JP2005518342A - 組成物 - Google Patents
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Abstract
【化1】
式中、R1及びR2が、それぞれ独立に、水素、非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル又は式(II):
【化2】
の基(式中、Qは、結合又は非置換若しくは置換ヒドロカルビル基であり;式中、R3は、水素、及び非置換若しくは置換C1-18ヒドロカルビルからなる群から選択される)からなる群から選択され;式中、R1−C−R2主鎖の長さが原子5〜20個であり;式中、各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換不飽和環式ヒドロカルビル基であり;且つ、式中、nが0〜10の整数である化合物と、ii)希釈剤又は担体とを含み、この組成物には、1種又は複数種の式(I)の化合物が、30℃において、組成物重量当たり、少なくとも1重量%の鉄を供給するのに十分な量存在する。
Description
i)少なくとも1種の、式(I):
i)少なくとも1種の、式(I):
(b)式(I):
式中、R1−C−R2主鎖の長さが原子5〜20個であり;
式中、各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換不飽和環式ヒドロカルビル基であり;且つ、
式中、nが0〜10の整数である化合物とを含む。
前述のように、一態様では、本発明は組成物を提供するものであり、この組成物は、
i)少なくとも1種の、式(I):
一態様では、希釈剤又は担体は溶剤である。一態様では、希釈剤又は担体は、低芳香族系又は非芳香族系の希釈剤又は担体である。一態様では、希釈剤又は担体は、低芳香族系又は非芳香族系の溶剤である。
一態様では、R1−C−R2主鎖の長さが原子5、7、又は19個である場合、主鎖は置換されている。
一態様では、R1及びR2は、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル基から選択される。一態様では、R1及びR2は、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C4-19ヒドロカルビル基から選択される。一態様では、R1及びR2は、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C4-10ヒドロカルビル基から選択される。一態様では、R1及びR2は、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C7-19ヒドロカルビル基から選択される。一態様では、R1及びR2は、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C7-10ヒドロカルビル基から選択される。
上記のように、本明細書で用いる用語「ヒドロカルビル」は、少なくともC及びHを含む基を言う。ヒドロカルビル基が2個以上のCを含む場合は、これらの炭素は、必ずしも互いに結合している必要はない。例えば、これらの炭素の少なくとも2個は、適当な元素又は基を介して結合することができる。したがって、ヒドロカルビル基は、ヘテロ原子を含有することができる。適当なヘテロ原子は当分野の技術者には明らかであり、例えば、硫黄、窒素、酸素、ケイ素及び燐が含まれる。ヘテロ原子が存在する場合は、酸素であることが好ましい。
i)少なくとも1種の、式(I):
式中、R1及びR2が、それぞれ独立に、水素、非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル又は式(II):
一態様では、式(I)のnは0、1又は2である。好ましくは、nは0である。
一態様では、本発明は、少なくとも1種の式(I)の化合物が式(IV)の化合物から選択される、本明細書で規定する組成物を提供する。
本発明の化合物は、新規又は公知のプロセスで製造することができる。本発明の化合物を調製するためにならうことができる代表的な一般合成経路は、米国特許第3,673,232号Aに開示されている。
の化合物を提供するものであり、
式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素、非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル又は式(II):
式中、R1及びR2が、それぞれ独立に、水素、非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル又は式(II):
上記のように、特別に指定しない限り、鉄の重量パーセント(重量%)は、−30℃、1気圧で測定される。
上記のように、一態様では、本発明は、燃料添加剤投与装置を提供するものであり、この燃料添加物投与装置は、芳香族系希釈剤又は担体と適合しないプラスチック材料から形成された供給容器と、この供給容器内に収容された組成物とを含み、この組成物は、
i)少なくとも1種の、式(I):
式中、R1及びR2が、それぞれ独立に、水素、非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル又は式(II):
上記のように、一態様では、本発明は燃料組成物を提供するものであり、この燃料組成物は、(a)燃料と、(b)式(I):
上記のように、一態様では、本発明は、燃料燃焼系の排気系に配置した微粒子フィルタを再生する方法を提供するものであり、この方法は、微粒子フィルタに存在する炭素系微粒子を、本明細書に規定する組成物の燃焼生成物と接触させることを含む。
上記のように、一態様では、本発明は、燃焼系の排気系に配置された微粒子フィルタの再生温度を低下させるための、本明細書に規定する組成物の使用を提供する。
(a) 炭素系微粒子の表面の少なくとも一部が、本発明による組成物の固体燃焼生成物で被覆される:
(b) 本発明による組成物の固体燃焼生成物表面の少なくとも一部が、炭素系微粒子で被覆される:
及び/又は
(c) 本発明による組成物の固体燃焼生成物が、炭素系微粒子の粒子と十分に混合されると信じられている。
芳香環及び/又は橋かけ基の置換を変化させることによって溶解性及び溶液粘度に如何なる影響があるかを、一連の橋かけフェロセン、すなわち本発明の式(I)の化合物を調製することによって検討した。それぞれ、非置換及びアルキル化フェロセンに用いるために、これらの生成物の調製及び単離に、2組の標準条件を用いた。特定の誘導体の最適な合成法に到達するためのこれらの条件の変化、特に、フェロセンの収率を最高にするため、アルケニル化フェロセンなどの副生物の形成を最少にするため、且つ所望の可溶性生成物の分離に必要な努力を最小にするためのこれらの条件の変化は、当分野の技術者の範囲内にあると思われる。
硫酸(98重量%H2SO4、196g、2.0モル)を、三角フラスコ中のメタノール(214.4g、6.7モル)に注意深く加えた。冷却(氷水浴)と添加速度を変化させることによって溶液温度を40℃未満に保持した。この溶液を、オーバーヘッドタービン式撹拌機、還流コンデンサ、滴下漏斗、温度計及び底部排出口を備えた、ジャケットと適切なバッフル付きの1リットルの反応器に移した。次いで、この反応器に、トルエン(130g)に浸した粉末状フェロセン(130.2g、0.7モル)を更に仕込んだ。
固体物質を、ヘプタンの存在下乳棒と乳鉢で粉砕し、濾過して固形分を回収した。薄層クロマトグラフィ(Merck Aluminium oxide 150 F254(タイプT)の固定相、移動相としてH2O1部に対してEtOH3〜4部)が、固形分には実質上フェロセンが無いことを示すまでこのプロセスを繰り返した。次いでこの物質を、最小量の熱ヘプタンに溶解し、熱濾過し、その後冷却し再結晶して回収した。
アルキル化フェロセンは、室温で粘調なオイルであり、温めると極めて流れやすくなる、カルボニル化合物との反応生成物を形成した。それに応じて、硫酸メタノールとアルキル化フェロセンのトルエン溶液とを含むエマルジョンを、80℃で、0.5当量のカルボニル化合物で上記のように処理した。有機相を分離し、塩基で洗い、乾燥した。トルエン溶媒と未反応アルキル化フェロセンを蒸留して除去し、生成物がオイルとして残った。これ以上の単離は不要であった。
試料の鉄含有率は、C/H/N分析(Leco CHNS 932)に基づいて推定した。これは、すべての単離生成物は、未反応カルボニル化合物又はその酸素含有反応生成物が無い又は実質上無いことを仮定している。試料のフェロセン含有率は、Supelco MDN−5S石英ガラスキャピラリカラム(30m×内径0.25mm、膜厚0.25μ)、初期温度40℃、2.1分間保持した後10℃/分で200℃まで上昇させ、その後20分間保持、注入器温度275℃、He流速40cm/秒の定速、純フェロセンに対する較正を用いて、Finnigan MAT GCQ(GC/MS)で、GC/MSによって測定した。
化合物1は、1,1−ジフェロセニルアルカンの調製に分岐アルデヒドも使用できることを実証している。化合物1のGC/MSデータは、アルデヒドが、及び多分ケトンも、カルボニルに対してα位で分岐している場合は、アルケニル置換フェロセンを形成する傾向があることも示している。理論によって束縛されることは望まないが、中間体のヒドロキシアルキルフェロセンが形成され、これが別のフェロセン分子と反応してジフェロセニルを生成するか、或いは、脱水してアルケンを生成するのではないかと思われる。常用の実験法によって実験条件を変化させて、こうした生成物の形成をなるべく少なくすることができる。
タービンインペラーを駆動するオーバーヘッドスターラー、並びに、しかるべき場合は適切に、温度計、還流コンデンサ及び滴下漏斗を装備した1リットルの3口フラスコに、メタノール(158.4g、4.95モル)を仕込んだ。次いで、撹拌、及び冷却して温度を40℃未満に保持しながら、硫酸(98%、147g、1.47モル)を添加した。この溶液を高速で撹拌(500回転/分)し、フェロセン(139.5g、0.75モル)とトルエン(139.5g)を仕込んだ。次いで、混合物全体を還流温度まで加熱した。次いで、この温度で、アルデヒド、ケトン又は等価物(0.45モル)を、約1時間かけて、滴下漏斗を介して一定速度で添加した。添加が終了した後、急速還流又は95℃いずれかの最低温度で、更に5時間かけて反応混合物を撹拌し、その後約30℃に冷却した。
8倍のスケールで、トルエン溶媒の不存在下、エチル−及びブチル−フェロセンを出発物質として使って行ったことを除いて、上に詳述した手順に従った。用語「物質収支」は、目標化学種への完全変換を仮定して、予想収率までロータリーエバポレータで揮発分を除去したときの生成物の測定重量の百分率のことである。分子量は、ベンゼン中の凝固点降下法によって求めたが、未反応出発物質の濃度を考慮に入れれば、オリゴマー(式(I)でn=1以上)が存在する程度を示している。
芳香族系溶剤を入れたHDPE製の添加剤容器について試験を行った。温度60℃において、容器壁を経由した透過による芳香族系溶剤の損失を記録した。これらの結果を用いて予測年間透過損失を計算し、下記の表10に示した。
化合物の調製
硫酸(98重量%H2SO4、196g、2.0モル)を、氷/アセトン浴で10℃未満に冷却した丸底3口フラスコ中のメタノール(214.4g、6.7モル)に注意深く加えた。この溶液を、オーバーヘッド撹拌機、還流コンデンサ、滴下漏斗、及び温度計を備えた、1リットルの反応器に移した。次いで、この反応器に、トルエン(186g)に浸した粉末状フェロセン(186g、1モル)を更に仕込んだ。
Isopar L溶剤への単離された試料の溶解度を測定した。化合物7及び8の単離された試料については、C/H/N分析を用いて鉄含有率を示した。化合物9及び10については、理論鉄含有率を前提とした。次いで、室温又は必要に応じてわずかに温めて、公称鉄含有率5重量%に溶液を調製した。次いで、試料を密封してエチレングリコール/水浴に浸漬し、120時間、−30℃にサーモスタットで調節した。
Claims (51)
- i)少なくとも1種の、式(I):
式中、R1−C−R2主鎖の長さが原子5〜20個であり;
式中、各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換不飽和環式ヒドロカルビル基であり;且つ、
式中、nが0〜10の整数である
化合物と、
ii)希釈剤又は担体と
を含み、
1種又は複数種の前記式(I)の化合物が、−30℃において、前記組成物重量当たり、少なくとも1重量%の鉄を供給するのに十分な量存在する組成物。 - 希釈剤又は担体が溶剤である、請求項1記載の組成物。
- 希釈剤又は担体が、低芳香族系又は非芳香族系希釈剤又は担体である、請求項1又は2記載の組成物。
- R1−C−R2主鎖の長さが原子5、7又は19個である場合、前記主鎖が置換されている、請求項1、2又は3記載の組成物。
- R1及びR2が、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルボン基から選択される、請求項1〜4のいずれか記載の組成物。
- R1及びR2が、それぞれ独立に、H及び非置換若しくは置換C1-19アルキル基から選択される、請求項1〜5のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R1基が、それぞれ独立に、水素、メチル及びエチルから選択される、請求項1〜6のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R1基が水素である、請求項1〜7のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、非置換若しくは置換C4-19アルキル基である、請求項1〜8のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、非置換若しくは置換C4-10アルキル基である、請求項1〜9のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、非置換若しくは置換C7-19アルキル基である、請求項1〜9のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、非置換若しくは置換C7-15アルキル基である、請求項11記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、非置換若しくは置換C7-10アルキル基である、請求項1〜12のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が非置換である、請求項1〜13のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、アルキル、アリール、アリールアルキル及びアルカリール基から選択される1個又は複数個の置換基で置換されている、請求項1〜13のいずれか記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、1個又は複数個のアルキル基で置換されている、請求項15記載の組成物。
- 少なくとも1個の又は各R2基が、式(II):
- 少なくとも1個の又は各R2基が、式(III):
- mが少なくとも2の整数である、請求項18記載の組成物。
- R3が、水素、メチル及びエチルからなる群から選択される、請求項17、18又は19記載の組成物。
- 各A及びBが、環に原子3〜10個を含む、請求項1〜20のいずれか記載の組成物。
- 各A及びBが、環に原子4、5又は6個を含む、請求項1〜21のいずれか記載の組成物。
- 各A及びB基が、環に原子5個を含む、請求項1〜22のいずれか記載の組成物。
- 各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換芳香族ヒドロカルビル環である、請求項1〜23のいずれか記載の組成物。
- 各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換芳香族炭素環である、請求項1〜24のいずれか記載の組成物。
- Aの1個若しくは複数個及び/又はBの1個若しくは複数個が、アルキル、アリール、アリールアルキル及びアルカリール基から選択される1個若しくは複数個の置換基で置換されている、請求項1〜25のいずれか記載の組成物。
- Aの1個若しくは複数個及び/又はBの1個若しくは複数個が、1個又は複数個のアルキル基、好ましくは1個又は複数個のC1-4アルキル基で置換されている、請求項1〜26のいずれか記載の組成物。
- 各A及びBが非置換である、請求項1〜25のいずれか記載の組成物。
- 各A及びBが同じである、請求項1〜28のいずれか記載の組成物。
- 各A及びBがシクロペンタジエニルである、請求項1〜29のいずれか記載の組成物。
- nが0、1又は2である、請求項1〜30のいずれか記載の組成物。
- nが0である、請求項1〜31のいずれか記載の組成物。
- 1種又は複数種の式(I)の化合物が、式(IV):
- pが5〜10の整数である、請求項33に記載の組成物。
- pが5である、請求項33又は34に記載の組成物。
- pが6又は7である、請求項33又は34に記載の組成物。
- 1種又は複数種の式(I)の化合物が、−30℃において、前記組成物重量当たり、少なくとも2.5重量%の鉄を供給するのに十分な量存在する、請求項1〜36のいずれか記載の組成物。
- 1種又は複数種の式(I)の化合物が、−30℃において、前記組成物重量当たり、少なくとも4.0重量%の鉄を供給するのに十分な量存在する、請求項1〜37のいずれか記載の組成物。
- 1種又は複数種の式(I)の化合物が、−30℃において、前記組成物重量当たり、少なくとも5.0重量%の鉄を供給するのに十分な量存在する、請求項1〜38のいずれか記載の組成物。
- 1種又は複数種の式(I)の化合物が、−40℃において、前記組成物重量当たり、少なくとも1重量%の鉄を供給するのに十分な量存在する、請求項1〜39のいずれか記載の組成物。
- (a)芳香族系希釈剤又は担体と適合しないプラスチック材料から形成された供給容器と、
(b)前記供給容器内に収容された組成物と
を含む燃料添加物投与装置であって、前記組成物が、
i)少なくとも1種の、式(I):
式中、R1−C−R2主鎖の長さが原子5〜20個であり;
式中、各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換不飽和環式ヒドロカルビル基であり;且つ、
式中、nが0〜10の整数である
化合物と、
ii)低芳香族系又は非芳香族系の希釈剤又は担体と
を含む燃料添加物投与装置。 - 前記供給容器がHDPEから形成されている、請求項41記載の燃料投与装置。
- 組成物が、請求項1から40いずれか一項で規定されたものである、請求項41又は42記載の燃料投与装置。
- (a)燃料と、
(b)式(I):
式中、R1及びR2が、それぞれ独立に、水素、非置換若しくは置換C1-19ヒドロカルビル又は式(II):
式中、R1−C−R2主鎖の長さが原子5〜20個であり;
式中、各A及びBが、それぞれ独立に、非置換若しくは置換不飽和環式ヒドロカルビル基であり;且つ、
式中、nが0〜10の整数である燃料組成物。 - 微粒子フィルタに存在する炭素系微粒子を、請求項1〜40のいずれかで規定した組成物の燃焼生成物と接触させることを含む、燃料燃焼系の排気系に配置した微粒子フィルタを再生する方法。
- 前記組成物が、燃焼系と結合した容器に配置され、燃焼系における燃料の燃焼前にこの燃料に導入される、請求項45記載の方法。
- 燃焼系の排気系に配置した微粒子フィルタの再生温度を低下させるための、請求項1〜40のいずれかで規定した組成物の使用。
- 実施例のいずれか1つに関連して実質的に本明細書に記載した組成物。
- 実施例のいずれか1つに関連して本明細書に記載した燃料添加物投与装置。
- 実施例のいずれか1つに関連して実質的に本明細書に記載した方法。
- 実施例のいずれか1つに関連して実質的に本明細書に記載した使用。
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