CN110546132A - 组合物、方法和用途 - Google Patents

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CN110546132A CN201880021590.2A CN201880021590A CN110546132A CN 110546132 A CN110546132 A CN 110546132A CN 201880021590 A CN201880021590 A CN 201880021590A CN 110546132 A CN110546132 A CN 110546132A
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M.罗伯茨
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Innospec Ltd
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Abstract

式（I）的季铵盐：其中X是连接基团；Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A‑是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。

Description

组合物、方法和用途
本发明涉及燃料组合物、与之相关的方法和用途。特别地，本发明涉及用于火花点火式发动机中所用燃料的酯添加剂。
经过一百多年的发展，火花点火（SI）发动机已经成为一种工程上的高度调谐工件。由于SI发动机变得越来越高度调谐，其对其构造的变化也变得越来越敏感。随着沉积物在某些组件上累积并通过其它组件的磨损，此类发动机的构造可能随使用而改变。这些构造上的变化不仅可以改变参数（如功率输出和整体效率）；它们还会显著改变所产生的污染物排放。为了尽量减少发动机构造的这些与时间相关的改变，已经开发了燃料添加剂以尽量减少磨损和沉积物累积现象。实例包括用于减少磨损的抗阀座凹陷添加剂和用于减少沉积物累积的清净剂。
随着发动机技术的发展，对燃料添加剂包的要求也越来越高。早期的汽油清净剂配制用于克服沉积物在汽化器上累积的问题。在汽化器中，在发动机进气系统的部件中的部分真空用于将燃料吸入进气系统。为了提供对燃料空气混合物的更好控制，用燃料喷射设备替代了汽化器，在燃料喷射设备中，采用高于大气压的压力迫使燃料进入进气系统，并引发燃料的更好雾化。
作为汽化器的替代品，所谓的节流阀体喷射器以仅仅单个喷射器的形式替代汽化器使用。节流阀体喷射器的位置由此非常类似于汽化器的位置，温度状况由此也是类似的。
为了更好地控制燃料输送到发动机汽缸中，一种举措是针对每个汽缸使用单独的燃料喷射器。这些喷射器由此置于每个汽缸的单独的进气口中；这种配置由此被称为进气口燃油喷射或PFI。由于燃料喷射器现在放置得更靠近燃烧室，其往往变得更热。并且由于其更靠近发动机进气口，其在进气阀开启事件的初始部分过程中更可能经受排气返回进气系统中。这使得喷射器更容易积聚沉积物，并由此提高了对尽量减少这样的沉积物积聚所需的燃料添加剂的需求。
迄今为止概述的系统均设计为提供大致化学计量的空气燃料混合物。发动机功率由提供给汽缸的化学计量混合物的量来确定。这通过限制混合物流入汽缸（称为节流）来控制。这不可避免地导致泵送损失，由此降低了整个系统的效率。
为了克服这一问题，发动机设计人员已经开发了其中燃料直接喷射到汽缸中的喷射系统。此类发动机也被称为直喷火花点火式（DISI）、直喷汽油式（DIG）、汽油直喷式（GDI）等等。直接喷射到燃烧室中使得装料能够进行一定程度的层化，由此允许整体贫油的混合物同时具有局部富油或化学计量的混合物以促进可靠燃烧。但是，这种喷射策略意味着燃料喷射器经受更高的温度和压力。这提高了由燃料的高温分解形成沉积物的可能性。喷射器在燃烧室中的事实也使喷射器暴露于可能含有部分氧化的燃料和/或烟炱粒子（其可能积聚）的燃烧气体，提高了沉积物的水平。提供燃料的良好雾化和精确控制燃料流量以及喷射持续时间的能力对这些发动机设计的最佳性能而言至关重要。燃料喷射器的完全不同的运行环境对有效燃料添加剂包的开发提出了一整套新的设计约束条件。混合物层化还会导致在局部富油区域中发生燃烧，造成可能增加燃烧室沉积物的烟炱粒子的形成。由于液体燃料被喷射到燃烧室中，在燃烧室表面（特别是活塞冠部）上存在更大的液体冲击的风险。在燃烧室表面上的液体燃料可能发生热分解，导致形成胶状物，并由此提高燃烧室沉积物的积聚速率。
将燃料直接喷射到燃烧室中引起的另一个问题是燃料在进气阀上的冲击显著减小。依靠使用含有清净剂的燃料来去除在进气阀喇叭口上积聚的沉积物，所述沉积物是因润滑油沿阀杆下行以及在进气阀开启事件的初始部分过程中燃烧气体返回到进气系统中而产生。在直喷发动机中，燃料冲击在进气阀喇叭口上的唯一可能性来自早期喷射和后期进气阀关闭。这因此使得燃料添加型清净剂极难对进气阀沉积物产生显著影响。
因此，在直喷火花点火式汽油发动机中有效控制沉积物是富有挑战的任务。在其它环境下（例如在使用汽化器的汽油发动机中或在每个汽缸的进气口中使用一个或多个单独的、公用的燃料喷射器的汽油发动机中，或在柴油机中）在使用添加剂方面获得的知识似乎在直喷火花点火式汽油发动机中实现沉积物的有效控制方面并无帮助。
在直喷火花点火式汽油发动机中实现沉积物的有效控制方面的特殊困难在本领域中是已知的。例如它们在WO 01/42399、US 7112230、US 7491248和WO 03/78553中进行了解释。
尽管已经提出了燃料组合物和添加剂以便在上述各个方案中控制沉积物，这样的困难表明，仍然不断需要在直喷火花点火式汽油发动机和/或非直喷的火花点火式汽油发动机的任一者或两者中均有效的燃料组合物。
在本领域中已知许多不同类型的化合物用作燃油组合物中的清净剂添加剂，用来控制发动机中的沉积物。
本发明人已经开发了可以用作燃料和润滑组合物中的添加剂的新型季铵化合物。
根据本发明的第一方面，提供了一种式（I）的季铵盐：
其中X是连接基团，Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
本发明涉及季铵盐和与其相关的方法和用途。这在本文中可以被称为“季铵盐”或“季铵化合物”。
式（I）的化合物包括连接基团X。在一些实施方案中，X可以包括一个或多个羧酸部分。
羧酸部分是指包括羧酸基团COOH和由此衍生的基团，例如酯或酰胺。在其中X包括一个或多个羧酸部分的实施方案中，本发明的季铵盐可以由具有超过两个羧酸基团的多元羧酸（例如均苯四酸）制备。
在优选实施方案中，X不包括羧酸部分，且该季铵盐合适地由二羧酸或其酸酐制备。
合适地，X是如本文中进一步限定的任选取代的亚烷基或亚芳基。
优选地，本发明的季铵盐是二羧酸的二酯或酯/酰胺。
合适地，本发明的季铵盐通过使：
（a）任选取代的二羧酸或其酸酐；与
（b）式R3(OR2)nOH的醇；
（c）包括叔氨基的反应性醇或胺；和
（d）季铵化剂反应来制备。
组分（a）可以首先与组分（b）反应，随后与组分（c）反应并最后与组分（d）反应。或者组分（a）可以首先与组分（c）反应，随后与组分（b）反应，并随后与组分（d）反应。
在优选实施方案中，组分（a）首先与组分（b）反应，随后与组分（c）反应。
本发明的季铵盐合适地由（a）烃基取代的二羧酸或其酸酐来制备。
本文中所用的术语“烃基取代基”或“烃基”以其本领域技术人员熟知的普通含义使用。具体而言，其是指具有直接连接至分子剩余部分的碳原子并主要具有烃特性的基团。烃基的实例包括：
（i）烃基团，即脂族（其可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，例如烷基或烯基）、脂环族（例如环烷基、环烯基）取代基，以及芳族（包括脂族和脂环族取代的芳族）取代基，以及其中环通过该分子的另一部分完成（例如两个取代基一起形成环）的环状取代基；
（ii）取代的烃基团，即含有非烃基团的取代基，其在本发明的环境下不改变取代基的主要为烃的性质（例如卤素(例如氯、氟或溴)、羟基、烷氧基(例如C1至C4烷氧基)、酮基、酰基、氰基、巯基、氨基、酰胺基、硝基、亚硝基、磺酰氧基（sulfoxy）、硝酰基和羧基）；
（iii）杂取代基，即在本发明的环境下在具有主要为烃的特性的同时在除此之外由碳原子组成的环或链中含有不为碳的原子的取代基。杂原子包括硫、氧、氮，并涵盖取代基如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基。通常，该烃基中对于每十个碳原子存在不超过两个、优选不超过一个非烃取代基；通常，在该烃基中不存在非烃取代基。
在本说明书中，除非另行说明，否则提及任选取代的烷基可以包括芳基取代的烷基，并且提及任选取代的芳基可以包括烷基取代或烯基取代的芳基。
本发明的添加剂由烃基取代的二羧酸或其酸酐来制备。
合适的二羧酸包括马来酸、戊二酸、富马酸、草酸、丙二酸、庚二酸、辛二酸、己二酸、邻苯二甲酸、琥珀酸、壬二酸、癸二酸和二聚脂肪酸。
在一些实施方案中，该添加剂由二聚脂肪酸来制备。此类化合物由不饱和脂肪酸，例如具有6至50个、合适地为8至40个、优选10至36个、例如10至20个碳原子、或16至20个碳原子的不饱和脂肪酸的二聚化来形成。
此类二聚脂肪酸可以具有12-100个碳原子、优选16-72个碳原子，如20-40个碳原子，例如32-40个碳原子。
这些化合物在本领域是熟知的，特别是它们作为腐蚀抑制剂的用途。特别优选的二聚脂肪酸是C36二聚体酸的混合物，如通过二聚化油酸、亚油酸和包含油酸与亚油酸的混合物制备的那些，例如妥尔油脂肪酸。
式（I）的季铵化合物包括连接基团X。优选地，X包括烃基取代基。优选地，X是任选取代的亚芳基或任选取代的亚烷基。
在一些实施方案中，该季铵盐由具有式（A1）或（A2）的邻苯二甲酸或其酸酐来制备：
其中Rp、Rq、Rr和Rs各自独立地为氢或任选取代的烃基。
优选各自为氢或任选取代的烷基或烯基。优选Rp、Rq、Rr和Rs中的三个是氢，且另一个是任选取代的C1至C500烷基或烯基、优选C2至C100烷基或烯基、优选C6至C50烷基或烯基、优选C8至C40烷基或烯基、更优选C10至C36烷基或烯基、优选C12至C22烷基或烯基、合适地为C16至C28烷基或烯基、例如C20至C24烷基或烯基。该烷基或烯基可以是直链或支链的。优选Rp、Rq和Rs是氢，且Rr是任选取代的烷基或烯基。
X优选是任选取代的亚烃基。优选X是任选取代的亚烷基或亚芳基。优选X是任选取代的亚烷基。优选X是取代的亚烷基。
合适地，X是烷基或烯基取代的亚烷基。
优选X是烷基取代的亚烷基。
优选X是烷基取代的亚烷基，其中该亚烷基在亚烷基链中具有1至10个、优选1至6个、合适地为1至4个、优选2或3个且最优选2个碳原子。
在一些优选的实施方案中，X是CH2CHR4或CHR4CH2，其中R4是任选取代的烃基。
优选地，本发明的季铵盐由式（A3）或（A4）的任选取代的琥珀酸或其酸酐来制备：
其中R4是氢或任选取代的烃基。优选R4是任选取代的烷基或烯基。
在一些实施方案中，R4是任选取代的C1至C500烷基或烯基、优选C2至C100烷基或烯基、优选C6至C50烷基或烯基、优选C8至C40烷基或烯基、更优选C10至C38烷基或烯基、优选C16至C36烷基或烯基、合适地为C18至C32烷基或烯基。
R4可以被一个或多个选自卤素（例如氯、氟或溴）、硝基、羟基、巯基、磺酰氧基、氨基、硝酰基、酰基、羧基、烷基（例如C1至C4烷基）、烷氧基（例如C1至C4烷氧基）、酰胺基、酮基、磺酰氧基和氰基的基团取代。
优选R4是未取代的烷基或烯基。取代的琥珀酸或酸酐可以合适地通过使马来酸酐与链烯烃反应来制备。
在一些实施方案中，R4具有100至5000、优选300至4000、合适地为450至2500、例如500至2000、或600至1500的分子量。
在一些实施方案中，取代的琥珀酸或其酸酐可以包括包含不同长度的基团R4的化合物的混合物。在此类实施方案中，对基团R4的分子量的任何提及都涉及该混合物的数均分子量。
在一些实施方案中，R4是聚异丁烯基，优选具有100至5000、优选200至2400、合适地为220至1400的数均分子量。
在一些实施方案中，R4是具有6至40个碳原子、优选10至38个碳原子、更优选16至36个碳原子、合适地为18至26个碳原子、例如20至24个碳原子的烷基或烯基。
在一些实施方案中，R4可以是内烯烃的残基。在此类实施方案中，式（A3）或（A4）的化合物合适地通过马来酸与内烯烃的反应来获得。
本文中所用的内烯烃是指主要含有非-α双键的任何烯烃，其为β或更高级的烯烃。优选此类材料基本完全为β或更高级的烯烃，例如含有小于10重量%、更优选小于5重量%或小于2重量%的α烯烃。典型的内烯烃包括可获自Shell的Neodene 1518IO。
内烯烃有时被称为异构化烯烃，并可以通过本领域已知的异构化过程由α烯烃制备，或可获自其它来源。它们也被称为内烯烃的事实反映了它们不一定必须通过异构化来制备。
在一些特别优选的实施方案中，本发明的季铵盐由具有C10至C30、优选C20至C24烷基或烯基的琥珀酸或酸酐来制备。
本发明的季铵盐可以是式（IIA）或（IIB）的化合物：
这样的化合物可以通过与（b）式HO(R2O)nR3的醇反应来制备。
合适地，n为0至30、优选1至20、合适地为1至16；R2为具有1至12个、优选1至6个、更优选2或3个碳原子的亚烷基；并且R3是氢或C1至C40、优选C6至C30、更优选C10至C20烷基；条件是当R3是氢时n不为0。
R3是任选取代的烃基。
在一些实施方案中，n为0，且本发明的添加剂可以由式R3OH的醇形成。
在此类实施方案中，R3合适地为任选取代的烷基、烯基或芳基，优选具有1至60个、优选10至40个碳原子。优选R3是任选取代的烷基。在一些实施方案中，R3是羟基取代的烷基。
在一些优选的实施方案中，R3是未取代的烷基。该烷基可以是直链或支链的。在一些实施方案中，R3是具有4至40个、优选6至30个、更优选10至20个碳原子的任选取代的烷基。
在一些实施方案中，n为0，且用于制备该季铵盐的组分（b）是C6至C36、优选C10至C30、更优选C10至C20的任选取代的醇。
在一个实施方案中，组分（b）是十四烷醇。
在一些实施方案中，n为0，且组分（b）是选自苄醇、十四烷醇、丁醇、2-丁醇、异丁醇、辛醇、2-乙基己醇、己醇、环己醇、环辛醇、2-丙基庚醇、异丙醇和2-乙基-1-丁醇的醇。
在一些实施方案中，n为0，且组分（b）是丁醇或2-乙基己醇，合适地为丁醇。
在一些实施方案中，n不为0，且该季铵盐可以合适地由式HO(R2O)nR3的醇形成。
R3是氢或任选取代的烃基。
当R3是氢时，可用于制备该季铵盐的组分（b）可以是亚烷基二醇或聚亚烷基二醇。
当R3不为氢时，组分（a）可以与随后反应以形成醚的亚烷基二醇或聚亚烷基二醇反应，或式HO(R2O)nR3的化合物可以与组分（a）反应。
R2是任选取代的亚烷基。在一些实施方案中，R2是羟基取代的亚烷基。这样的基团可以具有1、2或更多个羟基。
例如，在一些实施方案中，该添加剂可以由甘油、季戊四醇或三羟甲基丙烷来制备。
优选R2是未取代的亚烷基。
优选R2是具有1至50个碳原子、优选1至40个碳原子、优选1至30个碳原子、更优选1至20个碳原子、合适地为1至10个碳原子、例如2至6个或2至4个碳原子的任选取代的亚烷基。
优选R2是具有1至50个碳原子、优选1至20个、更优选1至10个、合适地为2至6个、例如2至4个碳原子的未取代的亚烷基。R2可以是直链或支链的。
合适地，R2可以是亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基或亚己基。当R具有超过2个碳原子时，可以存在任何异构体。优选R2是亚乙基或亚丙基，最优选亚丙基。
在其中n为1的一些实施方案中，R2可以是式(CH2)x的基团，其中x为2至12、优选2至6。
在一些优选的实施方案中，R2优选为CRaRbCRcRd，且醇（b）具有式H-(OCRaRbCRcRd)nOR3，其中Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地为氢或任选取代的烷基。优选Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自氢或具有1至20个、优选1至12个、更优选1至4个、例如1至2个碳原子的任选取代的烷基。
优选Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自氢和未取代的烷基，其优选具有1至20个碳原子、合适地为1至12个碳原子、优选1至4个碳原子、例如1或2个碳原子。优选Ra、Rb、Rc和Rd中的至少两个是氢，更优选Ra、Rb、Rc和Rd中的至少三个是氢。
在一些实施方案中，Ra、Rb、Rc和Rd均为氢，且R是亚乙基CH2CH2。
在一些实施方案中，Ra、Rb、Rc和Rd中的三个是氢，另一个是具有1至12个、优选1至4个、合适地为1至2个、最优选1个碳原子的未取代的烷基。
在一些实施方案中，用于制备本发明的季铵化合物的醇（b）由环氧化物、优选末端环氧化物来制备。
R2可以包含异构体的混合物。例如当R2是亚丙基时，多元醇在链中可以以任何顺序包括部分-CH2CH(CH3)-和-CH(CH3)CH2-。
R2可以包含不同基团的混合，例如亚乙基、亚丙基或亚丁基单元。嵌段共聚物单元在此类实施方案中是优选的。
R2优选为亚乙基、亚丙基或亚丁基。R2可以是亚正丙基或亚正丁基或者亚异丙基或亚异丁基。例如R可以是-CH2CH2-、-CH2CH(CH3)-、-CH2C(CH3)2、-CH(CH3)CH(CH3)-或-CH2CH(CH2CH3)-。
优选R2是亚乙基或亚丙基。更优选R2是-CH2CH2-或-CH(CH3)CH2-。最优选R是-CH(CH3)CH2-。
在一些实施方案中，n为至少1。优选n为1至100、优选1至50、更优选1至30、更优选1至24、优选1至20、合适地为1至16、优选1至14。
在一些实施方案中，n为4至10、例如6至8。
在一些实施方案中，n为1至6、合适地为2至5、例如3或4。
在一些实施方案中，n为8至16、例如11至14。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐由式HO(R2O)nH的多元醇或其式HO(R2O)nR3的醚形成。
在一些实施方案中，该多元醇可以是数均分子量为425的聚丙二醇。
在一些实施方案中，该多元醇可以选自三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇和三丙二醇。
在一些实施方案中，该多元醇可以是数均分子量为725的聚丙二醇。
技术人员将理解，式H-(OR2)n-OH的醇的商业来源常常含有化合物的混合物，例如其中n可以为6至10。
取代的琥珀酸和酸酐的商业来源也可以含有化合物的混合物，例如包括不同的具有20至24个碳原子的取代基的化合物。
在一些优选的实施方案中，R3是氢。
在一些实施方案中，R3不为氢，n不为0，且本发明的添加剂由多元醇的醚，例如聚乙二醇、聚丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的醚来制备。
在其中n不为0的一些实施方案中，R3是任选取代的烷基、烯基或芳基，合适地为任选取代的烷基或烯基。优选R3具有4至50个碳原子、优选4至40个碳原子、更优选10至30个碳原子。R3可以是直链或支链的。优选R3是直链的。
在一些实施方案中，R3是取代的烷基或烯基、合适地为取代的烷基。取代基合适地为羟基和酯基团。
R3合适地为未取代的烷基或烯基。优选R3是烷基、优选未取代的烷基。
R3合适地选自氢和具有1至40个、优选6至30个、更优选10至20个碳原子的烷基。
在一些实施方案中，n为10至40、优选15至30、更优选20至25；R2为亚乙基或亚丙基，最优选亚丙基；并且R3为C6至C30、优选C10至C20烷基。
Y选自O、NH和NR1，其中R1是任选取代的烃基。R1合适地为任选取代的烷基或烯基，优选具有1至30个、优选1至20个、更优选1至10个、合适地为1至6个、例如1至4个碳原子。
在一个优选实施方案中，R1是甲基。
优选Y为O或NH。最优选Y为NH。
Q+是包括季铵阳离子的部分。Q+合适地为具有下式的基团：
其中R5是任选取代的亚烷基、亚芳基或亚烯基，并且R6、R7和R8各自独立地为任选取代的烃基。
优选R5是任选取代的亚烷基，优选具有1至40个、优选1至30个、更优选1至20个、合适地为1至10个、例如1至6个碳原子。最优选R5是亚丙基。
R6是任选取代的烃基。优选R6是任选取代的烷基、烯基或芳基。更优选R6是任选取代的烷基或烯基、优选烷基。最优选R6是未取代的烷基。R6合适地具有1至40个碳原子、优选1至30个、更优选1至20个、合适地为1至10个、例如1至6个碳原子。优选R6是C1至C4烷基。最优选R6是甲基。
R7是任选取代的烃基。优选R7是任选取代的烷基、烯基或芳基。更优选R7是任选取代的烷基或烯基、优选烷基。最优选R7是未取代的烷基。R6合适地具有1至40个碳原子、优选1至30个、更优选1至20个、合适地为1至10个、例如1至6个碳原子。优选R7是C1至C4 烷基。最优选R7是甲基。
R8是任选取代的烃基。优选R8是任选取代的烷基、烯基或芳基。优选R8是任选取代的烷基或烯基。优选R8是具有1至40个碳原子、优选1至30个、更优选1至20个、合适地为1至10个、例如1至6个碳原子的任选取代的烷基或烯基。优选R8是未取代的烷基或羟基取代的烷基。
R8合适地由季铵化剂来提供。
本发明的季铵化合物可以通过任何合适的方法来制备。此类方法对本领域技术人员是已知的。
本发明的季铵盐合适地通过式（III）的叔胺与季铵化剂的反应来制备。
式（III）的化合物合适地通过烃基取代的二羧酸或其酸酐与式HO(R2O)nR3的醇和式R6R7NR5YH的叔胺的反应来制备；其中R2是任选取代的亚烷基，R3是氢或任选取代的烃基，R5是任选取代的亚烷基、亚芳基或亚烯基；X是O或NR1；R6和R7各自是任选取代的烃基；R1是氢或任选取代的烃基；并且n为0或正整数，条件是当R3是氢时，n不为0。
优选R1、R2、R3、R5、R6和R7各自如前文中所定义。
式（III）的化合物可以合适地通过使（a）烃基取代的二羧酸或其酸酐与（b）式R3(OR2)nOH的醇和（c）包括叔氨基的反应性醇或胺反应来提供。
在一些优选的实施方案中，组分（c）是包括叔氨基的反应性醇。
包括叔氨基的反应性醇或胺合适地具有式R6R7NR5YH。
合适的包括叔氨基的反应性胺包括N,N-二甲基-1,3-二氨基丙烷、N,N-二乙基-1,3-二氨基丙烷、N,N-二甲基乙二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N-二丁基乙二胺及其组合。
合适的包括叔氨基的反应性醇包括三异丙醇胺、1-[2-羟基乙基]哌啶、2-[2-(二甲基胺)乙氧基]-乙醇、N-乙基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、N,N-二乙基氨基乙醇、N,N-二甲基氨基乙醇、2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基氨基丙醇及其组合。
尤其优选用作组分（c）的化合物是二甲基氨基丙基胺和二甲基氨基丙醇。最优选的是二甲基氨基丙醇。
本发明的季铵盐可以通过式（III）的叔胺与季铵化剂的反应并随后进行阴离子交换反应来制备，所述季铵化剂选自二烷基硫酸盐/酯、苄基卤化物、烃基取代的碳酸盐/酯、烷基卤化物、烷基磺酸盐/酯、磺酸内酯、烃基取代的磷酸盐/酯、烃基取代的硼酸盐/酯、烷基亚硝酸盐/酯、烷基硝酸盐/酯、氢氧化物、N-氧化物或其混合物。
但是，在优选实施方案中，本发明的季铵盐通过式（III）的叔胺与季铵化剂的反应来制备，所述季铵化剂选自：
（i）式R9COOR8的酯；
（ii）式R10OCOOR8的碳酸酯化合物和随后的式R9COOH的羧酸；和
（iii）环氧化物与酸，优选式R9COOH 的羧酸的组合；
其中R8如前文所定义，R9是任选取代的烃基。
式（I）中显示的阴离子A-合适地为R9COO-；其中R9是任选取代的烃基。
在一个实施方案中，该季铵化剂是（i）式R9COOR8的酯。
在此类实施方案中，R8是C1至C7烷基，R9是羧酸的残基，所述羧酸选自取代的芳族羧酸、α-羟基羧酸和多元羧酸。
在一些优选的实施方案中，该季铵化剂是取代的芳族羧酸的酯，由此R9是取代的芳基。
尤其优选的这种类型的化合物是水杨酸的低级烷基酯，如水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、水杨酸正丙酯和水杨酸异丙酯、以及水杨酸丁酯，优选水杨酸甲酯。
在一些实施方案中，该季铵化剂是α-羟基羧酸的酯。
适用于本文的这种类型的化合物描述在EP 1254889中。
优选的这种类型的化合物是2-羟基异丁酸甲酯。
在一些实施方案中，该季铵化剂是多元羧酸的酯。多元羧酸的这一定义是指包括二羧酸和具有超过2个酸性部分的羧酸。
一种尤其优选的此类化合物是草酸二甲酯。
酯季铵化剂可以选自羧酸的酯，该羧酸选自草酸、邻苯二甲酸、酒石酸、水杨酸、马来酸、丙二酸、柠檬酸、硝基苯甲酸、氨基苯甲酸和2,4,6-三羟基苯甲酸的一种或多种。
优选的酯季铵化剂包括草酸二甲酯、2-硝基苯甲酸甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、酒石酸二甲酯和水杨酸甲酯。
在一些实施方案中，该季铵盐通过使式（III）的化合物与（ii）式R10OCOOR8的碳酸酯反应并随后与式R9COOH的羧酸反应来制备。R8如上定义。R10优选为具有至多30个碳原子的任选取代的烷基、烯基或芳基。优选R9是任选取代的烷基。优选R10是具有至多24个碳原子、优选至多20个碳原子、合适地至多16个碳原子、优选至多12个碳原子、合适地至多8个、例如至多6个或至多4个碳原子的烷基。
优选R10是未取代的烷基。在一个实施方案中，R10可以与R8相同或不同。优选R10与R8相同。优选的碳酸酯是碳酸二乙酯和碳酸二甲酯。碳酸二甲酯是尤其优选的。一旦叔胺已经与碳酸酯季铵化基团反应，所得盐随后与式R9COOH的羧酸反应以提供第一方面的化合物。
式R9COOH的羧酸可以是非常小的简单分子。在一些实施方案中，其可以是简单的脂肪酸化合物。但是，其也可以是包括附加酸官能团的更复杂的分子。
合适的小的简单酸的实例包括甲酸、乙酸、丙酸和丁酸。
合适的脂肪酸的实例包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、木蜡酸、蜡酸、肉豆蔻油酸、棕榈油酸、6(Z)-十六碳烯酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、反亚油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、十一碳烯酸和二十二碳六烯酸。
合适的复杂酸包括任选取代的邻苯二甲酸和琥珀酸衍生物。
在其中该酸包括超过一个酸官能团的实施方案中，其它基团可以作为游离酸或酯存在。当存在超过一个游离酸基团时，合适地存在等当量数的阳离子。
在一些优选的实施方案中，该季铵化剂是（iii）环氧化物与酸的组合。可以使用任何合适的有机酸或无机酸。优选该酸是式R9COOH的羧酸。
一种用于本文的尤其优选的酸是乙酸。
当季铵化剂是（i）式R9COOR8的酯或（ii）式R10OCOOR8的碳酸酯和式R9COOH的酸时，R8优选是烷基，优选甲基或乙基，最优选甲基。
当季铵化剂是（iii）环氧化物与酸的组合时，R8合适地为CH2CHOHR11，其中R11是氢或任选取代的烃基。
优选R11是氢或任选取代的烷基或芳基。R11可以具有1至40个碳原子、合适地为1至30个、优选1至20个碳原子。
优选R11是氢、苯基或C1至C12烷基。该烷基可以包括酯或醚官能团。
R11可以是氢或C1至C8、优选C1至C6；更优选C1至C4、例如C2或C3烷基。
与酸组合用作季铵化剂的优选环氧化物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷、环氧己烷和环氧庚烷。这些可以视情况以任何异构形式或作为异构体的混合物提供。同样可用的是缩水甘油醚化合物，例如异丙基缩水甘油醚。
合适地，与酸组合用作季铵化剂的环氧化物可以选自氧化苯乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧己烷、环氧辛烷、均二苯乙烯氧化物、2-乙基己基缩水甘油醚、异丙基缩水甘油醚、1,2-环氧十二烷和具有2至50个碳原子的其它烷基和烯基环氧化物。
尤其优选的环氧化物是1,2-环氧丁烷和异丙基缩水甘油醚。
一些优选的环氧化物是1,2-环氧十二烷、氧化苯乙烯和环氧丁烷，合适地与乙酸组合。
式（I）的本发明的季铵化铵化合物可以包括任何阴离子A-。
A-可以是多价阴离子。
优选的阴离子是式R9COO-H的羧酸的残基。这些合适地如前文中所定义。
在一些优选的实施方案中，A-是乙酸根离子。
在一些优选的实施方案中，X是CH2CHR4或CHR4CH2，其中R4是C6至C50、优选C10至C36烷基；R2是亚乙基或亚丙基；n为1至30、优选4至20；R3是氢或C4至C30烷基、优选氢；Y是O或NH、优选O；Q+是羟基烷基二烷基氨基亚烷基、优选2-羟基-丁基二甲基氨基亚丙基；并且A-是羧酸根阴离子。
在一些实施方案中，本发明的季铵化合物是以下物质的反应产物：具有烷基或烯基取代基的琥珀酸或其酸酐，所述取代基具有6至36个碳原子；数均分子量为300至800的聚亚烷基二醇或其醚；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基烷基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有烷基或烯基取代基的琥珀酸或其酸酐，所述取代基具有6至36个碳原子；数均分子量为300至800的聚丙二醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有烷基或烯基取代基的琥珀酸或其酸酐，所述取代基具有6至36个碳原子；选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇的多元醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有烷基或烯基取代基的琥珀酸或其酸酐，所述取代基具有6至36个碳原子；选自甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷的多元醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有烷基或烯基取代基的琥珀酸或其酸酐，所述取代基具有6至36个碳原子；数均分子量为200至800的聚乙二醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有烷基或烯基取代基的琥珀酸或其酸酐，所述取代基具有6至36个碳原子；具有4至16个、优选6至8个烷氧基的聚乙二醇或聚丙二醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有数均分子量为200至2500的PIB取代基的聚异丁烯基取代的琥珀酸或其酸酐；数均分子量为300至800的聚丙二醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有数均分子量为200至2500的PIB取代基的聚异丁烯基取代的琥珀酸或其酸酐；选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇的多元醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有数均分子量为200至2500的PIB取代基的聚异丁烯基取代的琥珀酸或其酸酐；选自甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷的多元醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有数均分子量为200至2500的PIB取代基的聚异丁烯基取代的琥珀酸或其酸酐；数均分子量为200至800的聚乙二醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
在一些实施方案中，本发明的季铵盐添加剂是以下物质的反应产物：具有数均分子量为200至2500的PIB取代基的聚异丁烯基取代的琥珀酸或其酸酐；具有4至16个、优选6至8个烷氧基的聚乙二醇或聚丙二醇（或其C1至C36烷基醚）；二烷基氨基链烷醇或二烷基氨基胺；和季铵化剂。
式（I）的季铵盐合适地由：
（a）任选取代的二羧酸或其酸酐；与
（b）式R3(OR2)nOH的醇；
（c）包括叔氨基的反应性醇或胺；和
（d）季铵化剂的反应来制备。
合适地，该季铵盐由以下物质来制备：
（a）任选取代的琥珀酸或其酸酐；
（b）式H(OR2)nOH或R3OH的醇；
（c）包括叔氨基的反应性醇；和
（d）季铵化剂。
优选R2是–CH(CH3)CH2-且R3是C2至C16烷基。
优选该季铵盐由以下物质来制备：
（a）被C20至C24烷基或烯基取代的琥珀酸或其酸酐；
（b）聚丙二醇或丁醇；
（c）二甲基氨基丙醇；和
（d）选自水杨酸甲酯、草酸二甲酯和烃基环氧化物与酸的组合的季铵化剂。
最优选地，该季铵化剂是水杨酸甲酯或草酸二甲酯。
根据本发明的第二方面，提供了一种包含式（I）的季铵盐的组合物：
其中X是连接基团，Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
该季铵盐的优选特征如涉及第一方面所限定那样。
在一些实施方案中，所述第二方面的组合物是包含第一方面的季铵盐和稀释剂或载体的添加剂组合物。
该添加剂组合物可以是用于润滑油的添加剂组合物。
优选该添加剂组合物是用于燃料组合物、优选汽油燃料组合物的添加剂组合物。
该季铵化合物合适地以1至99重量%、例如1至75重量%的量存在于该添加剂组合物中。
该添加剂组合物可以包含两种或更多种本发明的季铵化合物的混合物。在此类实施方案中，上述量合适地是指存在于该组合物中的所有此类化合物的总量。
该添加剂组合物可以包含一种或多种其它添加剂。这些可以选自其它清净剂、分散剂、抗氧化剂、防结冰剂、金属钝化剂、润滑性添加剂、摩擦改进剂、去雾剂、腐蚀抑制剂、染料、标记物、辛烷值改进剂、抗阀座凹陷添加剂、稳定剂、破乳剂、消泡剂、气味掩蔽剂、导电增进剂和助燃剂。
在一些优选的实施方案中，该添加剂组合物包含一种或多种其它含氮清净剂。
本发明的第二方面可以提供包含第一方面的季铵盐的燃料或润滑油组合物。
在一些实施方案中，本发明提供了一种润滑组合物，其包含具有润滑粘度的油和作为添加剂的式（I）的季铵盐：
其中X是连接基团，Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
在一些优选的实施方案中，本发明的第二方面提供了一种燃料组合物，其包含作为添加剂的式（I）的季铵盐：
其中X是连接基团，Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
本发明可以进一步提供制备燃料组合物的方法，该方法包括制备第一方面的季铵盐，并将该季铵盐混合到燃料中。
本发明的燃料组合物优选是汽油燃料组合物。
季铵盐添加剂合适地以至少0.1 ppm、优选至少1 ppm、更优选至少5 ppm、合适地至少10 ppm、优选至少20 ppm、例如至少30 ppm或至少50 ppm的量存在于该汽油燃料组合物中。
季铵盐添加剂合适地以小于10000 ppm、优选小于1000 ppm、优选小于500 ppm、优选小于300 ppm、例如小于250 ppm的量存在于该汽油燃料组合物中。
在一些实施方案中，季铵盐添加剂以合适地小于200 ppm、例如小于150 ppm的量存在于该汽油燃料组合物中。
季铵盐添加剂合适地以80至130 ppm的量存在于该汽油燃料中。
在本说明书中，对ppm的任何提及都是按重量计的每百万份的份数。
本发明的汽油燃料组合物可以包含两种或更多种季铵盐添加剂的混合物。在此类实施方案中，上述量是指存在于该组合物中的所有此类添加剂的总量。
混合物的使用可能归因于起始材料的可获得性，或者可以有意选择使用特定混合物以获得益处。例如，特定混合物可以导致处理方面的改进、性能方面的总体改进或性能方面的协同改进。
在本说明书中，对本发明的“一种添加剂”或“该添加剂”的任何提及都包括其中存在单一添加剂化合物的实施方案和其中存在两种或更多种添加剂化合物的实施方案。在其中存在两种或更多种化合物的实施方案中，该混合物可能由于使用起始材料的混合物来制备该添加剂化合物而存在（例如多元醇的混合物和/或多元羧酸的混合物和/或叔胺的混合物和/或季铵化剂的混合物）。或者和/或此外，两种或更多种预先形成的式（I）的化合物可以混合到组合物（例如燃料或润滑组合物）中。
该季铵添加剂可以在供应链中任何方便的位置处添加到汽油燃料中。例如，该添加剂可以在炼油厂、在配送终端或在燃料已经离开配送终端后添加到燃料中。如果该添加剂在其已经离开配送终端后添加到燃料中，这被称为售后应用。售后应用包括诸如将该添加剂在输送罐车中添加到燃料中、直接添加到客户的大容量储罐中、或直接添加到最终用户的车辆油箱中的情形。售后应用可以包括以适于直接添加到燃料储罐或车辆油箱中的小瓶的方式供应该燃料添加剂。
本发明的第二方面优选涉及汽油燃料组合物。
术语“汽油”是指用于火花点火式发动机并满足国际汽油规格如ASTM D-439和EN228的液体燃料（通常或优选主要或仅含有C4-C12烃类）。该术语包括馏分烃燃料与含氧组分如醇或醚，例如甲醇、乙醇、丁醇、甲基叔丁醚（MTBE）、乙基叔丁醚（ETBE）的共混物，以及馏分燃料自身。
在一些优选实施方案中，季铵盐添加剂可以在没有附加组分的情况下使用。在其它优选实施方案中，季铵盐添加剂（i）与一种或多种附加组分（ii）一起使用，所述附加组分（ii）选自：
a）载体油
b）酰化的氮化合物，其是羧酸衍生的酰化剂与胺的反应产物
c）烃基取代的胺，其中烃基取代基基本上是脂族的并含有至少8个碳原子
d）曼尼希碱添加剂，其包含酚、醛与伯胺或仲胺的含氮缩合物
e）聚烷基苯氧基链烷醇的芳族酯
f）季铵盐。
季铵盐添加剂（i）对存在时的附加组分（ii）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1。
季铵盐添加剂（i）对存在时的载体油a）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
季铵盐添加剂（i）对酰化的氮添加剂b）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
季铵盐添加剂（i）对烃基取代的胺c）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
季铵盐添加剂（i）对存在时的曼尼希碱添加剂d）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
季铵盐添加剂（i）对芳族酯e）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
季铵盐添加剂（i）对季铵盐f）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50:50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
季铵盐添加剂（i）和组分b）、c）、d）和e）的总量对存在时的载体油a）的比率优选为1:100至100:1、优选1:50 : 50:1、优选1:15至20:1、优选1:15至10:1、优选1:10至10:1、优选1:5至5:1、优选1:2至2:1。
所有的比率均是基于活性物质的重量比。应考虑相应定义中规定的（一种或多种）化合物（i）和各化合物a）–f）的总量。
a）载体油
该载体油可以具有任何合适的分子量。优选的分子量为500至5000。
在一个实施方案中，该载体油可以包含具有润滑粘度的油。具有润滑粘度的油包括具有润滑粘度的天然油或合成油、衍生自加氢裂化、加氢、加氢精制、未精制、精制和再精制的油类的油，或其混合物。在一个实施方案中，具有润滑粘度的油是用于分散剂和/或其它性能添加剂的载液。
天然油包括动物油、植物油、矿物油或其混合物。合成油包括烃油、硅基油、含磷酸的液体酯。合成油可以通过费-托反应来制造，并通常可以是加氢异构化的费-托烃或蜡。
具有润滑粘度的油还可以定义为美国石油学会（API）基础油互换性指南中所规定的油。在一个实施方案中，具有润滑粘度的油包含API组I、II、III、IV、V或其混合物，在另一实施方案中API组I、II、III或其混合物。
在另一实施方案中，该载体油可以包含聚醚载体油。
在一个优选方面，该聚醚载体油是单端封端的聚亚烷基二醇。
优选封端基团是由具有至多30个碳原子的烃基组成或含有具有至多30个碳原子的烃基的基团。更优选该封端基团是或包含具有4至20个碳原子或12至18个碳原子的烷基。
该烷基可以是支链或直链的。优选其是直链基团。
其它烃基封端基团包括烷基取代的苯基，尤其是其中烷基取代基是4至20个碳原子、优选8至12个碳原子的烷基，优选是直链的。
该烃基封端基团可以经由连接基团连接到聚醚上。合适的端基连接基团包括醚氧原子（-O-）、胺基团（-NH-）、酰胺基团（-CONH-）或羰基基团-(C=O)-。
此类封端的聚亚烷基二醇可以通过C2-C6环氧烷以含有4-100个重复单元的均聚物或共聚物形式聚合来获得。共聚物可以是无规共聚物或嵌段共聚物。
在一个优选方面，该聚醚载体油是单端封端的聚丙二醇。
在一个优选实施方案中，该载体油是下式的聚亚烷基二醇单醚：
其中R10是具有1至30个碳原子的烃基；R11和R12各自独立地为氢或具有大约1至大约6个碳原子的低级烷基，且R11和R12在各-O-CHR11-CHR12-单元中各自独立地选择；并且x是5至100、优选10至50、优选10至30、优选10-25、更优选12至25、更优选12至20的整数。
在一个优选实施方案中，R10是直链C1-C30烷基、优选C4-C20烷基、优选C8-C18烷基、更优选C12-C18烷基或C8-C14烷基。
在另一优选实施方案中，R10是烷基苯基，优选其中烷基部分是大约1至大约24个碳原子的直链或支链烷基的烷基苯基。
优选地，R11和R12之一是1至4个碳原子的低级烷基，另一个是氢。更优选地，R1和R2之一是甲基或乙基，另一个是氢。
在一个优选实施方案中，该载体油是下式的聚丙二醇单醚：
其中R10、R11、R12和x如上文对（C1）所定义那样，并且在每个重复单元中，R11和R12之一是氢，且另一个是甲基。
此类烷基聚丙二醇单醚可以通过使用脂族醇、优选至多20个碳原子的直链伯醇作为引发剂聚合环氧丙烷来获得。如果期望的话，一定比例的亚丙基氧基单元，例如至多50重量%的亚丙基氧基单元，可以被衍生自其它C2-C6环氧烷，例如环氧乙烷或环氧异丁烷的单元替代，并包括在术语“聚丙二醇”中。或者，该引发剂可以是酚、烷基酚、烃基胺或酰胺，含有1-30个碳原子，优选饱和脂族或芳族烃基，如烷基、苯基或苯基烷基等等。优选的引发剂包括长链链烷醇，导致产生长链聚丙二醇单烷基醚。
在另一方面，该聚亚烷基二醇可以是酯。在这方面，该载体油可以是下式的聚丙二醇单酯：
其中R10、R11、R12和x如上文对（C1）所定义那样，并且R13是C1-C30烃基、优选脂族烃基、更优选C1-C10烷基。
在另一实施方案中，可以存在聚醚胺。
本领域技术人员已知的是，称为聚醚胺的一类化合物起到沉积物控制添加剂的作用。聚醚胺通常用作清净剂和/或载体油。对本说明书的目的而言，聚醚胺在本文中被分类为载体油。
合适的在本发明中使用的烃基-取代的聚氧化烯胺或聚醚胺描述在文献（例如US6217624和US 4288612）中，并具有以下通式：
或其可溶于燃料的盐；R10、R11、R12和x如上文对（C1）所定义那样；A是氨基、在烷基中具有大约1至大约20个碳原子的N-烷基氨基、在每个烷基中具有大约1至大约20个碳原子的N,N-二烷基氨基、或具有大约2至大约12个胺氮原子和大约2至大约40个碳原子的多胺部分；且y为0或1。
通常，A是氨基、在烷基中具有大约1至大约20个碳原子、优选大约1至大约6个碳原子、更优选大约1至大约4个碳原子的N-烷基氨基；在每个烷基中具有大约1至大约20个碳原子、优选大约1至大约6个碳原子、更优选大约1至大约4个碳原子的N,N-二烷基氨基；或具有大约2至大约12个胺氮原子和大约2至大约40个碳原子、优选大约2至12个胺氮原子和大约2至24个碳原子的多胺部分。更优选地，A是氨基或衍生自(多)亚烷基多胺（包括亚烷基二胺）的多胺部分。最优选地，A是氨基或衍生自乙二胺或二亚乙基三胺的多胺部分。
该聚醚胺通常具有大约600至大约10,000的分子量。
对于含有氨基或取代的氨基的那些化合物，式I的化合物的可溶于燃料的盐可以容易地制备，并且此类盐预期可用于预防或控制发动机沉积物。合适的盐包括例如通过用强有机酸，如烷基磺酸或芳基磺酸质子化氨基部分获得的那些盐。优选的盐衍生自甲苯磺酸和甲磺酸。
其它合适的聚醚胺是US 5089029和US 5112364中教导的那些。
b）酰化的氮化合物，其是羧酸衍生的酰化剂与胺的反应产物
羧酸衍生的酰化剂可以是对于季铵盐（i）所描述的烃基取代的酰化剂。
可用于与这些酰化剂反应的胺包括以下：
（1）以下通式的(多)亚烷基多胺：
(R14)2N[U-N(R14)]nR14
其中各R14独立地选自氢原子、含有至多大约30个碳原子的烃基或羟基取代的烃基，条件是至少一个R14是氢原子，n是1至10的整数且U是C1-18亚烷基。优选各R14独立地选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基及其异构体。最优选各R14是乙基或氢。U优选是C1-4亚烷基，最优选亚乙基。
(多)亚烷基多胺（1）的具体实例包括乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、三(三-亚甲基)四胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺、1,2-丙二胺和包含多胺的复杂混合物的其它市售材料。例如，除了含有8个或更多氮原子的高沸点级分外，任选含有上述全部或一部分的更高级的亚乙基多胺等等。
作为羟基烷基取代的多胺的(多)亚烷基多胺（1）的具体实例包括N-(2-羟基乙基)乙二胺、N,N'-双(2-羟基乙基)乙二胺、N-(3-羟基丁基)四亚甲基二胺等等。
（2）杂环取代的多胺
这种类型的合适的化合物包括羟基烷基取代的多胺，其中该多胺如上所述，并且杂环取代基选自含氮的脂族和芳族杂环，例如哌嗪、咪唑啉、嘧啶、吗啉等等。
该杂环取代的多胺（2）的具体实例是N-2-氨基乙基哌嗪、N-2和N-3氨基丙基吗啉、N-3(二甲基氨基)丙基哌嗪、2-庚基-3-(2-氨基丙基)咪唑啉、1,4-双(2-氨基乙基)哌嗪、1-(2-羟基乙基)哌嗪和2-十七烷基-1-(2-羟基乙基)-咪唑啉等等。
（3）以下通式的芳族多胺：
Ar(NR15 2)y
其中Ar是6至20个碳原子的芳族核，各R15如上定义且y是2至8。
芳族多胺（3）的具体实例是各种异构的苯二胺、各种异构的萘二胺等等。
（4）该胺反应物可以替代地为通式R16R17NH的化合物，其中R16和R17各自独立地代表烃基（如本文中所定义）、优选烃基团（如本文中所定义），或氢原子。
优选R16和R17的至少一个代表烃基。
优选R16和R17均代表烃基。
烃基R16和/或R17的合适的末端基团可以包括-CH3、=CH2、-OH、-C(O)OH及其衍生物。合适的衍生物包括酯和醚。优选烃基R16和/或R17不含有末端胺。
对于R16和R17各自的优选烃基是具有下式的基团：
-[R18NH]pR19X
其中R18是具有1至10个碳、优选1至5个、优选1至3个碳、优选2个碳的亚烷基；
其中R19是具有1至10个碳、优选1至5个、优选1至3个碳、优选2个碳的亚烷基；
其中p是0至10的整数；
其中X选自-CH3、-CH2=CH2、-OH和-C(O)OH。
对于R16和R17各自的优选烃基是具有下式的基团：
-[(CH2)qNH]p(CH2)rX
其中p是0至10、优选1至10、优选1至5、优选1至3、优选1或2的整数；
其中q是1至10、优选1至10、优选1至5、优选1至3、优选1或2的整数；
其中r是1至10、优选1至10、优选1至5、优选1至3、优选1或2的整数；和
其中X选自-CH3、-CH2=CH2、-OH和-C(O)OH。
优选X是-CH3或-OH。
可用于制备酰化的氮化合物（b）的其它胺包括衍生自选自氨、烷基胺例如丁胺、氨基乙基乙醇胺、氨基丙-2-醇、5-氨基戊-1-醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、单乙醇胺、3-氨基丙-1-醇、2-((3-氨基丙基)氨基)乙醇、二甲基氨基丙基胺和N-(烷氧基烷基)-链烷二胺（包括N-(辛氧基乙基)-1,2-二氨基乙烷和N-(癸氧基丙基)-N-甲基-1,3-二氨基丙烷）的胺类的化合物。
可用于本发明并具有叔氨基的胺的具体实例可以包括但不限于：N,N-二甲基- 氨基丙基胺、N,N-二乙基-氨基丙基胺、N,N-二甲基-氨基乙基胺。能够与酰化剂缩合并进一步具有叔氨基的含氮或氧的化合物可以进一步包括氨基烷基取代的杂环化合物，如1-(3-氨基丙基)咪唑和4-(3-氨基丙基)吗啉、1-(2-氨基乙基)哌啶、3,3-二氨基-N-甲基二丙基胺和3'3-氨基双(N,N-二甲基丙基胺)。其它类型的能够与酰化剂缩合并具有叔氨基的化合物包括链烷醇胺，其包括但不限于三乙醇胺、三甲醇胺、N,N-二甲基氨基丙醇、N,N-二乙基氨基丙醇、N,N-二乙基氨基丁醇、N,N,N-三(羟乙基)胺和N,N,N-三(羟甲基)胺。
许多专利已经描述了有用的酰化的氮化合物，包括美国专利号3,172,892；3,219,666；3,272,746；3,310,492；3,341,542；3,444,170；3,455,831；3,455,832；3,576,743；3,630,904；3,632,511；3,804,763, 4,234,435和US6821307。
优选的这种类型的酰化的氮化合物是通过使聚(异丁烯)-取代的琥珀酸衍生的酰化剂（例如酸酐、酸、酯等等），其中聚(异丁烯)取代基具有大约12至大约200个碳原子且该酰化剂具有1至5个、优选1至3个、优选1或2个琥珀酸衍生的酰化基团；与每个亚乙基多胺具有3至大约9个氨基氮原子、优选大约3至大约8个氮原子和大约1至大约8个亚乙基的亚乙基多胺的混合物反应制成的酰化的氮化合物。这些酰化的氮化合物通过摩尔比为10:1至1:10、优选5:1至1:5、更优选2.5:1至1:2、更优选2:1至1:2和最优选2:1至1:1的酰化剂:氨基化合物的反应来形成。在尤其优选的实施方案中，酰化的氮化合物通过酰化剂与氨基化合物以1.8:1至1:1.2、优选1.6:1至1:1.2、更优选1.4:1至1:1.1和最优选1.2:1至1:1的摩尔比的反应来形成。这种类型的酰化氨基化合物及其制备是本领域技术人员熟知的并描述在上述美国专利中。在其它尤其优选的实施方案中，酰化的氮化合物通过酰化剂与氨基化合物以2.5:1至1.5:1、优选2.2:1至1.8:1的摩尔比来形成。
属于这一类型的另一类酰化的氮化合物是通过使上述亚烷基胺与上述取代的琥珀酸或酸酐和具有2至大约22个碳原子的脂族单羧酸反应制得的酰化的氮化合物。在这些类型的酰化的氮化合物中，琥珀酸对单羧酸的摩尔比为大约1:0.1至大约1:1。典型的单羧酸是甲酸、乙酸、十二酸、丁酸、油酸、硬脂酸、硬脂酸异构体（被称作异硬脂酸）的商业混合物、甲苯酸等等。此类材料更充分地描述在美国专利号3,216,936和3,250,715中。
属于这一类型的另一类酰化的氮化合物是具有大约12-30个碳原子的脂肪单羧酸和含有2至8个氨基的前述亚烷基胺，通常为亚乙基、亚丙基或三亚甲基多胺及其混合物的反应产物。该脂肪单羧酸通常是含有12-30个碳原子的直链和支链脂肪羧酸的混合物。也可以使用脂肪二羧酸。酰化的氮化合物的广泛使用的类型是通过使上述亚烷基多胺与具有5至大约30摩尔%直链酸和大约70至大约95摩尔%支链脂肪酸的脂肪酸混合物反应而制成的。市售混合物尤其是在商业上广泛被称作异硬脂酸的那些。这些混合物作为如美国专利号2,812,342和3,260,671中所述的不饱和脂肪酸二聚化的副产物而制得。
支链脂肪酸也可以包括其中支链在性质上可能不是烷基的那些，例如苯基和环己基硬脂酸和氯代硬脂酸。本领域中已广泛描述了支链脂肪羧酸/亚烷基多胺产品。参见例如美国专利号3,110,673；3,251,853；3,326,801；3,337,459；3,405,064；3,429,674；3,468,639；3,857,791。引用这些专利关于用在润滑油配制品中的脂肪酸/多胺缩合物的公开内容。
上文定义的酰化剂的酰化基团和所述胺的反应性胺基团的摩尔比合适地为0.5-5:1、优选0.8-2.2:1。以1:1的比率，反应产物被称为单-PIBSI，以2:1的比率，其被称为双-PIBSI并需要多胺作为反应物。
用于本文的优选的酰化的氮化合物包括：通过使具有900至1100、例如大约1000的PIB分子量的聚异丁烯琥珀酸酐（PIBSA）与氨基乙基乙醇胺或三亚乙基四胺反应形成的化合物；和通过使具有650至850、例如大约750的PIB分子量的PIBSA与四亚乙基五胺反应形成的化合物。在每种情况下，PIBSA对胺的比率为1.5:1至0.9:1、优选1.2:1至1:1。用于本文的其它优选的酰化的氮化合物包括：通过使具有900至1100、例如大约1000的PIB分子量的聚异丁烯琥珀酸酐（PIBSA）与四亚乙基五胺反应形成的化合物，PIBSA对胺的比率为2.5:1至1.5:1、优选2.2:1至1.8:1。
c）烃基取代的胺
适用于本发明的烃基取代的胺是本领域技术人员熟知的，并描述在大量专利中。这些尤其是美国专利号3,275,554；3,438,757；3,454,555；3,565,804；3,755,433和3,822,209。这些专利描述了适用于本发明的烃基胺，包括其制备方法。
d）曼尼希添加剂
该曼尼希添加剂包含酚、醛与伯胺或仲胺的含氮缩合物。
曼尼希添加剂可以通过使以下各自的至少一种同时或按顺序反应来制造：活性氢化合物，例如烃取代的酚（例如烷基酚，其中烷基具有至少平均大约8至200个、优选至少12至最多大约200个碳原子），具有至少一个键合到芳族碳上的氢原子，与至少一种醛或产醛材料（通常为甲醛或其前体）和胺。
由此，该曼尼希添加剂可以是以下之间的曼尼希反应的产物：
（a1）醛；
（b1）胺；和
（c1）任选取代的酚。
这些化合物可在下文中被称为“曼尼希添加剂”。由此在一些优选的实施方案中，本发明提供了包含季铵盐添加剂（i）和曼尼希添加剂的汽油组合物。
任何醛可以用作该曼尼希添加剂的醛组分（a1）。优选该醛组分（a1）是脂族醛。优选该醛具有1至10个碳原子、优选1至6个碳原子、更优选1至3个碳原子。最优选该醛是甲醛。
胺组分（b1）可以是至少一种具有至少一个NH基团的氨基或多氨基化合物。该氨基化合物包括具有1至30个碳原子的烃取代基或1至大约30个碳原子的羟基取代的烃取代基的伯单胺或仲单胺。
在一个优选实施方案中，该胺组分（b1）是多胺。
多胺可以选自包括两个或更多个胺基团的任何化合物。优选该多胺是(多)亚烷基多胺（由此是指亚烷基多胺或多亚烷基多胺；在每种情况下在“多胺”的含义中包括二胺）。优选该多胺是其中亚烷基组分具有1至6个、优选1至4个、最优选2至3个碳原子的(多)亚烷基多胺。最优选该多胺是(多)亚乙基多胺（即亚乙基多胺或多亚乙基多胺）。
优选该多胺具有2至15个氮原子、优选2至10个氮原子、更优选2至8个氮原子。
优选该多胺组分（b1）包括部分R21R22NCHR23CHR24NR25R26，其中R21、R22、R23、R24、R25和R26各自独立地选自氢、以及任选取代的烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基或芳基烷基取代基。
由此，用于制造本发明的曼尼希反应产物的多胺反应物优选包括任选取代的亚乙基二胺残基。
优选R21和R22中的至少一个是氢。优选R21和R22均为氢。
优选R21、R22、R25和R26中的至少两个是氢。
优选R23和R24中的至少一个是氢。在一些优选的实施方案中，R23和R24各自是氢。在一些实施方案中，R23是氢，R24是烷基，例如C1至C4烷基，尤其是甲基。
优选R25和R26中的至少一个是任选取代的烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基或芳基烷基取代基。
在其中R21、R22、R23、R24、R25和R26中的至少一个不是氢的实施方案中，各自独立地选自任选取代的烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基或芳基烷基部分。优选各自独立地选自氢和任选取代的C(1-6)烷基部分。
在特别优选的化合物中，R21、R22、R23、R24和R25各自是氢，且R26是任选取代的烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基或芳基烷基取代基。优选R26是任选取代的C(1-6)烷基部分。
这样的烷基部分可以被一个或多个选自羟基、氨基（尤其是未取代的氨基；-NH-、-NH2）、磺基、磺酰氧基、C(1-4)烷氧基、硝基、卤素（尤其是氯或氟）和巯基的基团取代。
可以在烷基链中并入一个或多个杂原子，例如O、N或S，以提供醚、胺或硫醚。
尤其优选的取代基R21、R22、R23、R24、R25或R26是羟基-C(1-4)烷基和氨基-C(1-4)烷基，尤其是HO-CH2-CH2-和H2N-CH2-CH2-。
该多胺合适地仅包含胺官能，或包含胺和醇官能。
该多胺例如可以选自乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚乙基七胺、七亚乙基八胺、丙烷-1,2-二胺、2(2-氨基-乙基氨基)乙醇和N’,N’-双(2-氨基乙基)乙二胺（N(CH2CH2NH2)3）。最优选该多胺包含四亚乙基五胺或乙二胺。
多胺的市售来源通常含有异构体和/或低聚物的混合物，并且由这些市售混合物制备的产物落在本发明的范围内。
用于形成本发明的曼尼希添加剂的多胺可以是直链或支链的，并可以包括环状结构。
在优选的实施方案中，本发明的曼尼希添加剂具有相对低的分子量。
优选该曼尼希添加剂产物的分子具有小于10000、优选小于7500、优选小于2000、更优选小于1500的数均分子量。
任选取代的酚组分（c1）可以在芳族环上被0至4个基团取代（除了酚OH外）。例如其可以是三取代或二取代的酚。最优选组分（c1）是单取代酚。取代可以在邻位和/或间位和/或对位处。
每个酚部分可以被醛/胺残基邻位、间位或对位取代。最通常形成其中醛残基邻位或对位取代的化合物。可以获得化合物的混合物。在优选实施方案中，起始酚是对位取代的，并由此获得邻位取代的产物。
该酚可以被任何常见基团取代，例如烷基、烯基、烷基、硝酰基、羧酸、酯、醚、烷氧基、卤素、其它羟基、巯基、烷基巯基、烷基磺酰氧基、磺酰氧基、芳基、芳基烷基、取代或未取代的胺基团或硝基中的一种或多种。
优选该酚带有一个或多个任选取代的烷基取代基。该烷基取代基可以任选被例如羟基、卤素（尤其是氯和氟）、烷氧基、烷基、巯基、烷基磺酰氧基、芳基或氨基残基取代。优选该烷基基本上由碳和氢原子组成。该取代的酚可以包括包含一个或多个双键和/或三键的烯基或炔基残基。最优选该组分（c1）是烷基取代的酚基团，其中该烷基链是饱和的。该烷基链可以是直链或支链的。
优选组分（c1）是单烷基酚，尤其是对位取代的单烷基酚。
优选组分（c1）包含烷基取代的酚，其中该酚带有一个或多个烷基链，所述烷基链具有总计小于28个碳原子、优选小于24个碳原子、更优选小于20个碳原子、优选小于18个碳原子、优选小于16个碳原子和最优选小于14个碳原子。
优选组分（c1）的该烷基取代基或各烷基取代基具有4至20个碳原子、优选6至18个、更优选8至16个、尤其是10至14个碳原子。在一个特别优选的实施方案中，组分（c1）是具有C12烷基取代基的酚。
优选酚组分（c1）的该取代基或各取代基具有小于400、优选小于350、优选小于300、更优选小于250和最优选小于200的分子量。酚组分（c）的该取代基或各取代基可以合适地具有100至250、例如150至200的分子量。
组分（c1）的分子优选具有平均小于1800、优选小于800、优选小于500、更优选小于450、优选小于400、优选小于350、更优选小于325、优选小于300和最优选小于275的分子量。
组分（a1）、（b1）和（c1）可以各自包含化合物的混合物和/或异构体的混合物。
该曼尼希添加剂优选是通过使组分（a1）、（b1）和（c1）以5:1:5至0.1:1:0.1、更优选3:1:3至0.5:1:0.5的摩尔比反应获得的反应产物。
为了形成本发明的曼尼希添加剂，组分（a1）和（b1）优选以6:1至1:4（醛:多胺）、优选4:1至1:2、更优选3:1至1:1的摩尔比反应。
为了形成优选的本发明的曼尼希添加剂，反应混合物中组分（a1）对组分（c1）（醛:酚）的摩尔比优选为5:1至1:4、优选3:1至1:2、例如1.5:1至1:1.1。
用于本发明的一些优选的化合物通常通过使组分（a1）、（b1）和（c1）以2份（a1）对1份（b1）±0.2份（b1）对2份（c1）±0.4份（c1）的摩尔比；优选大约2:1:2（a1:b1:c1）的摩尔比反应来形成。
用于本发明的一些优选的化合物通常通过使组分（a1）、（b1）和（c1）以2份（a1）对1份（b1）±0.2份（b1）对1.5份（c1）±0.3份（c1）的摩尔比；优选大约2:1:1.5（a1:b1:c1）的摩尔比反应来形成。
季铵盐添加剂（i）以及存在时的曼尼希添加剂的合适的处理率将取决于所需性能，并取决于使用它们的发动机的类型。例如，可能需要不同的添加剂水平来实现不同的性能水平。
e）聚烷基苯氧基链烷醇的芳族酯
可以用于添加剂组合物的芳族酯组分是聚烷基苯氧基链烷醇的芳族酯，并具有以下通式：
或其可溶于燃料的盐，其中R是羟基、硝基或-(CH2)x-NR5R6，其中R5和R6独立地为氢或具有1至6个碳原子的低级烷基，且x是0或1；
R1是氢、羟基、硝基或-NR7R8，其中R7和R8独立地为氢或具有1至6个碳原子的低级烷基；
R2和R3独立地为氢或具有1至6个碳原子的低级烷基；并且
R4是具有大约450至5,000的平均分子量的聚烷基。
用于本发明的优选的芳族酯化合物是其中R为硝基、氨基、N-烷基氨基或-CH2NH2（氨基甲基）的那些。更优选地，R是硝基、氨基或-CH2NH2基团。最优选地，R是氨基或-CH2NH2基团，尤其是氨基。优选地，R1是氢、羟基、硝基或氨基。更优选地，R1是氢或羟基。最优选地，R1是氢。优选地，R4是平均分子量为大约500至3,000、更优选大约700至3,000、最优选大约900至2,500的聚烷基。优选地，该化合物具有优选取代基的组合。
优选地，R2和R3中的一个是氢或1至4个碳原子的低级烷基，另一个是氢。更优选地，R2和R3中的一个是氢、甲基或乙基，另一个是氢。最优选地，R2是氢、甲基或乙基，R3是氢。
当R和/或R1是N-烷基氨基时，N-烷基氨基部分的烷基优选含有1至4个碳原子。更优选地，N-烷基氨基是N-甲基氨基或N-乙基氨基。
类似地，当R和/或R1是N,N-二烷基氨基时，N,N-二烷基氨基部分的每个烷基优选含有1至4个碳原子。更优选地，每个烷基是甲基或乙基。例如，特别优选的N,N-二烷基氨基是N,N-二甲基氨基、N-乙基-N-甲基氨基和N,N-二乙基氨基。
优选的另一组化合物是其中R为氨基、硝基或-CH2NH2且R1是氢或羟基的那些。特别优选的一组化合物是其中R是氨基，R1、R2和R3是氢且R4是衍生自聚异丁烯的聚烷基的那些。
优选的是，R取代基位于苯甲酸部分的间位，或更优选对位，即相对于羰氧基的对位或间位。当R1是除氢以外的取代基时，特别优选该R1相对于羰氧基处于间位或对位，并相对于R取代基处于邻位。此外，通常当R1不为氢时，优选R或R1中的一个位于羰氧基的对位，另一个位于羰氧基的间位。类似地，优选在另一苯基环上的R4取代基相对于醚连接基团位于对位或间位，更优选对位。
该芳族酯（e）通常具有大约700至大约3,500、优选大约700至大约2,500的分子量。
对于含有氨基或取代的氨基的那些化合物，化合物（e）的可溶于燃料的盐可以容易地制备，并且此类盐预期可用于预防或控制发动机沉积物。合适的盐包括例如通过用强有机酸，如烷基磺酸或芳基磺酸质子化氨基部分获得的那些。优选的盐衍生自甲苯磺酸和甲磺酸。
当R或R1取代基为羟基时，可以通过用碱将羟基去质子化来获得合适的盐。此类盐包括碱金属盐、碱土金属盐、铵盐和取代的铵盐。羟基取代的化合物的优选的盐包括碱金属盐、碱土金属盐和取代的铵盐。
f）季铵盐
该季铵盐添加剂合适地为具有至少一个叔胺基团的含氮物类和季铵化剂的反应产物。
该含氮物类可以选自：
（x）烃基取代的酰化剂和包含至少一个叔胺基团和伯胺、仲胺或醇基团的化合物的反应产物；
（y）包含叔胺基团的曼尼希反应产物；和
（z）具有至少一个叔胺基团的聚亚烷基取代的胺。
季铵盐及其制备方法的实例描述在以下专利中，其经此引用并入本文：US2008/0307698、US2008/0052985、US2008/0113890和US2013/031827。
其中含氮物类包括组分（x）的一些合适的季铵盐添加剂的制备描述在WO 2006/135881和WO2011/095819中。
组分（y）是具有叔胺的曼尼希反应产物。由包括组分（y）的含氮物类形成的季铵盐的制备描述在US 2008/0052985中。
其中含氮物类包括组分（z）的季铵盐添加剂的制备例如描述在US 2008/0113890中。
为了形成季铵盐添加剂（f），具有叔胺基团的含氮物类与季铵化剂反应。
该季铵化剂可以合适地选自酯和非酯。
用于本文的优选的季铵化剂包括草酸二甲酯、2-硝基苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯和任选与附加的酸组合的氧化苯乙烯或环氧丙烷。
用于本文的尤其优选的附加季铵盐通过使水杨酸甲酯或草酸二甲酯与PIB 数均分子量为700至1300的聚异丁烯-取代的琥珀酸酐和二甲基氨基丙基胺的反应产物反应来形成。
其它合适的季铵盐包括季铵化三元共聚物，例如描述在US2011/0258917中；季铵化共聚物，例如描述在US2011/0315107中；和US2012/0010112中公开的不含酸的季铵化氮化合物。
其它适用于本发明的季铵化合物包括申请人共同未决的申请WO2011095819、WO2013/017889、WO2015/011506、WO2015/011507、WO2016/016641和PCT/GB2016/052312中描述的季铵化合物。
除了季铵盐添加剂（i）和汽油，以及存在时的其它组分（ii）（选自上述(a)-(f)）之外，本发明的燃料组合物还可以含有未反应的原材料和其它反应产物以及任何常规添加到汽油中的其它添加剂，例如其它清净剂、分散剂、抗氧化剂、防结冰剂、金属钝化剂、润滑性添加剂、摩擦改进剂、去雾剂、腐蚀抑制剂、染料、标记物、辛烷值改进剂、抗阀座凹陷添加剂、稳定剂、破乳剂、消泡剂、气味掩蔽剂、导电增进剂、助燃剂等等。
此类其它成分原则上可以单独添加到季铵添加剂（i）中，但是出于方便和定量加料一致性的原因，优选将它们与季铵盐添加剂（i）和——当存在时，与其它添加剂组分（ii）——一起添加在常见的添加剂组合物中。
优选该添加剂（i）和（ii）（当存在时）存在于供应发动机的燃料储罐中的燃料中。尽管它们可以混合到储罐中的燃料中，优选它们存在于泵送至储罐中的散装燃料中。
本发明涉及通过燃烧包含季铵盐添加剂的汽油燃料组合物来改善火花点火式发动机的性能。
该季铵盐添加剂可以在供应链中任何方便的位置处添加到汽油燃料中。例如，该添加剂可以在炼油厂、在配送终端或在燃料已经离开配送终端后添加到燃料中。如果该添加剂在其已经离开配送终端后添加到燃料中，这被称为售后应用。售后应用包括诸如在输送罐车中将该添加剂添加到燃料中、直接添加到客户的大容量储罐中、或直接添加到最终用户的车辆油箱中的情形。售后应用可以包括以适于直接添加到燃料储罐或车辆油箱中的小瓶的方式供应该燃料添加剂。
控制沉积物在本说明书中意在覆盖以下的一种或多种：减少现有沉积物（“清理”）；减少沉积物形成（“保持清洁”）；将沉积物改性以减少它们的负面影响。
已经令人惊讶地发现，本发明中使用的汽油组合物在火花点火式汽油发动机中实现了良好的沉积物控制。
已经令人惊讶地发现，本发明中使用的汽油组合物即使在要求直喷火花点火式汽油发动机的环境下也实现了良好的沉积物控制。
这样控制沉积物可以导致维护成本的显著降低和/或功率的提高和/或燃料经济性的改善。
本发明的第二方面提供了控制火花点火式发动机中的沉积物的方法。优选该发动机是直喷火花点火式汽油发动机。
本发明合适地提供了在直喷火花点火式汽油发动机中控制沉积物的方法，该方法包括向待燃烧的汽油中添加：
（i）一种或多种第一方面的季铵盐添加剂；和
（ii）任选地，一种或多种选自上述a）-f）的附加组分。
本发明合适地提供了改善直喷火花点火式汽油发动机的效率的方法，该方法包括向待燃烧的汽油中添加：
（i）一种或多种第一方面的季铵盐添加剂；和
（ii）任选地，一种或多种选自上述a）-f）的附加组分。
本发明合适地提供了运行直喷火花点火式汽油发动机的方法，该方法包括向待燃烧的汽油中添加：
（i）一种或多种第一方面的季铵盐添加剂；和
（ii）任选地，一种或多种选自上述a）-f）的附加组分，
其中该方法提供了以下的一种或多种：
•改善的燃料经济性
•减少的维护
•较低频率的喷射器检修或更换
•改善的驾驶性能
•改善的功率
•改善的加速。
本发明合适地提供了（i）一种或多种如第一方面中定义的季铵盐添加剂和任选的（ii）一种或多种选自上述a）-f）的附加组分的用途；添加到汽油中以便在直喷火花点火式汽油发动机中控制沉积物。
本发明合适地提供了（i）一种或多种如第一方面中定义的季铵盐添加剂和任选的（ii）一种或多种选自上述a）-f）的附加组分的用途；添加到汽油中以便在直喷火花点火式汽油发动机中改善效率。
本发明合适地提供了包含（i）一种或多种如第一方面中定义的季铵盐添加剂和任选的（ii）一种或多种选自上述a）-f）的附加组分的汽油的用途；其用于直喷火花点火式汽油发动机以提供以下的一种或多种：
•改善的燃料经济性
•减少的维护
•较低频率的喷射器检修或更换
•改善的驾驶性能
•改善的功率
•改善的加速。
本发明的任何特征可以视情况与任何其它特征组合。
现在将参照以下非限制性实施例进一步描述本发明。在下面的实施例中，对于处理率以每百万份的份数（ppm）给出的值表示活性剂量，而不是添加时的并含有活性剂的配制品的量。所有每百万份的份数按重量计。
实施例1
如下制备添加剂A1，本发明的添加剂：
将具有20至24个碳原子的链烯烃的混合物与1.2摩尔当量的马来酸酐一起加热。在反应完成后，通过蒸馏除去过量的马来酸酐。取代的琥珀酸酐产物的酸酐值测得为2.591mmolg-1。
该产物随后与一摩尔当量的数均分子量为425的聚丙二醇一起加热，通过FTIR监测反应。
使所得材料与一摩尔当量的二甲基氨基丙醇在140℃下在二甲苯中反应，监测反应，直到获得恒定的酸值和FTIR光谱。随后在真空中除去挥发物以提供混合二酯。
使该混合二酯产物与1.5摩尔当量的环氧丁烷、6摩尔当量的水和1摩尔当量的乙酸在60℃下在甲苯中反应6小时。在真空中除去挥发物以提供季铵盐A1。
添加剂A2采用类似用于制备添加剂A1的方法来制备，除了使用三丙二醇替代聚丙二醇。
添加剂A3采用类似用于制备添加剂A1的方法来制备，除了使用数均分子量为400的聚乙二醇替代聚丙二醇。
添加剂A4采用类似用于制备添加剂A1的方法来制备，除了在最后一个步骤中使二酯与一摩尔当量的替代环氧丁烷/乙酸的草酸二甲酯反应。
添加剂A5采用类似于制备添加剂A2的方法来制备， 除了在最后一个步骤中使二酯与一摩尔当量的替代环氧丁烷/乙酸的草酸二甲酯反应。
添加剂A6采用类似用于制备添加剂A3的方法来制备， 除了在最后一个步骤中使二酯与一摩尔当量的替代环氧丁烷/乙酸的草酸二甲酯反应。
添加剂A7采用类似用于制备添加剂A1的方法来制备，除了在最后一个步骤中使用1摩尔当量的水杨酸甲酯作为季铵化剂。
添加剂A8采用类似于制备添加剂A2的方法来制备，除了在最后一个步骤中使用1摩尔当量的水杨酸甲酯作为季铵化剂。
添加剂A9采用类似用于制备添加剂A3的方法来制备，除了在最后一个步骤中使用1摩尔当量的水杨酸甲酯作为季铵化剂。
添加剂A1至A9的制备中使用的试剂总结在下表中，并且由聚异丁烯基取代的琥珀酸衍生物和其它胺、醇和季铵化剂制备的其它添加剂也列举在表1中。化合物A10至A15通过类似于涉及化合物A1至A9所述那些的方法来制备。
表1
实施例编号 琥珀酸酐取代基 醇 胺 季铵化剂
A1 C20-24 聚(丙二醇) Mn425 N,N-二甲基氨基丙醇 环氧丁烷+乙酸
A2 C20-24 聚(丙二醇) Mn425 N,N-二甲基氨基丙醇 环氧丁烷+乙酸
A3 C20-24 聚(乙二醇) Mn400 N,N-二甲基氨基丙醇 环氧丁烷+乙酸
A4 C20-24 聚(丙二醇) Mn425 N,N-二甲基氨基丙醇 草酸二甲酯
A5 C20-24 三(丙二醇) N,N-二甲基氨基丙醇 草酸二甲酯
A6 C20-24 聚(乙二醇) Mn400 N,N-二甲基氨基丙醇 草酸二甲酯
A7 C20-24 聚(丙二醇) Mn425 N,N-二甲基氨基丙醇 水杨酸甲酯
A8 C20-24 三(丙二醇) N,N-二甲基氨基丙醇 水杨酸甲酯
A9 C20-24 聚(乙二醇) Mn400 N,N-二甲基氨基丙醇 水杨酸甲酯
A10 1000PIB 聚(乙二醇) 600 N,N-二甲基氨基丙基胺 水杨酸甲酯
A11 1000PIB 十三烷醇.(PO)<sub>15</sub> N,N-二甲基氨基丙醇 1,2-环氧十二烷+乙酸
A12 1000PIB 聚(丙二醇) Mn425 N,N-二甲基氨基丙醇 环氧丁烷+乙酸
A13 1000PIB 十三烷醇.(PO)<sub>15</sub> N,N-二甲基氨基丙醇 氧化苯乙烯+乙酸
A14 550PIB 三(丙二醇) N,N-二甲基氨基丙醇 水杨酸甲酯
A15 1000PIB 三(丙二醇) <i>N,N</i>-二甲基氨基丙醇 水杨酸甲酯
“十三烷醇.(PO)15”是C13链烷醇和每分子平均15摩尔的环氧丙烷的反应产物。
实施例2
将添加剂A15定量加入汽油基础燃料中，并根据以下程序进行测试：
GDI测试程序使用已提议为CEC行业标准测试发动机的发动机。
测试发动机为132 kW的VW EA111 1,4L TSI (CAVE)发动机，代表EA111发动机系列的Skoda版本。
使用新的03C906036E/F型6-孔喷射器实施测试程序。喷射器磨合程序在高负载下进行4小时。
该测试程序是在2000 rpm的发动机转速和56 Nm（= 5 bar平均有效压力）的恒定扭矩下的稳态测试。
该发动机使用基础燃料（ULG95）运行48小时的“污染阶段”，然后使用基础燃料+105 mg/kg的添加剂运行24小时的“清理阶段”。
喷嘴积碳作为喷射时间的变化进行测量。由于喷嘴积碳，喷射器孔的孔径减小，并且喷射时间通过发动机控制单元（ECU）进行相应调整。喷射时间（以毫秒为单位）经由ECU控制软件从ECU直接读取。
测试结果显示在图1中。

Claims (26)

1.式（I）的季铵盐：
其中X是连接基团；Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
2.包含式（I）的季铵盐的组合物：
其中X是连接基团；Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
3.季铵盐作为燃料或润滑组合物中的添加剂的用途；其中所述季铵盐为式（I）：
其中X是连接基团；Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
4.改善发动机性能的方法，所述方法包括在发动机中燃烧包含式（I）的季铵盐作为添加剂的燃料组合物：
其中X是连接基团；Y是O、NH或NR1，其中R1是H或任选取代的烃基；Q+是包括季铵阳离子的部分；A-是阴离子；R2是任选取代的亚烷基；R3是氢或任选取代的烃基；且n是0或正整数；条件是当R3是氢时n不为0。
5.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中所述季铵盐添加剂通过使：
（a）烃基取代的二羧酸或其酸酐；与
（b）式R3(OR2)nOH的醇；
（c）包括叔氨基的反应性醇或胺；和
（d）季铵化剂反应来制备。
6.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中X是任选取代的亚烷基或亚芳基；优选其中X是CHR4CH2或CH2CHR4，其中R4是任选取代的烃基，优选具有6至36个碳原子的烷基。
7.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中n为0，且R3是具有4至40个碳原子的任选取代的烷基或烯基。
8.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中各个R2是亚乙基或亚丙基，优选-CH2CH2-或-CH(CH3)CH2-，更优选-CH(CH3)CH2-。
9.根据权利要求8所述的盐、组合物、方法或用途，其中R3是氢且n为至少1。
10.根据权利要求8所述的盐、组合物、方法或用途，其中R3是具有4至40个碳原子的任选取代的烷基，且n为1至40。
11.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中Q+是具有下式的基团：
其中R5是任选取代的亚烷基、亚芳基或亚烯基，并且R6、R7和R8各自独立地为任选取代的烃基。
12.根据权利要求11所述的盐、组合物、方法或用途，其中R5是具有1至6个碳原子的任选取代的亚烷基，R6是C1至C6烷基，R7是C1至C6烷基且R8是未取代的C1至C6烷基或羟基取代的C1至C40烷基。
13.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中A-是羧酸根阴离子。
14.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中所述季铵盐添加剂通过使以下物质反应来制备：
（a）任选取代的琥珀酸或其酸酐；
（b）式H(OR2)nOH或R3OH的醇；
（c）包括叔氨基的反应性醇；和
（d）季铵化剂。
15.根据任一前述权利要求所述的盐、组合物、方法或用途，其中所述季铵盐添加剂通过使以下物质反应来制备：
（a）被C20至C24烷基或烯基取代的琥珀酸或其酸酐；
（b）聚丙二醇或丁醇；
（c）二甲基氨基丙醇；和
（d）选自水杨酸甲酯、草酸二甲酯和烃基环氧化物与酸的组合的季铵化剂。
16.根据权利要求2、3或5至15任一项所述的组合物、方法或用途，其中所述组合物是润滑组合物。
17.根据权利要求2至16任一项所述的组合物、方法或用途，其中所述组合物是汽油燃料组合物。
18.根据权利要求17所述的组合物、方法或用途，其中所述汽油燃料组合物包含一种或多种其它清净剂，所述其它清净剂选自：
a）载体油
b）酰化的氮化合物，其是羧酸衍生的酰化剂与胺的反应产物
c）烃基取代的胺，其中烃基取代基基本上是脂族的并含有至少8个碳原子
d）曼尼希碱添加剂，其包含酚、醛与伯胺或仲胺的含氮缩合物
e）聚烷基苯氧基链烷醇的芳族酯
f）季铵盐。
19.根据权利要求2至18任一项所述的组合物、方法或用途，其中所述汽油燃料组合物包含两种或更多种季铵盐添加剂的混合物。
20.如权利要求3至13或15至19任一项中所限定的用途，其中所述添加剂用作火花点火式发动机中的汽油燃料组合物中的清净剂。
21.根据权利要求3至13或15至20任一项所述的方法或用途，其中所述发动机是直喷火花点火式发动机。
22.根据权利要求3至21任一项所述的方法或用途，其实现了“保持清洁”性能。
23.根据权利要求3至21任一项所述的方法或用途，其实现了“清理”性能。
24.根据权利要求3至23任一项所述的方法或用途，其对抗喷射器沉积物。
25.根据权利要求24所述的方法或用途，其中所述沉积物是内部喷射器沉积物。
26.根据权利要求3至24任一项所述的方法或用途，其实现了选自以下的一种或多种的性能的改善：
•改善的燃料经济性
•减少的维护
•较低频率的喷射器检修或更换
•改善的驾驶性能
•改善的功率
•改善的加速。
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