DE19618270A1 - Modified long-chain poly:amine(s) combining detergent and dispersant action in fuel and lubricant - Google Patents
Modified long-chain poly:amine(s) combining detergent and dispersant action in fuel and lubricantInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft cyclische Polyalkylaminderi vate, Verfahren zu deren Herstellung, sowie Kraft- und Schmier stoffe und Additivkonzentrate, welche diese neuartigen Verbindun gen als Additive enthalten.The present invention relates to cyclic polyalkylamines vate, processes for their manufacture, and power and lubrication substances and additive concentrates, which these innovative compounds gene as additives.
Vergaser und Einlaßsysteme von Ottomotoren, aber auch Einspritzsysteme für die Kraftstoffdosierung in Otto- und Dieselmotoren werden in zunehmendem Maße durch Verunreinigungen belastet. Die Verunreinigungen werden verursacht durch Staubteilchen aus der vom Motor angesaugten Luft, unverbrannte Kohlenwasserstoffreste aus dem Brennraum und die in den Vergaser geleiteten Entlüftungs gase aus dem Kurbelwellengehäuse.Carburetors and intake systems of gasoline engines, but also injection systems for fuel metering in petrol and diesel engines are increasingly contaminated. The Impurities are caused by dust particles from the Air sucked in by the engine, unburned hydrocarbon residues out of the combustion chamber and the ventilation led into the carburetor gases from the crankcase.
Diese Rückstände verschieben das Luft-Kraftstoffverhältnis im Leerlauf und im unteren Teillastbereich, so daß das Gemisch fet ter und die Verbrennung unvollständiger wird. Als Folge davon er höht sich der Anteil unverbrannter oder teilverbrannter Kohlen wasserstoffe im Abgas und der Benzinverbrauch steigt.These residues shift the air-fuel ratio in the Idling and in the lower part-load range, so that the mixture is rich ter and the combustion becomes incomplete. As a result of it he the proportion of unburned or partially burned coals increases Hydrogen in the exhaust gas and gasoline consumption increases.
Es ist bekannt, daß zur Vermeidung dieser Nachteile Kraftstoffad ditive zur Reinhaltung von Ventilen und Vergaser- bzw. Einspritz systemen verwendet werden (vgl. z. B. M. Rossenbeck in Katalysa toren, Tenside, Mineralöladditive, Hrsg. J. Falbe, U. Hasserodt, S. 223, G. Thieme Verlag, Stuttgart 1978). Je nach Wirkungsweise und bevorzugtem Wirkort solcher Detergens-Additive unterscheidet man heute zwei Generationen. Die erste Additiv-Generation konnte nur die Bildung von Ablagerungen im Ansaugsystem verhindern, nicht aber bereits vorhandene Ablagerungen wieder entfernen. Die Additive der zweiten Generation können dagegen Ablagerungen ver hindern und beseitigen (keep-clean- und clean-up-Effekt). Dies wird insbesondere durch deren hervorragende Thermostabilität an Zonen höherer Temperatur, wie insbesondere an den Einlaßventilen, ermöglicht.It is known that in order to avoid these disadvantages, fuel wheel additives for keeping valves and carburetor or injection clean systems are used (cf. e.g. M. Rossenbeck in Katala gates, surfactants, mineral oil additives, ed. J. Falbe, U. Hasserodt, P. 223, G. Thieme Verlag, Stuttgart 1978). Depending on the mode of action and preferred site of action of such detergent additives you two generations today. The first generation of additives could only prevent the formation of deposits in the intake system, but do not remove any existing deposits. The Second generation additives, on the other hand, can prevent deposits prevent and eliminate (keep-clean and clean-up effect). This is particularly due to their excellent thermal stability Zones of higher temperature, such as particularly at the inlet valves, enables.
Das molekulare Bauprinzip dieser als Detergenzien wirkenden Addi tive der zweiten Generation beruht auf der Verknüpfung polarer Strukturen mit meist höhermolekularen, unpolaren oder oleophilen Resten. Typische Vertreter der zweiten Additiv-Generation sind Produkte auf der Basis von Polyisobuten im unpolaren Molekülteil, wie insbesondere Additive vom Polyisobutylamin-Typ.The molecular construction principle of these Addi, which act as detergents tive of the second generation is based on the combination of polar Structures with mostly higher molecular weight, non-polar or oleophilic Leftovers. Typical representatives of the second generation of additives are Products based on polyisobutene in the non-polar part of the molecule, such as in particular additives of the polyisobutylamine type.
Derartige Detergenzien sind, ausgehend von Polyisobutenen, nach zwei verschiedenen mehrstufigen Syntheseverfahren herstellbar. Such detergents are based on polyisobutenes two different multi-stage synthesis processes can be produced.
Das erste Verfahren verläuft über eine Chlorierung des polymeren Grundkörpers, gefolgt von einer nucleophilen Substitution des po lymeren Grundkörpers durch Amine oder bevorzugt Ammoniak. Nach teilig bei diesem Verfahren die Verwendung von Chlor, die zur Folge hat, daß chlor- oder chloridhaltige Produkte auftreten, was heute keinesfalls mehr erwünscht ist.The first process involves chlorination of the polymer Basic body, followed by a nucleophilic substitution of the po lymeren basic body by amines or preferably ammonia. After partly in this process the use of chlorine, which is used for As a result, products containing chlorine or chloride occur, which is no longer wanted today.
Im zweiten Verfahren werden die Polyisobutylamine ausgehend von Polyisobuten über Hydroformylierung und anschließend reduktive Aminierung gemäß EP 0 244 616 hergestellt.In the second process, the polyisobutylamines are based on Polyisobutene via hydroformylation and then reductive Amination according to EP 0 244 616.
Wird in diesem zweiten Verfahren bei der reduktiven Aminierung Ammoniak eingesetzt, so zeigen die Umsetzungsprodukte des Ammo niaks meist eine ausgezeichnete Wirksamkeit bezüglich Ventil- und Vergaserreinhaltung, verhalten sich jedoch allenfalls neutral in ihrer Wirkung als Motorschmierstoff, insbesondere hinsichtlich ihrer Ölschlamm dispergierenden Wirkung.Used in this second process for reductive amination If ammonia is used, the reaction products of the ammo show niaks mostly an excellent effectiveness regarding valve and Carburetor cleanliness, however, behave neutrally at most their effect as an engine lubricant, particularly with regard to their oil sludge dispersing effect.
Von besonderem technischen und wirtschaftlichen Vorteil sind da her solche Additive, die gleichzeitig die Eigenschaften von De tergenzien und Dispergatoren in sich vereinigen und über einfa che, chlorfreie Syntheseverfahren erhältlich sind.There are particularly technical and economic advantages such additives, which also have the properties of De Combine reagents and dispersants and simplify them che, chlorine-free synthesis methods are available.
Verschiedene Additive dieses Typs sind bereits bekannt. So be schreibt z. B. die EP 0 568 873 durch Cyanethylierung herstellbare β-Aminonitrile der FormelVarious additives of this type are already known. So be writes e.g. B. EP 0 568 873 producible by cyanoethylation β-aminonitriles of the formula
worin
Ra einen aliphatischen, Alkyl-Seitengruppen aufweisenden Kohlen
wasserstoffrest mit einem Molekulargewicht (Zahlenmittel) von
250 bis 5 000 darstellt und
Rb, Rc und Rd unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen
C₁-C₈-Alkylrest oder Rb oder Rd einen Phenylrest bedeuten, sowie
die durch Hydrierung erhaltenen entsprechenden N-Alkyl-1,3-propy
lendiamine.wherein
Ra represents an aliphatic, alkyl side group-containing hydrocarbon radical with a molecular weight (number average) of 250 to 5,000 and
R b , R c and R d independently of one another are hydrogen or a C₁-C₈-alkyl radical or R b or R d are a phenyl radical, and the corresponding N-alkyl-1,3-propylene-diamines obtained by hydrogenation.
Es besteht jedoch ein zusätzlicher Bedarf an weiteren chlorfreien Additivkomponenten, um die Additivzusätze den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsgebiets besser anpassen zu können. However, there is an additional need for more chlorine-free ones Additive components to meet the additive 's requirements to be able to better adapt to the respective area of application.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, weitere, als Kraft- und Schmierstoffadditive geeignete, über chlorfreie Synthese zugängliche Verbindungen zur Verfügung zu stellen.The present invention is therefore based on the object other, suitable as fuel and lubricant additives, about chlorine-free synthesis accessible compounds are available too put.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird durch Be reitstellung von Derivaten langkettiger Amine, die man über eine Funktionalisierung der Amingruppe durch Umsetzung mit einem Lac ton erhält.It has now been found that this problem is solved by Be providing derivatives of long chain amines which can be obtained via a Functionalization of the amine group by implementation with a lac receives tone.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Verbin dungen der allgemeinen Formel (I)The present invention relates in particular to verbin of the general formula (I)
worin
R₁ für einen geradkettigen oder verzweigten Polyalkylrest mit
einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 150 bis 40000
steht,
n für 0 oder 1 steht;
Z für eine C₃-C₅-Alkylengruppe steht, die gegebenenfalls ein- oder
mehrfach mit Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Heteroaryl-,
Arylalkyl- oder Heteroarylalkylgruppen substituiert ist,
A für eine Gruppe der Formel (II)wherein
R₁ for a straight-chain or branched polyalkyl radical with a number average molecular weight of 150 to 40,000
stands,
n represents 0 or 1;
Z represents a C₃-C₅ alkylene group which is optionally substituted one or more times by alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, arylalkyl or heteroarylalkyl groups, A represents a group of the formula (II)
steht, worin
Alk jeweils für einen geradkettigen oder verzweigten, gegebe
nenfalls substituierten Alkylenrest steht,
R₂ für ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-, Alkenyl-, oder Al
kinylrest oder einen Arylrest und
m für einen ganzzahligen Wert von 0 bis 10 steht;
und
wenn n gleich 0 ist
X für N steht; oder
wenn n gleich 1 ist
X für -NH- oder -NR₃- steht, worin R₃ für Alkyl steht; oder zu
sammen mit A für eine chemische Bindung steht.stands in what
Alk in each case represents a straight-chain or branched, optionally substituted alkylene radical,
R₂ is a hydrogen atom, an alkyl, alkenyl, or Al kinylrest or an aryl radical and
m represents an integer from 0 to 10;
and
if n is 0
X represents N; or
if n is 1
X represents -NH- or -NR₃-, wherein R₃ represents alkyl; or together with A stands for a chemical bond.
Gegenstand sind außerdem Verbindungen der Formel (III),The invention also relates to compounds of the formula (III)
worin R₁ und Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.wherein R₁ and Z have the meanings given above.
Vorzugsweise betrifft die Erfindung Additive der Formel (I) oder (III), worin Z bis zu fünf Substituenten trägt, die unabhängig voneinander ausgewählt sind unter geradkettigem oder verzweigtem C₁-C₁₀-Alkyl, insbesondere C₁-C₆-Alkyl, Phenyl oder Naphthyl. Be sonders bevorzugt sind Verbindungen, worin Z ausgewählt ist unter den unsubstituierten, geradkettigen C₃-C₅-Alkylengruppen 1,3-Pro pylen, 1,4-Butylen und 1,5-Pentylen.The invention preferably relates to additives of the formula (I) or (III) wherein Z bears up to five substituents independently are selected from one another under straight-chain or branched C₁-C₁₀ alkyl, especially C₁-C₆ alkyl, phenyl or naphthyl. Be Compounds in which Z is selected from are particularly preferred the unsubstituted, straight-chain C₃-C₅ alkylene groups 1,3-Pro pylene, 1,4-butylene and 1,5-pentylene.
Der Polyalkylrest R₁ in Verbindungen der allgemeinen Formel (I) oder (III) ist vorzugsweise erhältlich durch Homo- oder Copolyme risation von geradkettigen oder verzweigten C₂-C₃₀-Alkenen, wobei C₂-C₆-Alkene und insbesondere C₂-C₄-Alkene bevorzugt sind. Beson ders bevorzugte C₂-C₄-Alkene sind 1-Alkene, wie Propen, 1-Buten, Isobuten. Beispielsweise kann R₁ von einem Copolymer aus 1-Buten und Isobuten abgeleitet sein, wobei R₁ ebenfalls ein mittleres Mo lekulargewicht von etwa 800 bis etwa 1500 aufweisen kann. R₁ kann aber auch abgeleitet sein von einem 1-n-Alken mit 3 bis 6 Kohlen stoffatomen und, bezogen auf das Gesamtgewicht des Restes R₁, 0 bis etwa 50 Gew.-% Ethen, wobei R₁ etwa 20 bis etwa 400 Kohlen stoffatome umfaßt.The polyalkyl radical R₁ in compounds of the general formula (I) or (III) is preferably obtainable by homo- or copolyme Rization of straight-chain or branched C₂-C₃₀ alkenes, wherein C₂-C₆ alkenes and in particular C₂-C₄ alkenes are preferred. Especially the preferred C₂-C₄ alkenes are 1-alkenes, such as propene, 1-butene, Isobutene. For example, R₁ from a copolymer of 1-butene and isobutene derived, wherein R₁ is also a medium Mo can have a molecular weight of about 800 to about 1500. R₁ can but can also be derived from a 1-n-alkene with 3 to 6 coals atoms and, based on the total weight of the rest R₁, 0 to about 50 wt .-% ethene, wherein R₁ about 20 to about 400 coals includes atoms.
Erfindungsgemäß verwendbare Alkylreste umfassen insbesondere C₁-C₁₀-Alkylreste, die geradkettige oder verzweigte, gesättigte Kohlenstoffketten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen aufweisen. Bei spielsweise können folgende Reste genannt werden: C₁-C₆-Alkylre ste, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, sec.-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, sec.-Pentyl, i-Pentyl, n-Hexyl, 1-,2- oder 3-Methyl-pentyl; längerkettige Alkylreste, wie unver zweigtes Heptyl, Octyl, Nonyl und Decyl.Alkyl radicals which can be used according to the invention include in particular C₁-C₁₀ alkyl radicals, the straight-chain or branched, saturated Have carbon chains with 1 to 10 carbon atoms. At for example, the following radicals can be mentioned: C₁-C₆ alkylre such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, sec-butyl, i-butyl, t-butyl, n-pentyl, sec.-pentyl, i-pentyl, n-hexyl, 1-, 2- or 3-methylpentyl; longer-chain alkyl residues, such as un branched heptyl, octyl, nonyl and decyl.
Erfindungsgemäß verwendbare Alkenylreste umfassen insbesondere
C₂-C₁₀-Alkenylreste, die geradkettige oder verzweigte Kohlenstoff
ketten mit wenigstens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
und mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen aufweisen. Als Beispiele für
einfach ungesättigte C₂-C₁₀-Alkenylreste können genannt werden:
Vinyl, Allyl, 1-Propenyl, Isopropenyl, 1-, 2- oder 3-Butenyl, Me
thallyl, 1,1-Dimethylallyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 5-Hexenyl; län
gerkettige Reste, wie unverzweigtes Heptenyl, Octenyl, Nonenyl
und Decenyl und die verzweigten Analoga davon, wobei die Doppel
bindung in beliebiger Position auftreten kann. Erfindungsgemaß
mitumfaßt werden sowohl die cis- als auch die trans-Isomeren obi
ger C₂-C₁₀-Alkenylreste.Alkenyl radicals which can be used according to the invention comprise in particular C₂-C₁₀ alkenyl radicals which have straight-chain or branched carbon chains with at least one carbon-carbon double bond and with 2 to 10 carbon atoms. The following may be mentioned as examples of monounsaturated C₂-C₁₀ alkenyl radicals:
Vinyl, allyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-, 2- or 3-butenyl, methallyl, 1,1-dimethylallyl, 1-, 2-, 3-, 4- or 5-hexenyl; long chain residues, such as unbranched heptenyl, octenyl, nonenyl and decenyl and the branched analogues thereof, where the double bond can occur in any position. According to the invention, both the cis and the trans isomers are obi ger C₂-C₁₀ alkenyl radicals.
Erfindungsgemäß verwendbare Alkinylreste umfassen insbesondere C₂-C₁₀-Alkinylreste, die geradkettige oder verzweigte Kohlenstoff ketten mit wenigstens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbin dung und 2 bis 10 Kohlenstoffatomen aufweisen. Beispiele umfassen Ethinyl, 1- oder 2-Propinyl, 1-, 2- oder 3-Butinyl, sowie die entsprechenden Alkinylanaloga oben genannter Alkenylreste.Alkynyl radicals which can be used according to the invention include in particular C₂-C₁₀ alkynyl radicals, the straight-chain or branched carbon chains with at least one carbon-carbon triple bin tion and have 2 to 10 carbon atoms. Examples include Ethynyl, 1- or 2-propynyl, 1-, 2- or 3-butynyl, as well as the corresponding alkynyl analogs of the alkenyl radicals mentioned above.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Cycloalkylgruppen um fassen insbesondere C₃-C₇-Cycloalkylreste, wie Cyclopropyl, Cyclo butyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopropylmethyl, Cyclopropylethyl, Cyclopropylpropyl, Cyclobutylmethyl, Cyclobutyl ethyl, Cyclopentylethyl und dergleichen.Examples of cycloalkyl groups which can be used according to the invention summarize in particular C₃-C₇ cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclo butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopropylmethyl, Cyclopropylethyl, cyclopropylpropyl, cyclobutylmethyl, cyclobutyl ethyl, cyclopentylethyl and the like.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Arylreste sind Phenyl und Naphthyl.Examples of aryl radicals which can be used according to the invention are phenyl and naphthyl.
Erfindungsgemaß verwendbare Arylalkylreste sind insbesondere Phe nyl-C₁-C₁₀-alkyl und Naphthyl-C₁-C₁₀-alkyl, wobei der C₁-C₁₀-Alkyl teil wie oben angegeben definiert ist.Arylalkyl radicals which can be used according to the invention are in particular Phe nyl-C₁-C₁₀-alkyl and naphthyl-C₁-C₁₀-alkyl, the C₁-C₁₀-alkyl part is as defined above.
Die erfindungsgemaß verwendeten Cycloalkyl-, Aryl- und Arylalkyl gruppen können gegebenenfalls 1 oder mehrere, wie z. B. 1 bis 4 Heteroatome, wie O, S und N enthalten, wobei Sauerstoff und Stickstoff als Heteroatom bevorzugt ist. Beispiele für cyclische Heteroalkylreste sind Tetrahydrofuranyl, Piperidinyl, Piperazinyl und Morpholinyl. Beispiele für Heteroarylgruppen sind 5- oder 6-gliedrige aromatische Ringsysteme, die 1 bis 4 der genannten Heteroatome umfassen, wie z. B. Furyl, Byrrolyl, Imidazolyl, Pyra zolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Oxadiazolyl, Tetrazolyl, Pyridyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Pyradizinyl, Triazinyl, Tetrazinyl und dergleichen.The cycloalkyl, aryl and arylalkyl used according to the invention groups can optionally 1 or more, such as. B. 1 to 4 Contain heteroatoms such as O, S and N, where oxygen and Nitrogen is preferred as the hetero atom. Examples of cyclic Heteroalkyl radicals are tetrahydrofuranyl, piperidinyl, piperazinyl and morpholinyl. Examples of heteroaryl groups are 5- or 6-membered aromatic ring systems, the 1 to 4 of the above Heteroatoms include, e.g. B. Furyl, Byrrolyl, Imidazolyl, Pyra zolyl, oxazolyl, isoxazolyl, oxadiazolyl, tetrazolyl, pyridyl, Pyrimidinyl, pyrazinyl, pyradizinyl, triazinyl, tetrazinyl and the like.
In den erfindungsgemäßen Heteroarylalkylgruppen steht der Hete roarylteil für einen heterocyclischen Ring obiger Definition, und der Alkylteil steht vorzugsweise für einen C₁-C₁₀-Alkylrest obiger Definition. The hetero is in the heteroarylalkyl groups according to the invention roaryl part for a heterocyclic ring as defined above, and the alkyl part is preferably a C₁-C₁₀ alkyl radical above Definition.
Erfindungsgemäß anwendbare geradkettige oder verzweigte gegebe nenfalls substituierte Alkylenreste umfassen geradkettige C₁-C₁₀-Alkylenreste, wie z. B. Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen und Hexylen, sowie verzweigte C₁-C₁₀-Alkylenreste, wie z. B. 1,1-Dimethylethylen, 1,3-Dimethylpropylen, 1-Methyl-3-ethyl-pro pylen, 2,3-Diznethylbutylen, 1,3-Dimethylbutylen, 1,1-Dimethylbu tylen, 1,2-Dimethylpentylen und 1,3-Dimethylhexylen.Straight-chain or branched given usable according to the invention optionally substituted alkylene radicals include straight-chain ones C₁-C₁₀ alkylene radicals, such as. B. ethylene, propylene, butylene, pentylene and hexylene, and branched C₁-C₁₀ alkylene radicals, such as. B. 1,1-dimethylethylene, 1,3-dimethylpropylene, 1-methyl-3-ethyl-pro pylene, 2,3-diznethylbutylene, 1,3-dimethylbutylene, 1,1-dimethylbu tylene, 1,2-dimethylpentylene and 1,3-dimethylhexylene.
Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Substituenten sind außer dem C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkyloxy, C₂-C₆-Alkenyl, C₁-C₆-Alkanoyl, wie z. B. Acetyl und Propionly, Nitro- und Amino.Examples of suitable substituents according to the invention are the C₁-C₆-alkyl, C₁-C₆-alkyloxy, C₂-C₆-alkenyl, C₁-C₆-alkanoyl, such as e.g. B. acetyl and propionly, nitro and amino.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstel lung von Verbindungen der allgemeinen Formel (I), wobei man ein Amin der Formel (IV)The invention also relates to a method of manufacture tion of compounds of general formula (I), wherein one Amine of formula (IV)
worin R₁, X, A und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit einem Lacton der allgemeinen Formel (V)wherein R₁, X, A and n have the meanings given above, with a lactone of the general formula (V)
worin Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzt, umsetzt und das Produkt isoliert.wherein Z has the meanings given above, and Product isolated.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, daß man das Polyalkylamin der Formel (IV) in Sub stanz oder in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z. B. Tetrahy drofuran oder anderen inerten Lösungsmitteln, in herkömmlicher Weise bei erhöhter Temperatur, wie z. B. etwa 200 bis 320°C, und erhöhtem Druck, wie z. B. 50 bis 300 bar, mit dem Lacton (V) um setzt, und das gebildete Produkt unter Abtrennung des bei der Re aktion gebildeten Wassers und gegebenenfalls unumgesetzten Lac tons gewinnt.The manufacturing method according to the invention is preferably so carried out that the polyalkylamine of formula (IV) in Sub punch or in a suitable solvent, such as. B. Tetrahy drofuran or other inert solvents, in conventional Way at elevated temperature, such as. B. about 200 to 320 ° C, and increased pressure, such as B. 50 to 300 bar with the lactone (V) sets, and the product formed with separation of the Re action formed water and possibly unreacted Lac tons wins.
Werden beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren Gemische von Lactonen der allgemeinen Formel (V) eingesetzt, so können die er findungsgemäßen Additive gleichzeitig verschiedene cyclische End gruppen enthalten.Are mixtures of Lactones of the general formula (V) used, he can Additives according to the invention simultaneously have different cyclic end groups included.
Die Polyalkylamine der allgemeinen Formel (IV) stellen be kannte Ausgangsprodukte dar und können durch Hydroformylierung reaktiver Polyalkene und anschließende reduktive Aminierung des Oxoproduktes hergestellt werden. Die reaktiven Polyalkene mit ei nem mittleren Molekulargewicht von etwa 150 bis 40000, sind Homo- oder Copolymere aus geradkettigen oder verzweigten C₂-C₃₀-Alkenen, vorzugsweise C₂-C₆-Alkenen, insbesondere C₂-C₄-Alkenen. Reaktive Polyalkene umfassen ungesättigte Polymere hoher chemischer Homo genität, wobei mehr als 10% der Doppelbindungen alpha-ständig sind. Eine Möglichkeit zur Herstellung reaktiver Polyalkene ist in der DE 27 02 604 offenbart. Insbesondere sind solche reaktive Polyalkene bevorzugt, die aus 1-Alkenen, wie z. B. Ethylen, Propy len, 1-Buten, Isobuten oder Gemischen davon, hergestellt sind.The polyalkylamines of the general formula (IV) are be known starting products and can by hydroformylation reactive polyalkenes and subsequent reductive amination of the Oxo products are manufactured. The reactive polyalkenes with egg nem average molecular weight of about 150 to 40,000, are homo- or Copolymers of straight-chain or branched C₂-C₃₀ alkenes, preferably C₂-C₆ alkenes, especially C₂-C₄ alkenes. Reactive Polyalkenes include unsaturated polymers of high chemical homo genicity, with more than 10% of the double bonds alpha-permanent are. One way to make reactive polyalkenes is disclosed in DE 27 02 604. In particular, such are reactive Polyalkenes preferred, which from 1-alkenes, such as. B. ethylene, propy len, 1-butene, isobutene or mixtures thereof.
Als Polyalkylamine der allgemeinen Formel (IV) kommen auch in Be tracht Amine gemäß EP 0 244 616, EP 0 695 338 oder WO 94/24231, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird. Die EP 0 244 616 beschreibt insbesondere solche Polyalklamine, worin der Rest R₁ abgeleitet ist von Isobuten und bis zu 20 Gew.-% n-Buten, wobei das Molekulargewicht des Polyisobutenrests bei etwa 300 bis etwa 5000 liegen kann. Die EP 0 695 338 und die WO 94/24231 beschrei ben insbesondere solche Polyalkylamine, worin der Rest R₁ abgelei tet ist von einem oder mehreren 1-n-Alkenen mit 3-6 Kohlenstof fatomen und bis zu 50 Gew.-% Ethen, wobei Z etwa 20-400 Kohlen stoffatome aufweisen kann.As polyalkylamines of the general formula (IV) come also in Be traditional amines according to EP 0 244 616, EP 0 695 338 or WO 94/24231, the content of which is hereby incorporated by reference. EP 0 244 616 describes in particular those polyalklamines in which the radical R₁ is derived from isobutene and up to 20% by weight of n-butene, where the molecular weight of the polyisobutene residue is from about 300 to about 5000 can be. EP 0 695 338 and WO 94/24231 describe ben in particular those polyalkylamines in which the rest of R₁ abei tet is from one or more 1-n-alkenes with 3-6 carbon fatomen and up to 50 wt .-% ethene, with Z about 20-400 coals can have atoms of matter.
Wesentliches Kriterium für alle erfindungsgemäß brauchbaren Poly alkylamine ist aber, daß sie mindestens eine primäre Amingruppe enthalten, die mit einem Lacton, wie oben beschrieben, derivati siert werden kann.Essential criterion for all poly usable according to the invention However, alkylamine is that it has at least one primary amine group contain the derivati with a lactone as described above can be settled.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden Additive ausgehend von Polybutyl- und Polyisobutylaminen der Formel (IV) hergestellt, die aus der EP 0 244 614 bekannt sind.Additives starting from are particularly preferred according to the invention Polybutyl and polyisobutyl amines of the formula (IV) are prepared, which are known from EP 0 244 614.
Die zur Derivatisierung eingesetzten Lactone der Formel (V) sind ebenfalls bekannt oder können in an sich bekannter Weise, wie z. B. mit Hilfe der Baeyer-Villingen-Oxidation hergestellt werden. Vorzugsweise verwendet man erfindungsgemäß γ-, δ- oder ε-Lactone, wie z. B. γ-Butyrolacton, γ- oder δ-Valerolacton oder ε-Caprolactam und die ein- oder mehrfach substituierten Analoga davon.The lactones of the formula (V) used for derivatization are also known or can in a manner known per se, such as e.g. B. with the help of Baeyer-Villingen oxidation. According to the invention, preference is given to using γ-, δ- or ε-lactones, such as B. γ-butyrolactone, γ- or δ-valerolactone or ε-caprolactam and the mono- or polysubstituted analogues thereof.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem Schmierstoffzusammenset zungen, welche wenigstens ein erfindungsgemäßes Polyalkylaminde rivat gemäß obiger Definition, gegebenenfalls in Kombination mit weiteren üblichen Schmierstoffzusätzen enthalten. Beispiele für übliche Zusätze sind Korrosionsinhibitoren, Verechleißschutzaddi tive, Viskositätsverbesserer, Detergenzien, Antioxidantien, Anti schaummittel, Schmierfähigkeitsverbesserer und Stockpunktverbes serer. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind üblicherweise in Mengen von etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung enthal ten.The invention also relates to a lubricant composition tongues which have at least one polyalkylamine according to the invention rivat as defined above, possibly in combination with contain other common lubricant additives. examples for Common additives are corrosion inhibitors, anti-wear additives tive, viscosity improvers, detergents, antioxidants, anti foaming agents, lubricity improvers and pour point compounds serer. The compounds according to the invention are usually in Amounts of about 0.5 to 15% by weight, preferably about 1 to 10 % By weight, based on the total weight of the composition ten.
Beispiele für erfindungsgemäß hergestellte Schmierstoffe umfassen Öle und Fette für Kraftfahrzeuge und industriell eingesetzter An triebsaggregate, wie insbesondere Motorenöle, Getriebeöle und Turbinenöle.Examples of lubricants produced according to the invention include Oils and greases for motor vehicles and industrial applications drive units, such as in particular engine oils, gear oils and Turbine oils.
Die Erfindung betrifft außerdem Kraftstoffzusammensetzungen, wie z. B. Kraftstoffe für Otto- und Dieselmotoren, welche die erfin dungsgemäßen Additive enthalten. Die erfindungsgemäßen Verbindun gen dienen darin insbesondere als Detergenzien zur Reinhaltung des Kraftstoffeinlaßsystems. Aufgrund ihrer dispergierenden Ei genschaften üben sie einen positiven Einfluß auf den Motor schmierstoff aus, in welchen sie während des Betriebs gelangen können.The invention also relates to fuel compositions such as e.g. B. Fuels for petrol and diesel engines, which invented contain additives according to the invention. The connection according to the invention genes are used in particular as detergents to keep them clean of the fuel intake system. Because of their dispersing egg properties exert a positive influence on the engine lubricant that they get into during operation can.
Zur Prüfung der erfindungsgemäßen Produkte hinsichtlich ihrer Dispergatoreigenschaften kann ein "Tüpfeltest", wie er zum Bei spiel von A. Schilling in "Les Huiles pour Moteurs et la Grais sage des Moteurs", Vol. 1, 1962, Seite 89f. in etwas modifizier ter Form beschrieben ist, herangezogen werden.To test the products according to the invention with regard to their Dispersant properties can be a "spot test", such as the one at game by A. Schilling in "Les Huiles pour Moteurs et la Grais sage des Moteurs ", Vol. 1, 1962, page 89f. in somewhat modified ter form is described.
Die erfindungsgemäßen Additive werden handelsüblichen Kraft stoffen in Konzentration von etwa 20 bis 5000 mg/kg, vorzugsweise etwa 50 bis 1000 mg/kg Kraftstoff zudosiert. Die erfindungsgemä ßen Additive können gegebenenfalls auch zusammen mit anderen be kannten Additiven zugesetzt werden.The additives of the invention become commercially available strength substances in a concentration of about 20 to 5000 mg / kg, preferably about 50 to 1000 mg / kg of fuel added. The invention Additional additives may also be used together with others known additives can be added.
Während in Schmierstoffzusammensetzungen vorzugsweise solche er findungsgemäßen Additive verwendet werden, worin R₁ ein zahlen mittleres Molekulargewicht von etwa 2000-40000 aufweist, eignen sich für die Verwendung als Kraftstoffadditiv insbesondere solche Verbindungen, worin R₁ ein zahlenmittleren Molekulargewicht von etwa 150-5000, vorzugsweise von etwa 500-2500 und insbeson dere von etwa 800-1500 aufweist.While in lubricant compositions preferably such additives according to the invention are used, wherein R 1 is a pay has an average molecular weight of about 2000-40000 are particularly suitable for use as a fuel additive Compounds in which R₁ has a number average molecular weight of about 150-5000, preferably about 500-2500, and especially which is around 800-1500.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung Additivgemische, welche in konzentrierter Form wenigstens eine erfindungsgemäße Verbindung in Kombination mit anderen Kraftstoffadditiven, insbe sondere Detergenzien und Dispergatoren, enthalten. Besonders be vorzugt ist eine Kombination mit beispielsweise aus der US 4,832,702 bekannten Polyisobutylaminen. Finally, the present invention relates to additive mixtures which in concentrated form at least one according to the invention Combination with other fuel additives, esp special detergents and dispersants. Especially be A combination with, for example, from the US is preferred 4,832,702 known polyisobutylamines.
Als Detergens-Komponente kann in den erfindungsgemäßen Additivge mischen prinzipiell jedes bekannte der hierfür geeigneten Pro dukte eingesetzt werden, wie sie z. B. bei J. Falbe, U. Hasserodt, Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive, G. Thieme Verlag Stuttgart 1978, S. 221 f. oder bei x. Owen, Gasoline and Diesel Fuel Additives, John Wiley & Sons 1989, S. 23 ff, beschrieben sind.As a detergent component in the additive Ge according to the invention in principle mix any known Pro that is suitable for this products are used, such as. B. with J. Falbe, U. Hasserodt, Catalysts, surfactants and mineral oil additives, G. Thieme Verlag Stuttgart 1978, p. 221 f. or at x. Owen, Gasoline and Diesel Fuel Additives, John Wiley & Sons 1989, pp. 23 ff are.
Vorzugsweise verwendet man N-haltige Detergenzien, z. B. Verbin dungen, die eine Amin- oder Amid-Gruppe enthalten. Insbesondere geeignet sind Polyisobutylamine gemäß EP 0 244 616, Ethylendia mintetraesigsäureamide- und/oder -imide gemäß EP 0 188 786 oder Polyetheramine gemäß EP 0 356 725, wobei auf die Definitionen in diesen Literaturstellen Bezug genommen wird. Die dort beschrieben nen Produkte verfügen herstellungsbedingt ebenfalls über den Vor teil, chlor- bzw. chloridfrei zu sein.N-containing detergents, e.g. B. Verbin that contain an amine or amide group. Especially Polyisobutylamines according to EP 0 244 616, ethylenedia are suitable mintetraacetic acid amides and / or imides according to EP 0 188 786 or Polyetheramines according to EP 0 356 725, the definitions in reference is made to these references. The described there Due to the manufacturing process, products also have the advantages part of being free of chlorine or chloride.
Andererseits können diese Additive auch mit Trägerölen kombiniert werden. Insbesondere eignen sich Trägeröle auf Polyalkylenglykol basis, z. B. entsprechende Ether und/oder Ester, wie sie in der US 5 004 478 oder der DE 38 38 918 A1 beschrieben sind. Auch Poly oxalkylenmonoole mit Kohlenwasserstoffendgruppen (US 4 877 416) oder Trägeröle, wie sie in der DE 41 42 241 offenbart sind, kön nen eingesetzt werden.On the other hand, these additives can also be combined with carrier oils will. Carrier oils on polyalkylene glycol are particularly suitable base, e.g. B. corresponding ethers and / or esters, as in the US 5 004 478 or DE 38 38 918 A1 are described. Poly too oxalkylene monools with hydrocarbon end groups (US 4,877,416) or carrier oils as disclosed in DE 41 42 241 can be used.
Die vorliegende Erfindung wird anhand folgender Ausführungsbei spiele näher erläutert.The present invention is illustrated in the following embodiment games explained.
970 g Polyisobutylamin (hergestellt gemäß DE 36 11 230 oder
EP 244616) wurden mit 29,5 g Butyrolacton im Autoklaven bei 280°C
(200 bar) 4 Stunden gerührt. Das erhaltene Rohprodukt wurde am
Rotationsverdampfer vom gebildeten Wasser befreit. Man erhält ein
schwach gefärbtes, zähes Öl.
Ausbeute: quantitativ
IR (K3r) vgl. Fig. 1
Charakteristische Banden bei 1550 cm-1 (Amid) und 3300 cm-1 (NH-
Streckschwingung).970 g of polyisobutylamine (prepared according to DE 36 11 230 or EP 244616) were stirred with 29.5 g of butyrolactone in an autoclave at 280 ° C. (200 bar) for 4 hours. The crude product obtained was freed from the water formed on the rotary evaporator. A slightly colored, viscous oil is obtained.
Yield: quantitative
IR (K3r) cf. Fig. 1
Characteristic bands at 1550 cm -1 (amide) and 3300 cm -1 (NH stretching vibration).
Die Motortests wurden in einem Mercedes Benz-Motor X 102 E nach CEC FO5 A 93 durchgeführt. Eingesetzter Kraftstoff: Euro-Super bleifrei.The engine tests were carried out in a Mercedes Benz X 102 E engine CEC FO5 A 93 carried out. Fuel used: Euro-Super lead-free.
Claims (15)
R₁ für einen geradkettigen oder verzweigten Polyalkylrest mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 150 bis 40000 steht,
n für 0 oder 1 steht;
Z für eine C₃-C₅-Alkylengruppe steht, die gegebenenfalls ein- oder mehrfach mit Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Arylalkyl- oder Heteroarylalkylgruppen substituiert ist,
A für eine Gruppe der Formel (II) steht, worin
Alk jeweils für einen geradkettigen oder verzweigten, gegebenenfalls substituierten Alkylenrest steht,
R₂ für ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-, Alkenyl-, oder Alkinylrest oder einen Arylrest und
m für einen ganzzahligen Wert von 0 bis 10 steht;
und
wenn n gleich 0 ist
X für N steht; oder
wenn n gleich 1 ist
X für -NH- oder -NR3- steht, worin R₃ für Alkyl steht; oder zusammen mit A für eine chemische Bindung steht. 1. Compound of the general formula (I) wherein
R₁ represents a straight-chain or branched polyalkyl radical with a number average molecular weight of 150 to 40,000,
n represents 0 or 1;
Z represents a C₃-C₅ alkylene group which is optionally substituted one or more times with alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, arylalkyl or heteroarylalkyl groups,
A for a group of formula (II) stands in what
Alk in each case represents a straight-chain or branched, optionally substituted alkylene radical,
R₂ represents a hydrogen atom, an alkyl, alkenyl or alkynyl radical or an aryl radical and
m represents an integer from 0 to 10;
and
if n is 0
X represents N; or
if n is 1
X represents -NH- or -NR 3 -, wherein R₃ represents alkyl; or together with A stands for a chemical bond.
mit einem Lacton der allgemeinen Formel (V) worin Z die oben angegebenen Bedeutungen besitzt, umsetzt und das Produkt isoliert.10. A process for the preparation of compounds of the general formula (I), characterized in that an amine of the formula (IV) wherein R₁, X, A and n have the meanings given above,
with a lactone of the general formula (V) wherein Z has the meanings given above, and the product is isolated.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-05-07 DE DE19618270A patent/DE19618270A1/en not_active Withdrawn
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