Применение особых производных кватернированных соединений азота в качестве присадок к топливам и смазочным материалам - RU2016115064A
Код документа: RU2016115064A
Формула
1. Применение продукта реакции, содержащего кватернированное соединение азота, или содержащей кватернированное соединение азота частичной фракции, полученной из продукта реакции посредством очистки, в качестве топливной присадки в количестве от 10 до 5000 ч.н.м. масс., причем продукт реакции получен путем:
a) взаимодействия кватернируемого соединения азота, содержащего по меньшей мере одну кватернируемую, в частности третичную аминогруппу, со средством кватернирования, которое преобразует по меньшей мере одну кватернируемую, в частности третичную аминогруппу, в группу четвертичного аммония, причем средством кватернирования является сложный С1-С4-алкиловый эфир алифатической, циклоароматической или циклоалифатической поликарбоновой кислоты, в частности дикарбоновой кислоты, и
b) переэтерификации или амидирования оставшейся сложноэфирной группы продукта кватернирования стадии а),
причем переэтерификацию осуществляют посредством спирта, выбранного из группы, включающей:
- насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные, разветвленные или циклические алифатические моно- или полиолы с 5-28 атомами углерода и частично эстерифицированные полиолы по меньшей мере с одной свободной гидроксильной группой,
- полиалкоксилаты общей структурной формулы (1):
в которой R1 и R5 независимо друг от друга означают водород, алкил, алкенил или арил, причем по меньшей мере один из двух этих остатков означает водород,
R2, R3 и R4 независимо друг от друга означают водород, алкил с 1-30 атомами углерода, в частности, алкил с 1-5 атомами углерода, такой как метил или этил,
n, m, о независимо друг от друга означают целочисленное значение от 0 до 100,
с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа согласно стандарту DIN 53240-2, в диапазоне от 40 до 10000 г/моль,
- инициированные посредством полиола полиалкоксилаты с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа согласно стандарту DIN 53240-2, в диапазоне от 100 до 10000 г/моль,
- получаемые полимеризацией тетрагидрофурана простые полиэфиры с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа (методика STI 8444), в диапазоне от 200 до 3000, и
- полиизобутиленовые спирты, полученные путем гидроформилирования и восстановления полиизобутена с молекулярной массой, определяемой методом гельпроникающей хроматографии (тетрагидрофуран в качестве растворителя, полистирол в качестве стандарта), в диапазоне от 150 до 5000,
или переэтерификацию осуществляют путем замены метильной или этильной группы сложноэфирного функционального остатка продукта кватернирования стадии а) гидрокарбильным остатком с 5-50 атомами,
и причем амидирование осуществляют посредством амина, выбранного из группы, включающей:
- насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные, разветвленные или циклические алифатические первичные или вторичные алифатические моно- или полиамины и
- полиизобутиленамины.
2. Применение по п. 1 в качестве присадки для сокращения расхода топлива дизельными двигателями с непосредственным впрыскиванием топлива, в частности, дизельными двигателями с системой впрыскивания Коммон Рэйл, и/или для минимизации потерь мощности (power-loss) в дизельных двигателях с непосредственным впрыскиванием топлива, в частности, в дизельных двигателях с системой впрыскивания Коммон Рэйл.
3. Применение по п. 1 в качестве присадки к карбюраторным топливам для уменьшения образования отложений в системе впуска бензиновых двигателей, в частности, карбюраторных двигателей (DISI) и двигателей с инжектором распределительного впрыскивания топлива (PFI).
4. Применение по п. 1 в качестве присадки к дизельным топливам для уменьшения и/или предотвращения образования отложений в системах впрыскивания, в частности, внутренних отложений в форсунках дизельного двигателя (IDID), и/или залипания клапанов в дизельных двигателях с непосредственным впрыскиванием топлива, в частности, в системах впрыскивания Коммон Рэйл.
5. Применение по п. 1, причем кватернируемое соединение азота выбрано из группы, включающей:
a) по меньшей мере один алкиламин общей формулы (3):
в которой по меньшей мере один из остатков Ra, Rb и Rc является неразветвленным или разветвленным, насыщенным или ненасыщенным гидрокарбильным остатком с 8-40 атомами углерода, в то время как прочие остатки являются одинаковыми или разными, неразветвленными или разветвленными, насыщенными или ненасыщенными гидрокарбильными остатками с 1-6 атомами углерода, в частности, алкильными остатками с 1-6 атомами углерода, или
в которой все остатки Ra, Rb и Rc являются одинаковыми или разными неразветвленными или разветвленными, насыщенными или ненасыщенными гидрокарбильными остатками с 8-40 атомами углерода, в частности, неразветвленными или разветвленными алкильными остатками с 8-40 атомами углерода,
b) по меньшей мере один замещенный полиалкеном амин, содержащий по меньшей мере одну кватернируемую, в частности третичную аминогруппу,
c) по меньшей мере один замещенный простым полиэфиром амин, содержащий по меньшей мере одну кватернируемую, в частности третичную аминогруппу,
d) по меньшей мере один продукт реакции замещенного гидрокарбилом ацилирующего агента и соединения, содержащего атом азота или кислорода и дополнительно по меньшей мере одну кватернируемую аминогруппу, и
e) их смеси.
6. Применение по п. 1, причем средством кватернирования является соединение общей формулы (2):
в которой R1 и R1a независимо друг от друга означают алкильный остаток с 1-4 атомами углерода и
А означает химическую связь, при необходимости однократно или многократно замещенный гидрокарбилен, в частности, при необходимости однократно или многократно замещенный алкилен или алкенилен, или при необходимости замещенный одноядерный ариленовый или циклоалкиленовый остаток.
7. Применение по п. 1, причем переэтерификацию на стадии b) осуществляют путем взаимодействия по меньшей мере с одним насыщенным или ненасыщенным, неразветвленным, разветвленным или циклическим алифатическим моно- или полиолом, полиалкоксилатом, инициированным посредством спирта полиалкоксилатом или простым полиэфиром, или
причем амидирование на стадии b) осуществляют путем взаимодействия по меньшей мере с одним насыщенным или ненасыщенным, неразветвленным, разветвленным или циклическим алифатическим первичным или вторичным моно- или полиамином.
8. Применение по п. 1, причем кватернируемым третичным амином является соединение формулы (3), в которой по меньшей мере два из остатков Ra, Rb и Rc одинаковые или разные и означают неразветвленный или разветвленный алкильный остаток с 10-20 атомами углерода, а оставшийся остаток означает алкил с 1-4 атомами углерода.
9. Применение по п. 1, причем средство кватернирования выбрано из группы, включающей диалкилфталаты с 1-4 атомами углерода в алкиле и диалкилоксалаты с 1-4 атомами углерода в алкиле.
10. Применение по одному из пп. 1-9, причем топливо выбрано из группы, включающей дизельные топлива, биодизельные топлива, топлива для карбюраторных двигателей и алканолсодержащие топлива для карбюраторных двигателей.
11. Кватернированное соединение азота согласно определению в одном из пп. 1-9.
12. Способ получения кватернированного соединения азота по п. 11, включающий:
a) взаимодействие кватернируемого соединения азота, содержащего по меньшей мере одну кватернируемую третичную аминогруппу, со средством кватернирования, которое преобразует по меньшей мере одну кватернируемую третичную аминогруппу в группу четвертичного аммония, причем средством кватернирования является сложный С1-С4-алкиловый эфир алифатической, циклоароматической или циклоалифатической поликарбоновой кислоты, в частности дикарбоновой кислоты, и
b) переэтерификацию или амидирование оставшейся сложноэфирной группы продукта кватернирования стадии а),
причем переэтерификацию осуществляют посредством спирта, выбранного из группы, включающей:
- насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные, разветвленные или циклические алифатические моно- или полиолы с 5-28 атомами углерода и частично эстерифицированные полиолы по меньшей мере с одной свободной гидроксильной группой,
- полиалкоксилаты общей структурной формулы (1):
в которой R1 и R5 независимо друг от друга означают водород, алкил, алкенил или арил, причем по меньшей мере один из двух остатков означает водород,
R2, R3 и R4 независимо друг от друга означают водород, алкил с 1-30 атомами углерода, в частности, алкил с 1-5 атомами углерода, такой как метил или этил,
n, m, о независимо друг от друга означают целочисленное значение от 0 до 100,
с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа согласно стандарту DIN 53240-2, в диапазоне от 40 до 10000 г/моль,
- инициированные посредством полиола полиалкоксилаты с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа согласно стандарту DIN 53240-2, в диапазоне от 100 до 10000 г/моль,
- получаемые полимеризацией тетрагидрофурана простые полиэфиры с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа (методика STI 8444), в диапазоне от 200 до 3000, и
- полиизобутиленовые спирты, полученные путем гидроформилирования и восстановления полиизобутена с молекулярной массой, определяемой методом гельпроникающей хроматографии (тетрагидрофуран в качестве растворителя, полистирол в качестве стандарта), в диапазоне от 150 до 5000,
или переэтерификацию осуществляют путем замены метильной или этильной группы сложноэфирного функционального остатка продукта кватернирования стадии а) гидрокарбильным остатком с 5-50 атомами,
и причем
амидирование осуществляют посредством амина, выбранного из группы, включающей:
- насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные, разветвленные или циклические алифатические первичные или вторичные алифатические моно- или полиамины, и
- полиизобутиленамины.
13. Концентрат присадок, содержащий по меньшей мере одно кватернированное соединение азота согласно определению в п. 11 или кватернированное соединение азота, полученное по п. 12, в комбинации с другими присадками к дизельным топливам, карбюраторным топливам или смазочным материалам.
14. Топливный состав, который включает по меньшей мере один продукт реакции, содержащий кватернированное соединение азота, или содержащую кватернированное соединение азота частичную фракцию, полученную из продукта реакции посредством очистки, причем продукт реакции получен путем:
а) взаимодействия кватернируемого соединения азота, содержащего по меньшей мере одну кватернируемую третичную аминогруппу, со средством кватернирования, которое преобразует по меньшей мере одну кватернируемую третичную аминогруппу в группу четвертичного аммония, причем средством кватернирования является сложный алкиловый эфир алифатической, циклоароматической или циклоалифатической поликарбоновой кислоты, в частности дикарбоновой кислоты, и
b) переэтерификации или амидирования оставшейся сложноэфирной группы продукта кватернирования стадии а),
причем
переэтерификацию осуществляют посредством спирта, выбранного из группы, включающей:
- насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные, разветвленные или циклические алифатические моно- или полиолы с 5-28 атомами углерода и частично эстерифицированные полиолы по меньшей мере с одной свободной гидроксильной группой,
- полиалкоксилаты общей структурной формулы (1):
в которой R1 и R5 независимо друг от друга означают водород, алкил, алкенил или арил, причем по меньшей мере один из двух остатков означает водород,
R2, R3 и R4 независимо друг от друга означают водород, алкил с 1-30 атомами углерода, в частности, алкил с 1-5 атомами углерода, такой как метил или этил,
n, m, о независимо друг от друга означают целочисленное значение от 0 до 100,
с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа согласно стандарту DIN 53240-2, в диапазоне от 40 до 10000 г/моль,
- инициированные посредством полиола полиалкоксилаты с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа согласно стандарту DIN 53240-2, в диапазоне от 100 до 10000 г/моль,
- получаемые полимеризацией тетрагидрофурана простые полиэфиры с молекулярной массой, установленной путем определения гидроксильного числа (методика STI 8444), в диапазоне от 200 до 3000, и
- полиизобутиленовые спирты, полученные путем гидроформилирования и восстановления полиизобутена с молекулярной массой, определяемой методом гельпроникающей хроматографии (тетрагидрофуран в качестве растворителя, полистирол в качестве стандарта), в диапазоне от 150 до 5000,
или переэтерификацию осуществляют путем замены метильной или этильной группы сложноэфирного функционального остатка продукта кватернирования стадии а) гидрокарбильным остатком с 5-50 атомами,
и причем
амидирование осуществляют посредством амина, выбранного из группы, включающей:
- насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные, разветвленные или циклические алифатические первичные или вторичные алифатические моно- или полиамины и
- полиизобутиленамины.
15. Топливный состав по п. 14, причем кватернируемое соединение азота выбрано из группы, включающей:
a) по меньшей мере один алкиламин указанной выше общей формулы (3),
b) по меньшей мере один замещенный полиалкеном амин, содержащий по меньшей мере одну кватернируемую, в частности третичную аминогруппу,
c) по меньшей мере один замещенный простым полиэфиром амин, содержащий по меньшей мере одну кватернируемую, в частности третичную аминогруппу, и
d) по меньшей мере один продукт реакции замещенного гидрокарбилом ацилирующего агента и соединения, содержащего атом азота или кислорода и дополнительно по меньшей мере одну кватернируемую аминогруппу, и
e) их смеси.
16. Топливный состав по п. 14 или 15, причем средством кватернирования является соединение указанной выше общей формулы (2).
17. Топливный состав по п. 14 или 15, причем переэтерификацию на стадии b) осуществляют путем взаимодействия по меньшей мере с одним насыщенным или ненасыщенным, неразветвленным, разветвленным или циклическим алифатическим моно- или полиолом, полиалкоксилатом, инициированным посредством спирта полиалкоксилатом или простым полиэфиром,
или амидирование на стадии b) осуществляют путем взаимодействия по меньшей мере с одним насыщенным или ненасыщенным, неразветвленным, разветвленным или циклическим алифатическим первичным или вторичным моно или полиамином.
18. Топливный состав по п. 14 или 15, причем кватернируемым третичным амином является соединение формулы (3), в которой по меньшей мере два из остатков Ra, Rb и Rc одинаковые или разные и означают неразветвленный или разветвленный алкильный остаток с 10-20 атомами углерода, а оставшийся остаток означает алкил с 1-4 атомами углерода.
19. Топливный состав по п. 14 или 15, причем средство кватернирования выбрано из группы, включающей диалкилфталаты с 1-4 атомами углерода в алкиле и диалкилоксалаты с 1-4 атомами углерода в алкиле.
