含有机金属络合物的柴油机燃料的制作方法

文档序号:5125721阅读:254来源:国知局
专利名称:含有机金属络合物的柴油机燃料的制作方法
技术领域
本发明涉及用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料。这些燃料含有效量的一种有机金属络合物,以降低收集在捕集器里的废气微粒的着火温度。该络合物溶解在或稳定分散于柴油机燃料中,它是由以下物质制得(ⅰ)含至少两个同烃键相连的官能团的一种有机化合物,(ⅱ)能与该有机化合物(ⅰ)形成络合物的一种金属反应物。这种金属可以是以下能够降低废气微粒着火温度的任何金属,它们是Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,V,Cr,Mo,Fe,Co,Cu,Zn,B,Pb,Sb,或采用它们中的两种或多种的混合物。
柴油机由于所用燃料价格较低,耗油量较少,已被用作长途运输载重汽车的发动机。但是,由于其工作特性,同汽油发动机相比,这种发动机排放大量碳黑细粒或很细的冷凝微粒或它们的附聚物。这些微细粒子或冷凝物有时被称作“柴油机烟灰”,这类微粒或煤烟的排放导致环境的污染,因此是不合乎要求的。另外,已经发现,柴油烟灰富有稠环烃,其中有些稠环化合物已被认为是致癌的。因此,设计出了柴油机用的微粒捕集器或过滤器,这类装置能收集碳黑和冷凝物微粒。
通常,微粒捕集器或过滤器由一个耐热的过滤器元件和一个电加热器组成,前者是由多孔的陶瓷材料或金属纤维组成,后者是用来加热和引燃由过滤器所收集的碳微粒。需要加热器是因为在正常工作条件下,柴油机废气的温度不足以烧去收集在过滤器或捕集器中积聚的煤烟。一般要求有约450~600℃的温度,而这种加热器则是为提高废气必要的温度以引燃收集在捕集器中的微粒並使捕集器再生提供条件。否则,便会使碳黑积聚,並使捕集器最终堵塞而因废气反压升高造成操作问题。由于载重汽车在正常条件下运行时,由电加热器所产生的热量在废气流量大时被废气流带走,使废气温度低于碳微粒的着火温度,因此上述的加热后的捕集器並不能完全解决前面所述的问题。另一种可供选择的方法是,通过周期性地加浓柴油机中燃烧的空气/燃料混合物由此产生较高的废气温度,便能使捕集器里达到较高的温度。不过,这样的结果会造成再生失去控制从而导致能损坏捕集器的局部高温。
还建议采用降低微粒的着火温度的办法使微粒在尽可能低的温度开始燃烧,从而可控制捕集器中微粒的聚集。降低着火温度的一种方法用的是往废气微粒里添加燃烧改进剂,而往废气微粒里添加燃烧改进剂的最实用的方法是将改进剂添加在燃料中。已建议用铜化合物作包括柴油机燃料在内的燃料燃烧改进剂。
美国环境保护局(EPA)估算高速公路上柴油机燃料的平均含硫量约为0.25%(重量),並已经要求截至1993年10月1日将该含量降低到不超过0.05%(重量)。EPA还要求这种燃料的十六烷指数规格最低为40(或满足芳族化合物含量最多为35%)。这个规定的目的是为了降低硫酸盐微粒以及碳质和有机微粒的排放量。参见Federal Register,Vol.55,№.162,August 21,1990,pp.34120-34151。为满足这些排放要求的低硫柴油机燃料和生产技术至今尚未在工业上实现。要满足这些要求的一种途径是提供可有效用于低硫柴油机燃料场合以降低被收集在柴油机微粒捕集器中的煤烟的着火温度的一种低硫柴油机燃料添加剂。
美国专利3,346,493公开的含金属络合物的润滑组合物是由烃取代的丁二酸(如聚异丁烯取代的丁二酸酐)化合物同亚烷基胺(如多亚烷基多胺)的反应产物制成,该络合物是由至少约0.1当量的可生成络合物的金属化合物与上面的反应产物反应形成。这类金属是原子序数为24~30的那些金属(即Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)。
美国专利4,673,412公开了含有一种金属化合物和一种肟的燃料组合物(如柴油机燃料,馏出的燃料,供热油,残余燃料油,船用锅炉燃料油)。该专利指出,含有这种组合物的燃料储存性稳定,而且可有效地减少内燃机废气形成烟灰。优选的金属化合物是曼尼期(Mannich)碱的一种过渡金属络合物,这种碱可由以下化合物得到(A)芳香酚,(B)醛或酮,(C)含羟基和/或硫羟基的胺。理想的金属被确定是Cu,Fe,Zn,Co,Ni和Mn。
美国专利4,816,038公开的燃料组合物(如柴油机燃料,馏出的燃料,供热油,残余燃料油,船用锅炉燃料油),其中含有带羟基和/或硫羟基的芳族曼尼期碱的过渡金属络合物与席夫碱的反应产物。该资料指出,含有这种组合物的燃料储存时稳定,而且可有效地减少内燃机废气形成烟灰。这种曼尼期碱可由以下化合物得到(A)含羟基和/或硫羟基的芳族化合物,(B)醛或酮,(C)含羟基和/或硫羟基的胺。理想的金属被确定是Cu,Fe,Zn和Mn。
国际专利WO88/02392公开了装有排气装置微粒捕集器以减少其中收集的废气微粒积聚的柴油机的运转方法。该方法包括采用一种含有效量钛或锆化合物或络合物的燃料使柴油机运转,以降低收集在捕集器中的废气微粒的着火温度。
本发明涉及用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料。这些燃料含有效量的一种有机金属络合物,以降低收集在捕集器里的废气微粒的着火温度。该络合物溶解在或稳定分散于柴油机燃料中,它是由以下物质制得(ⅰ)含至少两个同烃链相连的官能团的一种有机化合物,(ⅱ)能与该有机化合物(ⅰ)形成络合物的一种金属反应物,这种金属是能够降低废气微粒着火温度的任何金属。上述官能团是=X,-XR,-NR2,-NO2,=NR,=NXR,=N-R*-XR,


,-CN,-N=NR,以及-N=CR2;其中X为O或S,R为H或烃基,R*为烃撑型或烃叉型的亚烃基,a为数字(如零到约10)。合用的金属包括Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,V,Cr,Mo,Fe,Co,Cu,Zn,B,Pb,Sb,以及它们中两种或多种金属的混合物。优选的是Cu。本发明还涉及采用上述的柴油机燃料运转装有废气系统微粒捕集器的柴油机的方法。
名称“烃基”以及关连名称诸如“烃撑型亚烃基”,“烃叉型-亚烃基”,“基于烃基”等是指一种化学基团,它含有一个同分子的残余部分直接相连的碳原子,並具有本发明范围的烃基特征或烃基的主要特征。这类基团包括下列基团(1)烃基;即脂族基(如烷基或链烯基),脂环基(如环烷基或环链烯基),芳基,脂基取代和脂环基取代的芳基,芳基取代的脂基和脂环基等,以及通过该分子的另一部分形成环的环状基(即任何两个指出的取代基可连在一起形成一个脂环基)。这类基团对专于此行者来说是已知的。其例子包括甲基,乙基,辛基,癸基,十八烷基,环己基,苯基等。
(2)取代的烃基;即含有非烃取代基的基团,这些取代基团在本发明范围並未改变该基团的烃基主要特征。专于此行者会知道适用的取代基。其例子包括卤基,羟基,硝基,氰基,烷氧基,酰基等。
(3)杂原子基;即这样一类基团,它们虽然具有本发明范围的烃基主要特征,但在链或环上本来由碳原子组成的位置含有碳原子以外的原子。对专于此行者来说,适用的杂原子将是显而易见的,其例子包括氮、氧以及硫。
一般来说,烃基中每10个碳原子将含有不超过约三个取代基或杂原子,又以不超过一个为佳。
名称诸如“基于烷基”,“基于芳基”等的含意与上面谈到烷基、芳基等相似。
本文中同诸如烃基、烷基、链烯基、烷氧基等名称一起使用的名称“低级”是用来说明所含碳原子总数在7以下的这类基团。
本说明书和所附权利要求中针对本发明的有机金属络合物的结构被称作芳基的(在本文提供的分子式中有时用“Ar”表示)可以是单核的,诸如苯基,吡啶基,噻吩基,也可以是多核的。多核基可以是稠环型,其中芳核在两个位置同另一个芳核稠合,诸如萘基,蒽基,氮杂萘基等。多核基也可以是连接型的,其中至少两个核(无论是单核还是多核)通过桥键彼此连接。这些桥键可选自下面这类键碳-碳单键,醚键,酮键,硫醚键,多硫键(含2~约6个硫原子),亚磺酰键,磺酰键,撑型亚烷基键,叉型亚烷基键,低级亚烷基醚键,亚烷基酮键,低级亚烷基硫键,低级亚烷基多硫键(含2~约6个碳原子),氨基键,多氨基键,以及这类二价桥键的混合物。在某些例子中,两个芳核之间可有不止一个桥键;例如,芴核是由两个苯环通过一个亚甲基键和一个共价键连接而成。这类核可以认为含有三个核(环),但其中只有两个是芳环。不过,一般说来,芳基仅在芳环本身上含碳原子(再加上所含的任何烷基或烷氧基)。
芳基可以是下式所示的一种单环芳基,
式中,Ar表示一个含4~10个碳原子的单环芳核(如苯),各个Q各自独立地表示低级烷基,低级烷氧基,或硝基,m为0~4。芳基为单环芳基时的具体例子包括以下所示的基团
式中,Me是甲基,Et是乙基,Pr是丙基,Nit是硝基。
当芳基是一种多核稠环芳基时,它可用下面的通式来表示
式中,ar,Q和m的定义如上面所述,m′为1~4,
表示稠合两个环的一对稠合键,从而使两个碳原子成为每两个邻接环的环的成分。当芳基是一种稠环芳基时的具体例子包括以下所示的基团
当芳基是一种桥连的多核芳基时,它可以用下面的通式来表示
式中,w为1~约20的数字,ar如上所述,但在所有ar基上须至少有两个未满足的化合价(即自由价),Q和m的定义如上面所述,各Lng是一个桥键,分别选自碳-碳单键,醚键(如-O-),酮键(如
),硫醚键(如-S-),含2~6个硫原子的多硫键(如-S-2-6),亚磺酰键(如-S(O)-),磺酰键(如-S(O)2-),低级亚烷基键(如-CH2-,-CH2-CH2-,
,等),二(低级烷基)-亚甲基键(如CR02-),低级亚烷基醚键(如-CH2O-,-CH2O-CH2-,-CH2-CH2-O-,-CH2CH2OCH2CH2-,
,等),低级亚烷基硫键(如低级亚烷基醚键式中的一个或多个-O-用-S-原子代替),低级亚烷基多硫键(如式中的一个或多个-O-用S2-6代替),氨基键(如
,-CH2N-,-CH2NCH2-,-AlK-N-,其中AlK是低级亚烷基,等),多氨基键(如
,其中未满足的N自由价被H原子或R0基团占据),以及这类桥键的混合物(各个R0是低级烷基)。上述连接的芳基中的一个或多个ar基也可以用稠合的环诸如ar
ar
m′代替。当这种芳基是一种连接的多核芳基时,具体的例子包括
由于诸如价格、易得程度、性能等诸原因,芳基一般为苯环,低级亚烷基桥连的苯环,或萘核。
有机金属络合物本发明的这种有机金属络合物是由以下物质得到(ⅰ)含至少两个同烃链相连的官能团的一种有机化合物,(ⅱ)能与该组分(ⅰ)形成络合物的一种金属反应物。这些络合物溶解在或稳定分散于柴油机燃料中。溶于该燃料的络合物的溶解程度在25℃每升至少一克。能稳定分散于柴油机燃料中的络合物在25℃的该燃料里至少可保持分散约24小时。
组分(ⅰ)这种有机化合物(ⅰ)可被称作“金属螯合剂”,这是对众所周知的一类化合物所承认的术语,在几本教科书包括Martell和Calvin所著的Chemistry of the Metal Chelate Compounds(Prentice-Hall,Inc.,N.Y.(1952))里对这一类化合物已作了叙述。组分(ⅰ)是含有一个烃链和至少两个官能团的一种有机化合物。组分(ⅰ)可采用相同或不同的官能团。这些官能团包括=X,-XR,-NR2,-NO2,=NR,=NXR,=N-R*-XR,

,-N=CR2,-CN以及-N=NR,式中,X为O或S,R为H或烃基,R*为烃撑型或烃叉型的亚烃基,
a为最好是0~约10的数字。优选的官能团是=X,-OH,-NR2,-NO2,=NR,=NOH,
以及-CN。在一个实施方案中,这些官能团是位在烃键的不同碳原子上。在一个实施方案中,这些官能团是位在彼此相邻的或β位置上。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(Ⅰ)中b为0~约10的数字,以0~约6为宜,以0~约4为佳,又以0~约2为更佳;
c为1~约1000的数字,或1~约500,或1~约250,以1~约100或1~约50为佳;
d为0或1;
当c>1,d为1;
各R独立地为H或烃基;
R1为烃基或G;
R2和R4分别为H,烃基,或能在C1和C2之间一起形成一个双键;
R3为H,烃基或G;
R1,R2,R3和R4可在C1和C2之间形成一个三键;
R1和R3能与C1和C2一起形成一个脂环基,芳基,杂环基,脂环-杂环基,脂环-芳基,杂环-芳基,杂环-脂环基,芳族-脂环基或芳族-杂环基;或一个烃基取代的脂环基,烃基取代的芳基,烃基取代的杂环基,烃基取代的脂环-杂环基,烃基取代的脂环-芳基,烃基取代的杂环-芳基,烃基取代的杂环-脂环基,烃基取代的芳族-脂环基或烃基取代的芳族-杂环基;
各R5和各R6独立地为H,烃基或G;
G和T同C1和C2一起能形成下面的基团
X为O或S;
各e独立地为0~约10的数字,以1~约6为佳,又以1~约4为更佳;
各R8为烃撑型或烃叉型的亚烃基,羟基取代的烃撑型或烃叉型的亚烃基,或胺取代的烃撑型或烃叉型的亚烃基;
各R9为烃撑型或烃叉型的亚烃基;
R10为H,烃基,或羟基取代的烃基;
Q为下式所示的基团
g为0~约10的数字,以0~约6为宜,以0~约4为佳,又以0~约2为更佳;
R11为烃基或G;
R12和R14独立地为H,烃基,或在C4和C5之间能一起形成一个双键;
R13为H,烃基或G;
R11、R12、R13和R14在C4和C5之间能一起形成一个三键;
R11和R13能与C4和C5一起形成一个脂环基,芳基,杂环基,脂环-杂环基,脂环-芳基,杂环-芳基,杂环-脂环基,芳族-脂环基或芳族-杂环基;或一个烃基取代的脂环基,烃基取代的芳基,烃基取代的杂环基,烃基取代的脂环-杂环基,烃基取代的脂环-芳基,烃基取代的杂环-芳基,烃基取代的杂环-脂环基,烃基取代的芳族-脂环基或烃基取代的芳族-杂环基;
各R15和各R16独立地为H,烃基或G;
R,R1,R3,R11和R13各自独立地为碳原子数宜在约250以下(以约200以下,约150以下,约100以下,约50以下,约30以下为更佳)的烃基。R,R3和R13也可以是H。R1和R3两者或其中之一可以是G。
R2,R4,R5,R6,R12,R14,R15和R16独立地为H,或碳原子数宜在约20以下(以约12以下为佳,以约6以下为更佳)的烃基。
R7,R8和R9独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,宜是撑型或叉型的亚烷基,以碳原子数约40以下的撑型亚烷基为佳,又以碳原子数约30以下,约20以下,约10以下,约2~约6个,约2~约4个的撑型亚烷基为更佳。
R10为H或烃基,或碳原子数宜在约200以下(以约100以下,以约50以下,以约30以下,以约10以下为更佳)的羟基取代烃基。
G最好是=X,-XR,-NR2,-NO2,-C(R)=X,-C(R)=NR,-C(R)=NXR,-N=CR2或-R8N=CR2。
当d为零时,T最好是=X,-XR,-NR2,-NO2,-C(R)=X,-C(R)=NR,-C(R)=NXR,-N=CR2,-N(R10)-Q或
。当d为1时,T最好是-X-,-NR-,

在一个实施方案中,当G为-OH时,R9为1,2-亚乙基以外的其它基团。在一个实施方案中,G和T为-NO2以外的其它基团。在一个实施方案中,组分(ⅰ)与N,N′-二(3-链烯基亚水杨基)-二氨基烷不同。在一个实施方案中,组分(ⅰ)与N,N′-二水杨基-1,2-乙二胺不同。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是下式所示的一种化合物
式(Ⅱ)中,i为0~约10的数字,以1~约8为佳。R20为H或碳原子数宜在约200以下的烃基(烃基碳原子以约150以下,约100以下,约10~约60为更佳)。R21和R22独立地为H或碳原子数在约40以下的烃基(烃基碳原子以约20以下,约10以下为更佳)。T1为-XR,-NR2,-NO2,-CN,-C(R)=X,-C(R)=NR,-C(R)=NXR,-N=CR2,-N(R10)-Q或
R,X,Q,R9,R10和e的定义如式(Ⅰ)所述。
组分(ⅰ)可选自含两个或多个上述官能团的各种各样有机化合物。它们包括芳族曼尼期碱,羟基芳族肟,席夫碱,萼芳烃,β-取代酚类,α-取代酚类,羧酸酯,酰化胺,羟基亚胺,苯并三唑,氨基酸,异羟肟酸,连接的苯酚化合物,芳族双官能团化合物,二硫代氨基甲酸酯类,黄原酸酯,苯
基化合物,吡啶类,含硼的酰化胺,含磷的酰化胺,吡咯衍生物,卟啉,磺酸以及EDTA衍生物。
(1)芳族曼尼期碱在一个实施方案中,组分(ⅰ)是从一种含羟基和/或硫羟基的芳族化合物,一种醛或酮,以及一种胺得来的一种芳香族曼尼期碱。这类碱最好是由(A-1),(A-2)以及(A-3)反应的产物,(A-1)为下式的含羟基和/或硫羟基的芳族化合物
式中,Ar是芳基;m是1,2或3;n是1~约4的数字,各R1独立地为H或碳原子数为1~约100的烃基;R2为H,氨基或羧基;X为O或S,在当m为≥2时X为O和S;
(A-2)为下式的醛或酮或其前体;
式中,R3和R4独立地为H,碳原子数为1~约18的饱和烃基,R4也可以是碳原子数为1~约18的含羰基的烃基;
(A-3)为至少含一个伯氨基或仲氨基的胺。
式(A-1)中,Ar可以是苯环或萘核。Ar可以是一种偶合的芳族化合物,偶合剂最好是O,S,CH2,碳原子数为1~约6的低级亚烷基,NH,等,同时R1和XH一般是各芳环上的侧基。偶合的芳族化合物的具体例子包括二苯胺,二苯亚甲基等。m通常为1~3,理想是1或2,最好是1。n通常为1~4,理想是1或2,最好是1。X是O和/或S,最好是O。若m为2,X可以两者都是O,两者都是S,或一个是O,一个是S。R1宜是碳原子数约250以下的烃基,烃基又以碳原子数约150以下,约100以下,约50以下,约30以下为佳。R1可以是含碳原子数约100以下的烷基,烷基又以含约4~约20个碳原子,约7~约12个碳原子为佳。R1可以是烷基的混合物,各烷基含有1~约70个碳原子,又以含约4~约20个碳原子为佳。R1可以是优选含2~约30个碳原子的链烯基,又以含约8~约20个碳原子为佳。R1可以是含4~约10个碳原子的环烷基,含约6~约30个碳原子的芳基,含总数为约7~约30个碳原子的芳族取代的烷基或烷基取代的芳基(又以含约7~约12个碳原子为佳)。R1宜为含约4~约20个碳原子的烷基,又以含约7~约12个碳原子为佳。合适的烃基取代含羟基的芳族化合物(A-1)例子包括各种萘酚,更优选的是各种烷基取代的邻苯二酚,间苯二酚,以及氢醌,各种二甲酚,各种甲酚,氨基苯酚等。具体例子包括庚酚,辛酚,壬酚,癸酚,十二烷基酚,四聚丙烯酚,二十烷基酚等。优选的是十二烷基酚,四聚丙烯酚和庚酚。合适的烃基取代含硫羟基的芳族化合物包括庚硫酚,辛硫酚,壬硫酚,十二烷基硫酚,四聚丙烯硫酚等。合适的含硫羟基和羟基的芳族化合物例子包括十二烷基-硫代间苯二酚。
式(A-2)中,R3和R4独立地是H,优选含碳原子约18个以下的烃基(烃基以含约6个碳原子以下,1或2个碳原子为佳)。R3和R4可以独立地是苯基,或优选含碳原子约18个以下的烷基取代苯基(以含碳原子约12个以下为佳)。合适的(A-2)醛和酮的例子包括甲醛,乙醛,丙醛,丁醛,戊醛,苯甲醛等,以及丙酮,丁酮,乙丙酮,丁甲酮,乙二醛,乙醛酸等。在本发明反应条件下像醛一样反应的这类化合物的前体也可以采用並包括多聚甲醛,甲醛水溶液,三噁烷等。优选的是甲醛及其聚合物如多聚甲醛。可以采用各种(A-2)反应剂的混合物。
制备芳族曼尼期碱所用的第三种反应物是(A-3)一种至少含一个伯胺基或仲胺基的胺。因此,这种胺的特征在于含有至少一个>N-H基。上面的氮原子上剩余的自由价可以由氢,氨基,或有机基通过碳-氮键直接键合到该氮原子上加以满足。胺(A-3)可用下式表示
式(A-3-1)中,R5是烃基,氨基取代的烃基,羟基取代的烃基,或烷氧基取代的烃基。R6是氢或R5。因此,可得到含氮基团的这类化合物主要包括氨,脂族胺,脂族羟胺或硫胺,芳胺,杂环胺,或羧酸胺。这种胺可以是伯胺或仲胺,也可以是多胺诸如亚烷基胺,亚芳基胺,环多胺,以及这类多胺的羟基取代衍生物。其例子包括甲胺,N-甲基-乙胺,N-甲基辛胺,N-环己基苯胺,二丁胺,环己胺,苯胺,二(对-甲基)胺,十二胺,十八胺,邻-亚苯基二胺,N,N′-二-正丁基-对苯二胺,吗啉,哌嗪,四氢吡嗪,吲哚,六氢-1,3,5-三嗪,1-H-1,2,4-三唑,蜜胺,双-(对-氨基苯基)甲烷,苯基-甲亚胺,
烷二胺,环己胺,吡咯烷,3-氨基-5,6-二苯基-1,2,4-三嗪,乙醇胺,二乙醇胺,醌二亚胺,1,3-二氢化茚二亚胺,2-十八咪唑啉,2-苯基-4-甲基-咪唑烷,噁唑烷,以及2-庚基-噁唑烷。
反应物(A-3)可以是下式所示的含羟基的胺
式(A-3-2)中,各R7,R9和R10各自独立地为H或烃基,羟基烃基,氨基烃基,或羟氨基烃基,条件是R9中至少有一个是羟基烃基或羟氨基烃基。R8宜为亚烷基,以亚乙基或亚丙基为佳,最好是亚乙基。n为0~约5的数字。其例子包括乙醇胺,2-氨基-1-丁醇,2-氨基-2-甲基-1-丙醇,二-(3-羟丙基)胺,3-羟基丁胺,4-羟基丁胺,2-氨基-1-丁醇,2-氨基-2-甲基-1-丙醇,2-氨基-1-丙醇,3-氨基-2-甲基-1-丙醇,3-氨基-1-丙醇,2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇,2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇,二乙醇胺,二-(2-羟丙基)胺,N-(羟丙基)-丙胺,N-(2-羟乙基)-环己胺,3-羟基环戊胺,N-羟乙基哌嗪等。
(A-3)胺可以是下式所示的多胺
式A-3-3中,n为0~约10的数字,又以约2-约7为佳。R11和R12独立地为H或碳原子数约30以下的烃基。“亚烷基”宜含约10个以下的碳原子,以亚甲基,亚乙基和亚丙基为佳。这些亚烷基胺包括亚甲基胺,亚乙基胺,亚丁基胺,亚丙基胺,亚戊基胺,亚己基胺,亚庚基胺,亚辛基胺,其它多亚甲基胺,以及还有这类胺的环状和高级同系物诸如哌嗪和氨烷基取代的哌嗪。它们的具体例子有乙二胺,三亚乙基四胺,丙邻二胺,十亚甲基二胺,八亚甲基二胺,二(七亚甲基)三胺,三亚丙基四胺,四亚乙基五胺,亚丙基二胺,五亚乙基六胺,二(亚丙基)-三胺,2-庚基-3-(2-氨丙基)咪唑啉,4-甲基-咪唑啉,1,3-双(2-氨乙基)咪唑啉,嘧啶,1-(2-氨丙基)哌嗪,1,4-双(2-氨乙基)哌嗪,以及2-甲基-1-(2-氨丁基)哌嗪。同样也可采用诸如由上述两个或多个亚烷基胺缩合所得的此类高级同系物。
羟烷基取代的亚烷基胺,即在氮原子上带一个或多个羟烷基取代基的亚烷基胺,同时也被期望用作反应物(A-3)。这类胺最好是其中的烷基是低级烷基(即碳原子数约小于6)的那些胺。其例子包括N-(2-羟乙基)乙二胺,N,N′-双(2-羟乙基)乙二胺,1-(2-羟乙基)哌嗪,单羟丙基取代的二亚乙基三胺,1,4-双-(2-羟丙基)哌嗪,二羟丙基取代的四亚乙基五胺,N-(3-羟丙基)四亚甲基二胺,以及2-十七基-1(2-羟乙基)咪唑啉。
由诸如上述亚烷基胺或羟烷基取代的亚烷基胺通过氨基缩合或通过羟基缩合所得的此类高级同系物也可用作反应物(A-3)。含预料到通过氨基的缩合作用产生高级的胺並伴随脱除氨,而通过羟基的缩合作用所得产物则含有醚键並伴随脱除水。
芳族曼尼期碱可以通过多种多样技术上已知的方法制备。一种方法用的是,往合适的容器里加入(A-1)含羟基和/或巯基的芳族化合物,(A-2)醛或酮,以及(A-3)胺化合物,並加热使它们反应。反应温度可采用室温到任何组分或曼尼期产物的分解温度附近。反应期间通过鼓泡脱去水。反应最好在诸如芳族型油之类溶剂中进行。所采用的各种反应剂的量对每摩尔(A-3)仲氨基宜用一摩尔(A-1)和(A-2),对每摩尔(A-3)伯氨基宜用二摩尔(A-1)和(A-2),虽然也可以采用此上下的用量。
制备芳族曼尼期碱的另一种方法中,先将含羟基和/或巯基的芳族化合物(A-1)和胺化合物(A-3)加入反应器。再很快加入醛或酮(A-2),所产生的反应热加上适度的加热使反应温度处在约60℃~约90℃。添加温度宜低于水的沸点,否则水会鼓泡出来造成处理上的麻烦。反应基本完全之后,用任何常规方法诸如真空蒸发,鼓泡,加热等脱除副产物水。通常采用在约100℃~约120℃的某个温度以氮气鼓泡脱水。也可用低一些的温度。在一个实施方案中,组分(A-1),(A-2)和(A-3)之间的反应温度低于约120℃。
在一个实施方案中,用作组分(ⅰ)的曼尼期碱是由一种含羟基的芳族化合物,一种醛或酮,以及一种胺反应制得的产物,这种胺含有至少一个伯氨基或仲氨基,其特征在于不含羟基和/或巯基。
在一个实施方案中,这种芳族曼尼期碱是不同于由苯酚,一种醛以及一种多胺在约130℃以上高温反应制得的产物。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅲ)中,Ar和Ar1是芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1,R2,R4,R6,R8和R9独立地是H,或优选含碳原子约250以下的脂族烃基,烃基又以含碳原子约200以下,含碳原子约150以下,含碳原子约100以下,含碳原子约50以下,含碳原子约30以下为佳。R4可以是羟基取代的脂族烃基,R3,R5和R7独立的是烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,又以优选含碳原子约40以下的撑型亚烷基为佳(亚烷基以含碳原子约30以下,含碳原子约20以下,含碳原子约10以下,含碳原子约6以下,含碳原子约4以下为更佳)。X为O或S,优选的是O。i宜是零到约10的数字,又以零到约6为佳。在一个实施方案中,当Ar和Ar1为苯环,XR2和XR8为OH,R5为亚乙基时,i≥5,又以5~约10为佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅳ)中,R1和R3独立地是H或优选含碳原子约200以下的脂族烃基,烃基又以含碳原子数约100以下,含碳原子数约50以下,含碳原子数约30以下,含碳原子数约20以下为佳。R2为优选含碳原子约40以下的烃基或羟基取代的烃基,烃基又以含碳原子数约30以下,含碳原子数约20以下,含碳原子数约10以下,含碳原子数约6以下,含碳原子数约4以下为佳。在一个实施方案中,R1和R3是在OH基的对位位置而且各烷基含约6~约18个碳原子,各烷基又以含约10~约14个碳原子,含约12个碳原子为佳,R2是乙醇基或丁基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅴ)中,R1,R3,R5,R7,R9,R10和R11独立地为H或含碳原子数宜约200以下的脂族烃基,烃基又以含碳原子数约100以下,约50以下,约30以下为更佳。R2,R4,R6和R8独立地是烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是烷撑型或烷叉型的亚烷基,又以含碳原子数约20以下,约10以下,约6以下,约4以下的亚烷基为更佳。在一个实施方案中,R4和R6两者或两者之一为约3~约20个碳原子的亚烷基,优选的是各为亚丙基。在一个实施方案中,R2和R8是亚甲基;R4和R6是亚丙基;R5是甲基;R3,R7,R10和R11是H;而R1和R9则独立地是脂族烃基,优选的是含30个碳原子以下的烷基,以约2~约18个碳原子为佳,又以约4~约12个碳原子,约6~约8个碳原子,约7个碳原子的烷基为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅵ)中,R1,R2,R5,R6,R8,R9,R12和R13独立地为H或优选含碳原子约200以下的脂族烃基,烃基又以含碳原子约100以下,约50以下,约30以下为更佳。R3,R4,R7,R10,和R11独立地是烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,又以含碳原子约20以下,约10以下,约6以下,约4以下的亚烷基为更佳。在一个实施方案中,R3,R4,R10和R11是亚甲基;R7是亚乙基或亚丙基,优选的是亚乙基;R1,R6,R8和R12是H;R1,R5,R9和R13独立地是脂族烃基,优选的是烷基,以含碳原子约30以下为佳,烷基又以含约2~约18个碳原子,约4~约12个,约6~约8个,约7个碳原子为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的曼尼期碱
式(Ⅶ)中,R1,R2,R4,R6,R8和R9独立地为H或含碳原子约200以下的脂族烃基,烃基又以碳原子约100以下,约50以下,约30以下为更佳。R3,R5和R7独立地是烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,以优选含碳原子约20以下的亚烷基为佳,又以约10个以下,约6个以下,约4个以下的亚烷基为更佳。i是零到约10的数字,又以1~约6,约2~约6为更佳。在一个实施方案中,R3和R7是亚甲基;R5是亚乙基或亚丙基,优选的是亚乙基;R4是H或甲基;R1,R6和R8是H;R2和R9是脂族烃基,优选的是含碳原子约6~约30的烷基,又以约6~约12个碳原子的烷基为佳;i为1~约6。在一个实施方案中,R2和R9为庚基,i为4。在一个实施方案中,R2和R9为四聚丙烯基,i为1。在一个实施方案中,当R1和R8是H和R5为亚乙基时,i≥5,又以5~约10为佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅷ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6独立地为H或宜含碳原子约200以下的烃基,烃基又以含碳原子约100以下,约50以下,约30以下为更佳。R7和R8独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是宜含约20个碳原子以下的亚烷基,又以约10个碳原子以下,约6个以下,约3个以下,约2个以下的亚烷基为更佳。在一个实施方案中,R1最好是碳原子约3~约12个的烷基,又以约6~约8个,约7个碳原子的烷基为更佳;R2,R3和R4为H;R5和R6为甲基;而R7和R8则各为亚乙基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅸ)中,R1和R2独立地为H或优选含碳原子约200以下的烃基,烃基又以含碳原子约100以下,约50以下,约30以下为更佳。R3,R4,R5和R6独立地为撑型或叉型的亚烷基,所含碳原子为1~约10,又以1~约4,1或2为佳。i和j分别为1~约6的数字,又以1~约4,2左右的数字为佳。在一个实施方案中,R1是含碳原子约4~约12的烷基,又以含约6~约8,含7个左右的碳原子的烷基为更佳;R2是氢;R3和R6是亚甲基;R4和R5是亚乙基,i和j各为2。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为下式所示的一种芳族曼尼期碱
式(Ⅹ)中,Ar为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1和R3独立地是烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是宜含碳原子约20个以下的撑型亚烷基,又以含碳原子约12以下,约6以下的亚烷基为更佳。R2为H或低级烃基(最好是烷基)。R4和R5各自独立地为H,脂族烃基,羟基取代的脂族烃基,胺取代的脂族烃基,或烷氧基取代的脂族烃基。R4和R5各自独立地宜含约200个以下的碳原子,又以含约100以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下,约6个以下的碳原子为更佳。R6为H或优选含碳原子约200以下的脂肪烃基,烃基又以含碳原子约100以下,约50以下,约6~约30个为更佳。在一个实施方案中,式(Ⅹ)所示的化合物具有以下的结构
式(Ⅹ-1)中,R3,R4,R5和R6的含意与式(Ⅺ)相同。在一个实施方案中,组分(ⅰ)具有式(Ⅺ-1)的结构,式中,R3为亚丙基,R4为H,R5为含碳原子约16~约18的烷基或链烯基,R6为庚基。在一个实施方案中,组分(ⅰ)具有式(Ⅺ-1)的结构,式中,R3为亚丙基,R4和R5为甲基,R6为庚基。在一个实施方案中,组分(ⅰ)具有式(Ⅹ-1)的结构,式中,R2为亚甲基,R3为亚丙基,R4和R6为H,而R5则为含碳原子约12~约24的烷基或链烯基,又以含约16~约20,含18个左右的碳原子的烷基或链烯基为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅺ)中,Ar为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1为H或脂族烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100以下,约50以下,约30以下的碳原子为更佳。R2,R3和R4各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是含碳原子约20以下的撑型亚烷基,又以含碳原子约10以下,约6以下,约4以下的亚烷基为更佳。在一个实施方案中,Ar为苯环;R2为亚甲基;R3和R4各自独立地为亚乙基或亚丙基,优选的是亚乙基;R1为脂族烃基,优选的是烷基,烷基所含碳原子宜约为30,又以约6~约18,约10~约14,约12为更佳,R1最好是四聚丙烯基。
(2)羟基芳族肟在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种羟基芳族肟。这些肟包括下式所示的这类化合物
式(Ⅻ)中,Ar为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1,R2和R3各自独立地为H或烃基,烃基宜含约200以下的碳原子,又以含约100以下,约50以下的碳原子为更佳。R1可含约20以下的碳原子。R2和R3各自独立地可含有约6~约30个碳原子。R2和R3还各自独立地可以是CH2N(R4)2或COOR4,式中R4为H或脂肪烃基,该烃基所含碳原子宜为约200以下,又以含约100以下,约50以下,约6~约30为更佳。在一个实施方案中,式(Ⅻ)所示的化合物为具有如下结构的酮肟
式(Ⅻ-1)中,R1,R2和R3的含意与式(Ⅻ)相同。在一个实施方案中,组分(ⅰ)为一种式(Ⅻ-1)所示的化合物,其中R1是甲基,R2是四聚丙烯基,R3是H。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为下式所示的一种羟基芳族肟
式(ⅩⅢ)中,R1和R2各自独立地是H或烃基,该烃基所含碳原子宜为约200以下,又以含约100以下,约50以下,约6~约30个碳原子为更佳。R1和R2可各自独立地是CH2N(R3)2或COOR3,式中R3为H或脂族烃基,该烃基所含碳原子数宜为约200以下,又以含约100以下,约50以下,约6~约30个碳原子为更佳。i为零到4的数字,以零到2为佳,又以1为更佳。j为零到5的数字,以零到2为佳,又以1为更佳。
合用的羟基芳族肟的例子包括十二烷基水杨醛肟,4,6-二叔丁基水杨醛肟,甲基十二烷基水杨酮肟,2-羟基-3-甲基-5-乙基二苯甲酮肟,5-庚基水杨醛肟,5-壬基水杨醛肟,2-羟基-3,5-二壬基二苯甲酮肟,2-羟基-5-壬基-二苯甲酮肟,以及聚异丁烯基水杨醛肟。
(3)席夫碱在一个实施方案中,一个组分(ⅰ)是一种席夫碱,它是含至少一个下式所示基团的一种化合物,>C=NR。这些化合物在技术上是众知的,一般由醛或酮与伯胺经缩合反应制得。适用作组分(ⅰ)的席夫碱化合物包括下式所示的这类化合物
式(ⅩⅣ)中,Ar为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1,R2和R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为更佳。R1可含有最多约20个碳原子。R3可含有约6~约30个碳原子。R2可以是下式所示的基团
式(ⅩⅤ)中,R4为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下,约6个以下,约2~约6,约2~约4个碳原子为更佳。R5和R6各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为更佳。R5可含约20个以下的碳原子,R6可含约6~约30个碳原子。Ar1为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。在一个实施方案中,式(ⅩⅣ)所示的化合物具有以下的分子式
式(ⅩⅣ-1)中,R1,R2和R3与式(Ⅸ)相同,R2也可以是下式所示的基团
式(ⅩⅤ-1)中,R4,R5,R6与式(ⅩⅤ)相同。
在一个实施方案中,可用作组分(ⅰ)的席夫碱具有以下的分子式R1-Ar-CH=N-R2-N=CH-Ar1-R3(ⅩⅥ)式(ⅩⅥ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1和R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R2为烃撑型或烃叉型的亚烷基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是宜含约20个以下碳原子的撑型亚烷基,该亚烷基又以含约10个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,Ar和Ar1为苯环;R1和R3为H;R2为亚乙基或亚丙基,优选的是亚乙基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是用下式所示的一种羟基芳族席夫碱
式(ⅩⅤⅡ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1为宜含约200个以下碳原子的烃基,又以含约100个以下碳原子的烃基为佳。在一个实施方案中,式(ⅩⅤⅡ)所示的化合物具有以下的结构
式(ⅩⅤⅡ-1)中,R1的含意与式(ⅩⅤⅡ)相同,在一个实施方案中,组分(ⅰ)具有式(ⅩⅤⅡ-1)所示的结构,而R1为烷基或链烯基,优选的是聚丁烯基或聚异丁烯基,其数均分子量约为600~约1200,又以约800~约1100,约900~约1000,约940~约950为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的含硝基的羟基芳族席夫碱
式(ⅩⅤⅢ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1和R2各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,由式(ⅩⅤⅢ)所示的化合物是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅤⅢ-1)中,R1和R2的含意与式(ⅩⅤⅢ)相同。其例子包括水杨醛-(3-硝基-4-仲丁基)苯胺,水杨醛-(3-硝基-4-辛基)苯胺,水杨醛-(对-叔戊基)苯胺,水杨醛-正-十二烷基胺以及N,N′-二亚水杨基-1,2-二氨基丙烷。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的含硝基的芳族席夫碱
式(ⅩⅨ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为佳。R1和R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳。R2最好是亚甲基,亚乙基,或亚丙基。在一个实施方案中,式(ⅩⅨ)所示的化合物的分子式如下
式(ⅩⅨ-1)中,R1,R2和R3的含意与式(ⅩⅧ)相同。其例子包括丙二醛-二(3-硝基-4-叔丁基)苯胺,丙二醛-二(对-叔戊基)苯胺以及4-甲亚胺基-2-丁酮,后者是由甲酰丙酮和甲胺得到。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羟基芳族席夫碱
式(ⅩⅩ)中,R1为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该基团宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳。R2,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的含羰基的席夫碱
式(ⅩⅪ)中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7和R8各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R9为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羟基芳族席夫碱
式(ⅩⅩⅠⅠ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约12个以下,约6个以下,约2个~约6个碳原子为更佳。i可以是1~约1000的数字,或者为1~约800,或1~约600,或1~约400,或1~约200,或1~约100,或1~约50,或1~约20,或1~约10,或1~约6,或1~约4,或约2~约4。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为下式所示的含羰基的席夫碱
式(ⅩⅩⅢ)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为佳。R1和R2中的碳原子总数必须足以使与该组分形成的所得有机金属络合物能溶解于或稳定分散在柴油机燃料中。R1和R2中碳原子的总数宜至少约6个,又以至少约10个碳原子为佳。R1可以是烷基或链烯基,它们宜含约10~约20个碳原子,又以含约12~约18个碳原子为佳。在一个实施方案中,R1为含约12~约18个碳原子的烷基或链烯基的混合物,R2为H。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的含肟的席夫碱
式(ⅩⅩⅣ)中,R1为烃基,该烃基宜含约6~约200个碳原子,又以含约6~约100,约6~约50,约6~约30个碳原子为更佳。R1可以是含约10~约20个碳原子的烷基或链烯基,它们又以含约12~约18个碳原子为佳。在一个实施方案中,R1是含约12~约18个碳原子的烷基或链烯基的混合物。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羟基芳族席夫碱
式(ⅩⅩⅤ)中,R1,R2,R3,R4,R6和R7各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳。i为零或1。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羟基芳族席夫碱
式(ⅩⅩⅤⅠ)中,Ar为芳基,优选的是苯环或萘核,更优选的是苯环。R1为H或烃基,优选的是烷基,该烷基宜含约10个以下的碳原子,又以含约6个以下的碳原子为更佳,最好该烷基是甲基,乙基,或丙基,又以甲基为更好。R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型亚烷基。更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约12个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳,R3和R4各自独立地为H,脂族烃基,羟基取代的脂族烃基,胺基取代的脂族烃基,或烷氧基取代的脂族烃基。R3和R4各自独立地含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下,约6个以下的碳原子为更佳。R5为H或脂族烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,式(ⅩⅩⅤⅠ)所示的化合物具有以下的结构
式(ⅩⅩⅤⅠ-1)中,R1,R2,R3,R4和R5的含意与式(ⅩⅩⅤⅠ)相同。在一个实施方案中,组分(ⅰ)具有式(ⅩⅩⅤⅠ-1)所示的结构,式中,R1为H或甲基,R2为亚丙基,R3为H,R4为含约8~约24个碳原子的烷基或链烯基,R5为H。
合用的席夫碱的例子包括十二烷基-N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺;十二烷基-N,N′-二-亚水杨醛-1,2-乙二胺;N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺;N-亚水杨基苯胺;N,N′-二亚水杨基1,2-乙二胺;水杨醛-β-N-氨乙基哌嗪;以及N-亚水杨基-N-十二胺。
(4)萼芳烃(Calixarenes)在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种萼芳烃。这些化合物一般具有篮形或锥形的几何形状或部分为篮形或锥形的几何形状,C.David Gutsche的“Calixarenes”(Royal Society of Chemistry,1989)对这些化合物作了叙述。在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的萼〔4〕芳烃
式(ⅩⅩⅦ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约6~约30个,约6~约18个碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1,R2,R3和R4各为含约10~约14个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为更佳,最好各烷基均为四聚丙烯基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)为一种可用下式表示的萼〔5〕芳烃
式(ⅩⅩⅤⅢ)中,R1,R2,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基,该烃基宜含有约200个以下碳原子,又以含约100个以下,含约50个以下,含约6~约30个,含约6~约18个碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1,R2,R3,R4和R5各为含约10~约14个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为更佳,各烷基最好是四聚丙烯基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种可用下式表示的萼〔6〕芳烃
式(ⅩⅩⅠⅩ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约6~约30个,约6~约18个碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1,R2,R3,R4,R5和R6均为含约10~约14个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为更佳,各烷基最好均为四聚丙烯基。
(5)β-取代酚在一个实施方案中,组分(ⅰ)是下式中任何一种所示的β-取代酚
式(ⅩⅩⅩ-1),(ⅩⅩⅩ-2),(ⅩⅩⅩ-3)中,各R1独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。也可以采用上述化合物的衍生物,其中环上的碳原子被烃基(最好是低级烷基)所取代。在一个实施方案中,R1为含约10~约1.4个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为佳。R1还可以是下式所示的基团
式中,R2和R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R4为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以约10个以下,约6个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,R2为含约10~约20个碳原子的烷基,又以含约12~约18个碳原子的烷基为更佳;R4为亚甲基;而R3为H。
(6)α-取代酚在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的α-取代酚
式(ⅩⅩⅪ)中,T1为NR12,SR1或NO2,其中R1为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。也可采用上述化合物的衍生物,其中环上的一个或几个碳原子被烃基(最好是低级烷基)所取代。
(7)羧酸酯在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种羧酸酯。这些化合物的特征在于,它们含有至少一个羧酸酯基,-COOR,以及至少一个别的官能团,各基团位置在烃链的不同碳原子上。这种别的官能团可以是一种羧酸酯。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羧酸酯
式(ⅩⅩⅩⅡ)中,R1,R2和R4各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约6~约30个碳原子为更佳。R3为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下,约6个以下,约2-约4个碳原子为更佳。i为1~约10的数字,又以1~约6,1~约4,1或2为更佳。在一个实施方案中,R1为含约6~约20个碳原子的烷基,又以含约10~约14个碳原子,含约12个碳原子的烷基为更佳;R2和R4为H;R3为亚乙基或亚丙基,又以亚乙基为佳;i为1~约4,又以约2为佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羧酸酯
式(ⅩⅩⅩⅢ)中,R1为H或烃基,该烃基含有约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约6~约30个碳原子为更佳。R2和R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下的碳原子为更佳。R4为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下,约6个以下,约4个以下,约2个碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1和R2为含约6~约18个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子为佳,R1和R2最好都是十二烷基;R3为H,R4为甲基亚乙基。
(8)酰化胺在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种酰化胺。这些化合物的特征在于,它们至少含一个酰基,RCO-,以及至少一个氨基,-NR2,且位置在烃链的不同碳原子上。这些酰化胺也可以含有上述这类别的官能团。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羰基胺
式(ⅩⅩⅩⅣ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为更佳。R1宜含约6~约30个碳原子,又以含约6~约18个,约10~约14个碳原子为更佳。R2和R3宜为H或低级烷基。在一个实施方案中,R1为含约10~约14个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为佳;R2,R3和R4为H。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的酰化胺
式(ⅩⅩⅩⅤ)中,R1,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为更佳。R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下,约6个以下,约2~约4个碳原子为更佳。R1宜为烃基,更优选的是烷基,该烷基宜含约6~约20个碳原子,又以含约10~约14个,约12个碳原子的烷基为更佳。在一个实施方案中,R1为含约10~约14个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为佳,R2为亚乙基或亚丙基,优选的是亚乙基,R3,R4和R5为H。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的酰化胺
式(ⅩⅩⅩⅥ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下的碳原子为更佳。R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下,约6个以下,约2~约4个碳原子为更佳。R1和R2宜为烃基,优选的是含约6~约20个碳原子的烷基,又以含约10~约14个,含约12个碳原子的烷基为更佳。在一个实施方案中,R1和R2为含约10~约14个碳原子的烷基,又以含约12个碳原子的烷基为更佳,R5为亚乙基或亚丙基,优选的是亚乙基,R3和R4为H。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的酰化胺
式(ⅩⅩⅩⅦ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约6~约30个碳原子为更佳。R7和R8各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下,约6个以下,约2~约4个碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1和R6各自独立地为含约6~约30个碳原子的烷基或链烯基,又以含约12~约24个,含约18个碳原子为更佳;R2,R3,R4和R5为H,R7和R8各自独立地为含1~约4个碳原子的亚烷基,以亚乙基或亚丙基为佳,又以亚丙基为更佳。
(9)羟基亚胺(Hydroxyazylenes)在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种羟基亚胺。这些化合物的特征在于,它们含有至少一个羟基亚胺基,>NOH,以及至少一个上述这类别的官能团。这种别的官能团也可以是一个羟基亚胺基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羟基亚胺
式(ⅩⅩⅩⅧ)中,R1,R2,R3,R4,R5,和R6各自独立地为H或烃基,该烃基优选含200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的羟基亚胺
式(ⅩⅩⅩⅨ)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约6~约30个,约12~约20个碳原子为更佳。R1和R2中碳原子的总数必须足以使与该组分形成的有机金属络合物能溶解于或稳定分散在柴油机燃料中。R1和R2中的碳原子总数宜至少约为6个,又以至少约为10个为佳。
(10)苯并三唑在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种可被取代或未取代的苯并三唑。合适的化合物的例子为苯并三唑,烷基取代的苯并三唑(如甲基苯并三唑,乙基苯并三唑,己基苯并三唑,辛基苯并三唑等),芳基取代的苯并三唑(如苯基苯并三唑等),烷芳基或芳烷基取代的苯并三唑,以及取代的苯并三唑,其中的取代基可以是如羟基,烷氧基,卤基(特别是氯),硝基,羧基或烷酯基。
在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的苯并三唑
式(ⅩL)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1为含约6~约18个碳原子的烷基,又以含约10~约14个,约12个碳原子的烷基为更佳;R2为H。合用的化合物的一个例子是十二烷基苯并三唑。
(11)氨基酸在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的氨基酸
式(ⅩLⅠ)中,R1为H或烃基;R2为R1或酰基;R3和R4各自独立地为H或低级烷基;z为0或1。烃基R1和R2可以是如上面概述的烃基中的任何一种。R1和R2各自独立地宜为烷基,环烷基,苯基,烷基取代的苯基,苄基,或烷基取代的苄基。在一个实施方案中,R1和R2各自独立地为含1~约18个碳原子的烷基;环己基;苯基;含烷基取代基的苯基(其取代基位置在苯环的4-位上並含1~约12个碳原子);苄基;含一个烷基的苄基(烷基位置在苯环的4-位上並含1~约12个碳原子)。式(ⅩLⅠ)中的R1通常为诸如甲基之类的低级烷基,R2通常为含4~约18个碳原子的烷基。
在一个实施方案中,R1的定义与上面相同,R2为酰基。虽然R2可采用多种多样的酰基,通常该酰基可用下式表示式中,R5为含约30个以下碳原子的脂族基。R5更常含约12~约24个碳原子。这类用酰基取代的氨基羧酸是通过一种氨基羧酸与一种羧酸或酰卤反应制得。例如,可用一种脂肪酸与一种氨基羧酸反应所生成所要求的酰基取代氨基羧酸。一些诸如十二烷酸,油酸,硬脂酸,亚油酸之类的酸可以同如式(ⅩLⅠ)所示的氨基羧酸反应(R2为H)。
式(ⅩLⅠ)中的R3和R4基各自独立地为H或低级烷基。R3和R4通常各自独立地为H或甲基,R3和R4最常为H。
式(ⅩLⅠ)中,z可以是零或1。当z为零时,该氨基酸为甘氨酸,α-丙氨酸,以及两者的衍生物。当z为1时,式(ⅩLⅠ)所示的氨基羧酸为β-丙氨酸或其衍生物。
用作组分(ⅰ)的式(ⅩLⅠ)的氨基酸化合物可通过已有技术所述的方法制备,其中有些氨基酸为市售产品。例如甘氨酸,α-丙氨酸,β-丙氨酸,缬氨酸,精氨酸,以及2-甲基-丙氨酸。而如美国专利4,077,941,则叙述了在z为1时式(ⅩLⅠ)所示的氨基酸化合物的制备。例如,可以用分子式为R1R2NH的一种胺(其中R1和R2的定义如前面式(XLⅠ)所述)同下式的一种化合物反应,
式中,R3和R4的定义如前面式(ⅩLⅠ)所述,R6为低级烷基,优选的是甲基或乙基,然后将酯用强碱水解並酸化,以制备氨基酸。能同这种不饱和酯反应的胺如下二环己胺,苄基甲胺,苯胺,二苯胺,甲基乙胺,环己胺,正戊胺,二异丁胺,二异丙胺,二甲胺,十二胺,十八胺,N-正辛胺,氨基戊烷,仲丁胺,丙胺等。
式(ⅩLⅠ)的氨基酸化合物(其中R2为甲基或酰基)可以用分子式为R1NH2的一种伯胺(其中R1的定义如前面式(ⅩLⅠ)所述)同下式的化合物反应制得,
式中,R3,R4和R6的定义如上面所述。然后,这种中间体通过N-甲基化及酯的水解,再进行酸化,转化成甲基衍生物。这种中间体同一种酸或酰基卤(如硬脂酸,油酸等)反应,则生成相应的酰基衍生物。这类式(ⅩLⅠ)所示的具体的氨基酸列举在下面的表1。
表Ⅰ
R1R2R3Z R4H H H 0 -H H H 1 HH H H 1 CH3CH3H H 1 HCH3CH3H 1 HH H CH31 CH3CH3异戊基 H 1 HCH3十八烷基 H 1 HCH3十八烷基 H 1 CH3CH3正丁基 C2H51 H正-辛基正辛基 n-propyl 1 CH3环己基 环己基 H 1 HCH3正十八烷基 CH31 HCH3异丙基 H 1 HCH3油基 H 1 HCH3CH3H 0 -H H CH30 -CH3CH3CH30 -H 油酰基 H 0 -甲基 油酰基 H 0 -H 硬脂酰基 H 0 -甲基 硬脂酰基 H 0 -H 油酰基 H 1 H甲基 硬脂酰基 H 1 H
(12)异羟肟酸在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的异羟肟酸
式(ⅩLⅢ)中,R1为含约6~约200个碳原子的烃基,又以含约6~约100个,约6~约50个,约6~约30个碳原子的烃基为更佳。在一个实施方案中,R1为烷基或链烯基,它们宜含约12~约24个碳原子,又以含约16~约20个,含约18个碳原子为佳。R1最好是油基。
(13)桥连的苯酚化合物组分(ⅰ)可以是下式所示的一种苯酚化合物
式(ⅩLⅣ)中,R1和R2各自独立地为烃基,R3为CH2,S,或CH2OCH2。在一个实施方案中,R1和R2各为通常含约4~约20个碳原子的脂族基。R1和R2基的典型例子包括丁基,己基,庚基,2-乙基-己基,辛基,壬基,癸基,十二烷基等。式(ⅩLⅣ)所示的苯酚化合物可采用合适的取代苯酚同甲醛或一种硫化合物(诸如二氯化硫)反应制取。当一摩尔甲醛同二摩尔取代苯酚反应时,桥基R3为CH2。与甲醛同取代苯酚的摩尔比为1∶1时,可形成由CH2OCH2基桥连的双酚化合物。当二摩尔取代酚同一摩尔二氯化硫反应时,形成的双酚化合物是由硫原子桥连。在一个实施方案中,R1和R2为四聚丙烯基,R3为S。
(14)芳族双官能化合物组分(ⅰ)可以是一种下式所示的芳族双官能化合物
式(ⅩLⅤ)中,R1为含1~约100个碳原子的烃基,i为零到4的数字,又以零~2为佳,以零或1为更佳。T1位置在相对于G1的邻位或间位。G1和T1各自独立地为OH,NH2,NR2,COOR,SH或C(O)H,式中R为H或烃基。在一个实施方案中,该化合物是一种氨基苯酚。它最好是一种可含有别的取代基(如烃基)的邻氨基苯酚。在一个实施方案中,该化合物是硝基苯酚,这种硝基苯酚最好是可含有别的取代基(如烃基)的邻硝基苯酚。在一个实施方案中,(ⅩLⅣ)所示的化合物是一种硝基苯酚,其中R1为十二烷基,i为1,G1为OH,T1为NO2,而且NO2位置在相对于OH的邻位,这种化合物是十二烷基硝基苯酚。
在一个实施方案中,式(ⅩLⅤ)中的G1为OH,T1为NO2而且在OH的邻位,i为1,而R1为下式所示
式中R2,R3和R5各自独立地为H或烃基,该烃基含有约40个以下的碳原子,R4和R6各自独立地为含1~约6个碳原子的撑型或叉型的亚烷基。在一个实施方案中,R2为含约16~约20个碳原子的烷基或链烯基,又以含约18个碳原子为佳,R3和R5为H,R4为亚乙基或亚丙基,优选的是亚丙基,R6为亚甲基或亚乙基,以亚甲基为佳。
(15)二硫代氨基甲酸盐组分(ⅰ)是一种二硫代氨基甲酸盐,它是含基团R1R2NC(=S)S-的一种化合物,其中,R1和R2分别为H或烃基。这些二硫代氨基甲酸盐含有至少一个上述这类别的官能团。这种别的官能团可以是一个二硫代氨基甲酸基。在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的二硫代氨基甲酸盐
式(ⅩLⅥ)中,R1和R2分别为H或烃基,该烃基含有约40个以下的碳原子,又以含约6~约30个碳原子,约10~约20个碳原子为佳。R3和R4为撑型亚烷基,它含有约10个以下的碳原子,又以含约6个以下,约2~约3个碳原子为佳,G1和T1分别为OH或CN。在一个实施方案中,R1和R2各为丁基;R3和R4为亚乙基或亚丙基,优选的是各为亚乙基;G1和T1为CN。在一个实施方案中,R1为R5R6NR7-,其中R5和R6各自独立地为H或低级烷基,优选的是H,R7为亚乙基或亚丙基,优选的是亚丙基,R2为含约16~约18个碳原子的烷基或链烯基,以含约18个碳原子为佳,R3和R4各为亚乙基,G1和T1为CN或OH。在一个实施方案中,R1为R5R6NR7-,其中R5为含约16~约20个碳原子的烷基或链烯基,以含约18个碳原子为佳,R6为H,R7为亚乙基或亚丙基,优选的是亚丙基,R2为H,R3和R4各为亚乙基,G1和T1为CN或OH。
(16)黄原酸酯组分(ⅰ)可以是一种黄原酸酯,它是一种含R1OC(=S)S-基的化合物,式中R为烃基。这些黄原酸酯必须含有至少一个上述这类别的官能团。这种别的官能团可以是一个黄原酸酯基。在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的黄原酸酯
式(ⅩLⅦ)中,R1为一个烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约6~约30个碳原子,含约10~约20个碳原子为佳。R1宜为脂族基,又以烷基为佳。R2和R3为亚烷基,该亚烷基含有约10个以下的碳原子,又以含约6个以下,约2~约3个碳原子为佳。G1和T1各自独立地为OH或CN。在一个实施方案中,R1为有1至约10个碳原子的烷基;R2和R3是亚乙基或亚丙基,优选各自为亚乙基;和G1及T1为CN。在一个实施方案中,R1是R5R6NR7-,其中R5和R6各自是H或低级烷基,优选是H,R7是亚乙基或亚丙基,优选是亚丙基,R2和R3各自是亚乙基或亚丙基,G1和T1是CN或OH。在一个实施方案中,R1为R5R6NR7-,其中R5为含约16~约20个碳原子的烷基或链烯基,R6为H,R7为亚乙基或亚丙基,R2和R3各为亚乙基或亚丙基,G1和T1为CN或OH。
(17)苯
基化合物在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的苯
基化合物
式(ⅩLⅧ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,优选的是苯环或萘核,更优选的是苯环。R1,R2和R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,Ar和Ar1各为苯环;R1为烷基或支化烷基,它们含约4~约12个碳原子,又以含约6~约10个,含约8个碳原子为更佳;R2为H或低级烷基;R3为烷基,该烷基含约6~约18个碳原子,又以含约10~约14个,含约12个碳原子为更佳。在一个实施方案中,Ar和Ar1均为苯环,R1为1-乙基戊基,R2为十二烷基,R3为H。
(18)吡啶类组分(ⅰ)可以是吡啶衍生物。在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的2,2′-联吡啶
式(ⅩLⅨ)中,环上的一个或多个碳原子可以被烃基,特别是低级烷基所取代。在一个实施方案中,组分(ⅰ)是一种下式所示的取代吡啶
式(L)中,R1为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。R1宜为H或低级烷基。式(L)中,环上的一个或多个碳原子可以被一个烃基,尤其是低级烷基所取代。
(19)含硼的酰化胺组分(ⅰ)可以是一种含硼的酰化胺。这些化合物能按如下的方法制备首先将烃基取代的生成丁二酸的化合物(本文有时称作“丁二酸酰化剂”)同含有至少一个与氮原子连结的氢的胺相反应,每当量丁二酸酰化剂至少用0.5当量的胺;按照这种方法得到的含氮组合物通常是络合物的混合物,有时本文中被称作为“酰化胺”;然后将这种组合物同一种硼化合物反应使其含有硼,所述硼化合物可选自三氧化硼,卤化硼,硼酸,硼酰胺,以及硼酸的酯。
这种酰化胺在很多美国专利中已有叙述,包括3,172,892 3,341,542 3,630,9043,215,707 3,346,493 3,632,5113,272,746 3,444,170 3,787,3743,316,177 3,454,607 4,234,4353,541,012上述美国专利由于它们谈及了本文合用的酰化胺的制备,故特意放入本文以供参考。
一般说来,制备酰化胺的一条方便路线是,将一种烃基取代的生成丁二酸的化合物(羧酸酰化剂)同一种含有至少一个与氮原子连结的氢(即H-N=)的胺相反应。这种羧酸酰化剂包括丁二酸,丁二酸酐,丁二酰卤,以及丁二酸酯。生成丁二酸的化合物上的烃基取代基,其碳原子数可以在很宽范围内变化,只要由此生成的有机金属络合物可溶解于或能稳定分散在柴油机燃料中。这种烃取代基一般平均含至少约10个脂族碳原子,又以至少含约30个脂族碳原子为佳,以至少含约50个脂族碳原子为更佳。
重要的烃类取代基的来源主要包括基本上饱和的高分子量石油馏份,基本上饱和的烯烃聚合物,尤其是含2~30个碳原子的单烯烃聚合物。特别合用的聚合物是诸如以下1-单烯烃的聚合物,它们是乙烯,丙烯,1-丁烯,异丁烯,1-己烯,1-辛烯,2-甲基-1-庚烯,3-环己基-1-丁烯,以及2-甲基-5-丙基-1-己烯的聚合物。中间位置的烯烃的聚合物(即烯键不在端基位置上的烯烃聚合物)同样也是有用的。它们的例子有2-丁烯,3-戊烯,以及4-辛烯。
也可采用诸如上面列举的那些烯烃同其它可共聚的烯烃类物质的共聚体,后者的例子有芳族烯烃,环烯烃,以及多烯烃。这些共聚体包括如由下面这类单体聚合所制得的产物,它们是异丁烯同苯乙烯;异丁烯同丁二烯;丙烯同异戊二烯;乙烯同戊间二烯;异丁烯同氯丁二烯;异丁烯同对甲基苯乙烯;1-己烯同1,3-己二烯;1-辛烯同1-己烯;1-庚烯同1-戊烯;3-甲基-1-丁烯同1-辛烯;3,3-二甲基-1-戊烯同1-己烯;异丁烯同苯乙烯和戊间二烯等。
共聚体中单烯烃同别的单体的相对比例影响由这类共聚体所得到的最终产物的稳定性和油溶性。因此,由于油溶性和稳定性的缘故,打算用于本发明的共聚体应当基本上是脂族的而且大体上是饱和的,也就是说,这些共聚体应含有至少约80%(最好至少约95%)的来自脂族单烯烃的单元(按重量计算),而且还应含有不超过5%的烯烃键(按碳-碳共价键的总数计算)。多数情况下,烯烃键的百分数应不到碳-碳共价键总数的约2%。
这类共聚体的具体例子包括95%(重量)异丁烯同5%苯乙烯的共聚物;98%的异丁烯同1%戊间二烯和1%氯丁二烯的三元共聚物;95%异丁烯同2%1-丁烯和3%1-己烯的三元共聚物;80%异丁烯同20%1-戊烯和20%1-辛烯的三元共聚物;80%1-己烯同20%1-庚烯的共聚物;90%异丁烯同2%环己烯和8%丙烯的三元共聚物;以及80%乙烯和20%丙烯的共聚物。
大体上为烃基的另一个来源包括饱和的脂肪烃诸如高精炼高分子量轻油或由上述高分子量烯烃聚合物或高分子量烯烃物质氢化所得的合成链烷。
优选采用的是数均分子量(Mn)约700~10,000的烯烃聚合物。在一个实施方案中,这种取代基来自一种聚烯烃,其特征在于,它的Mn值约为700~约10,000,Mw/Mn值为1.0~约4.0。
在制备这种取代的丁二酸酰化剂中,将一种或多种上述的聚链烯同一种或多种酸性反应物进行反应,后者选自马来酸或富马酸这类反应物诸如酸或酸酐。通常,这种马来酸或富马酸反应物为马来酸,富马酸,马来酸酐,或二种(或多种)这些化合物的混合物。马来酸反应物常优于富马酸反应物,因为前者更容易买到,而且,一般说来更容易同聚链烯(或其衍生物)反应,从而制得适用于本发明的取代的生成丁二酸的化合物。特别优选的反应物是马来酸,马来酸酐及其混合物。马来酸酐由于市场上能买到,又易于反应,故常常使用。
为简便起见,本文常使用“马来酸反应物”的名称。在用该名称时,不言而喻,该名称是泛指选自马来酸和富马酸反应物的酸性反应物,並包括这类反应物的混合物。另外,本文所用的名称“丁二酸酰化剂”是用来表示取代的生成丁二酸的化合物。
制备本发明这种取代的丁二酸酰化剂的一种方法已经在美国专利3,219,666中部分作了说明,由于它谈到了丁二酸酰化剂的制备,故特意放入本文以供参考。该方法常被称为“两步法”。这种方法是,首先将聚链烯氯化,然后使氯化好的聚链烯同马来酸反应物反应。
制备这些取代的丁二酸酰化剂的另一种方法采用的是美国专利3,912,764和英国专利U.K.1,440,219中所述的一种方法,由于这两篇专利均涉及到该方法,故特意放入本文以供参考。按照该方法,首先按照“直接烷基化”方法将聚链烯同马来酸反应物一起加热反应,该工序完成之后,往反应混合物中引入氯,以促使剩余未反应的马来酸反应物反应。
制备本发明的取代丁二酸酰化剂的另一种方法是所谓的“一步”法。美国专利3,215,707和3,231,587对该法作了说明。由于这两篇专利谈到了这种方法,故特意放入本文以供参考。一步法用的是,制备一种聚链烯和马来酸反应物的混合物,其中两者的含量必须能提供本发明所要求的取代丁二酸酰化剂。这意味着每摩尔聚链烯必须至少用一摩尔马来酸反应物,从而使每当量取代基可至少有一个丁二酸基。然后将氯引入该混合物,通常是在搅拌下往混合物里通入氯气。
同生成丁二酸的化合物反应以生成酰化胺的胺,可以是上述制备本发明芳族曼尼期碱中所用的任何胺(A-3)。这类胺里优选的是上面式(A-3-3)所示的亚烷基多胺。
由生成丁二酸的化合物和胺反应所得的酰化胺可以是胺盐,酰胺,酰亚胺,咪唑啉及其混合物。为制备这种酰化胺,可将一种或多种生成丁二酸的化合物和一种或多种胺及任选的正常液体(基本惰性的有机液体溶剂/稀释剂)存在下加热,反应温度一般在约80℃到混合物或产物的分解温度以下的范围之内。通常采用的温度在约100℃到约300℃以下的范围,只要300℃並未超过分解温度。
生成丁二酸的化合物和胺反应的用量要足以为每当量的生成酸的化合物至少提供约0.5当量的胺。一般说来,所用的胺的最大量对每当量的生成丁二酸的化合物约为2摩尔。对于本发明来说,一当量的胺量相当于胺的总重量除以所含的氮原子总数。因此,辛胺的当量等于它的分子量;乙二胺的当量等于它的 1/2 分子量;而氨乙基哌嗪的当量则等于它的1/3分子量。生成丁二酸的化合物的当量数同这种烃基取代的生成丁二酸的化合物中所含羧酸官能团数目有关。因此,该化合物的当量数将随其中所含丁二酸基的数目而不同,一般说来,该酰化剂中对每摩尔丁二酸基有两当量的酰化剂。可采用传统的方法(如酸值,皂化值)测定羧酸官能团的数目,从而便可测定出能用来同胺反应的酰化剂当量数。制备这些酰化胺的方法的详细说明和实施例可见如美国专利3,172,892;3,219,666;3,272,746;以及4,234,435;其公开内容放入本文以供参考。
上面得到的酰化胺然后再同至少一种硼化合物反应,后者可选自三氧化硼,卤化硼,硼酸,硼酰胺以及硼酸酯这类硼化合物。与酰化胺中间体反应的硼化合物通常要足以提供如下的用量从约0.1原子比例的硼(就每摩尔酰化胺来说)到约10原子比例的硼(就该酰化胺的每原子比例的氮来说)。硼化合物更通常的用量范围要足以从为每摩尔酰化胺提供约0.5原子比例的硼直到每原子比例的所用氮提供约2原子比例的硼。
合用的硼化合物包括氧化硼,氧化硼水合物,三氧化硼,三氟化硼,三溴化硼,三氯化硼,含硼酸诸如烃基硼酸(即烷基-B(OH)2或芳基-B(OH)2),硼酸(即H3BO3),四硼酸(即H2B4O7),偏硼酸(即HBO2),硼酐,硼酰胺以及这类含硼的酸的各种酯。将这种硼反应物引入反应混合物的方便方法是采用三卤化硼同醚,有机酸,无机酸,或烃类的络合物。这类络合物是已知的,其例子有三氟化硼-三乙酯,三氟化硼-磷酸,三氯化硼-氯乙酸,三溴化硼-二噁烷,以及三氟化硼-甲乙醚。
一烃基硼酸的具体例子包括甲基硼酸,苯基硼酸,环己基硼酸,对庚基苯基硼酸以及十二烷基硼酸。
含硼酸的酯特别包括硼酸同醇类或酚类的有机单酯,二酯,以及三酯,醇类或酚类的例子有诸如甲醇,乙醇,异丙醇,环己醇,环戊醇,1-辛醇,2-辛醇,十二醇,二十二醇,油醇,十八醇,苯甲醇,2-丁基环己醇,乙二醇,丙二醇,亚丙基二醇,1,3-丁二醇,2,4-己二醇,1,2-环己二醇,1,3-辛二醇,丙三醇,季戊四醇,二甘醇,卡必醇,2-乙氧基乙醇,三甘醇,二缩三丙二醇,苯酚,萘酚,对-丁基苯酚,邻,对-二庚基苯酚,正-环己基苯酚,2,2-双-(对-羟基苯基)-丙烷,聚异丁烯(分子量1500)取代的苯酚,2-氯乙醇,邻氯苯酚,间硝基苯酚,6-溴辛醇,以及7-酮基-癸醇。对本发明来说,特别适用于制备这种硼酸酯的是低级醇,1,2-二元醇,以及1,3-二元醇,即所含碳原子数约少于8的那些醇。
制备含硼酸的酯的方法是已知的並在技术上已经公开(诸如“Chemical Reviews”,pp.959~1064,Vol.56)。一种方法用的是,使三氯化硼同3摩尔的一种醇或一种酚相反应,以制得硼酸三有机酯。另一种方法用的是,使氧化硼同一种醇或一种酚相反应。又一种方法用的是,使四硼酸同3摩尔的一种醇或一种酚直接酯化。还有一种方法用的是,使硼酸同一种二元醇直接酯化,以生成如环状硼酸亚烷基酯。
酰化胺同含硼化合物的反应只要将反应物在所要求的温度混合便可进行。采用某种惰性溶剂是任选的,虽然常常也是要求的,尤其与反应混合物中含有高粘度或固体反应物时则常要使用惰性溶剂。这种惰性溶剂可以是诸如苯,甲苯,石脑油,环己烷;正己烷,或矿物油之类的一种烃。反应温度可在很宽范围内变化。通常,优选的温度为约50℃~约250℃。有些情况下,则可以是25℃或甚至更低些。反应温度的上限是具体反应混合物和/或产物的分解温度。
反应通常在短时期内诸如0.5~6小时中完成。反应完成后,产物可溶解在溶剂里,所得溶液若看起来混浊或含有不溶物质时,则需通过离心或过滤加以纯化。通常,产物是相当纯的,从而进一步的纯化是不必要的或者是任选的。
酰化胺同含硼化合物反应所得产物含有硼以及原来在酰化胺中所含的基本上全部的氮原子。已经认为,该反应导致硼与氮之间形成了一种络合物。在有些情况下,可能是硼与氮的原子比大于1,在另一些情况下,可能是氮与硼的原子比大于1。该络合物的本性如今尚未弄明白。
由于络合物形成的精确化学计量是未知的,该方法所要采用的反应剂的相对比例主要基于考虑对本发明来说产品的合用性。在这方面,合用的产品是从以下的反应混合物得到,其中所含的反应物的相对比例是为提供从约0.1原子比的硼(就每摩尔酰化胺来说)到约10原子比的硼(就每原子比的该酰化胺的氮来说)。合用的反应物量是为了提供从约0.5原子比的硼(就每摩尔酰化胺来说)到约2原子比的硼(就每摩尔酰化胺来说)。为具体说明起见,就一摩尔酰化胺(每分子含5个氮原子)来说,所要使用的含硼化合物(每分子含一个硼原子)的量为约0.1摩尔~约50摩尔,又以约0.5摩尔~约10摩尔为佳。
在一个实施方案中,这些含硼的酰化胺可用作组分(ⅰ),以生成本发明的有机金属络合物。在另一个实施方案中,这些含硼的酰化胺可用作本发明的有机金属络合物。
(20)含磷的酰化胺组分(ⅰ)可以是一种含磷的酰化胺。这些化合物由以下物质反应制得至少一种羧酸酰化剂(P-1),至少一种胺(P-2,其特征在于它的结构中含至少一个H-N=基),以及至少一种下式所示的含磷的酸(P-3),
式(P-3-1)中,X1,X2,X3和X4各自独立地为氧或硫,各m为零或1,R1和R2各自独立地为烃基。羧酸酰化剂(P-1)和胺(P-2)在上面涉及含硼的酰化胺的制备中已作了说明。含磷的酸(P-3)包括如下1.相当于下式的二烃基膦基二硫代酸
2.相当于下式的S-烃基烃基膦酰基三硫代酸
3.相当于下式的O-烃基烃基膦酰基二硫代酸
4.相当于下式的S,S-二烃基膦酰基四硫代酸
5.相当于下式的O,S-二烃基膦酰基三硫代酸
6.相当于下式的O,O-二烃基膦酰基二硫代酸
合用的下式的酸
易于从五硫化二磷(P2S5)同一种醇或一种酚反应制得。该反应用的办法是在约20℃~约200℃的某个温度将4摩尔的醇或酚同一摩尔的P2S5相混合。反应中释放出硫化氢。这些酸的含氧的同系物可方便由二硫代酸用水或水蒸汽处理制得,实际上是取代了两个硫原子或其中之一。
合用的含磷酸是含磷和硫的酸。这些酸包括结构如下的那些酸,其中至少一个X1或X2是硫,以X1和X2都是硫为佳;至少一个X3和X4是氧或硫,以X3和X4都是氧为佳;m是1。也可以采用这些酸的混合物。
各R1和R2各自独立地为一个烃基的基团,该基团不宜含有炔属不饱和度,通常也不宜含有烯属不饱和度,並含有约1~约50个碳原子,以含约1~约30个碳原子为佳,又以含约3~约18个碳原子为更佳。在一个实施方案中,各R1和R2可相同或不同,並含有约4~约8个碳原子。各R1和R2可以是如异丙基,异丁基,4-甲基-2-戊基,2-乙基己基,异辛基等。各R1和R2可彼此相同,虽然它们也可以不同,而且两者或其中之一可以是混合物。各R1和R2宜为烷基,最理想的是支化的烷基。
生成含磷的酰化胺的反应可按任何次序混合组分(P-1),(P-2),和(P-3)加以实施。这三种反应物均可在室温混合,並被加热到高于约80℃的温度以进行酰化。同样,也可以先使组分(P-2)同(P-3)反应,再使该中间产物同组分(P-1)反应,或者,先用组分(P-1)酰化组分(P-2),然后使酰化的胺同组分(P-3)反应。进行酰化的优选温度为约100℃~约300℃,又以约150℃~250℃为佳。
酰化进行的同时附带生成了水。将反应混合物加热到≥100℃便可脱除所生成的水。加热期间往反应混合物里鼓入惰性气体诸如N2可加速此过程。也可以在反应混合物里使用一种能同水形成共沸物的惰性溶剂来加速脱水。这类溶剂的例子是苯,正己烷,甲苯,二甲苯等。采用这类溶剂可使脱水的温度降到如80℃。
本方法所用的反应物的相对比例是基于该方法涉及的反应的化学计算量以及由此所得产品对本发明用途的合用性。组分(P-1)和(P-3)的最小用量对每摩尔组分(P-2)来说各约为0.5当量。(P-1)和(P-3)的最大用量是基于组分(P-2)的当量总数。
为制造这些含磷的酰化胺,胺(P-2)的当量数是基于该胺所含HN<基的数目。一当量的胺为胺的总重量除以所含的HN<基的总数。因此,一当量的乙二胺等于其分子量的 1/2 ;一当量的四亚乙基五胺等于其分子量的 1/5 。另外,如市售的胺混合物的当量可由胺中所含氮的重量百分数除以氮的原子量(14)求出。因此,含34%N的胺混合物,其一当量为41.2。胺的当量数可由其总重量除以它的当量求出。
酰化剂(P-1)的当量取决于酰化剂所含的羧酸官能团(如羧酸基或其官能衍生物)数目。因此,酰化剂的当量数将随其中所含羧基数目而不同。在求出酰化剂的当量数时,凡是不能像羧酸一样反应的那些羧酸官能团则不能计算在内。不过,酰化剂中对每个羧基一般有一当量的酰化剂。例如,从一摩尔烯烃聚合物和一摩尔马来酸酐反应所得到的酰化剂含有两个羧基。传统的方法易于用来测定羧酸官能团的数目(如酸值,皂化值),因此便可求出能用来同胺反应的酰化剂当量数。
组分(P-3)的当量可以用它的分子量除以-PXXH基的数目来求出。这些数值通常可从组分(P-3)的结构式求出,或用实验的方法通过众知的滴定法测出。组分(P-3)的当量数则可用它的重量除以它的当量求出。
能同一摩尔组分(P-2)反应的组分(P-1)和(P-3)的当量加和最大值等于HN<基的数目。如果采用过量的组分(P-1)和(P-3),过量部分则不会参加反应。另一方面,如果所用的组分(P-1)和(P-3)的总量低于最大用量,产物便会含有未反应的游离的氨基氮原子。只有组分(P-1)和(P-3)的相对用量在当量比为约0.5∶4.5~约4.5∶0.5范围内,才能制得合格的产品。为说明反应物相对比例范围的具体例子如下一摩尔四亚烷基五胺同约0.5~约4.5当量的一种聚异丁烯取代的丁二酸酐以及约0.5~约4.5当量的一种膦酰基二硫代酸反应。
(21)吡咯衍生物组分(ⅰ)可以是一种下式所示的吡咯衍生物
式(LⅠ)中,T1为OH,NH2,NR2,COOR,SH,或C(O)H,其中R1为H或烃基,优选的是低级烷基。环上各碳原子可以用烃基(优选是低级烷基)所取代。
(22)卟啉组分(ⅰ)可以是一种或多种卟啉。这种卟啉是由亚甲基连结的四个吡咯环组成的一类杂环化合物。这些化合物可用下式表示
式(LⅡ)中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7和R8各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约10个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7和R8各自独立地为H,低级烷基,低级链烯基,羟基取代的低级烷基,或-COOH取代的低级烷基。其例子包括焦卟啉,玫红卟啉,叶卟啉,叶赤素,次卟啉,初卟啉,原卟啉,血卟啉,中卟啉Ⅸ,粪卟啉,尿卟啉,以及胆红素。
(23)磺酸组分(ⅰ)可以是一种下式所示的磺酸
式(LⅢ)中,R1为烃基,以含约200个以下碳原子为佳,又以含约100个以下,约60个以下,约10~约60个碳原子为更佳。该磺酸的特征在于,它含有磺基-SO3H(或SO2OH),而且可以被看作是硫酸的一个羟基被有机基取代后的衍生物。这类化合物通常由处理石油馏份(石油磺酸盐)得到。由于所用的原油及特定的油馏份的不同性质,磺酸盐常常构成一种复杂的混合物。合用的磺酸盐含有烷芳基,即烷基化的苯或烷基化的萘。磺酸的具体例子包括二辛基苯磺酸,十二烷基苯磺酸,双十二烷基苯磺酸,二壬基萘磺酸,二月桂基苯磺酸,月桂基鲸蜡基苯磺酸,聚烯烃烷基化苯磺酸(诸如聚丁烯和聚丙烯等)。有关磺酸的进一步详细说明可参见Kirk-Othmer,“Encyclopedia of Chemical Technology”,Second Edition,1969,Vol,19,pp.311~319,以及在Manuracturing Chemist,October 1950(ⅩⅩⅠ,10)pp.417~422,R.Leslie所著“Petroleum Sulphonates”。
(24)EDTA衍生物组分(ⅰ)可以是一种下式所示的乙二胺四乙酸(EDTA)的衍生物
式(LⅣ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约200个以下的碳原子,又以含约100个以下,约50个以下,约30个以下,约20个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或低级脂族烃基,又以H或低级烷基为佳。
组分(ⅱ)所述金属络合物中采用的金属可以是能降低柴油机排气装置微粒捕集器里所收集的废气微粒着火温度並同组分(ⅰ)形成一种络合物的任何金属。在一个实施方案中,这种金属是Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,V,Cr,Mo,Fe,Co,Cu,Zn,B,Pb,Sb,或它们其中两种或多种金属的混合物。该金属可以由Cu结合一种或多种Fe,V,或Mn组成。也可选自一种或多种Cu,Fe,B,Zn,Mg,Ca,Na,K,Sr,和Ba这类金属。该金属还可以是Cu结合一种或多种Fe,B,Zn,Mg,Ca,Na,K,Sr,和Ba。但不能用Ti,Zr,Ce,Mn或稀土金属。
这种金属反应剂(ⅱ)可以是硝酸盐,亚硝酸盐,卤化物,羧酸盐,磷酸盐,亚磷酸盐,硫酸盐,亚硫酸盐,碳酸盐,硼酸盐,氢氧化物或氧化物。其例子包括硝酸钴,氧化钴,氧化高钴,亚硝酸高钴,磷酸高钴,氯化钴,碳酸钴,乙酸亚铬,乙酸铬,溴化铬,氯化亚铬,氟化铬,氧化亚铬(一氧化铬),亚硫酸铬,硫酸亚铬七水合物,硫酸铬,甲酸铬,己酸铬,氯氧化铬,磷酸铬,醋酸亚铁,苯甲酸铁,溴化亚铁,碳酸亚铁,甲酸铁,乳酸亚铁,氧化亚铁,氧化铁,次磷酸铁,硫酸铁,亚硫酸亚铁,亚硫酸氢铁,丙酸铜,乙酸铜,偏硼酸铜,苯甲酸铜,甲酸铜,月桂酸铜,亚硝酸铜,氯氧化铜,棕榈酸铜,水杨酸铜,碳酸铜,环烷酸铜,苯甲酸锌,硼酸锌,溴化锌,碘化锌,乳酸锌,氧化锌,硬脂酸锌,亚硫酸锌,醋酸钠,苯甲酸钠,碳酸氢钠,硫酸氢钠,亚硫酸氢钠,溴化钠,碳酸钠,氯化钠,柠檬酸钠,氢氧化钠,次磷酸钠,碘化钠,偏亚硫酸钠,环烷酸钠,亚硝酸钠,磷酸钠,亚硫酸钠,醋酸钾,苯甲酸钾,碳酸氢钾,硫酸氢钾,亚硫酸氢钾,溴化钾,碳酸钾,氯化钾,柠檬酸钾,氢氧化钾,次磷酸钾,碘化钾,偏亚硫酸氢钾,环烷酸钾,亚硝酸钾,五硼酸钾,磷酸钾,亚硫酸钾,氧化硼,三溴化硼,三氯化硼,三氟化硼,醋酸钙,亚硫酸氢钙,溴化钙,碳酸钙,氯化钙,氟化钙,氢氧化钙,碘化钙,月桂酸钙,环烷酸钙,亚硝酸钙,草酸钙,过氧化钙,磷酸钙,亚磷酸钙,硬脂酸钙,硫酸钙,亚硫酸钙,醋酸镁,亚硫酸氢镁,溴化镁,碳酸镁,氯化镁,氟化镁,氢氧化镁,碘化镁,月桂酸镁,环烷酸镁,亚硝酸镁,草酸镁,磷酸镁,亚磷酸镁,硬脂酸镁,硫酸镁,亚硫酸镁,醋酸锶,亚硫酸氢锶,溴化锶,碳酸锶,氯化锶,氟化锶,氢氧化锶,碘化锶,月桂酸锶,环烷酸锶,亚硝酸锶,草酸锶,磷酸锶,亚磷酸锶,硬脂酸锶,硫酸锶,亚硫酸锶,醋酸钡,亚硫酸氢钡,溴化钡,碳酸钡,氯化钡,氟化钡,氢氧化钡,碘化钡,月桂酸钡,环烷酸钡,亚硝酸钡,草酸钡,磷酸钡,亚磷酸钡,硬脂酸钡,硫酸钡以及亚硫酸钡。也可以采用以上化合物的水合物。
形成有机金属络合物的反应由组分(ⅰ)和(ⅱ)形成本发明的有机金属络合物的反应只要将反应物在所要求的温度混合便可进行。该反应可在至少约80℃的某个温度实施。有些情况下,反应温度可低至室温诸如约20℃。反应温度的上限是该混合物的分解温度,不过该反应很少需要高于250℃的温度。
该反应优选在一种反应物或产物可溶的稀释剂或溶剂中进行。这种溶剂可以是任何流体状惰性溶剂诸如苯,二甲苯,甲苯,煤油,矿物油,氯苯,二噁烷等。
组分(ⅰ)和(ⅱ)的相对用量在很宽范围内变化。通常,每当量的组分(ⅰ)至少用约0.1当量的组分(ⅱ)。组分(ⅱ)的用量优选的是,每当量的组分(ⅰ)用约0.05~约1当量的组分(ⅱ),又以用约0.1~约0.4当量的组分(ⅱ)为更佳。组分(ⅰ)的当量是基于组分(ⅰ)中能与组分(ⅱ)的金属形成络合物的官能团数目。因此,四聚丙烯基硝基苯酚的当量是它的分子量的 1/2 。组分(ⅱ)的当量是基于其分子中金属原子的数目。因此,一当量氧化亚铜的重量是它的分子量的 1/2 ,而一当量氢氧化铜的重量则等于它的分子量。另外,组分的相对用量某种程度上是基于组分(ⅱ)反应物中金属的配位数。例如,多达6当量的组分(ⅰ)可以结合一当量的其金属配位数为6的金属反应物。
组分(ⅰ)同组分(ⅱ)反应所得的产物是一种“有机金属络合物”。也就是说,该络合物是由组分(ⅰ)的官能团同组分(ⅱ)的金属利用金属的次合价结合而产生。该络合物的准确本质是未知的。对本发明的用途来说,只需要该络合物在柴油机燃料中足够稳定,从而可用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机中,以降低收集在捕集器中的废气微粒的着火温度。
在一个实施方案中,这种有机金属络合物不包括芳族曼尼期碱同席夫碱结合的非过渡金属络合物,其中曼尼期碱是由芳族苯酚,醛或酮,以及含羟基和/或巯基的胺制得。
在一个实施方案中,有机金属络合物不包括芳族曼尼期碱同一种肟的过渡金属络合物,该曼尼期碱是由芳族苯酚,醛或酮,以及含羟基和/或巯基的胺制得。
在一个实施方案中,这种有机金属络合物不包括芳族曼尼期碱同十二烷基水杨醛肟的非铜络合物,这种曼尼期碱是由十二烷基苯酚,乙醇胺以及多聚甲醛制得。
当所述金属是Fe,Mn或Cu配合Pb,Co,Ni,Zn,Cr,Sb,Sn或V时,组分(ⅰ)不是水杨醛。当所述金属是Co,Cu或Ni时,组分(ⅰ)不是水杨醛-硝基苯胺。当所述金属是Co或Cu时,组分(ⅰ)不是丙二醛-二硝基苯胺。组分(ⅰ)不是β-二酮。
下面的实施例具体说明了按本发明所使用的有机金属络合物的制备。除非另行指出,下面的实施例以及整个说明书和所附权利要求书中,所有的份数和百分数均以重量计算,压力均为大气压,温度均为摄氏度。
实施例1在一个装有水冷凝器的烧瓶中,混合204g2-羟基乙酰苯,385.5克十三烷氧基丙胺,400毫升二甲苯,以及0.5克对甲苯磺酸。混合物在N2下被加热到它的回流温度並在回流条件下保持6小时。在水冷凝器里收集到26克水。加入103.6克碳酸铜。混合物被加热到它的回流温度並在回流条件下保持7小时。在水冷凝器里收集到20.5克水。将混合物冷却到室温。过滤,然后在20mmHg柱的绝对压力下加热到130℃汽提2小时。混合物经硅藻土在125~130℃过滤得到596克铜含量5.72%(重量)的产物。
实施例2A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合530克四聚丙烯苯酚,66克多聚甲醛,60克乙二胺以及500ml甲苯。混合物被加热到它的回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器里收集到45克水。采用真空过滤法使溶剂同混合物分离,得到555克油状的产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中将307克A部分的产物加热到60~70℃。于搅拌下加入55克碳酸铜。在10分钟期间逐滴加入58克氨水。将混合物加热到100℃並在该温度保持2小时,同时以每小时4标准立方英尺的速度往混合物里鼓入N2气。在水冷凝器中收集到50克水。将混合物加热到150~160℃並在该温度保持0.5小时。在水冷凝器中收集到10克水。混合物经硅藻土过滤,得到460克深绿色油状的产物,其铜含量为4.89%(重量)。
实施例3A部分将以下物质在一个装有水冷凝器的烧瓶中一起混合290克8-羟基喹啉,66克多聚甲醛,556克Armeen OL〔Armak公司的产品,经鉴定为含约95%(重量)伯胺,其余为仲胺和叔胺的脂族胺的混合物,链长为C12~C18,约79%(重量)是C18〕,以及80毫升甲苯。将混合物加热到回流温度並在回流条件下保持2~3小时。在水冷凝器中收集到45克水。使溶剂同混合物真空分离。混合物经硅藻土过滤,得到848克油状的产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中将212克A部分的产物同28克碳酸铜和250毫升甲苯一起混合。将混合物加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。脱除溶剂,经硅藻土过滤残余物,得到255克油状产物,其含铜量为5.3%(重量)。
实施例4在一个装有水冷凝器的烧瓶中将78克Aloxime 200(Henkel公司的产品,经鉴定为7-十二烷基-8-羟基喹啉),14克碳酸铜,55克100N矿物油,以及100毫升甲苯一起混合。混合物被加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器中收集到4克水。用真空法将溶剂同混合物分离,得到120克绿色油状产物,其含铜量为4.3%(重量)。
实施例5A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中将203克对庚基苯酚,350克Duomeen T(Armak公司的产品,经鉴定为N-牛脂-1,3-二氨基丙烷),33克多聚甲醛,以及250毫升甲苯一起混合。混合物被加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。在水冷凝器中收集到23克水。将溶剂同混合物真空分离,得到500克棕色油状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中将141克A部分的产物,157克环烷酸铜(铜含量的重量计为8%),以及200毫升甲苯一起混合。混合物被加热到60℃並在该温度保持2小时。混合物然后再被加热到回流温度,並在回流条件下保持2小时。在20mmHg柱绝对压力下将混合物加热到150℃以下脱除混合物里的溶剂。过滤混合物,得到260克褐绿色油状产物,其铜含量为4.6%(重量)。
实施例6A部分在一个装有水冷凝器並浸在冷却浴里的烧瓶中混合530克四聚丙烯基苯酚和400克醋酸。往混合物中加入140毫升70%的硝酸,同时保持混合物的温度低于15℃。加热混合物至室温,並在室温和搅拌下保持2-3小时。将混合物加热到100℃。在20mm汞柱绝对压力下把混合物加热到130~140℃,从混合物里脱除醋酸和水。经硅藻土过滤混合物,得到600克橙棕色油状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中于N2气保护下一同混合200克A部分的产物,255克含铜量8%(重量)的环烷酸铜,以及250毫升甲苯。混合物被加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。真空脱除混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到390克绿色油状产物,其铜含量为4.8%(重量)。
实施例7A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合203克对-庚基苯酚,66克多聚甲醛,206克四乙基五胺,以及250毫升甲苯。混合物被加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器里收集到40克水。往烧瓶里加入150克100N矿物油。混合物经硅藻土过滤,得到560克油状产物。
B部分将242克A部分的产物和393克铜含量为8%(重量)的环烷酸铜于搅拌下加热到100~120℃之间某个温度並在该温度保持2小时。采用真空蒸发的方法脱除掉混合物里的25克挥发性物质。混合物在120°F经硅藻土过滤,得到563克兰绿色的油状产物,其铜含量为3.84%(重量)。
实施例8A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合406克对-庚基苯酚,66克多聚甲醛,31克乙二胺,以及250毫升甲苯。混合物被加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器里收集到40克水。真空蒸去溶剂,得到470克产物。
B部分混合270克A部分的产物,以及459克含铜量8%(重量)的环烷酸铜,並加热到100~120℃间的某个温度並在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到653克绿色油状产物,其铜含量为5.06%(重量)。
实施例9A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合406克对-庚基苯酚,204克二甲基丙二胺,66克多聚甲醛以及250毫升甲苯。混合物被加热到回流温度並在回流条件下保持2-3小时。在冷凝器里收集到37克水。脱除溶剂,混合物经过滤,得到580克油状产物。
B部分在搅拌下混合178克A部分的产物和196克含铜量为8%(重量)的环烷酸铜,並加热到90~100℃间的某个温度,在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到360克绿色油状产物,其含铜量为4.4%(重量)。
实施例10A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合406克对-庚基苯酚,145克3,3′-二氨基-N-甲基二丙胺,66克多聚甲醛以及200毫升甲苯,並加热到回流温度,在回流条件下保持2-3小时。在冷凝器里收集到35克水。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到510克油状产物。
B部分将290克A部分的产物和393克含铜量8%(重量)的环烷酸铜在搅拌下加热到90~100℃间的某个温度,並在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到628克油状产物,其含铜量为4.9%(重量)。
实施例11A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合406克对-庚基苯酚,206克四亚乙基五胺,66克多聚甲醛以及500毫升甲苯,加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2-3小时。在冷凝器里收集到39克水。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到595克油状产物。
B部分混合330克A部分的产物和393克含铜量8%(重量)的环烷酸铜,加热到100~120℃间的某个温度並在该温度保持2~3小时。混合物经硅藻土过滤,得到613克油状产物,其铜含量为3.77%(重量)。
实施例12A部分混合262克十二烷基丁二酸酐,266克叔-十二烷基硫醇与氧化丙烯的羟基硫醚〔硫含量12%(重量)〕,5克对甲苯磺酸和200毫升甲苯,加热到回流温度並在回流条件下保持8~10小时。脱除溶剂,混合物经硅藻土过滤,得到520克淡黄色油状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合396克A部分的产物,41克碳酸铜,200克100N矿物油以及250毫升甲苯,並加热到50~60℃间的某个温度。往混合物里加入50克氨水。在N2气鼓泡下将混合物加热到90~110℃间的某个温度。在冷凝器里收集到50克水。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2小时。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到590克绿色油状产物,其铜含量为3.64%(重量)。
实施例13
在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合410克二氯化硫与四聚丙烯基苯酚反应的产物,55克碳酸铜以及250毫升甲苯並加热到50℃。在搅拌下往混合物里加入氨含量28.9%(重量)的氨水58克。将混合物加热到回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器里收集到40克水。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到390克深棕色油状产物,其铜含量为7.14%(重量)。
实施例14在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合262克十二烷基丁二酸酐,2克对甲苯磺酸以及150毫升甲苯。在搅拌下往混合物中加入106克二甘醇。加热混合物到70~80℃,並在该温度保持1小时。混合物温度被降到50℃,在搅拌下加入55克碳酸铜。往混合物里加入58克氨水。混合物被加热到90℃並在该温度保持2小时。在冷凝器里收集到42克水。将混合物在20mmHg柱绝对压力下加热到120℃脱除混合物里的溶剂。往混合物里加入SC-100溶剂以降低粘度。混合物经硅藻土过滤,得到515克兰绿色油状产物,其铜含量为3.7%(重量)。
实施例15A部分往一个装有水冷凝器的烧瓶中加入609克对-庚基苯酚,282克多聚甲醛以及150克100N矿物油。再加入5.4克36%(重量)的氢氧化钠水溶液。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持4小时,同时鼓入N2气。在冷凝器里收集到23克水。混合物用甲苯稀释並加入5%盐酸使混合物的PH为7。脱除混合物中的水份。将混合物加热到回流温度並在回流条件下脱除残留水份。真空脱除溶剂,得到815克产物。
B部分在搅拌下将268克A部分的产物和275克铜含量8%(重量)的环烷酸铜加热到100℃並在搅拌下保持该温度2小时。混合物经硅藻土过滤,得到415克绿色油状产物,其铜含量为4.39%(重量)。
实施例16在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合46克二羟乙酸和250毫升甲苯。将140克Armeen OL在搅拌下加入混合物。混合物放热从室温升到50℃。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器里收集到16克水。将混合物冷却到50℃。在搅拌下加入28克碳酸铜。往混合物里再加入28毫升氨含量29%(重量)的氨水。加热混合物到80~90℃间某个温度並在该温度保持2小时。在冷凝器里收集到21克水。真空蒸去溶剂。往混合物里加入100克SC-100溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到150克绿色油状产物,其铜含量为4.15%(重量)。
实施例17A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合74克缩水甘油,95克二硫化碳以及200毫升甲苯。将烧瓶保持在一个温度低于20℃的冰浴里。把390克Armeen 2C(Armak公司的产品,经鉴定为脂肪族仲胺的混合物)在1~1.5小时期间逐滴加入烧瓶里。混合物于室温搅拌2~3小时。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到519克淡黄色油状产物。
B部分将135克A部分的产物和196克铜含量8%(重量)的环烷酸铜加入一个烧瓶,在搅拌下加热混合物到80~90℃间某个温度並在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到325克微棕色的油状产物,其铜含量为4.68%(重量)。
实施例18在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合131克十二烷基丁二酸酐,69克氨茴酸以及250毫升甲苯,加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2~3小时。蒸发脱除混合物里的溶剂。往混合物里加入394克铜含量8%的环烷酸铜。在搅拌下将混合物加热到80℃并在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到500克绿色油状产物,其铜含量为4.3%(重量)。
实施例19A部分在一个烧瓶里混合318克2-亚甲基戊二腈,342克二硫化碳以及250毫升甲苯。将387克二丁胺在2小时期间遂滴加入混合物并保持其温度为10~15℃。在搅拌下把混合物在室温保持2小时。加热混合物到50℃并在该温度保持1小时。蒸发脱除混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到855克油状产物。
B部分将80克A部分的产物和99克铜含量8%(重量)的环烷酸铜在搅拌下加热到80℃,并在该温度保持2小时。混合物经过滤,得到155克绿色油状产物,其铜含量为4.34%(重量)。
实施例20A部分将145克含40%(重量)乙二醛的乙二醛水溶液同69克NH2OH·HCl在200毫升水中一起混合並用于冰冷却到低于15℃。把84克碳酸氢钠在1.5小时期间加入混合物。在搅拌下加热混合物到室温並在该温度保持10小时。将278克Armeen OL和500毫升甲苯一起混合並加入混合物。加热混合物到回流温度保持在回流条件下以馏出水份。分离出混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到285克油状产物。
B部分将167克A部分的产物以及196克铜含量8%(重量)的环烷硫酸铜在搅拌下一起混合並加热到70~80℃的某个温度,在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到350克带棕色的油状产物,其铜含量为3.1%(重量)。
实施例21A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合530克四聚丙烯基苯酚,66克多聚甲醛,60克乙二胺,以及500毫升甲苯。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2小时。在冷凝器里收集到43克水。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到580克油状产物。
B部分将307克A部分的产物,100克100N矿物油以及100毫升甲苯加入一个装有水冷凝器的烧瓶。加热混合物到60~70℃,加入28克碳酸铜。混合物放热到90℃。把混合物加热到回流温度並在回流条件下保持1小时。在冷凝器里收集到4.3克水。使混合物在140℃保持0.5小时。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到390克绿色油状产物,其铜含量为3.9%(重量)。
实施例22将287克十二烷基苯并三唑和236克铜含量8%(重量)的环烷酸铜在搅拌下一起混合,加热到90℃並在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到495克绿色油状产物,其铜含量为3.41%(重量)。
实施例23A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合106克苯甲醛和200毫升甲苯。混合30克乙二胺和100毫升甲苯。将乙二胺-甲苯的混合物在室温下用1个小时逐滴加入苯甲醛-甲苯混合物。该混合物放热升温到30~40℃。然后将它加热到回流温度並在回流条件下保持0.5小时。在冷凝器里收集到18克水。真空脱除溶剂,得到118克橙色油状产物。
B部分将以下物质在搅拌和N2气保护下加热到50~60℃间的某个温度並在该温度保持1小时,它们是60克A部分的产物,157克铜含量8%的环烷酸铜,18克聚异丁烯(数均分子量950)丁二酸酐同市售的多胺釜底产品反应的产物,以及100克SC-100溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到305克绿色油状产物,其铜含量为3.1%(重量)。
实施例24A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合265克四聚丙烯基苯酚,123NH(CH2CH2CN)2,33克多聚甲醛以及250毫升甲苯。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持3小时。在冷凝器里收集到20克水。真空蒸去溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到370克油状产物。
B部分将以下物质在搅拌下混合,加热到80℃,並在该温度保持1小时,这些物质是200克A部分的产物,158克铜含量8%(重量)的环烷酸铜,以及35克聚异丁烯(数均分子量950)基丁二酸酐同市售的多胺釜底产品反应的产物。混合物经过滤,得到370克深绿色油状产物,其铜含量为2.24%(重量)。
实施例25在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合254克对-聚异丁烯基(数均分子量940)-邻氨基苯酚,10.6克苯甲醛以及250毫升甲苯。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2小时。冷凝器里收集到1.8克水。混合物冷却到室温。往混合物中加入4.2克碳酸铜和5毫升30%的氨水。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持1小时。冷凝器里收集到5克水。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到260克褐色油状产物,其铜含量为0.22%(重量)。
实施例26A部分将69克NH2OH·HCl同300毫升甲醇混合。将80克氢氧化钠同300毫升甲醇混合。把氢氧化钠-甲醇溶液在2小时期间逐滴加到NH2OH·HCl-甲醇溶液中,同时保持混合物的温度低于15℃。把269克油酸甲酯在0.5小时期间遂滴加到混合物中,同时保持混合物温度低于15℃。在搅拌下加热混合物到室温並在该温度保持3~5小时。混合物经过滤,得到210克产物。
B部分在搅拌下混合81克A部分的产物,79克铜含量8%(重量)的环烷酸铜,以及40克SC-100溶剂,加热到80~90℃间某个温度並在该温度保持2小时,得到175克绿色凝胶产物,其铜含量为1.93%(重量)。
实施例27A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合795克四聚丙烯基苯酚,99克多聚甲醛,以及甲苯。往混合物里加入109克丁胺。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2小时。冷凝器里收集到60克水。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到938克油状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合188克A部分的产物,11克碳酸铜,以及150毫升甲苯,並加热到50℃。往混合物里加入10毫升30%的氨水。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2小时。冷凝器里收集到12克水。真空脱除混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到155克深褐绿色粘油状产物,其铜含量为3.98%(重量)。
实施例28A部分将1143克四聚丙烯基苯酚和482克醋酐一起混合,加热到120℃並在该温度保持5小时。混合物在125℃和10mmHg柱绝对压力下汽提1.5小时,得到1319克棕色液状产物。
B部分在室温和N2保护下混合44.7克Alcl3和200克石油溶剂油。将154克A部分的产物在0.5小时内加入混合物。该混合物放热到37℃。然后将它加热到142℃並在该温度保持25小时。冷却混合物到80℃並加入50克水。将混合物加热到110~115℃並在该温度保持1.25小时,然后冷却到室温。混合物用水,石油溶剂油以及异丙醇洗涤。加热混合物到147℃,在7mmHg柱绝对压力下汽提混合物。用硅藻土过滤混合物,得到121克透明的深红色液状产物。
C部分把17.7克NaoH溶解在108.8克水中。将40克B部分的产物,32毫升正丁醇,以及27.7克(HONH2)2·H2SO4在室温一起混合。往混合物里加入氢氧化钠溶液,在N2气保护下加热混合物到35℃並在该温度保持5小时。冷却混合物到室温並在该温度保持过夜。加热混合物到35℃並在该温度保持1小时。用0.05小时加入26.55克醋酸。混合物放热升温到40℃。在搅拌下冷却混合物到室温。加入100毫升甲苯。混合物用水洗涤三次,每次100毫升。将该混合物放入一个装有水冷凝器的烧瓶中,搅拌,在N2保护下加热到回流温度並保持在回流条件以脱除水份。冷却混合物並过滤。滤液经汽提,得到41克透明,深棕色液状产物。
D部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合4.62克碳酸铜和50克甲苯。将38克C部分的产物同90克甲苯混合,並在搅拌下用0.2小时将该混合物加入碳酸铜-甲苯混合物,同时保持混合物温度为室温。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持1小时,然后冷却到50℃。往混合物里加入4.5克氢氧化铵。加热混合物到回流温度,並保持在回流条件下直到冷凝器收集到4.6克水。冷却混合物到室温,经硅藻土过滤,得到42克添棕色粘液状产物,其铜含量为6.04%(重量)。
实施例29A部分将842克四聚丙烯基苯酚和300毫升甲苯加入一个装有水冷凝器的烧瓶。在搅拌下往混合物里加入96克乙二胺,同时以每小时1标准立方英尺的速度往混合物里鼓入氮气。混合物放热升温到40℃。加入96.4克多聚甲醛。在搅拌下加热混合物到110~120℃並在该温度保持4小时。冷凝器里收集到56~57.6克水。保持混合物温度90~110℃,绝对压力为10mmHg一小时,以脱除其中的甲苯,得到960克琥珀色粘液状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合121克A部分的产品,130.52克甲苯,以及13.56克铜含量56.2%(重量)的碳酸铜。加热混合物到50℃,在0.25分钟期间往混合物里加入39.3克浓氨水。使混合物在50℃再保持0.25分钟。在1.5小时期间将混合物温度升高到120℃,同时以每小时1标准立方英尺的速度往混合物里鼓入空气。混合物在120℃保持2小时。冷凝器里收集到28.9克水。使混合物再在120℃保持2小时。加热混合物到155℃,同时冷凝器里收集甲苯,然后将混合物冷却到100℃。往混合物里加入24.35克癸醇,並在搅拌下使混合物在100℃保持0.25分钟。混合物在100℃经硅藻土过滤,得到116.9克产物,其含铜量为5.14%(重量)。
实施例30A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中加入175克DuomeenO(Armak公司的产品,经鉴定为N-油基-1,3-二氨基丙烷)。再加入36.5克草酸二乙酯,混合物放热升温到69℃。加热混合物到120℃並在该温度保持2小时。冷凝器里收集到17.9克乙醇。冷却混合物到室温,得到190.8克白色固体状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中加入177.9克A部分的产物,加热到80℃。再往其中加入70克甲苯和21.7克铜含量56.2%(重量)的碳酸铜。在0.1小时期间往混合物里遂滴加入28.2克浓氨水。加热混合物到回流温度並在该温度保持2小时。往混合物里以每小时0.5标准立方英尺的速度鼓入氮气0.5小时。再加入30克SC-100溶剂和10克硅藻土。又加入27克癸醇。加热混合物到100℃,经过滤得到286.5克兰色凝胶状产物,其铜含量为3.34%(重量)。
实施例31在一个装有水冷凝器的烧瓶中加入195克水杨醛,528克Duomeen O以及300毫升甲苯。加热混合物到回流温度並在回流条件下鼓入N2气3小时。冷凝器里收集到30克水。冷却混合物到60℃。往混合物里加入59克碳酸铜。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持3小时。冷凝器里收集到15克水。冷却混合物到室温。将混合物加热到120℃,绝对压力为10mmHg柱3小时,以脱除混合物里的溶剂。混合物在120℃经硅藻土过滤,得到697克产物,其铜含量为3.6%(重量)。
实施例32A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合304克对-庚基苯酚,525克Duomeen T,50克多聚甲醛以及350毫升甲苯。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持3小时。冷凝器里收集到35克水。真空脱除混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到729克浅棕色油状产物。
B部分在搅拌下将112克实施例35A部分的产物,24克实施例30A部分的产物,23克30%的Cu Cem All,以及40克SC-100溶剂加热到80℃,並在该温度和N2气保护下保持2小时。产物经硅藻土过滤,得到185克棕色油状产物,其铜含量为3.5%(重量)。
实施例33将25克实施例27A部分的产物,112克实施例32A部分的产物,以及79克铜含量8%(重量)的环烷酸铜一起混合,在搅拌下加热到80~90℃间的某个温度,並在该温度和N2气保护下保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到200克深绿色油状产物,其铜含量为2.55%(重量)。
实施例34A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合262克十二烷基丁二酸酐和150毫升甲苯,並加热到70~80℃间某个温度。混合60克乙二胺和50毫升甲苯。将乙二胺-甲苯混合物在0.5~1小时内加到十二烷基丁二酸酐-甲苯混合物中。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持1小时。加热混合物到130℃,绝对压力为20mmHg柱,以脱除混合物里的溶剂。在搅拌下往混合物里加入50克100N矿物油,得到350克浅橙色油状产物。
B部分将186克A部分的产物和118克铜含量8%(重量)的环烷酸铜一起混合,在搅拌下加热到70~80℃间某个温度,並在该温度保持2小时,得到300克兰色油状产物,其铜含量为3.27%(重量)。
实施例35A部分在低于15℃的温度下混合175克Duomeen 0,76克二硫化碳,150毫升甲苯,以及100毫升异丙醇。往混合物里加入53克2,4-二氰基丁烯-1。加热混合物到室温,並在该温度保持1小时。然后加热混合物到40~50℃並在此温度保持2小时。真空脱除溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到245克深橙色油状产物。
B部分将133克A部分的产物和157克铜含量8%(重量)的环烷酸铜一起混合,並在搅拌下加热到80℃,在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到266克深色油状产物,其铜含量为3.5%(重量)。
实施例36
在一个装有水冷凝器的烧瓶中将200克实施例6A部分的产物,36克碳酸铜,以及250毫升甲苯一起混合。加热混合物到60℃,加入38克氨水。将N2气以每小时3标准立方英尺的速度鼓入混合物2小时。加热混合物到80~90℃。冷凝器里收集到25克水。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持0.5小时。加热混合物到120℃,绝对压力为20mmHg柱,以脱除混合物里的溶剂。混合物经过滤,得到150克微棕色的油状产物,其铜含量为0.77%(重量)。
实施例37在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合37克缩水甘油,76克二硫化碳以及100毫升甲苯。烧瓶被保持在温度低于15℃的冰浴里。加入100毫升异丙醇。用一小时逐滴加入175克Duomeen O。在室温搅拌混合物1小时。加热混合物到40~50℃並在该温度保持2小时。真空脱除溶剂。往混合物里加入393克铜含量8%(重量)的环烷酸铜。在搅拌下加热混合物到70~80℃间某个温度並在该温度保持2小时。混合物经过滤,得到630克油状产物,其铜含量为4.88%(重量)。
实施例38在一个装有水冷凝器的烧瓶中将103克邻硝基苯酚和33克多聚甲醛在甲苯里混合。用0.5小时加入262克Duomeen O。加热混合物到回流温度並在回流条件下保持2~3小时。冷凝器里收集到15克水。冷却混合物到室温。加入33克碳酸铜。加热混合物到回流温度並在该温度保持2小时以脱除水份。真空蒸发脱除掉混合物里的25毫升挥发物。混合物经硅藻土过滤,得到380克绿色油状产物,其铜含量为4.14%(重量)。
实施例39A部分在室温混合108克苯肼和200毫升乙醇。将128克2-乙基-己醛于搅拌下逐滴加入混合物。该混合物放热升温到约25℃。搅拌混合物0.5小时並冷却到室温。再添加乙醇直至得到黄色透明溶液为止。
B部分在室温混合130克十二烷基苯胺和300毫升乙醇。冷却混合物到0℃。往混合物里加入60克浓(38%(重量))盐酸,该混合物放热升温到22℃。冷却混合物到0℃。将40克NaNO2溶于100毫升水。把所得NaNO2溶液用0.75小时逐滴加到混合物,同时使混合物温度低于5℃。往混合物里加入100毫升纺织溶剂(一种低沸点烃溶剂)以促使NaNO2溶解。
C部分将300克NaOH浓水溶液(50%(重量))同1000毫升乙醇混合,以形成一种溶液。把109克A部分的产物和136克B部分的产物加入NaOH乙醇溶液,同时进行搅拌。保持所得混合物在室温过夜。将500毫升己烷和500毫升水加入混合物,结果形成水层和有机层。有机层经同水层分离后,用水洗涤三次,干燥,过滤,汽提,得到60克产物。
D部分将48.8克C部分的产物溶解在50毫升丙酮里並加热到50℃,以形成第一溶液。将10克醋酸铜溶解在150毫升水和50毫升甲醇中,以形成第二溶液。加热第二溶液到50℃。将第一溶液同第二溶液混合,以形成第三溶液。把100毫升水和100毫升石脑油加到第三溶液中,结果形成水层和有机层。使有机层同水层分离。把100毫升水和100毫升石脑油加到分离出的有机层中,结果形成水层和有机层,使有机层同水层分离。分离出的有机层经干燥,过滤,汽提,得到44克铜含量2.21%(重量)的产物。
实施例40A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中将265克四聚丙烯基苯酚,350克Duomeen O,33克多聚甲醛以及200毫升甲苯一起混合。加热回流混合物3~4小时。冷凝器里收集到22克水。真空脱除混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到628克油状产物。
B部分将63克实施例40的A部分产物,63克实施例27的A部分产物,以及78.7克铜含量8%(重量)的环烷酸铜一起混合,在搅拌下加热到70~80℃间某个温度並在该温度保持2小时。混合物经硅藻土过滤,得到195克深绿色油状产物,其铜含量为2.98%(重量)。
实施例41将144克乙烯多胺同聚异丁烯(数均分子量950)丁二酸酐的含硼的反应产物,196克铜含量8%(重量)的环烷酸铜一起在250毫升甲苯中混合,在N2气保护下加热到回流温度並在该温度保持1小时。真空汽提混合物,经硅藻土过滤,得到305克绿色油状产物。
实施例42A部分将561克聚异丁烯(数均分子量950)基丁二酸酐和市售的多胺釜底产物的反应产物同500毫升甲苯混合。加入93克H3BO3。在一个装有水冷凝器的烧瓶中加热混合物到60℃,同时进行搅拌。加热混合物到回流温度並保持在回流条件下直到冷凝器里收集到30克水。调节混合物温度到200℃,冷凝器里又收集到5克水。真空脱除混合物里的溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到722克棕色油状产物。
B部分152克A部分的产物和158克铜含量8%(重量)的环烷酸铜,在搅拌下和N2气保护下加热到80~90℃间某个温度並在该温度保持2~3小时。混合物经硅藻土过滤,得到320克绿色油状产物。
实施例43在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合110克水杨醛,297克Duomeen T,以及400毫升二甲苯。在N2气下加热混合物到它的回流温度並在回流条件下保持4小时。水冷凝器里收集到18.5克水。冷却混合物到60℃。加入149克碳酸铜。加热混合物到它的回流温度並在回流条件下保持8小时。水冷凝器里收集到16.5克水。冷却混合物到室温。过滤混合物,然后将它加热到130℃,绝对压力为30mmHg柱3小时汽提。混合物在130℃经硅藻土过滤,得到393克产物,其铜含量为7.56%(重量)。
实施例44在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合130.28克2-羟基苯乙酮,315.72克Duomeen T和400毫升二甲苯。在搅拌和N2气保护下加热混合物到它的回流温度並在回流条件下保持3小时。水冷凝器里收集到16.2克水。加入74.25克碳酸铜。在N2气下加热混合物到它的回流温度並在回流条件下保持3小时。水冷凝器里收集到13.6克水。往混合物里加入500毫升甲苯。冷却混合物到室温,得到345.7克铜含量6.154%(重量)的产物。
实施例45在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合122克水杨醛,265克Duomeen C以及120毫升二甲苯。在氮气保护下加热混合物到其回流温度並在回流条件下保持3小时。水冷凝器里收集到17克水。加入608克碳酸铜。在氮气保护下加热混合物到其回流温度並在回流条件下保持6小时。水冷凝器里收集到13克水。冷却混合物到室温。混合物经过滤,然后脱除溶剂。混合物在80℃经硅藻土过滤,得到384克铜含量5.80%(重量)的产物。
实施例46A部分将132.8克四聚丙烯基苯酚,53.3克(NH2OH)2H2SO4和98.8克甲苯一起混合。加入52克浓(50%(重量)水)NaOH水溶液。混合物放热升温到40℃並形成含白色固体的水层。搅拌混合物10分钟。分离掉混合物里的水层。留下的有机层被加到一个装有水冷凝器的烧瓶里,在搅拌下加热到70℃。往有机层中加入17.45克多聚甲醛,混合物放热升温到87℃。再将该混合物用1小时加热到100℃。接着又加热混合物到其回流温度並保持在回流条件下直到冷凝器里收集到14.8克水。由此制得211.72克红色液体产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合211.72克A部分的产物,19.21克铜含量56.2%(重量)的碳酸铜,以及78克甲苯。把混合物加热至50℃,往混合物里逐滴加入48.2克浓氨水。加热混合物到70℃的回流温度並保持在该温度,同时以每小时0.5标准立方英尺的速度鼓入空气,直到水冷凝器里收集到38.2克NH4OH和86.27克有机物质。将68.8克异辛醇加入混合物。加热混合物到150℃,然后冷却到90℃。混合物经硅藻土过滤,得到195.3克深棕色液状产物,其铜含量为1.64%(重量)。
实施例47在一个装有水冷凝器的烧瓶中加入150克水杨醛,332克Armeen OL以及500毫升甲苯。加热混合物到其回流温度並保持在回流条件(最高温度125℃)下,同时鼓入空气4小时。冷凝器里收集到22克水。冷却混合物到室温。加入98克醋酸铜。加热混合物到125℃的回流温度並在回流条件下保持7小时。冷却混合物到室温。将混合物加热到115℃,绝对压力为25mmHg柱3小时,以脱除混合物里的溶剂。混合物在90~95℃经硅藻土过滤,得到469克铜含量为6.30%(重量)的产物。
实施例48A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合212.5克四聚丙烯基苯酚,24克乙二胺,以及108克甲苯。加热混合物到70℃,加入27.4克多聚甲醛。混合物放热升温到95℃。加热混合物到其回流温度並在回流条件下保持3.5小时。在136℃以每小时0.5标准立方英尺的速度往混合物里鼓入氮气0.5小时。冷凝器里收集到16.8克水。得到326.4克橙红色液体状产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合256克A部分的产物,23.07克铜含量56.2%(重量)的碳酸铜,以及69.2克甲苯。加热混合物到50℃,用15分钟逐滴加入29.6克氨水。以每小时0.5标准立方英尺的速度往混合物里鼓入空气。加热混合物到120℃,並在该温度保持3小时。冷却混合物到室温,再加热到120℃並在该温度保持2小时。脱去混合物里的50毫升甲苯。加入74.8克SC100溶剂。再加入60.3克癸醇。加热混合物到150℃並在该温度保持4小时。混合物经硅藻土过滤,得到287.9克铜含量3.47%(重量)的产物。
实施例49A部分在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合212.5克四聚丙烯基苯酚以及60克叔丁胺。加热混合物到70℃,加入27.8克多聚甲醛。混合物开始起泡,加上一个泡沫收集器。加热混合物到90℃,並在该温度保持15分钟。泡沫收集器里收集到150毫升泡沫。起完泡沫的材料被返回烧瓶里。用N2气以每小时2.5标准立方英尺的速度吹洗混合物,最终的温度是140℃。冷凝器里收集到14.8克水。脱除混合物里的104.2毫升甲苯,得到339克金黄色的液体产物。
B部分在一个装有水冷凝器的烧瓶里混合169.5克A部分的产物,15.03克铜含量56.2%(重量)的碳酸铜,34.5克异辛醇以及67.8克甲苯。加热混合物到50℃,用15分钟往混合物里逐滴加入36.6克氨水(29%(重量)氨)。用空气以每小时0.5标准立方英尺的速度往混合物里鼓泡,並加热到120℃的回流温度。保持混合物的温度在120℃2小时,然后冷却到室温。再次加热混合物到回流温度並在该温度保持7小时。冷却混合物到室温並在该温度保持3天。加热混合物到150℃,脱除31.4克水。冷却混合物到80℃,加入57.5克SC-100溶剂。混合物经硅藻土过滤,得到215克铜含量2.88%(重量)的产物。
实施例50在一个装有水冷凝器的烧瓶中混合169.5克实施例49A部分的产物,26.61克醋酸铜以及103.4克甲苯。往混合物里以每小时0.5标准立方英尺的速度鼓入空气。加热混合物到回流温度120℃並在回流条件下保持3小时。冷却混合物到室温,再加热到回流温度並在该温度保持7小时。冷却混合物到室温並在室温保持3天。加热混合物到145℃,水冷凝器里收集到9.35克醋酸与水的混合物。将57.5克SC-100溶剂,34.5克异辛醇以及5克硅藻土加入混合物。该混合物经过滤,得到237.5克铜含量1.20%(重量)的产物。
抗氧化剂在一个实施方案中,本发明的柴油机燃料含有少量至少一种抗氧化剂,使该燃料中的有机金属络合物在燃料使用前稳定。这些抗氧化剂包括技术上已知的受阻酚或受阻胺抗氧化剂。其例子包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,4,4′-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚),4,4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚),N-苯基-α-萘胺,N-苯基-β-萘胺,四甲基二氨基二苯甲烷,氨茴酸,以及吩噻嗪及其烷基化衍生物。
一类有用的抗氧剂是金属减活化剂。其例子包括乙二胺四乙酸衍生物和N,N-二亚水杨基-1,2-丙二胺。其它例子包括卵磷脂,诸如噻二唑,咪唑,吡唑之类的杂环衍生物,以及柠檬酸和葡糖酸衍生物。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种或多种上述用来制造本发明有机金属络合物的组分(ⅰ)的一种或多种羟基芳香肟或是一种或多种席夫碱。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是下式所示的化合物
式(LⅤ)中,Ar为芳基,优选的是苯环或萘核,又以苯环为更佳。R1为H,烃基,该烃基以最多约40个碳原子较好,约10~约30个碳原子更好,又以含约14~约20个碳原子为最好。R1也可以是-COOR3,-OR4或
R2,R3,R4,R6和R7各自独立地为H,脂族烃基或羟基取代的脂族烃基,它们含约40个以下的碳原子较好,又以含约30个以下,约20个以下的碳原子更好。R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基,较好的是撑型或叉型的亚烷基,又以撑型亚烷基为更好,该亚烷基宜含约40个以下的碳原子,又以含约30个以下,约20个以下的碳原子为更好。j为零到约4的数字,以零到约2较好,又以1为最好。其例子包括4-叔丁基儿茶酚;2,6-二叔丁基-对-甲酚;2,6-二叔丁基-4-(二甲基氨甲基)苯酚;2,5-二-叔戊基氢醌;以及4-(羟甲基)-2,6-二-叔丁基苯酚。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅥ)中,Ar和Ar1各自独立地是芳基,较好的是苯环或萘核,最好是苯环。R3为-CH2-,-S-,-S-S-,-CH2-O-CH2-或-CH2-NR4-CH2-。R1,R2和R4各自独立地为H或脂族烃基,后者宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下的碳原子为最好。每个k各自独立地为零到约4的数字,以零到约2较好,又以零或1为更好。其例子包括2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚);以及2,2-硫代-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅦ)中,Ar为芳基,较好的是苯核或萘核,更好是苯环。P为零或1,q为1、2或3。r为3-q。R1,R2和各R3各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下碳原子为更佳。其例子包括4-十二烷基-2-氨基苯酚;二壬基二苯胺;以及苯基-β-萘胺。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅧ)中,R5为-CH2-,-S-,-NR6,或-O-。R1,R2,R3,R4和R6各自独立地为H,羟基,或烷氧基或脂族烃基,其烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下的碳原子,约10个以下的碳原子为更佳。S为零,1或2,以1为佳。其例子包括二辛基吩噻嗪,以及二壬基吩噻嗪。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅨ)中,各R1,R2,R3和R4各自独立地为H或脂族烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下的碳原子为更佳。t是1或2。若t为1,R5为H或脂族或芳族烃基,这些烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下,约6个以下,约3个以下的碳原子为更佳。若t为2,R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,又以撑型亚烷基为更佳。若t为2,R5可以是-O2C-R6-CO2,式中R6为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,又以撑型亚烷基为更佳。R5和R6宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下的碳原子为更佳。其例子包括2,6-四甲基-4-辛基哌啶以及双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅩ)中,R1,R2,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下的碳原子为更佳。其例子为三甲基二氢喹啉。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅪ)中,R1,R2和R3各自独立地为H或脂族烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下的碳原子为更佳。各R4各自独立地为H,羟基,-R5OH,-R6CN或-CH(R7)2,其中R5和R6各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,又以撑型亚烷基为佳。R5和R6宜各自独立地含约100个以下的碳原子,又以含约50个以下,约6~约30个碳原子为佳。各R7各自独立地为H或脂族烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约20个以下,约10个以下的碳原子为更佳。其例子包括十二烷胺和N-十二烷基-N-羟基丙胺。
在一个实施方案中,该抗氧化剂是一种下式所示的化合物
式(LⅫ)中,R1,R2,R4和R5各自独立地为H或脂族烃基,该烃基宜含约40个以下的碳原子,又以含约30个以下,约20个以下,约10个以下的碳原子为更佳。R3为烃撑型或烃叉型的亚烃基,优选的是撑型或叉型的亚烷基,更优选的是撑型亚烷基,该亚烷基宜含约20个以下的碳原子,又以含约10个以下的碳原子为更佳。在一个实施方案中,R3为亚苯基;R2和R4为H;R1为含约6~约10个碳原子的脂族烃基,优选的是含约8个碳原子的烷基或支化烷基;R5为苯基。在一个实施方案中,R3为亚苯基;R2和R4为H;R1和R5独立地为双取代的苯基,各苯基上的每个取代基为脂族烃基,优选的是烷基,该烷基宜含约6~约12个碳原子,又以含约8个碳原子为更佳。其例子包括N,N′-双(二辛基苯基)-对苯二胺;以及N-苯基-N′-(1-甲基庚基)-对苯二胺。
柴油机燃料可用于本发明的柴油机燃料可以是任何柴油机燃料。在一个实施方案中,这些燃料的硫含量不高于约0.1%(重量),优选的含硫量不高于约0.05%(重量),含硫量是按ASTM D 2622-87题为“采用X-射线光谱法的石油产品硫含量标准测试方法”中所规定的方法测得。可以采用沸程和粘度适用于柴油机的任何燃料。这些燃料的90%Point馏出温度一般为约300℃~约390℃,又以约330℃~约350℃为更佳。这些燃料的粘度在40℃时一般为约1.3~约24厘沲。按照ASTM D975题为“柴油机燃料油的标准规格”的规定,这些柴油机燃料可分成1-D级,2-D级或4-D级的任何等级,这些柴油机燃料可以含有醇和酯。
本发明的柴油机燃料组合物含有一种或多种上述的有效量的有机金属络合物,以降低柴油机燃料燃烧中形成的废气微粒的着火温度。本发明的柴油机燃料中这些络合物的浓度通常用来自这类络合物中的金属加入量来表示。这些柴油机燃料所含的这类金属量宜为1~约5000PPM(每百万份燃料所含金属的份数),更好为1-约500PPM,又以1~约100PPM为更佳。
这些柴油机燃料还可含有一种或多种上述抗氧化剂。这些燃料通常含有有效量的抗氧化剂,使上述有机金属络合物在燃料于柴油机中燃烧之前保持稳定。柴油机燃料一般含有约5000PPM以下的抗氧化剂,又以含约500PPM以下,约100PPM以下的抗氧化剂为更佳。
除上述有机金属络合物和抗氧化剂以外,本发明的柴油机燃料组合物可含有其它技术上众知的添加剂。这些添加剂包括染料,十六烷改进剂,防锈剂诸如烷基化的丁二酸和酐,抑菌剂,胶质抑制剂,金属减活化剂,破乳剂,上汽缸润滑剂以及防冻剂。
这些柴油机燃料组合物还可加有某种无灰分的分散剂。适用的无灰分分散剂包括一元醇或多元醇的酯以及酰基部分至少含约30个碳原子的高分子量一元或多元羧酸酰化剂。这类酯对于专于此行者来说是众所周知的。其例子可参见法国专利1,396,645,英国专利981,850;1,055,337;和1,306,529;美国专利3,255,108;3,311,558;3,331,776;3,346,354;3,522,179;3,579,450;3,542,680;3,381,022;3,639,242;3,697,428;以及3,708,522。由于这些专利公开了适用的酯及其制备方法,本文特意放入以供参考。在采用这类分散剂时,上述有机金属络合物同这种无灰分分散剂的重量比可在约0.1∶1~约10∶1的范围,又以约1∶1~约10∶1的范围为佳。
本发明这种有机金属络合物可直接加到燃料中,也可以先用某种基本上惰性的,正常情况下为液态的有机稀释剂(诸如石脑油,苯,甲苯,二甲苯)或正常情况下为液态的燃料稀释成添加剂浓溶液后使用。同样,上述抗氧化剂既可以直接加入燃料,也可以形成浓溶液加入燃料。这些浓溶液一般含有约1%~约90%(重量)本发明的有机金属络合物。该浓溶液还可含有约90%(重量)以下的(通常为约1%~约90%)一种或多种上述抗氧化剂。这些浓溶液还可含有一种或多种技术上已知的或上述的常规添加剂。
本发明的一个实施方案中,这种有机金属络合物通过直接添加同柴油机燃料混合,或如上面所述,取部分浓溶液添加入燃料,这种燃料便可用来使装有排气装置微粒捕集器的柴油机运转。将这种含有机金属络合物的柴油机燃料存放在燃料箱中,再输送入燃烧该燃料的柴油机中,这种络合物便降低了排气装置微粒捕集器收集的废气微粒的着火温度。另一个实施方案中,也采用以上的操作步骤,所不同的是,该络合物是被保存在被柴油机驱动的机器(如汽车,公共汽车,卡车等)的搁板上的同柴油机燃料不在一起的另一个燃料添加剂分配器。这种络合物在柴油机运转期间才同柴油机燃料混合。该实施方案中,保存在燃料添加剂分配器里的有机金属络合物可形成一部分上述的燃料添加剂浓溶液,该浓溶液在柴油机运转期间才同柴油机燃料相混合。
为举例说明本发明起见,提供了下列浓溶液配方。各配方采用了实施例1-50所示的铜络合物。使用量按重量份数表示(按照加入浓溶液的各实施例的产物量计算)。对实施例1-50的每一种产物,均构成两种浓溶液配方,一种是含抗氧化剂的配方-1(如浓溶液配方A-1),另一种是不含抗氧化剂的配方-2(如浓溶液配方A-2)。抗氧化剂用的是5-十二烷基水杨醛肟。抗氧化剂的使用量用重量份数表示。所有配方中其余物质为二甲苯,其用量用重量份数表示。
为举例说明本发明起见,提供了下列柴油机燃料配方。各配方采用了实施例1-50所示的铜络合物。使用量按每百万份燃料中的重量份数(PPM)表示(按照加入燃料的各实施例的产物量计算)。对实施例1-50的每一种产物,均构成两种柴油机燃料配方,一种是含抗氧化剂的配方-1(如柴油机燃料配方A-1),另一种是不含抗氧化剂的配方-2(如柴油机燃料配方A-2)。柴油机燃料用的是2-D级燃料,抗氧化剂用的是5-十二烷基水杨醛肟。抗氧化剂的使用量用PPM表示。所有配方中其余为柴油机燃料,其用量用重量份数表示。
虽然本发明已联系了它的实施方案作了说明,不言而喻,对专于此行者来说阅读了该说明书,显然便会做各种修改形态。因此,不用说,本文公开的这个发明是用来把这种修改形态包括在所附权利要求范围以内。
权利要求
1.一种用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料组合物,该组合物由大量的一种柴油机燃料和少量的至少一种有机金属络合物组成,后者可有效地降低所述捕集器收集的废气微粒的引燃温度,该有机金属络合物由以下组分制得(i)含一个烃键和至少两个官能团的至少一种有机化合物,各官能团分别为=X,-XR,-NR2,-NO2,=NR,=NXR,=N-R*-XR,
-N=CR2,-CN或-N=NR,式中,X为O或S,R为H或烃基,R*为烃撑型或烃叉型的亚烃基,a为零到约10的数字;(ii)能同组分(i)形成一种络合物的至少一种金属反应剂,该金属能降低所述废气微粒的引燃温度;但条件是(1)该金属不是Ti,Zr,Ce,Mn或某种稀土金属;(2)该有机金属络合物不是由芳族曼尼期碱配合肟或席夫碱所得的过渡金属络合物,其中所述的芳族曼尼期碱是由一种含羟基和/或巯基的取代芳族化合物,一种醛或酮,以及一种含羟基和/或巯基的胺制得;(3)该有机金属络合物不是由一种苯酚,一种醛,以及一种多胺在约130℃以上制得的高温产物的金属螯合物;(4)当该金属是Fe,Mn或Cu配合Pb,Co,Ni,Zn,Cr,Sb,Sn或V时,组分(i)不是水杨醛;(5)当该金属是Co,Cu,或Ni时,组分(i)不是水杨醛-硝基苯胺;(6)当该金属是Co或Cu时,组分(i)不是丙醛-二硝基苯胺;(7)组分(i)不是β-二酮。
2.权利要求1的组合物,其中该金属络合物被溶解于或稳定分散在所述柴油机燃料中。
3.权利要求1的组合物,其中所述官能团位置在烃键的不同碳原子上。
4.权利要求1的组合物,其中所述官能团位置在针对彼此的连位或β位上。
5.权利要求1的组合物,其中所述官能团为=X,-OH,-NR2,-NO2,=NR,=NOH,
或CN。
6.权利要求1的组合物,其中组分(1)是至少一种下式所示
式(Ⅰ)中,b为零到约10范围的数字;c为1~约1000的数字;d为零或1;当C>1时,d是1;R1为烃基或G;R2和R4分别为H,烃基,或可连结一起在C1和C2间形成一个双键;R3为H,烃基或G;R1,R2,R3和R4可在C1和C2间连结成一个三键;R1和R3能同C1和C2连结成一个脂环基,芳基,杂环基,脂环-杂环基,脂环-芳基,杂环-芳基,杂环-脂环基,芳族-脂环基或芳族-杂环基;或一个烃基取代的脂环基,烃基取代的芳基,烃基取代的杂环基,烃基取代的脂环-杂环基,烃基取代的脂环-芳基,烃基取代的杂环芳基,烃基取代的杂环-脂环基,烃基取代的芳基-脂环基或烃基取代的芳族-杂环基;各R5和各R6分别为H,烃基或G;R7为烃撑型或烃叉型的亚烃基;
G和T同C1和C2连结可形成下面的基团
各e分别为零~约10的数字;各R8为烃撑型或烃叉型的亚烃基,羟基取代的烃撑型或烃叉型的亚烃基,或胺取代的烃撑型或烃叉型的亚烃基;各R9为烃撑型或烃叉型的亚烃基;各R10为H,烃基,或羟基取代的烃基;Q为下式所示的基团
g为零~约10的数字;R11为烃基或G;R12和R14分别为H,烃基,或可在C4和C5间连结成一个双键;R13为H,烃基或G;R11,R12,R13和R14可在C4和C5间连结成一个三键;R11和R13可同C4和C5连结成一个脂环基,芳基,杂环基脂环-杂环基,脂环-芳基,杂环-芳基,杂环-脂环基,芳族-脂环基,或芳族-杂环基,或一个烃基取代的脂环基,烃基取代的芳基,烃基取代的杂环基,烃基取代的脂环-杂环基,烃基取代的脂环-芳基,烃基取代的杂环-芳基,烃基取代的杂环-脂环基,烃基取代的芳族-脂环基,或烃基取代的芳族杂环基;各R15和各R16各自独立地为H,烃基或G。
7.权利要求6的组合物,其中R,R1,R3,R11,和R13里的一个或多个各自独立地为含碳原子数约250个以下的烃基。
8.权利要求6的组合物,其中,R2,R4,R5,R6,R12,R14,R15和R16中的一个或多个各自独立为含碳原子数约20个以下的烃基。
9.权利要求6的组合物,其中R7,R8和R9独立地含有约40个以下的碳原子。
10.权利要求6的组合物,其中,R7,R8和R9中的一个或多个各自独立地为含碳原子数约2~约4个的撑型亚烷基。
11.权利要求6的组合物,其中G是=X,-XR,-NR2,-NO2,-C(R)=X,-C(R)=NR,-C(R)=NXR,-N=CR2,-R8N=CR2。
12.权利要求6的组合物,其中T是=X,-XR,-NR2,-NO2,-C(R)=X,-C(R)=NR,-C(R)=NXR,-N=CR2,-N(R10)-Q或

13.权利要求6的组合物,其中T是

14.权利要求6的组合物,其中R10为羟基取代的烃基。
15.权利要求6的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(Ⅱ)中,i为零~约10的数字,R20,R21和R22各自独立地为H或烃基;T1为-XR,-NR2,-NO2,-CN,-C(R)=X,-C(R)=NR,-C(R)=NXR,-N=CR2,-N(H10)-Q或

16.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种芳族曼尼期碱,它是由以下的(A-1),(A-2)和(A-3)反应的产物(A-1),分子式如下的一种含羟基和/或巯基的芳族化合物
式(A-1)中,Ar为芳基;m为1,2或3;n为1~约4的数字;各R1独立地为H或含1~约100个碳原子的烃基;R2为H,氨基或羧基;X为O,S或O和S两者(当m≥2时);(A-2),分子式如下的一种醛或酮或其前体,
式(A-2)中,R3和R4独立地为H,含1~约18个碳原子的饱和烃基,R4也可以是含1~约18个碳原子的含羰基的烃基;(A-3),含至少一个伯氨基或仲氨基的一种胺。
17.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种芳族曼尼期碱,它是由以下的(A-1),(A-2)和(A-3)反应的产物(A-1),分子式如下的一种含羟基和/或巯基的芳族化合物
式(A-1)中,Ar为芳基;m为1,2或3;n为1~约4的数字;各R1为H或含1~约100个碳原子的烃基;R2为H,氨基或羧基;X为O,S或O和S二者(当m≥2时);(A-2),分子式如下的一种醛或酮或其前体,
式(A-2)中,R3和R4独立地为H,含1~约18个碳原子的饱和烃基,R4也可以是含1~约18个碳原子的含羰基的烃基;(A-3),含至少一个伯氨基或仲氨基的一种胺,该胺的特征在于,它不含羟基和/或巯基。
18.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅲ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,R1,R2,R4,R6,R8和R9各自独立地为H或脂族烃基,R4可以是羟基取代的脂族烃基,R3,R5和R7各自独立地为烃撑型或烃叉型亚烃基,X为O或S,i为零~约10的数字。
19.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅳ)中,R1和R3各自独立地为H或脂族烃基,R2为烃基或羟基取代的烃基。
20.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅴ)中,R1,R3,R5,R7,R9,R10和R11独立地为H或脂族烃基,R2,R4,R6和R8独立地为烃撑型或烃叉型亚烃基。
21.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅵ)中,R1,R2,R5,R6,R8,R9,R12和R13各自独立地为H或脂族烃基,R3,R4,R7,R10和R11各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
22.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(Ⅶ)中,R1,R2,R4,R6,R8和R9各自独立地为H或脂族烃基,R3,R5和R7各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,i是零~约10的数字。
23.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅷ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6各自独立地为H或烃基,R7和R8各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
24.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅸ)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,R3,R4,R5和R6各自独立地为撑型或叉型的亚烷基,i和j各自独立地为1~约6的数字。
25.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)为下式所示的一种芳族曼尼期碱
式(Ⅹ)中,Ar为芳基;R1和R3各自独立地为撑型或叉型亚烃基;R2为H或低级烃基;R4和R5各自独立地为H,脂族烃基,羟基取代的脂族烃基,胺取代的脂族烃基或烷氧基取代的脂族烃基;R6为H或脂族烃基。
26.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的芳族曼尼期碱
式(Ⅺ)中,Ar为芳基,R1为H或脂族烃基,R2,R3和R4各自独立地为撑型或叉型的亚烃基。
27.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(Ⅻ)中,Ar为芳基,R1,R2和R3各自独立地为H或烃基。
28.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式中R1为甲基,R2为四聚丙烯基,R3为H。
29.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅢ)中,R1和R2各自独立地为H,脂族烃基,CH2N(R3)2,或COOR3,其中R3为H或脂族烃基;i为零~4的数字,j为0~5的数字。
30.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)选自以下这类化合物,它们是十二烷基水杨醛肟,4,6-二叔丁基水杨醛肟,甲基十二烷基水杨基酮肟,2-羟基-3-甲基-5-乙基二苯甲酮肟,5-庚基水杨醛肟,5-壬基水杨醛肟,2-羟基-3,5-二壬基二苯甲酮肟,2-羟基-5-壬基二苯甲酮肟,以及聚异丁烯基水杨醛肟。
31.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)由至少一种下式所示的化合物组成
式(ⅩⅣ)中,Ar为芳基,R1和R3各自独立地为H或烃基,R2为H,烃基,或下式所示的基团
式(ⅩⅤ)中,R4为烃撑型或烃叉型的亚烃基,R5和R6各自独立地为H或烃基,Ar1为芳基。
32.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物式(ⅩⅥ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,R1和R3各自独立地为H或烃基,R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
33.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅦ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,R1为烃基。
34.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式的化合物
式(ⅩⅦ-1)中,R1为聚丁烯基或聚异丁烯基。
35.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅧ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,R1和R2各自独立地为H或烃基。
36.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅨ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,R1和R3各自独立地为H或烃基,R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
37.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩ)中,R1为烃撑型或烃叉型的亚烃基,R2,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基。
38.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是下式所示的一种化合物
式(ⅩⅪ)中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7和R8各自独立地为H或烃基,R9为烃撑型或烃叉型亚烃基。
39.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅫ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,R5为烃撑型或烃叉型的亚烷基,i为1~约1000的数字。
40.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物式(ⅩⅩⅢ)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,R1和R2中碳原子的总数至少约有6个。
41.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物式(ⅩⅩⅣ)中,R1为含约6~约200个碳原子的烃基。
42.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅤ)中,R1,R2,R3,R4,R5,R6和R7各自独立地为H或烃基,R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基,i为零或1。
43.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅥ)中,Ar为芳基,R1和R5各自独立地为H或烃基;R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基;R3和R4各自独立地为H,脂族烃基,羟基取代的脂族烃基,胺取代的脂族烃基,或烷氧基取代的脂族烃基。
44.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)选自至少一种下面的化合物十二烷基-N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺;十二烷基-N,N′-二亚水杨基-1,2-乙二胺;N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺;N-亚水杨基苯胺;N,N′-二亚水杨基乙二胺;水杨醛-β-N-氨乙基哌嗪;以及N-亚水杨基-N-十二烷胺。
45.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的
式(ⅩⅩⅦ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基。
46.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅧ)中,R1,R2,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基。
47.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的
式(ⅩⅩⅠⅩ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6各自独立地为H或烃基。
48.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是任何一个下式所示的一种或多种化合物
式(ⅩⅩⅩ-1),(ⅩⅩⅩ-2),(ⅩⅩⅩ-3)中,各R1为H或烃基,各R1为下式所示的基团R2R3NR4-式中R2和R3各自独立地为H或烃基,R4为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
49.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是下式所示的一种化合物
式(ⅩⅩⅩⅠ)中,T为NR12,SR1或NO2,R1为H或烃基。
50.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅡ)中,R1,R2和R4各自独立地为H或烃基,R3为烃撑型或烃叉型的亚烃基,i为1~约10的数字。
51.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅢ)中,R1,R2和R3各自独立地为H或烃基,R4为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
52.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅣ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基。
53.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅤ)中,R1,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基,R2为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
54.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是下式所示的一种化合物
式(ⅩⅩⅩⅥ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基,R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
55.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅦ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6各自独立地为H或烃基,R7和R8各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
56.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅧ)中,R1,R2,R3,R4,R5和R6各自独立地为H或烃基。
57.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩⅩⅩⅨ)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,R1和R2中的碳原子的总数至少约6个。
58.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩL)中,R1和R2各自独立地为H或烃基。
59.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅠ)中,R1为H或烃基;R2为R1或酰基;R3和R4各自独立地为H或低级烷基;z为零或1。
60.权利要求59的组合物,其中式(ⅩLⅠ)的R1为低级烷基,R2为含约4~约18个碳原子的烷基,R3和R4各自独立地为H或甲基。
61.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物式(ⅩLⅢ)中,R1为含约6~约200个碳原子的烃基。
62.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅠⅤ)中,R1和R2各自独立地为烃基,R3为CH2,S或CH2OCH2。
63.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅤ)中,R1为含1~约100个碳原子的烃基,i为零~4的数字,T1为相对于G1的间位或邻位,G1和T1各自独立地为OH,NH2,NR2,COOR,SH,或C(O)H,其中R为H或烃基。
64.权利要求63的组合物,其中式(ⅩLⅤ)的G1为OH,T1为NO2而且位置在相对于OH的邻位,i为1,R1为下式所示其中R2,R3和R5各自独立地为H或烃基,R4和R6各自独立地为含1~约6个碳原子的撑型或叉型的亚烷基。
65.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅥ)中,R1和R2各自独立地为H或烃基,R3和R4为撑型或叉型的亚烷基,G1和T1各自独立地为OH或CN。
66.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅦ)中,R1为H或烃基,R2和R3为撑型或叉型的亚烷基,G1和T1分别为OH或CN。
67.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅧ)中,Ar和Ar1各自独立地为芳基,R1,R2和R3各自独立地为H或烃基。
68.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是至少一种酰化胺同至少一种选自BO3,卤化硼,硼酸,硼酰胺以及硼酸酯这类的硼化合物反应的产物。
69.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是以下化合物反应的产物,它们是至少一种羧酸酰化剂(P-1),至少一种其结构中至少含一个H-N=基的胺,以及至少一种下式的含磷的酸
式(P-3-1)中,各X1,X2,X3和X4各自独立地为氧或硫,各m为零或1,各R1和R2各自独立地为烃基。
70.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(LⅠ)中,T1为OH,NH2,NR2,COOR,SH或C(O)H,其中R为H或烃基。
71.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(LⅡ)中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7和R8各自独立地为H,烃基,羟基取代的烃基,或-COOH取代的烃基。
72.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物式(LⅢ)中,R1为烃基。
73.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(LⅠⅤ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或烃基。
74.权利要求1的组合物,其中所述的金属选自Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,V,Cr,Mo,Fe,Co,Cu,Zn,B,Pb,Sb以及它们中间的两种或多种金属的混合物。
75.权利要求1的组合物,其中所述金属是铜。
76.权利要求1的组合物,其中所述金属由Cu配合Fe,V或Mn中的一种或多种金属组成。
77.权利要求1的组合物,其中所述金属选自Cu,Fe,B,Zn,Mg,Ca,Na,K,Sr,Ba以及它们中间的两种或多种金属的混合物。
78.权利要求1的组合物,其中所述金属由Cu配合Fe,B,Zn,Mg,Ca,Na,K,Sr或Ba中的一种或多种金属组成。
79.权利要求1的组合物,其中所述金属反应物(ⅱ)是硝酸盐,亚硝酸盐,卤化物,羧酸盐,磷酸盐,亚磷酸盐,硫酸盐,亚硫酸盐,碳酸盐,硼酸盐,氢氧化物或氧化物。
80.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)不包括N,N′-二-(3-链烯基亚水杨基)-二氨基烷。
81.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)不包括N,N′-二-亚水杨基-1,2-乙二胺。
82.权利要求1的组合物还包括少量至少一种抗氧化剂,以稳定该柴油机燃料中的所述有机金属络合物。
83.权利要求82的组合物,其中所述的抗氧化剂选自以下这类化合物,它们是2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚,4,4′-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚),4,4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚),N-苯基-α-萘胺,N-苯基-β-萘胺,四甲基二氨基二苯基甲烷,氨茴酸,以及酚噻嗪及其烷基化衍生物。
84.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是一种金属减活剂。
85.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是一种乙二胺四乙酸衍生物或N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺。
86.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是一种羟基芳香族肟或席夫碱。
87.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅤ)中,Ar为芳基;R1为H,烃基,-COOR3,-OR4,或
各R2,R3,R4,R6和R7各自独立地为H,脂族烃基,或羟基取代的脂族烃基,R5为烃基,j为零~4的数字。
88.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅥ)中,R3为-CH2-,-S-,-S-S-,-CH2-O-CH2-或-CH2-NR4-CH2-;各R1,R2和R4各自独立地为H或脂族烃基;各K各自独立地为零~约4的数字。
89.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅦ)中p为零或1,q为1,2或3,r为3-q,R1,R2和各R3各自独立地为H或烃基。
90.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅧ)中R5为-CH2-,-S-,-NR6或-O-,R1,R2,R3,R4和R6各自独立地为H,羟基,烷氧基或脂族烃基,S为0,1或2。
91.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅨ)中,R1,R2,R3和R4各自独立地为H或脂族烃基,t为1或2,当t=1时,R5为H或脂族或芳族烃基,当t=2时,R5为烃撑型或烃叉型的亚烃基或-O2C-R6-CO2-,其中R6为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
92.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅩ)中R1,R2,R3,R4和R5各自独立地为H或烃基。
93.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅪ)中各R1,R2和R3各自独立地为H或脂族烃基,各R4各自独立地为H,羟基,-R5OH,-R6CN或-CH(R7)2,其中各R5和R6各自独立地为烃撑型或烃叉型的亚烃基,各R7各自独立地为H或脂族烃基。
94.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种下式所示的化合物
式(LⅫ)中,R1,R2,R4和R5各自独立地为H或脂族烃基,R3为烃撑型或烃叉型的亚烃基。
95.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种选自下列这类的化合物4-叔丁基儿茶酚;2,6-二叔丁基-P-甲酚;2,6-二叔丁基-4-(二甲氨甲基)苯酚;2,5-二叔戊基氢醌;以及4-(羟甲基)-2,6-二叔丁基苯酚。
96.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种选自下列这类的化合物2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚);以及2,2-硫代-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
97.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是至少一种选自下列这类的化合物4-十二烷基-2-氨基苯酚;二壬基二苯胺;N,N′-双(二辛基苯基)-对苯二胺;苯基-β-萘胺;以及N-苯基-N′-(1-甲基庚基)-对苯二胺。
98.权利要求82的组合物,其中所述的抗氧化剂是至少一种选自下列这类的化合物二辛基酚噻嗪,以及二壬基吩噁嗪。
99.权利要求82的组合物,其中所述的抗氧化剂是至少一种选自下列这类的化合物2,6-四甲基-4-辛哌啶;以及双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
100.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是三甲基二氢喹啉。
101.权利要求82的组合物,其中所述抗氧化剂是十二烷胺或N-十二烷基-N-羟基丙胺。
102.一种用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料组合物,它由以下物质组成占大量的一种柴油机燃料;少量的至少一种铜络合物,该络合物对降低所述捕集器收集的废气微粒的着火温度有效,这种络合物是由至少一种选自下列这类的化合物制得十二烷基水杨醛肟;4,6-二叔丁基水杨醛肟;甲基十二烷基水杨基酮肟;十二烷基-N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺;十二烷基-N,N′-二亚水杨基-1,2-丙二胺;N-亚水杨基-苯胺;N,N′-二亚水杨基乙二胺;水杨醛基-β-N-氨乙基哌嗪;以及N-亚水杨基-N-十二烷胺;以及少量能稳定燃料的至少一种化合物可由以下这类化合物中选取,它们是4-叔丁基儿茶酚;2,6-二叔丁基-4-(二甲基氨乙基)苯酚;2,5-二叔戊基氢醌;4-(羟甲基)-2,6-二叔丁基苯酚;2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚);2,2-硫代-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);4-十二烷基-2-氨基苯酚;二壬基二苯胺;N,N′-双(二辛基苯基)对苯二胺;苯基-β-萘胺;N-苯基-N′-(1-甲基庚基)-对苯二胺;二辛基酚噻嗪;二壬基酚噁嗪;2,6-四甲基-4-辛基哌啶;双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;三甲基二氢喹啉;十二烷胺;以及N-十二烷基-N-羟基丙胺。
103.一种用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料组合物,该组合物是由占大量的一种柴油机燃料以及少量至少一种有机金属络合物组成,后者可有效地降低所述捕集器收集的废气微粒的着火温度,这种有机金属络合物是由组分(ⅰ)和(ⅱ)制得,其中组分(ⅰ)为至少一种芳族曼尼期碱,该曼尼期碱是(A-1),(A-2)和(A-3)反应的产物,(A-1)是一种下式所示的含羟基和/或巯基的芳族化合物,
式(A-1)中,Ar为芳基;m为1,2或3;n为1~约4的数字;各R1各自独立地为H,含1~约100个碳原子的烃基;R2为H,氨基或羧基;X为O,S,或O和S两者(当m≥2时);(A-2)是一种下式所示的醛或酮或其前体,
式(A-2)中,R3和R4各自独立地为H,含1~约18个碳原子的饱和烃基,R4也可以是含1~约18个碳原子的带羰基的烃基;(A-3)是一种含至少一个伯氨基或仲氨基的胺,该胺的特征在于它不含羟基和/或巯基,上述(A-1),(A-2)和(A-3)组分之间的反应在低于约120℃的某个温度进行;组分(ⅱ)为能同组分(ⅰ)形成络合物的至少一种铜反应物。
104.一种用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料组合物,该组合物是由占大量的一种柴油机燃料以及少量至少一种有机金属络合物组成,后者可降低所述捕集器收集的废气微粒的着火温度,这种有机金属络合物是由组分(ⅰ)和(ⅱ)制得,其中,组分(ⅰ)为至少一种下式所示的化合物
式(ⅩⅡ)中,Ar为芳基,R1,R2和R3各自独立地为H或烃基;组分(ⅱ)为至少一种能同组分(ⅰ)形成络合物的铜反应物;所述燃料组合物的特征在于,它不含由芳族曼尼期碱制得的过渡金属络合物,该芳族曼尼期碱是由一种含羟基和/或巯基的芳族化合物,一种醛或酮,以及一种含羟基和/或巯基的胺制得。
105.一种用于装有废气系统微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料组合物,该组合物是由占大量的一种柴油机燃料以及少量至少一种有机金属络合物组成,后者对降低所述捕集器收集的废气微粒的着火温度有效,这种有机金属络合物是由组分(ⅰ)和(ⅱ)制得,其中,组分(ⅰ)为至少一种下式所示的化合物
式(ⅩⅡ-1)中,R1为甲基,R2为四聚丙烯基,R3为H;组分(ⅱ)为至少一种能同组分(ⅰ)形成络合物的铜反应物;所述燃料组合物的特征在于,它不含由芳族曼尼期碱制得的过渡金属络合物,该芳族曼尼期碱是由一种含羟基和/或巯基的芳族化合物,一种醛或酮,以及一种含羟基和/或巯基的胺制得。
106.一种用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料组合物,该组合物是由占大量的一种柴油机燃料以及少量至少一种能稳定燃料的有机金属络合物组成,该络合物对降低所述捕集器收集的废气微粒的着火温度有效,这种有机金属络合物是由组分(ⅰ)和(ⅱ)制得,其中,组分(ⅰ)为至少一种芳族曼尼期碱,该曼尼期碱是(A-1),(A-2)和(A-3)反应的产物,(A-1)是一种下式所示的含羟基和/或巯基的芳族化合物
式(A-1)中,Ar为芳基;m为1,2或3;n为1~约4的数字;各R1各自独立地为H或含1~约100个碳原子的烃基;R2为H,氨基或羧基;X为O,S或O和S两者(当m≥2时);(A-2)是一种下式所示的醛或酮或其前体,
式(A-2)中,R3和R4各自独立地为H,含1~约18个碳原子的饱和烃基,R4也可以是含1~约18个碳原子的带羰基的烃基;(A-3)是一种含至少一个伯氨基或仲氨基的胺,该胺的特征在于它不含羟基和/或巯基,上述(A-1),(A-2)和(A-3)组分之间的反应在低于约120℃的某个温度进行;和组分(ⅱ)为至少一种能与组分(ⅰ)形成络合物的铜反应剂;及至少一种下式所示的稳定燃料的化合物
式(ⅩⅡ)中,Ar为芳基,R1,R2和R3各自独立地为H或烃基。
107.权利要求106的组合物,其中式(ⅩⅡ)所示的化合物具有以下的分子式
式(ⅩⅡ-1)中,R1为甲基,R2为四聚丙烯基,R3为H。
108.装有排气装置微粒捕集器的柴油机的一种运转方法,以减少该捕集器中收集的废气微粒的累积,该方法包括用以下的柴油机燃料组合物运转所述的柴油机,这种组合物由占大量的一种柴油机燃料和少量至少一种对降低该捕集器收集的废气微粒的着火温度有效的金属络合物组成,这种金属络合物由以下组分制得(ⅰ)含一个烃键和至少两个官能团的至少一种有机化合物,各官能团各自独立地为=X,-XR,-NR2,-NO2,=NR,=NXR,=N-R*-XR,

,-N=CR2,-CN或-N=NR,式中,X为O或S,R为H或烃基,R*为烃撑型或烃叉型的亚烃基,a为零~约10的数字;(ⅱ)能同组分(ⅰ)形成络合物的至少一种金属反应物,该金属能降低所述废气微粒的着火温度;但条件是(1)该金属不是Ti,Zr,Ce,Mn或某种稀土金属;(2)该有机金属络合物不是由芳族曼尼期碱配合肟或席夫碱所得的过渡金属络合物,其中所述的芳族曼尼期碱是由一种含羟基和/或巯基的取代芳族化合物,一种醛或酮,以及一种含羟基和/或巯基的胺制得;(3)该有机金属络合物不是由一种苯酚,一种醛,以及一种多胺在约130℃以上制得的高温产物的金属螯合物;(4)当该金属是Fe,Mn,或Cu配合Pb,Co,Ni,Zn,Cr,Sb,Sn或V时,组分(ⅰ)不是水杨醛;(5)当该金属是Co,Cu或Ni时,组分(ⅰ)不是水杨醛-硝基苯胺;(6)当该金属是Co或Cu时,组分(ⅰ)不是丙二醛-二硝基苯胺;(7)组分(ⅰ)不是β-二酮。
109.由柴油机驱动並装有燃料添加剂分配器和排气装置微粒捕集器的机器的一种运转方法,该方法包括用一种柴油机燃料运转所述柴油机;在所述燃料添加剂分配器中保存一种燃料添加剂並在所述柴油机运转期间将该添加剂同柴油机燃料混合,该添加剂含有至少一种金属络合物,这种络合物由以下组分制得(ⅰ)含一个烃键和至少两个官能团的至少一种有机化合物,各官能团分别为=X,-XR,-NR2,-NO2,=NR,=NXR,=N-R*-XR,

,-N=CR2,-CN或-N=NR,式中,X为O或S,R为H或烃基,R*为烃撑型或烃叉型的亚烃基,a为零~约10的数字;(ⅱ)能同组分(ⅰ)形成络合物的至少一种金属反应物,该金属能降低所述废气微粒的着火温度;但条件是(1)该金属不是Ti,Zr,Mn或某种稀土金属;(2)该有机金属络合物不是由芳族曼尼期碱配合肟或席夫碱所得的过渡金属络合物,其中所述的芳族曼尼期碱是由一种含羟基和/或巯基的取代芳族化合物,一种醛或酮,以及一种含羟基和/或巯基的胺制得;(3)该有机金属络合物不是由一种苯酚,一种醛,以及一种多胺在约130℃以上制得的高温产物的金属螯合物;(4)当该金属是Fe,Mn或Cu配合Pb,Co,Ni,Zn,Cr,Sb,Sn或V时,组分(ⅰ)不是水杨醛;(5)当该金属是Co,Cu或Ni时,组分(ⅰ)不是水杨醛-硝基苯胺;(6)当该金属是Co或Cu时,组分(ⅰ)不是丙二醛-二硝基苯胺(7)组分(ⅰ)不是β-二酮。
110.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(ⅩLⅠⅩ)中,环上碳原子的一个或多个可以被烃基取代。
111.权利要求1的组合物,其中组分(ⅰ)是一种下式所示的化合物
式(L)中,R1为H或烃基且环上碳原子的一个或多个可以被烃基取代。
全文摘要
本发明涉及用于装有排气装置微粒捕集器的柴油机的柴油机燃料。这类燃料含有效量的一种有机金属络合物,以降低收集在捕集器里的废气微粒的着火温度。该络合物溶解在,或稳定分散于柴油机燃料中,它是由以下组分制得(i)含至少两个同烃链相连的官能团的一种有机化合物,(ii)能同(i)形成络合物的一种金属反应物,这种金属可以是能降低废气微粒着火温度的任何金属。本发明还涉及用上面的柴油机燃料运转装有排气装置微粒捕集器的柴油机的方法。
文档编号C10L10/06GK1066676SQ9210234
公开日1992年12月2日 申请日期1992年4月2日 优先权日1991年5月13日
发明者F·W·科克, P·E·阿达牧斯, D·T·戴利, N·Z·黄, S·T·朱利, C·J·卡尔泊, S·H·施拖尔德, R·H·沃尔什, R·A·丹尼斯 申请人:鲁布里佐尔公司
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