMEAL). De manière avantageuse, le tri-iso-butyl aluminium (TIBAL) est utilisé en tant que co-activateur.

De manière avantageuse, le tri-iso-butyl aluminium (TIBAL) est mis en oeuvre sous la forme d'une dispersion pouvant aller de 10 à 60 % en masse.

Selon un mode de réalisation, le composé co-activateur est mis en oeuvre en un ratio molaire catalyseur/composé co-activateur allant de 1/100 à 1, de préférence de 1/75 à 1/10, préférentiellement de 1/50 à 1/20.

Solvant

Comme indiqué précédemment, l'activateur peut être en solution dans un solvant. Le 1- décène, produit de départ, peut également jouer le rôle de solvant de la réaction.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé d'oligomérisation est mis en oeuvre en présence d'un solvant, différent du 1-décène. De préférence, le solvant est choisi parmi les hydrocarbures linéaires, ramifiés ou cycliques, les composés aromatiques, les hydrocarbures halogénés, les composés aromatiques halogénés, et leurs mélanges. Avantageusement, le solvant est choisi parmi les butanes, pentanes, hexanes, heptanes, octanes, le cyclopentane, le cyclohexane, le méthylcyclopentane, le méthylcyclohexane, le méthylcycloheptane, le toluène, les xylènes, les diflurobenzènes, et leurs mélanges.

Réaction d'oligomérisation

Le procédé selon l'invention permet la trimérisation du 1-décène de départ, en présence d'un catalyseur et d'un composé activateur. Ainsi, le procédé permet d'obtenir un ou plusieurs trimères de 1-décène.

Avantageusement, le mélange réactionnel obtenu à l'issue de la réaction d'oligomérisation du 1-décène comprend au moins 50% en poids, de préférence au moins 60% en poids, préférentiellement au moins 70% en poids de trimère(s) présentant 30 atomes de carbone, exprimé par rapport au poids total du mélange réactionnel.

Par « mélange réactionnel », au sens de la présente invention, il faut entendre le mélange constitué du 1-décène de départ, des trimères du 1-décène, et des éventuels oligomères formés différents des trimères. Au sens de la présence invention, le « mélange réactionnel » n'inclut pas le catalyseur, ni le solvant, ni le composé activateur ni le composé co-activateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la réaction d'oligomérisation est effectuée à une pression allant de 0,1 à 10 bar, de préférence de 0,5 à 5 bar, de préférence à une pression allant de 0,5 à 2 bar, préférentiellement à une pression d'environ 1 bar.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la réaction d'oligomérisation est effectuée à une température allant de 5 à 60°C, de préférence de 10 à 50°C, préférentiellement de 15 à 40°C, plus préférentiellement de 20 à 35°C.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé d'oligomérisation est réalisé en mode continu. Selon ce mode de réalisation, le 1-décène, le catalyseur, le composé activateur et le cas échéant le composé co-activateur sont introduits en continu de manière à garder constant le ratio molaire catalyseur/l-décène et le ratio molaire catalyseur/composé activateur et le cas échéant le ratio molaire composé co-activateur/catalyseur. Selon ce mode de réalisation, le réacteur peut être un réacteur pour réaction continue avec agitation (CSTR, « continuous stirred tank reactor » en anglais). Toujours, selon ce mode de réalisation continue, les produits de réaction peuvent être séparés de manière continue à la sortie du réacteur.

Après l'oligomérisation du 1-décène, les trimères obtenus peuvent être hydrogénés. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé selon l'invention comprend une hydrogénation catalytique des produits obtenus à l'issue de l'oligomérisation. L'hydrogénation catalytique est alors mise en oeuvre en présence d'hydrogène (H2) et d'un catalyseur d'hydrogénation.

De préférence, le catalyseur d'hydrogénation est choisi parmi un dérivé du palladium, un dérivé du palladium supporté, un dérivé du palladium supporté sur alumine (par exemple sur gamma-alumine), un dérivé du nickel, un dérivé du nickel supporté, un dérivé du nickel supporté sur kieselguhr, un dérivé du platine, un dérivé du platine supporté, un dérivé cobalt-molybdène, un dérivé cobalt-molybdène supporté. De manière plus préférée, le catalyseur d'hydrogénation comprend du palladium. Un catalyseur d'hydrogénation particulièrement préféré comprend du palladium supporté sur alumine (par exemple sur gamma-alumine).

De manière également préférée, la pression d'hydrogène (H2) lors de l'hydrogénation catalytique des produits d'oligomérisation va de 5 à 150 bar, de manière plus préférée de 10 à 140 bar, en particulier de 15 à 125 bar.

Désactivation et recyclaqe

Selon un mode de réalisation, une fois réalisée l'oligomérisation du 1 -décène, le procédé selon l'invention peut comprendre la désactivation du catalyseur.

La désactivation du catalyseur d'oligomérisation peut être réalisée après l'oligomérisation du 1 -décène ou après l'hydrogénation catalytique des produits d'oligomérisation. De manière préférée, la désactivation du catalyseur d'oligomérisation est réalisée après l'oligomérisation du 1-décène et avant l'hydrogénation catalytique des produits d'oligomérisation. De manière avantageuse, la désactivation du catalyseur est réalisée par action de l'air ou de l'eau ou au moyen d'au moins un alcool ou d'une solution d'agent de désactivation. De manière préférée, la désactivation du catalyseur est réalisée au moyen d'au moins un alcool, par exemple l'isopropanol.

Il est également possible de prévoir le recyclage du 1-décène non converti ainsi que d'éventuels dimères du 1-décène à l'issue de la réaction d'oligomérisation. Le 1-décène recyclé et/ou les dimères du 1-décène peuvent ainsi être réintroduits dans le 1-décène de départ pour réaliser la réaction d'oligomérisation selon l'invention.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes :

a) Ajout du composé activateur, et éventuellement du composé co-activateur, au catalyseur au chrome,

b) Mélange des ingrédients de l'étape a),

c) Ajout du 1-décène au mélange issu de l'étape b),

d) Réaction d'oligomérisation.

De préférence, la température est supérieure ou égale à 5°C au moins lors des étapes c) et d), de préférence au moins lors des étapes b), c) et d), préférentiellement lors des étapes a), b), c) et d).

De manière préférée, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

La température d'oligomérisation est supérieure ou égale à 20°C ; et

Le composé activateur est un aluminoxane.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

La température d'oligomérisation est supérieure ou égale à 20°C ; et

Le composé activateur est un aluminoxane ; et

Un composé co-activateur trialkylaluminium est utilisé où le groupement alkyle présente de 2 à 10 atomes de carbone.

De manière avantageuse, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

Le composé activateur est un aluminoxane ; et

La catalyse est une catalyse homogène ; et

Le catalyseur répond à la formule : ((CsHu CHCI-hCI-hj _B TACCrCl _B . De manière particulièrement avantageuse, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

La température d'oligomérisation est supérieure ou égale à 20°C ; et

Le composé activateur est un aluminoxane ; et

Le catalyseur répond à la formule : ((C ₅ Hii) CHCH CH ) TACCrCl .

De manière avantageuse, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

La température d'oligomérisation est strictement supérieure à 20°C ; et

La catalyse est une catalyse homogène ; et

Le catalyseur répond à la formule : ((CsHu CHCh Ch ^TACCrCIs.

De manière particulièrement avantageuse, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

Le composé activateur est un aluminoxane ;

Un composé co-activateur trialkylaluminium est utilisé où le groupement alkyle présente de 2 à 10 atomes de carbone ; et

Le catalyseur répond à la formule : ((CsHu CHCF CF JsTACCrCIs.

Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé selon l'invention comprend les caractéristiques suivantes :

Le composé activateur est un méthylaluminoxane ou un éthylaluminoxane ; et Un composé co-activateur de type triisobutylaluminium est utilisé ; et

Le catalyseur répond à la formule : ((CsHu CHCF CF JsTACCrCIs.

Le procédé selon l'invention permet de préparer des trimères se présentant sous la forme d'une huile ayant des caractéristiques avantageuses.

En effet, l'huile ainsi préparée présente une viscosité cinématique à 100°C allant par exemple de 2 à 5 mm ² .? ¹ , de préférence de 3 à 4 mm ² .? ¹ , mesurée selon la norme ISO 3104.

L'huile préparée selon l'invention présente généralement un indice de viscosité supérieur à 120 ou allant de 120 à 140 ou de 125 à 135, mesuré selon la norme ASTM D2270.

Le procédé selon l’invention permet de préparer une huile qui peut être utilisée comme huile de base ou comme huile de base lubrifiante.

Le procédé selon l’invention permet de préparer une huile qui peut également être utilisée pour améliorer le Fuel Eco (FE) d’un lubrifiant, pour réduire la consommation de carburant d’un moteur ou encore pour réduire la consommation de carburant d’un moteur de véhicule. Le procédé selon l'invention permet de préparer une huile qui peut être incorporée à une composition lubrifiante. De manière avantageuse, cette composition lubrifiante peut comprendre au moins 10 % en poids ou au moins 20 % en poids d'une huile préparée selon l'invention. De manière également avantageuse, cette composition lubrifiante peut comprendre au moins 30, 40, 50 ou 60 % en poids d'une huile préparée selon l'invention.

De manière également avantageuse, cette composition lubrifiante peut comprendre une huile préparée selon l'invention et au moins une autre huile de base. Elle peut également comprendre une huile préparée selon l'invention et au moins un additif ou bien une huile préparée selon l'invention, au moins une autre huile de base et au moins un additif.

Comme autre huile de base combinée à l'huile préparée selon l'invention, cette composition lubrifiante peut comprendre une huile choisie parmi une huile de groupe III, une huile de groupe IV.

La composition lubrifiante est particulièrement avantageuse pour être utilisée en tant que lubrifiant haute performance pour la lubrification dans les domaines des moteurs, des engrenages, du freinage, des fluides hydrauliques, des réfrigérants, des graisses. Cette composition lubrifiante peut aussi permettre d'améliorer le Fuel Eco (FE) d'un lubrifiant, de réduire la consommation de carburant d'un moteur ou encore de réduire la consommation de carburant d'un moteur de véhicule.

Exemples

Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.

Exemple 1 : Préparation du catalyseur

Un catalyseur (composé 6) répondant à la formule (I) définie dans la présente invention a été préparé selon le schéma de réaction suivant :

Pe Pe

4

5

Exemple la : synthèse de (Pe) ₂ C=CHCN (composé 2 où Pe désiqne un radical pentyle)

Du méthoxyde de sodium (9,39g, 173,9 mmol) est dissous dans du méthanol sec (200 mL) sous atmosphère d'azote. Du diéthyl cyanométhylphosphonate (24,71 g, 139,6 mmol) est ajouté goutte à goutte dans la solution pendant 10 min et agité pendant 30 minutes. Du 6-undécanone (composé 1, 20,0 g, 117,6 mmol) dans 100 mL de méthanol sec est ajouté goutte-à-goutte au mélange réactionnel à température ambiante (23°C) sous atmosphère d'azote pendant l,5h. Le mélange est ensuite chauffé à 62°C pendant 3 jours et ensuite à 70°C pendant une journée. La réaction est suivie par FTIR (Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier) et GC (chromatographie en phase gazeuse) et stoppée lorsque la conversion atteint 97%. Le solvant est ensuite évaporé à pression réduite et le produit est extrait des sels résiduels par lavage à l'éther de pétrole (3x100 mL) et au diéthyléther (100 mL). Les fractions combinées sont évaporées. L'huile jaune ainsi obtenue est ensuite séchée sous vide pour obtenir 21,72 g (rendement de 95%) d'une huile claire.

Exemple lb : synthèse de (Pe) ₂ CHCH ₂ CN (composé 3)

Un catalyseur Pd/C (lg, 10% en poids de substrat) est ajouté à du méthanol sec (50 mL). La suspension est agitée à température ambiante (23°C) et saturée avec de l'hydrogène gazeux (ballon, 3 cycles) et 10g du composé 2 sont ajoutés à l'aide d'une seringue. Le mélange réactionnel est agité sous atmosphère d'hydrogène à température ambiante (23°C) pendant 4h et suivi par FTIR. Lorsque l'hydrogénation de la double liaison carbone-carbone est terminée, la réaction est stoppée et le mélange est filtré à travers une couche de célite (et lavé au méthanol). Le filtrat est évaporé sous pression réduite puis séché sous vide à température ambiante (23°C) pour obtenir 9,92g (rendement de 99%) d'un liquide clair.

Exemple le : synthèse de (Pe) ₂ CHCH ₂ CH ₂ NH ₂ (composé 4)

AICI ₃ (7,11g, 53,5 mmol) est dissous dans 400 mL d'éther diéthylique séché à la glace sous atmosphère d'azote. LiAIH ₄ (6,83g, 179,7 mmol) est ajouté lentement pour éviter une ébullition excessive du solvant pendant la réaction hautement exothermique. La suspension grise est agitée pendant lh à température ambiante. Une solution du composé 3 (9,5g, 48,7 mmol) dans de l'éther diéthylique sec (50 mL) est ajoutée au goutte à goutte pendant 45 min et est agitée pendant 12 à 24h. Le mélange réactionnel est refroidi dans un bain de glace et hydrolysé par l'ajout de 7,5 mL d'eau, 7,5 mL de NaOH à 20% dans l'eau, 30 mL d'eau et encore 15 mL de NaOH à 20% dans l'eau, dans cet ordre. Le mélange est agité vigoureusement pendant lh pour permettre l'hydrolyse totale. La suspension devient blanche. La suspension est laissée se reposer avant décantation de la solution de diéthyléther claire suivi de l'extraction avec du diéthyléther (3x150 mL) et filtration. Le solvant est distillé sous vide sous hotte ventilée. Le produit est ensuite séché pendant 12 à 24h sous vide à température ambiante pour obtenir 9,35g (rendement 98%) d'un liquide clair visqueux.

Exemple ld : synthèse du (Pe ₂ -CHCH ₂ CH ₂ ) ₃ TAC (composé 5)

Le composé 4 (9g, 45,2 mmol) est dissous dans du toluène fraîchement distillé (200 mL) sous atmosphère d'azote à température ambiante (23°C), puis du paraformaldéhyde (1,22g, 40,6 mmol) est ajouté et le mélange est agitée pendant 12 à 24h. Des gouttes d'eau condensée sont observées sur la partie supérieure du ballon de réaction. Le solvant est évaporé sous pression réduite à 50°C. Le mélange brut est dilué à l'éther de pétrole (200 mL), suivi de l'ajout de Na ₂ S0 ₄ et d'une filtration._ Le filtrat est évaporé pour éliminer le solvant puis séché à 50°C sous vide pendant 2h pour obtenir 9,42g (rendement 99%) d'un liquide visqueux.

Exemple le: synthèse du f(Pe ₂ CHCH ₂ CH ₂ ) ₃ TACCrCl ₃ l (composé 6)

Le composé 5 (3,88g, 6,1 mmol) est dissous dans du dichlorométhane sec (40 mL) et un excès de CrÜ (THF (2,19g, 5,9 mmol) est ajouté. Le mélange réactionnel est agité pendant 12 à 24h. La solution violette obtenue est séparée sur colonne de chromatographie avec du dichlorométhane. Le solvant des fractions violettes est éliminé sous pression réduite et le solide résultant est séché sous vide, pour obtenir un solide violet, le composé 6 (2,22g, rendement 48%).

Exemple 2 : Oligomérisation du 1-décène

Un procédé d'oligomérisation a été effectué selon le protocole suivant :

a) Schlenk flammée sous vide,

b) Ajout du catalyseur au chrome (Pe CHCH CH ) TACCrÜ , préparé selon l'exemple 1, c) Passage en atmosphère inerte du Schlenk par 3 cycles vide/azote

d) Ajout d'un composé co-activateur TIBAL (triisobutylaluminium) et du composé activateur (MAO ou méthylaluminoxane) dans un solvant (1,2-difluorobenzene) dans un ballon précédemment flammé sous vide sous flux d'azote. Ajout sur le catalyseur pour l'activer, e) Agitation jusqu'à obtention d'une solution homogène de couleur verte (t=20min), f) En parallèle, ajout de MAO et de TIBAL dans le 1-décène dans un ballon précédemment flammé sous vide sous flux d'azote et sous agitation,

g) Ajout de la solution de 1-décène, MAO et TIBAL préparée à l'étape précédente f) dans le milieu réactionnel obtenu à l'issue de l'étape d), sous flux d'azote. Au bout de plusieurs heures, le mélange réactionnel devient jaune/vert. La couleur vire ensuite vers le rose au cours du temps (couleur rose au bout de trois jours),

h) Prélèvement d'un échantillon pour chromatographie gazeuse (GC) au bout de 24h. Préparation de l'échantillon GC : ajout d'éthanol dans le prélèvement (1/4 du volume), agitation avec une pipette pasteur et filtration sur filtre nylon 0,45 pm.

Le tableau 1 regroupe les quantités de réactifs/solvants utilisés.

Tableau 1 : quantités de réactifs utilisés pour l'oligomérisation de l'exemple 2

(1) Equivalent molaire du composé i = quantité molaire du composé i divisée par quantité molaire du catalyseur

La réaction d'oligomérisation est effectuée à 20°C et les résultats sont indiqués dans le tableau 2.

Tableau 2 : résultats de l'oligomérisation de l'exemple 2

Au bout de 24 heures, le taux de conversion du 1-décène en trimères de décène déterminé par chromatographie en phase gazeuse (GC) est de 76,7%. Une augmentation du temps de réaction à 96 heures n'a qu'une faible incidence sur le taux de conversion, le faisant augmenter à 83,5%. Le catalyseur est donc très actif dès les premières heures de la réaction. La réaction ne produit que des trimères de décène, aucun oligomère de plus grande masse molaire n'étant détecté par GC.

Exemple 3 : Oligomérisation du 1-décène D'autres exemples ont été réalisés en faisant varier certains paramètres. L'exemple 3a correspond à un procédé où la quantité de catalyseur a été augmentée, l'exemple 3b correspond à un procédé où la quantité du composé activateur a été augmentée et l'exemple 3c correspond à un procédé où le toluène présent dans le MAO a été évaporé dans une étape intermédiaire.

Le protocole des exemples 3a et 3b est identique au protocole décrit dans l'exemple 2 et le protocole de l'exemple 3c comprend une étape d'évaporation du milieu réactionnel après l'obtention de la solution homogène de couleur verte, suivie de l'ajout de 1,2-difluorobenzène pour redissoudre le catalyseur activé.

Les quantités (en équivalent molaire) et les résultats sont indiqués dans le tableau 3 ci-dessous.

Tableau 3 : quantités et résultats de l'oligomérisation de l'exemple 3

Au bout de 24 heures de réaction, on constate une augmentation de 76,7 à 83,6% du taux de conversion grâce à l'augmentation de la quantité de catalyseur. Cette constatation de l'augmentation du taux de conversion s'applique également lorsque le toluène a été évaporé avant l'ajout du monomère, le taux de conversion atteint 88,6%. Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir des trimères du 1-décène avec un taux de conversion, puisqu'il permet d'obtenir plus de 60% de trimères de 1-décène et jusqu'à 88,6% de trimères de 1-décène.