JP3349153B2 - ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルとそれを含む燃料添加剤組成物 - Google Patents

ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルとそれを含む燃料添加剤組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は新規なヒドロキシ芳香族化合物に関する。さ
らに詳しくは、本発明は新規なポリ(オキシアルキレ
ン)ヒドロキシ芳香族エーテルと、エンジン付着物を防
止し、抑制するための燃料組成物へのそれらの使用とに
関する。
関連技術の説明 自動車エンジンが例えば気化器ポート、出口胴体、燃
料インジェクター、吸気ポート及び吸気弁のようなエン
ジン要素の表面に、炭化水素燃料の酸化と重合とによる
付着物(deposit)を形成しがちであることは周知であ
る。これらの付着物は、比較的少量で存在する場合に
も、例えば失速及び加速不良のような、顕著な、運転上
の問題をしばしば惹起する。さらに、エンジン付着物は
自動車の燃費と排気汚染物質の発生とを有意に増加させ
る可能性がある。それ故、このような付着物を防止又は
抑制するために有効な燃料洗浄剤又は“付着物抑制”添
加剤の開発が非常に重要であり、多数のこのような物質
が技術上知られている。
例えば、脂肪族炭化水素置換フェノールは、燃料組成
物に用いる場合に、エンジン付着物を減ずることが知ら
れている。クロイツ(Kreuz)等に1974年11月19日に発
行された米国特許第3,849,085号は、脂肪族炭化水素ラ
ジカルが約500〜3,500の範囲内の平均分子量を有する、
高分子量の脂肪族炭化水素置換フェノール約0.01〜0.25
容量%を含む、ガソリン沸点範囲内の炭化水素混合物を
含有する自動車燃料組成物を開示する。この特許は、少
量の脂肪族炭化水素置換フェノールを含むガソリン組成
物がガソリンエンジン内の吸気弁と吸気ポートとの付着
物の形成を防止又は抑制するのみでなく、高い操作温度
において、エンジンのマニホルド内での最小の分解及び
付着物形成で、操作するように設計されたエンジン内の
燃料組成物の性能を強化することを教示する。
同様に、マチレーダー(Machleder)等に1979年1月1
6日発行された米国特許第4,134,846号は、(1)脂肪族
炭化水素置換フェノールと、エピクロロヒドリンと、第
1級若しくは第2級モノアミン又はポリアミンとの反応
生成物と、(2)ポリアルキレンフェノールとの混合物
を含む燃料添加剤組成物を開示する。この特許は、この
ような組成物が気化器、誘導システム及び燃焼室の優れ
た洗浄性を示し、さらに、低濃度で炭化水素燃料中に用
いた場合に、有効な錆止めを生ずることを教示する。
ポリ(オキシアルキレン)部分を含む燃料添加剤も技
術上周知である。例えば、アール.エイ.ルイス(R.A.
Lewis)等に1980年3月4日に発行された米国特許第4,1
91,537号は、主要割合のガソリン範囲の沸点を有する炭
化水素と、30〜200ppmの約600〜10,000の分子量を有
し、少なくとも1個の塩基性窒素原子を有するヒドロカ
ルビルポリ(オキシアルキレン)アミノカルバメートと
を含む燃料組成物を開示する。ヒドロカルビルポリ(オ
キシアルキレン)部分は炭素数2〜5のオキシアルキレ
ン単位から選択されるオキシアルキレン単位から構成さ
れる。これらの燃料組成物は燃焼室付着物に寄与するこ
となく吸気システムの清潔さを維持すると教示されてい
る。
ポリ(オキシアルキレン)部分を含む芳香族化合物の
技術上知られている。例えば、上記米国特許第4,191,53
7号は、アルキルフェニルポリ(オキシアルキレン)ア
ミノカルバメートの製造における中間体として有用であ
るアルキルフェニルポリ(オキシアルキレン)ポリマー
を開示する。
さらに、ポリ(オキシアルキレン)部分を含むヒドロ
キシ芳香族化合物が技術上知られている。例えばジー.
ピー.スペランザ(G.P.Speranza)等に1990年8月28日
に発行された米国特許第4,952,732号は、フェノール
と、ホルムアルデヒドと、アルキルアミンとから製造さ
れるプロポキシ基と任意にエトキシ基とを含むマンニッ
ヒ縮合物を開示する。これらのマンニッヒ縮合物は腐食
抑制剤、撥水剤、塗布付着促進剤として及び界面活性剤
製造の中間体としても有用であり、ポロリス(pololy
s)はポリウレタンフォームの製造に用いられる。
ポリ(オキシアルキレン)“テール(tail)”を有す
る、ある種のヒドロキシ芳香族エーテルが燃料組成物中
に燃料添加剤として用いた場合にエンジン付着物、特に
吸気弁付着物を良好に抑制することが、今回、発見され
た。さらに、これらのポリ(オキシアルキレン)ヒドロ
キシ芳香族エーテルは既知の脂肪族炭化水素置換フェノ
ール系燃料添加剤よりも燃焼室付着物生成量が少ないこ
とが判明している。
発明の概要 本発明は、エンジン付着物、特に吸気弁付着物を防止
し、抑制するための燃料添加剤として有用である、新規
なポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル
を提供する。本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロ
キシ芳香族エーテルは式: [式中、R1とR2はそれぞれ独立的に水素、ヒドロキシ、
炭素数1〜6の低級アルキル又は炭素数1〜6の低級ア
ルコキシであり;R3とR4はそれぞれ独立的に水素又は炭
素数1〜6の低級アルキルであり;R5は水素、炭素数1
〜30のアルキル、フェニル、炭素数7〜36のアラルキル
若しくはアルカリール、又は式: (式中、R6は炭素数1〜30のアルキル、フェニル、又は
炭素数7〜36のアラルキル若しくはアルカリールであ
る)で示されるアシル基であり;nは5〜100の整数であ
り;xは0〜10の整数である] で示される化合物又はその燃料溶解性塩である。
本発明はさらに、ガソリン又はジーゼル燃料範囲で沸
騰する主要量の炭化水素と、有効な付着物抑制量の本発
明のヒドロキシ芳香族ポリ(オキシアルキレン)エーテ
ルとを含む燃料組成物を提供する。
本発明はさらに約150゜F〜400゜F(65.6℃〜204.4
℃)の範囲内の沸点を有する、不活性で、安定な親油性
有機溶剤と、約10〜70重量%の本発明のヒドロキシ芳香
族ポリ(オキシアルキレン)エーテルとを含む燃料濃縮
物を提供する。
他の要素の中でも特に、本発明はある種のポリ(オキ
シアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルが燃料組成物
中に用いた場合に、エンジン付着物、特に吸気弁付着物
を良好に抑制し、既知の脂肪族炭化水素置換フェノール
系燃料添加剤よりも燃焼室付着物生成量が少ないと言う
意外な発見に基づく。
発明の詳細な説明 本発明によって提供する燃料組成物は一般式: [R1、R2、R3、R4、R5、n及びxは上記で定義した通り
である] で示される化合物又はその燃料溶解性塩である。
好ましくは、R1は水素、ヒドロキシ、又は炭素数1〜
4の低級アルキルである。さらに好ましくは、R1は水素
又はヒドロキシである。最も好ましくは、R1は水素であ
る。
R2は好ましくは水素である。
好ましくは、R3とR4の一方が炭素数1〜3の低級アル
キルであり、他方は水素である。より好ましくは、R3
R4の一方がメチル又はエチルであり、他方は水素であ
る。最も好ましくは、R3とR4の一方がエチルであり、他
方は水素である。
R5は好ましくは水素、炭素数2〜22のアルキル、炭素
数4〜24のアルキル基を有するアルキルフェニル、又は
式:−C(O)R7(式中、R7は炭素数4〜12のアルキル
基である)で示されるアシル基である。さらに好ましく
は、R5は水素、炭素数4〜12のアルキル、又は炭素数4
〜12のアルキル基を有するアルキルフェニルである。最
も好ましくは、R5は水素である。
好ましくは、nは10〜50の整数である。より好ましく
は、nは15〜30の整数である。好ましくは、xは0〜2
の整数である。より好ましくは、xは0である。
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル
の好ましい群は、R1が水素、ヒドロキシ、又は炭素数1
〜4の低級アルキルであり;R2は水素であり;R3とR4の一
方が水素であり、他方がメチル又はエチルであり;R5
水素、炭素数4〜12のアルキル、炭素数4〜12のアルキ
ル基を有するアルキルフェニル、又は式:−C(O)R7
(式中、R7は炭素数4〜12のアルキルである)を有する
アシル基であり;nが15〜30であり、xが0である式1の
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルで
ある。
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル
の他の好ましい群は、R1が水素、ヒドロキシ、又は炭素
数1〜4の低級アルキルであり;R2が水素であり;R3とR4
の一方が水素であり、他方がメチル又はエチルであり;R
5が水素、炭素数4〜12のアルキル、炭素数4〜12のア
ルキル基を有するアルキルフェニル、又は式:−C
(O)R7(式中、R7は炭素数4〜12のアルキルである)
を有するアシル基であり;nが15〜30であり、xが1又は
2である式1のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳
香族エーテルである。
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル
のより好ましい群は、R1が水素又はヒドロキシであり;R
2が水素であり;R3とR4の一方が水素であり、他方がメチ
ル又はエチルであり;R5が水素、炭素数4〜12のアルキ
ル、又は炭素数4〜12のアルキル基を有するアルキルフ
ェニルであり;nが15〜30であり、xが0である式1のポ
リ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルであ
る。
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル
の特に好ましい群は、式: [式中、R8とR9の一方はメチル又はエチルであり;他方
は水素であり;mは15〜30の整数である] で示されるポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルである。
本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは一般に、通常のエンジン吸気弁操作温度(約
200〜250℃)において不揮発性であるために充分な分子
量を有する。本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロ
キシ芳香族エーテルの分子量は、典型的には約600〜約1
0,000、好ましくは1,000〜3,000の範囲内である。
本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは、一般に平均約5〜約100個のオキシアルキ
レン単位、好ましくは10〜50個のオキシアルキレン単
位、より好ましくは15〜30個のオキシアルキレン単位を
含む。
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル
の燃料溶解性塩も本発明の燃料添加剤組成物に有用であ
ると考えられる。このような塩はアルカリ金属塩、アル
カリ土類金属塩、アンモニウム塩、置換アンモニウム塩
及びスルホニウム塩を含む。好ましい金属塩はアルカリ
金属塩、特にナトリウム塩とカリウム塩、及び置換アン
モニウム塩、特にテトラアルキル置換アンモニウム塩、
例えばテトラブチルアンモニウム塩である。
定義 ここで用いる限り、下記用語は、特別に異なって述べ
ない限り、下記意味を有する。
“アルキル”なる用語は長鎖アルキル基と分枝鎖アル
キル基の両方を意味する。
“低級アルキル”なる用語は炭素数1〜約6のアルキ
ル基を意味し、第1級アルキル、第2級アルキル及び第
3級アルキル基を含む。典型的な低級アルキル基は、例
えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、
n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチ
ル、n−ヘキシル等を含む。
“低級アルコキシ”なる用語は基−ORa(式中、Ra
低級アルキルである)を意味する。典型的な低級アルコ
キシ基はメトキシ、エトキシ等を含む。
“アルカリール”なる用語は式: [式中、RbとRcはそれぞれ独立的に水素又はアルキル基
である、但し,RbとRcの両方が水素であることはない] で示される基を意味する。典型的なアルカリール基は、
例えば、トリル、キシリル、クメニル、エチルフェニ
ル、ブチルフェニル、ジブチルフェニル、ヘキシルフェ
ニル、オクチルフェニル、ジオクチルフェニル、ノニル
フェニル、デシルフェニル、ジデシルフェニル、ドデシ
ルフェニル、ヘキサデシルフェニル、オクタデシルフェ
ニル、イコシルフェニル、トリコンチルフェニル等を含
む。“アルキルフェニル”なる用語は、Rbがアルキルで
あり、Rcが水素である、上記式で示されるアルカリール
基を意味する。
“アラルキル”なる用語は式: [式中、RdとReはそれぞれ独立的に水素又はアルキル基
であり;Rfはアルキレン基である] で示される基を意味する。典型的なアルカリール基は、
例えば、ベンジル、メチルベンジル、ジメチルベンジ
ル、フェネチル等を含む。
“オキシアルキレン単位”なる用語は一般式: [式中、RgとRhはそれぞれ独立的に水素又は低級アルキ
ル基である] を有するエーテル部分を意味する。
“ポリ(オキシアルキレン)”なる用語は一般式: [式中、RgとRhは上記で定義した通りであり、zは1よ
り大きい整数である] を有するポリマー又はオリゴマーを意味する。ここで特
定のポリ(オキシアルキレン)化合物中のポリ(オキシ
アルキレン)単位数を述べる場合に、特別に異なって述
べない限り、この数がこのような化合物中のポリ(オキ
シアルキレン)単位の平均数を意味することを理解すべ
きである。
一般合成方法 本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは下記の一般的な方法及び操作によって製造す
ることができる。典型的な又は好ましいプロセス条件
(例えば、反応温度、時間、反応物質のモル比、溶媒、
圧力等)が指定される場合に、他に述べない限り、他の
プロセス条件も使用可能であることを理解すべきであ
る。最適反応条件は用いる特定の反応物質又は溶媒によ
って変化するが、このような条件は当業者がルーチンの
最適化操作によって判定することができる。
本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは、式: [式中、R1、R2及びxは上記で定義した通りである] を有するヒドロキシ芳香族化合物から製造される。
式IIIのヒドロキシ芳香族化合物は既知化合物である
か、又は既知化合物から通常の方法によって製造するこ
とができる。本発明に出発物質として用いるために適当
なヒドロキシ芳香族化合物には、カテコール、レゾルシ
ノール、ヒドロキノリン、1,2,3−トリヒドロキシベン
ゼン(ピロガロール)、1,2,4−トリヒドロキシベンゼ
ン(ヒドロキノール)、1,3,5−トリヒドロキシベンゼ
ン(フロログルシノール)、1,4−ジヒドロキシ−2−
メチルベンゼン、1,3−ジヒドロキシ−5−メチルベン
ゼン、2−t−ブチル−1,4−ジヒドロキシベンゼン、
2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,
4−ジヒドロキシ−2−メトキシベンゼン、1,3−ジヒド
ロキシ−5−メトキシベンゼン、4−ヒドロキシベンジ
ルアルコール、4−ヒドロキシフェネチルアルコール等
がある。
本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルの好ましい合成方法では、式IIIのヒドロキシ
芳香族化合物を最初に選択的に保護して、式: [式中、R10は例えばベンジル、tert−ブチルジメチル
シリル、メトキシメチル等のような、適当なヒドロキシ
ル保護基であり;R11とR12はそれぞれ独立的に水素、低
級アルキル、低級アルコキシ、又は基−OR13(式中、R
13は例えばベンジル、tert−ブチルジメチルシリル、メ
トキシメチル等のような、適当なヒドロキシル保護基で
ある)である] で示される化合物を形成する。好ましくは、R10とR13
ベンジルである;但し、xが1である場合には、R10とR
13は好ましくはtert−ブチルジメチルシリル基である。
IIIの選択的な保護は通常の方法を用いて実施するこ
とができる。特定のヒドロキシ芳香族化合物のための適
当な保護基の選択は当業者に自明であろう。種種な保護
基と、それらの導入と除去は例えばティ.ダブリュ.グ
リーン(T.W.Greene)とピー.ジー.エム.ウット(P.
G.M.Wut)の有機合成における保護基(Protective Grou
ps in Organic Synthesis),第2版,ウィリー(Wile
y),ニューヨーク,1991と、それに引用されている参考
文献に述べられている。或いは、保護された誘導体IVを
式IIIのヒドロキシ芳香族化合物以外の既知出発物質か
ら通常の方法によって製造することができる。場合によ
っては、保護された誘導体IVが商業的に入手可能であ
り、例えば、4−ベンジルオキシフェノールはアルドリ
ッヒ ケミカル社(Aldrich Chemical Co.)(ウィス
コンシン州,ミルウォーキー,53233)から商業的に入手
可能である。
次に、式IVの保護されたヒドロキシ芳香族化合物を適
当な塩基によって脱プロトン化して、式: [式中、R10、R11、R12及びxは上記で定義した通りで
あり;Mは例えばリチウム、ナトリウム又はカリウムのよ
うな金属カチオンである] で示される金属塩を形成する。
一般に、この脱保護反応はIVを例えば水素化ナトリウ
ム、水素化カリウム、ナトリウムアミド等のような強塩
基と、例えばトルエン、キシレン等のような不活性溶媒
中で実質的に無水条件下、約−10℃〜約120℃の範囲内
の温度において約0.25〜約3時間接触させることによっ
て行われる。
金属塩Vは一般に単離しないで、使用現場で約5〜約
100モル当量の式: [式中、R3とR4は上記で定義した通りである] で示されるアルキレンオキシド(エポキシド)と反応さ
せて、中和後に、式: [式中、R3、R4、R10、R11、R12、n及びxは上記で定
義した通りである] で示されるポリ(オキシアルキレン)ポリマー又はオリ
ゴマーを形成する。
典型的に、この重合反応は実質的に無水の不活性溶媒
中で約30℃〜約150℃の温度において約2〜約120時間実
施する。この反応のための適当な溶剤には、トルエン、
キシレン等がある。この反応は一般に、反応物質と溶媒
とを含むために充分な圧力において、好ましくは大気圧
又は周囲圧力において実施される。ポリ(オキシアルキ
レン)化合物を製造するためのより詳細な反応条件は米
国特許第2,782,240号と第2,841,479号に見い出すことが
でき、これらの特許はここに参考文献として関係する。
この反応におけるアルキレンオキシドの使用量は生成
物中の望ましいオキシアルキレン単位数に依存する。ア
ルキレンオキシドVI対金属塩Vのモル比は典型的に約5:
1から約100:1までの範囲内であり、好ましくは約10:1か
ら約50:1までの範囲内であり、より好ましくは約15:1か
ら約30:1までの範囲内である。
重合反応に用いるために適当なアルキレンオキシドに
は、例えば、エチレンオキシド;プロピレンオキシド;
例えば1,2−ブチレンオキシド(1,2−エポキシブタン)
及び2,3−ブチレンオキシド(2,3−エポキシブタン)の
ようなブチレンオキシド;ペンチレンオキシド;ヘキシ
レンオキシド;オクチレンオキシド等がある。好ましい
アルキレンオキシドはプロピレンオキシドと1,2−ブチ
レンオキシドである。
この重合反応では、例えばプロピレンオキシドのよう
な、単一種類のアルキレンオキシドを用いることがで
き、この場合に生成物は例えばポリ(オキシプロピレ
ン)のようなホモポリマーである。しかし、コポリマー
も同様に満足できるものであり、ランダムコポリマー
が、金属塩Vを例えばプロピレンオキシドと1,2−ブチ
レンオキシドとの混合物のようなアルキレンオキシド混
合物と、重合条件下で接触させることによって容易に製
造される。オキシアルキレン単位のブロックを含むコポ
リマーも本発明における使用に適する。ブロックコポリ
マーは、金属塩Vを重合条件において最初に1種のアル
キレンオキシドと接触させ、次に他のアルキレンオキシ
ドと任意の順序で、又は繰り返して、接触させることに
よって製造することができる。
式VIIのポリ(オキシアルキレン)ポリマーは、エ
ス.イノウエ(S.Inoue)とティ.アイダ(T.Aida)が
エンサイクロペディア オブ ポリマー サイエンス
アンド エンジニアリング(Encyclopedia of Polymer
Science and Engineering),第2版,増刊巻,ジェ
イ.ウィリー アンド サンズ(J.Wiley and Son
s),ニューヨーク,412〜420頁(1989)に述べているよ
うにリビング重合又はイモータル(immortal)重合によ
っても製造することができる。これらの方法は、R3とR4
の両方がアルキル基である式Vのポリ(オキシアルキレ
ン)アルコールの製造に特に有用である。
通常方法を用いる、VIIの芳香族ヒドロキシル基の脱
保護は式: [式中、R1〜R4、n及びxは上記で定義した通りであ
る] で示される、本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロ
キシ芳香族エーテルを形成する。
この脱保護工程の適当な条件は合成に用いる保護基に
依存し、当業者に容易に明らかであろう。例えば、ベン
ジル保護基は1〜約4気圧の水素下、例えば炭素担体付
きパラジウムのような触媒の存在下においての水素化分
解によって除去される。典型的に、この脱保護反応は不
活性溶媒、好ましくは酢酸エチルと酢酸との混合物中で
約0℃〜約40℃の温度において約1〜約24時間実施す
る。
アルキル又はアルカリールエーテル部分を含む、本発
明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテ
ル、すなわち式: [式中、R1〜R4、n及びxは上記で定義した通りであ
り、R14はアルキル基又はアラルキル基である] で示されるポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは、式VIII化合物から、VIIIのポリ(オキシア
ルキレン)部分のヒドロキシル基を適当なアルキル化剤
によって選択的にアルキル化することによって、便利に
製造される。
典型的に、このアルキル化反応はVIIIを、芳香族ヒド
ロキシル基とポリ(オキシアルキレン)部分のヒドロキ
シル基とを含めた、VIII中に存在するヒドロキシル基の
各々からプロトンを抽出することができる強塩基の充分
な量と最初に接触させることによって実施する。この反
応のための適当な塩基には、例えば水素化ナトリウム、
水素化カリウム、ナトリウムアミド等がある。一般に、
この脱プロトン化反応は例えばトルエン、テトラヒドロ
フラン等のような不活性溶媒中で実質的な無水条件下、
−10℃〜120℃の範囲内の温度において約0.25〜約3時
間実施する。生成する金属塩を次に適当なアルキル化剤
の約0.90〜約1.1モル当量と0℃〜120℃の範囲内の温度
において約1〜約50時間接触させて、中和後に、式IXの
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルを
形成する。
この反応に用いるために適当なアルキル化剤には、例
えば塩化アルキル、臭化アルキル、ヨウ化アルキル、塩
化アラルキル、臭化アラルキル、ヨウ化アラルキルのよ
うなハロゲン化アルキルとハロゲン化アラルキル;及び
例えばアルキルメシレート、アルキルトシレート、アラ
ルキルメシレート、アラルキルトシレートのようなアル
キルスルホネートとアラルキルスルホネートがある。
好ましいアルキル化剤は、炭素数1〜30の第1級及び
第2級アルキルハライドと、炭素数7〜36の第1級及び
第2級アラルキルハライドであり;より好ましいアルキ
ル化剤は炭素数4〜12の第1級アルキルハライドであ
る。
アルキル化剤の典型的な例には、限定する訳ではな
く、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、臭化n−プロピル、
臭化n−ペンチル、塩化n−ヘキシル、塩化n−オクチ
ル、塩化n−デシル、塩化ベンジル及び塩化フェネチル
がある。特に好ましいアルキル化剤は塩化ベンジル、臭
化n−ブチルである。
或いは、保護された中間体VIIのポリ(オキシアルキ
レン)部分のヒドロキシル基をアルキル化し、得られた
生成物を次に脱保護することによって、式IXのポリ(オ
キシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルを製造する
ことができる。中間体VIIをアルキル化するための条件
は、上述した条件と本質的に同じである;しかし、VII
の芳香族ヒドロキシル基は保護された形であるので、塩
基の必要量は少ない。
アルコールからアルキルエーテル及びアルカリールエ
ーテルを製造するための他の適当な方法と、このような
反応のための適当な反応条件は、例えばアイ.ティ.ハ
リソン(I.T.Harrison)とエス.ハリソン(S.Harriso
n)の有機合成方法の概論(Compendium of Organic Syn
thetic Methods),1巻,310〜312頁,ウィリーインター
サイエンス(Wiley−Interscience),ニューヨーク(1
971)及びこれに引用されている参考文献中に見い出す
ことができる。
アルカリールエーテル部分を含む、本発明のポリ(オ
キシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル、すなわち
式: [式中、R1〜R4、n及びxは上記で定義した通りであ
り、R15はフェニル基又はアルカリール基である] で示されるポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは、中間体VIIから、最初にVIIのポリ(オキシ
アルキレン)部分に存在するヒドロキシル基を適当な脱
離基に転化させ、すなわち式: [式中、R3、R4、R10、R11、R12、n及びxは上記で定
義した通りであり、Wは適当な脱離基である] で示される中間体を形成し;次に、XIの脱離基を式: [式中、R16とR17はそれぞれ独立的に水素又はアルキル
基である] で示されるフェノールの金属塩によって置換することに
よって、幾つかの工程で製造することができる。得られ
る生成物を次に脱保護すると、式Xのポリ(オキシアル
キレン)ヒドロキシ芳香族エーテルが得られる。
VIIを塩化スルホニルと接触させることによって、VII
のポリ(オキシアルキレン)部分のヒドロキシル基を適
当な脱離基に転化させて、例えばメタンスルホネート
(メシレート)又はトルエンスルホネート(トシレー
ト)のようなスルホネートエステルを形成する。典型的
に、この反応は例えばジクロロメタンのような不活性溶
媒中で、例えばトリエチルアミン又はピリジンのよう
な、適当なアミンの存在下、約−10℃〜約30℃の範囲内
の温度において実施する。
或いは、VIIを例えば塩化チオニル、塩化オキサリル
又は三臭化リンのようなハロゲン化剤と接触させること
によって、VIIのポリ(オキシアルキレン)部分のヒド
ロキシル基を例えば塩化物又は臭化物のようなハロゲン
化物と置換することができる。アルコールからスルホネ
ート及びハロゲン化物を製造するための他の適当な方法
と、このような反応のための適当な反応条件はアイ.テ
ィ.ハリソンとエス.ハリソンの有機合成方法の概論
(Compendium of Organic Synthetic Methods),1巻,33
1〜337頁,ウィリーインターサイエンス,ニューヨーク
(1971)及びこれに引用されている参考文献中に見い出
すことができる。
中間体XIを形成した後に、XIを金属塩XIIと接触させ
ることによってXIから脱離基を置換することができる。
一般に、この反応は例えばトルエン、テトラヒドロフラ
ン等のような不活性溶媒中で、実質的な無水条件下、約
25℃〜約150℃の範囲内の温度において約1〜約48時間
実施する。金属塩XIIは、対応フェノールを不活性溶媒
中で例えば水素化ナトリウム、水素化カリウム、ナトリ
ウムアミド等のような、フェノール性ヒドロキシル基か
らプロトンを抽出することができる強塩基と接触させる
ことによって形成することができる。
この反応に用いるための適当なフェノール系化合物に
は、フェノール、モノアルキル置換フェノール及びジア
ルキル置換フェノールがある。モノアルキル置換フェノ
ールが好ましく、特にパラ位置にアルキル置換基を有す
るモノアルキル置換フェノールが好ましい。適当なフェ
ノール系化合物の典型的な例には、限定する訳ではな
く、フェノール、メチルフェノール、ジメチルフェノー
ル、エチルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフ
ェノール、デシルフェノール、ドデシルフェノール、テ
トラデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オク
タデシルフェノール、エイコシルフェノール、テトラコ
シルフェノール、ヘキサコシルフェノール、トリアコチ
ルフェノール等がある。また、例えばC14−C18アルキル
フェノールの混合物、C18−C24アルキルフェノールの混
合物、C20−C24アルキルフェノールの混合物又はC16−C
26アルキルフェノールの混合物のような、アルキルフェ
ノールの混合物も使用可能である。
特に好ましいアルキルフェノールは、例えばポリプロ
ピレン又はポリブテンのような、C3〜C6オレフィンのポ
リマー又はオリゴマーによるフェノールのアルキル化か
ら得られるアルキルフェノールである。これらのポリマ
ーは好ましくは炭素数10〜30である。特に好ましいアル
キルフェノールは、平均4単位を有するプロピレンポリ
マーによってフェノールをアルキル化することによって
製造される。このポリマーはプロピレンテトラマーと言
う一般名を有し、商業的に入手可能である。
或いは、式Xのポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ
芳香族エーテルは、式: [式中、R3、R4、R15、n及びxは上記で定義した通り
であり、Wは脱離基である] で示される中間体から脱離基を金属塩Vによって置換
し、得られる生成物を脱保護することによって製造する
ことができる。この反応のための条件はXIとXIIの反応
に関して上述した条件と本質的に同じである。式XIIIの
化合物をXII及びVIからVIIの製造に関して上述した条件
を用いて製造した後に、得られた生成物のポリ(オキシ
アルキレン)部分のヒドロキシル基を、XIの製造に関し
て上述した方法を用いて適当な脱離基に転化させる。
アシル部分を含む、本発明のポリ(オキシアルキレ
ン)ヒドロキシ芳香族エーテル、すなわち式: [式中、R1〜R4、R6、n及びxは上記で定義した通りで
ある] で示されるポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは、中間体VIIから、最初にVIIのポリ(オキシ
アルキレン)部分のヒドロキシル基をアシル化して、エ
ステルを形成することによって製造することができる。
得られるエステルの芳香族ヒドロキシル基を次に通常の
方法を用いて脱保護すると、式XIVのポリ(オキシアル
キレン)ヒドロキシ芳香族エーテルが形成される。
一般に、このアシル化反応は中間体VIIを約0.95〜約
1.2モル当量の適当なアシル化剤と接触させることによ
って実施する。この反応に用いるための適当なアシル化
剤には、例えば塩化アシルと臭化アシルのようなハロゲ
ン化アシル;及び無水カルボン酸がある。好ましいアシ
ル化剤は式:R6C(O)−X(式中、R6は炭素数1〜30の
アルキル、フェニル、又は炭素数7〜36のアラルキル又
はアルカリールであり、xはクロロ又はブロモである)
で示されるアシル化剤である。さらに好ましいアシル化
剤は式:R7C(O)−X(式中、R7は炭素数4〜12のアル
キルである)で示されるアシル化剤である。適当なアシ
ル化剤の典型的な例には、限定する訳ではなく、塩化ア
セチル、無水酢酸、塩化プロピオニル、塩化ブタノイ
ル、塩化ピバロイル、塩化オクタノイル、塩化デカノイ
ル、塩化4−t−ブチルベンゾイル等がある。
一般に、この反応は例えばトルエン、ジクロロメタ
ン、ジエチルエーテル等のような不活性溶媒中で約25℃
〜約150℃の範囲内の温度において実施され、一般に約
0.5〜約48時間内に終了する。アシル化剤としてハロゲ
ン化アシルを用いる場合には、この反応は反応中に発生
する酸を中和することができる充分な量のアミン、例え
ばトリエチルアミン、ジ(イソプロピル)エチルアミ
ン、ピリジン又は4−ジメチルアミノピリジンの存在下
で好ましく実施される。
アルコールからエステルを製造するための他の方法
と、このような反応を実施するために適した反応条件は
アイ.ティ.ハリソンとエス.ハリソンの有機合成方法
の概論(Compendium of Organic Synthetic Methods),
1巻,273〜276頁と280〜283頁,ウィリーインターサイエ
ンス,ニューヨーク(1971)及びこれに引用されている
参考文献中に見い出すことができる。
燃料組成物 本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルは、エンジン付着物、特に吸気弁付着物を防止
し、抑制するための、炭化水素燃料中の添加剤として有
用である。所望の付着物抑制を達成するために必要な添
加剤の適当な濃度は、使用燃料の種類、エンジンの種
類、及び他の燃料添加剤の存在に依存して変化する。
一般に、炭化水素燃料中の本発明のポリ(オキシアル
キレン)ヒドロキシ芳香族エーテルの濃度は約50〜約25
00重量百万分率(ppm)、好ましくは75〜1,000ppmの範
囲内である。他の付着物抑制添加剤が存在する場合に
は、本発明の添加剤の使用量は少なくてよい。
本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルを、約150゜F〜400゜F(約65℃〜205℃)の範
囲内の沸点を有する、不活性で安定な親油性(すなわ
ち、ガソリンに溶解する)有機溶剤を用いた濃縮物とし
て配合することができる。例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン又は高沸点芳香族化合物若しくは芳香族シ
ンナーのような、脂肪族又は芳香族炭化水素溶剤を用い
ることが好ましい。炭化水素溶剤と組合せた、例えばイ
ソプロパノール、イソブチルカルビノール、n−ブタノ
ール等のような、炭素数約3〜8の脂肪族アルコールも
本発明の添加剤と共に用いるために適する。濃縮物中の
添加剤の量は一般に約10〜約70重量%、好ましくは10〜
50重量%、より好ましくは20〜40重量%の範囲内であ
る。
ガソリン燃料中では、本発明の添加剤と共に、例えば
t−ブチルメチルエーテルのようなオキシゲネート(ox
ygenate)、例えばメチルシクロペンタジエニルマンガ
ントリカルボニルのようなアンチノック剤、及び例えば
ヒドロカルビルアミン、ヒドロカルビルポリ(オキシア
ルキレン)アミン又はスクシンイミドのような、他の分
散剤/洗剤を含めた、他の燃料添加剤を用いることがで
きる。さらに、酸化防止剤、金属不活性化剤(deactiva
tor)、金属抗乳化剤も存在することができる。
ジーゼル燃料では、例えば凝固点降下剤、流動改良
剤、セタン改良剤等のような、他の周知の添加剤も使用
可能である。
本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルと共に、燃料溶解性で不揮発性のキャリヤー流
体又は油も使用可能である。このキャリヤー流体は、燃
料添加剤組成物の不揮発性残渣(NVR)又は無溶剤液体
画分を実質的に高めるが、要求オクタン価上昇にあまり
寄与しない、化学的に不活性な炭化水素溶解性液体ビヒ
クルである。キャリヤー流体は、例えば鉱油、精製石
油、水素化及び非水素化ポリアルファオレフィンを含め
た合成ポリアルカンとアルケン、及び例えばルイス(Le
wis)への米国特許第4,191,537号に述べられているよう
な合成ポリオキシアルキレン誘導油のような、天然油又
は合成油である。
これらのキャリヤー流体は本発明の燃料添加剤に対す
るキャリヤーとして作用し、付着物の除去及び抑制を助
成すると考えられる。キャリヤー流体はまた、本発明の
ポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテルと
組合せて用いた場合に、相乗作用的な付着物抑制性をも
示す。
キャリヤー流体は典型的に炭化水素燃料の約100〜約5
000重量ppm、好ましくは燃料の400〜3000ppmの範囲内の
量で用いられる。キャリヤー流体対付着物抑制添加剤の
比は好ましくは約0.5:1から約10:1までの範囲内であ
り、より好ましくは1:1から4:1までの範囲内であり、最
も好ましくは約2:1である。
キャリヤー流体は、燃料濃縮物に用いる場合に、一般
に約20〜約60重量%、好ましくは30〜50重量%の範囲内
の量で存在する。
実施例 下記実施例は本発明の特別の実施態様とその合成段階
を説明するために提供するものであり;本発明の範囲に
対する限定として解釈すべきではない。
実施例1 α−(4−ベンジルオキシフェニル)−ω−ヒドロキシ
ポリ(オキシブチレン)の製造 マグネチックスターラー、温度計、添加ロート、還流
冷却器及び窒素供給口を備えたフラスコに、鉱油中の水
素化カリウムの35重量%分散液6.88gを加えた。無水ト
ルエン500ml中に溶解した4−ベンジルオキシフェノー
ル40gを滴加し、得られる混合物を室温において10分間
撹拌した。反応混合物(濃厚な白色懸濁液)の温度を90
℃に上昇させ、1,2−エポキシブタン430.8mlを滴加し
た。ポット温度が110℃に達するまで(約48時間)、反
応混合物を還流させた、この時点において反応混合物は
淡褐色の透明な溶液であった。反応を室温に冷却させ、
メタノール50mlによって反応を停止させ、ジエチルエー
テル1リットルによって希釈した。得られる混合物を飽
和塩化アンモニウム水溶液によって洗浄した後に、水と
飽和塩化ナトリウム水溶液とによって洗浄した。有機層
を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、溶媒を
真空除去して、黄色油状物390gを得た。この油状物をシ
リカゲル上でクロマトグラフィーし、ヘキサン:ジエチ
ルエーテル(1:1)によって溶離して、目的生成物339.3
gを無色油状物として得た。
実施例2 α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ
(オキシブチレン)の製造 炭素担体付き(on charcoal)10%パラジウム5.86gを
含む、酢酸エチル100mlと酢酸100ml中の実施例1生成物
54.10gの溶液をパー低圧水素化装置(Parr low−pressu
re hydrogenator)によって35〜40psiにおいて16時間水
素化分解した。触媒濾過、溶媒の真空除去、その他の残
留酢酸の真空下でのトルエンとの共沸除去(azeotropic
removal)によって、目的生成物48.1gを無色油状物と
して得た。生成物は平均24個のオキシブチレン単位を有
した。1H NMR(CDCl3)δ7.2(幅広s,2H),6.7(s,4
H),3.1〜4.0(m,72H),1.2〜1.8(m,48H),0.8(t,72
H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−(2−ヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ
(オキシブチレン); α−(3−ヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ
(オキシブチレン); α−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−ω
−ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−ω−
ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシ
ポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ヒドロキシ−5−メトキシフェニル)−ω
−ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレン);及び α−(3,4,5−トリヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロ
キシポリ(オキシブチレン)。
実施例3 α−(4−ベンジルオキシフェニル)−ω−ヒドロキシ
ポリ(オキシプロピレン)の製造 マグネチックスターラー、温度計、添加ロート、還流
冷却器及び窒素供給口を備えたフラスコに、鉱油中の水
素化カリウムの35重量%分散液6.88gを加えた。無水ト
ルエン500ml中に溶解した4−ベンジルオキシフェノー
ル(40g)を滴加し、得られる混合物を室温において10
分間撹拌した。反応混合物(濃厚な白色懸濁液)の温度
を110℃に上昇させ、3時間撹拌した。反応を室温に冷
却させ、1,2−エポキシプロパン349.9mlを滴加した。ポ
ット温度が110℃に達するまで(約96時間)、反応混合
物を還流させた、この時点において反応混合物は淡褐色
の透明な溶液であった。反応を室温に冷却させ、メタノ
ール50mlによって反応を停止させ、ジエチルエーテル1
リットルによって希釈した。反応を飽和塩化アンモニウ
ム水溶液によって洗浄した後に、水と飽和塩化ナトリウ
ム水溶液とによって浄化した。有機層を無水硫酸塩上で
乾燥させ、濾過し、溶媒を真空除去して、目的生成物21
2.2gを淡黄色油状物として得た。
実施例4 α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ
(オキシプロピレン)の製造 炭素担体付き10%パラジウム7.0gを含む、酢酸エチル
100mlと酢酸100ml中の実施例3生成物60.0gの溶液をパ
ー低圧水素化装置によって35〜40psiにおいて16時間水
素化分解した。触媒濾過、溶媒の真空除去、その後の残
留酢酸の真空下でのトルエンとの共沸除去によって、目
的生成物31.7gを褐色油状物として得た。生成物は平均2
0個のオキシプロピレン単位を有した。1H NMR(CDC
l3)δ6.7(s,4H),5.4〜6.0(幅広s,2H),3.0〜4.0
(m,60H),0.8〜1.4(m,60H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−(2−ヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ
(オキシプロピレン); α−(3−ヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ
(オキシプロピレン); α−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−ω−ヒ
ドロキシポリ(オキシプロピレン); α−(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニル)−
ω−ヒドロキシポリ(オキシプロピレン); α−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロキシ
ポリ(オキシプロピレン); α−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−ω−ヒドロキシポリ(オキシプロピレン);及び α−(3,4,5−トリヒドロキシフェニル)−ω−ヒドロ
キシポリ(オキシプロピレン)。
実施例5 2−(4−ベンジルオキシフェニル)エタノールの製造 マグネチックスターラー、還流冷却器及び窒素供給口
を備えたフラスコに、2−(4−ヒドロキシフェニル)
エタノール13.8gと、無水炭酸カリウム14.5gと、臭化テ
トラブチルアンモニウム33.0gと、塩化ベンジル12ml
と、アセトン200mlとを加えた。この反応混合物を3日
間還流加熱し、次に室温に冷却して、濾過した。濾液を
真空濃縮し、ジクロロメタン500mlによって希釈し、2
%水酸化ナトリウム水溶液によって洗浄し、次に飽和ブ
ライン(brine)によって洗浄した。有機層を無水硫酸
マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、真空濃縮した。得
られた生成物をシリカゲル上でのクロマトグラフィーに
よって精製し、ジクロロメタンによって溶離し、目的生
成物20.0gを白色個体として得た。
実施例6 α−[2−(4−ベンジルオキシフェニル)エチル]−
ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレン)の製造 マグネチックスターラー、温度計、添加ロート、還流
冷却器及び窒素供給口を備えたフラスコに、鉱油中の水
素化カリウムの35重量%分散液1.05gとトルエン50mlと
を加えた。トルエン7.5ml中に溶解した実施例5からの
2−(4−ベンジルオキシフェニル)エタノール(6.8
g)を滴加し、混合物をを2時間還流加熱した。反応を
室温に冷却させ、1,2−エポキシブタン65mlを滴加し
た。次に、ポット温度が110℃に達するまで(約16時
間)、反応混合物を還流させた。反応を室温に冷却さ
せ、メタノール50mlによって反応を停止させ、ジエチル
エーテル(300ml)によって希釈した。有機層を水(2
回)と飽和塩化アンモニウム水溶液(2回)によって洗
浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、真
空濃縮した。得られる生成物をシリカゲル上でクロマト
グラフィーし、ヘキサン/ジエチルエーテルによって溶
離した後に、ヘキサン/ジエチルエーテル/エタノール
(7.5:2.5:0.5)によって溶離して、目的生成物26.0gを
無色油状物として得た。
実施例7 α−[2−(4−ヒドロキシフェニル)エチル]−ω−
ヒドロキシポリ(オキシブチレン)の製造 炭素担体付き10%パラジウム3.0gを含む、酢酸エチル
50mlと酢酸50ml中の実施例6生成物26.0gの溶液をパー
低圧水素化装置によって35〜40psiにおいて16時間水素
化分解した。触媒濾過、溶媒の真空除去、その後の残留
酢酸の真空下でのトルエンとの共沸除去によって、目的
生成物21.0gを淡黄色油状物として得た。生成物は平均3
8個のオキシプロピレン単位を有した。1H NMR(CDC
l3)δ6.7,6.9(AB四重線,4H),3.0〜3.8(m,116H),2.
75(t,2H),0.6〜1.8(m,190H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−[2−(2−ヒドロキシフェニル)エチル]−ω−
ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−[2−(3−ヒドロキシフェニル)エチル]−ω−
ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−[3−(4−ヒドロキシフェニル)プロピル]−ω
−ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−[2−(3,4−ジヒドロキシフェニル)エチル]−
ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−[3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)プロピル]
−ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレン); α−[2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)エチル]−ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレ
ン);及び α−[2−(3,4,5−トリヒドロキシフェニル)エチ
ル]−ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレン)。
実施例8 α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−ベンジルオキシ
ポリ(オキシブチレン)の製造 マグネチックスターラー、温度計、還流冷却器及び窒
素供給口を備えたフラスコに、鉱油中の水素化カリウム
の35重量%分散液0.8gを加えた。鉱油を無水トルエンと
の磨砕(trituration)によって除去した。実施例2か
らの生成物(6.0g)を無水テトラヒドロフラン50ml中に
溶解して、水素化カリウムに滴加した。反応混合物を45
分間還流加熱し、次に室温に冷却した。塩化ベンジル
(0.36ml)を滴加し、次に、反応を12時間還流加熱し、
室温に冷却し、イソプロパノール2mlによって反応を停
止させた。溶媒を真空除去し、残渣をジエチルエーテル
200ml中に溶解し、5%塩酸水溶液によって洗浄した後
に、飽和塩化ナトリウム水溶液によって洗浄した。有機
層を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、溶媒
を真空除去した。この油状物をシリカゲル上でクロマト
グラフィーし、ヘキサン/酢酸エチル(7:3)によって
溶離し、目的生成物3.8gを無色油状物として得た。この
生成物は平均24個のオキシブチレン単位を有した。1H
NMR(CDCl3)δ7.2〜7.4(m,6H),6.7(s,4H),4.4〜4.
7(m,2H),3.1〜4.0(m,72H),1.2〜1.8(m,48H),0.8
(t,72H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−(2−ヒドロキシフェニル)−ω−ベンジルオキシ
ポリ(オキシブチレン); α−(3−ヒドロキシフェニル)−ω−ベンジルオキシ
ポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−ω−ベンジルオ
キシポリ(オキシブチレン); α−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−ω−ベンジルオキシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−ω−
ベンジルオキシポリ(オキシブチレン);及び α−[2−(4−ヒドロキシフェニル)エチル]−ω−
ベンジルオキシポリ(オキシブチレン)。
実施例9 α−(4−ベンジルオキシフェニル)−ω−ドコサンオ
キシポリ(オキシブチレン)の製造 マグネチックスターラー、温度計、還流冷却器及び窒
素供給口を備えたフラスコに、鉱油中の水素化カリウム
の35重量%分散液7.26gを加えた。鉱油を無水ヘキサン
との磨砕によって除去し、無水テトラヒドロフラン500m
lを加えた。平均21オキシブチレン単位を含むα−(4
−ベンジルオキシフェニル)−ω−ヒドロキシポリ(オ
キシブチレン)(本質的に実施例1に述べたように製
造)(104.0g)を無水テトラヒドロフラン100ml中に溶
解して、滴加し、得られた混合物を2時間還流加熱し
た。次に、反応を室温に冷却し、1−ブロモドコサン2
4.0gを加えた。反応を16時間還流させ、室温に冷却し、
ブチルエーテル1200mlによって希釈し、5%塩酸水溶液
によって洗浄した後に、ブラインによって洗浄した。有
機層を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、真
空濃縮して、油状物を得た。この油状物をシリカゲル上
でクロマトグラフィーし、ヘキサン/酢酸エチル(7:
3)によって溶離し、目的生成物11.0gを黄色油状物とし
て得た。
実施例10 α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−ドコサンオキシ
ポリ(オキシブチレン)の製造 炭素担体付き10%パラジウム1.5gを含む、酢酸エチル
50mlと酢酸50ml中の実施例9からの生成物11.0gの溶液
をパー低圧水素化装置によって35〜40psiにおいて14時
間水素化分解した。触媒濾過、溶媒の真空除去、その後
の残留酢酸の真空下でのトルエンとの共沸除去によって
目的生成物10.2gが得られた。この生成物は平均21個の
オキシブチレン単位を有した。1H NMR(CDCl3)δ6.7
(s,4H),3.1〜4.0(m,62H),0.6〜1.8(m,148H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−n−ブトキシポ
リ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−n−オクチルオ
キシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−n−ドデシルオ
キシポリ(オキシブチレン); α−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−ω−n−ペンチルオキシポリ(オキシブチレ
ン); α−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−ω−
n−ヘキシルオキシポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ヒドロキシフェニル)−ω−ノニルオキシ
ポリ(オキシブチレン);及び α−[2−(4−ヒドロキシフェニル)エチル]−ω−
オクチルオキシポリ(オキシブチレン)。
実施例11 α−(メタンスルホニル)−ω−4−ドデシルフェノキ
シポリ(オキシブチレン)の製造 マグネチックスターラー、隔壁及び窒素供給口を備え
たフラスコに、平均19個のオキシブチレン単位を含むα
−ヒドロキシ−ω−4−ドデシルフェノキシポリ(オキ
シブチレン)(本質的に、米国特許第4,160,648号の実
施例6に述べられているように製造)35.0gと、ジクロ
ロメタン440mlと、トリエチルアミン3.6mlとを加えた。
このフラスコを氷浴中で冷却し、塩化メタンスルホニル
1.8mlを滴加した。氷浴を除去し、反応を室温において1
6時間撹拌した。ジクロロメタン(800ml)を加え、有機
層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液によって2回、ブラ
インによって1回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシ
ウム上で乾燥させ、濾過し、真空濃縮して、目的生成物
35.04gを黄色油状物として得た。
実施例12 α−(4−ベンジルオキシフェニル)−ω−ドデシルフ
ェノキシポリ(オキシブチレン)の製造 マグネチックスターラー、還流冷却器、窒素供給口及
び隔壁を備えたフラスコに、鉱油中水素化カリウムの35
重量%分散液2.59gを加えた。鉱油をヘキサンとの磨砕
によって除去し、フラスコを氷浴中で冷却した。テトラ
ヒドロフラン150ml中に溶解した4−ベンジルオキシフ
ェノール(4.11g)を滴加した。氷浴を除去し、反応を
室温において45分間撹拌させた。実施例11からのメシレ
ートを無水テトラヒドロフラン275ml中に溶解して、反
応混合物に加えた。得られた溶液を16時間還流させ、室
温に冷却し、メタノール10mlを加えた。反応をジエチル
エーテル1リットルによって希釈し、水(1回)、ブラ
イン(1回)によって洗浄し、無水硫酸マグネシウム上
で乾燥させ、濾過し、真空濃縮して、黄色油状物36.04g
を得た。この油状物をシリカゲル上でクロマトグラフィ
ーし、ヘキサン/ジエチルエーテル/エタノール(8:1.
8:0.2)によって溶離し、目的生成物18.88gを淡黄色油
状物として得た。
実施例13 α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−4−ドデシルフ
ェノキシポリ(オキシブチレン)の製造 炭素担体付き10%パラジウム2.08gを含む、酢酸エチ
ル80mlと酢酸80ml中の実施例12からの生成物18.88gの溶
液をパー低圧水素化装置によって35〜40psiにおいて6
時間水素化分解した。触媒濾過、溶媒の真空除去、その
後の残留酢酸の真空下でのトルエンとの共沸除去によっ
て目的生成物17.63gが黄色油状物として得られた。この
生成物は平均19個のオキシブチレン単位を有した。1H
NMR(CDCl3)δ7.0〜7.3(M,2H),6.6〜6.9(m,6H),4.
0〜4.2(m,1H),3.8〜4.0(m,2H),3.0〜3.8(m,54H),
0.5〜1.8(m,120H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−(2−ヒドロキシフェニル)−ω−4−ドデシルフ
ェノキシポリ(オキシブチレン); α−(3−ヒドロキシフェニル)−ω−4−ドデシルフ
ェノキシポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−ω−4−ドデシ
ルフェノキシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−フェノキシポリ
(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−4−t−ブチル
フェノキシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−4−デシルフェ
ノキシポリ(オキシブチレン);及び α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−4−オクタデシ
ルフェノキシポリ(オキシブチレン)。
実施例14 α−(4−ベンゾキシフェニル)−ω−デカノイルオキ
シポリ(オキシブチレン)の製造 温度計、マグネチックスターラー、還流冷却器及び窒
素供給口を備えたフラスコにおいて、平均19個のオキシ
ブチレン単位を含むα−(4−ベンゾキシフェニル)−
ω−ヒドロキシポリ(オキシブチレン)(本質的に、実
施例1に述べたように製造)(40.75g)にトルエン200m
l、トリエチルアミン3.9ml、4−ジメチルアミンピリジ
ン1.5g及び塩化n−デカノイル5.2mlを混合した。内容
物を16時間還流させ、室温に冷却し、ヘキサン400mlに
よって希釈した。有機層を水(2回)と、飽和炭酸水素
ナトリウム水溶液(2回)と、飽和塩化ナトリウム水溶
液(2回)とによって洗浄し、無水硫酸マグネシウム上
で乾燥させ、濾過し、濃縮して、黄色油状物40gを得
た。この油状物をシリカゲル上でクロマトグラフィー
し、ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)に溶離して、
生成物23.3gを黄色油状物として得た。
実施例15 α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−デカノイルオキ
シポリ(オキシブチレン)の製造 炭素担体付き10%パラジウム2.5gを含む、酢酸エチル
50mlと酢酸50ml中の実施例14からのエステル(23.3g)
の溶液をパー低圧水素化装置によって35〜40psiにおい
て16時間水素化分解した。触媒濾過、溶媒の真空除去、
その後の残留酢酸の真空下でのトルエンとの共沸除去に
よって目的生成物16.0gが黄色油状物として得られた。
この生成物は平均19個のオキシブチレン単位を有した。
IR(ニート)1735cm-1;1H NMR(CDCl3)δ6.7(s,4
H),4.8〜4.9(m,1H),3.1〜4.0(m,56H),2.3(t,2
H),0.7〜1.8(m,112H)。
同様に、上記方法と、適当な出発物質と試薬とを用い
て、下記化合物を製造することができる: α−(2−ヒドロキシフェニル)−ω−デカノイルオキ
シポリ(オキシブチレン); α−(3−ヒドロキシフェニル)−ω−デカノイルオキ
シポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−4−ドデカノイ
ルオキシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−オクタノイルオ
キシポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−ブタノイルオキ
シポリ(オキシブチレン); α−(4−ヒドロキシフェニル)−ω−ベンゾイルオキ
シポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−ω−ヘキサノイ
ルオキシポリ(オキシブチレン); α−(3,4−ヒドロキシフェニル)−ω−2−エチルヘ
キサノイルオキシポリ(オキシブチレン); α−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−ω−ノナノイルオキシポリ(オキシブチレン); α−(3,4,5−トリヒドロキシフェニル)−ω−デカノ
イルオキシポリ(オキシブチレン);及び α−[2−(4−ヒドロキシフェニル)エチル]−ω−
デカノイルオキシポリ(オキシブチレン)。
比較例A ポリイソブチルフェノールの製造 マグネチックスターラー、還流冷却器、温度計、添加
ロート及び窒素供給口を備えたフラスコに、フェノール
203.2gを加えた。このフェノールを40℃に加温し、三フ
ッ化ホウ素エーテレート(etherate)(73.5ml)を滴加
した。次に、ヘキサン1,863ml中に溶解したウルトラヴ
ィス(Ultravis)10ポリイソブテン(1040g,分子量950,
76%メチルビニリデン異性体,ブリティッシュ ペトロ
リウム(British Petrolium)から入手可能)を反応混
合物中に、22〜27℃の範囲内の温度を維持するために充
分な速度で加えた。次に、反応混合物を室温において16
時間撹拌した。次に、濃水酸化アンモニウム(400ml)
を加え、混合物をヘキサン2リットルによって希釈し
た。得られる混合物を水(3x2リットル)によって洗浄
し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、溶媒
を真空除去し、油状物1,056.5gを得た。この油状物は所
望のポリイソブチルフェノール80%とポリイソブテン20
%を含むことが、1H NMRと、最初にヘキサンによっ
て、次にヘキサン/酢酸エチル/エタノール(93:5:2)
によって溶離する、シリカゲル上でのクロマトグラフィ
ーとによって判明した。
実施例16 単シリンダーエンジン試験 試験化合物をガソリン中で混和し、それらの付着物抑
制能力をASTM/CFR単シリンダーエンジン試験において測
定した。
ワウケシャ(Waukesha)CFR単シリンダーエンジンを
用いた。各ランは15時間実施し、この時間の最後に吸気
弁を取り出し、ヘキサンで洗浄し、秤量した。清潔な弁
の予め測定した重量をランの終了時の弁の重量から控除
した。これらの2重量の差が付着物の重量である。付着
物の重量が少ないことは添加剤の優れていることを実証
する。試験の操作条件は下記の通りであった:ウォータ
ージャケット温度200゜F(93.3℃);12Hgの真空度;40゜
BTCの点火スパーク時間設定;エンジン速度は1800rpmで
あり;クラック室油は市販の30Wオイルである。
吸気弁上の炭素質付着物の量(mg)を各試験化合物に
関して表1に報告する。
上記単シリンダーエンジン試験に用いたベース燃料
(base fuel)は、燃料洗浄剤(fuel detergent)を含
まないレギュラーオクタン無鉛ガソリンであった。試験
化合物を200ppma(ppm活性)の濃度になるようにベース
燃料と混合した。表1のデータは、ベース燃料に比べ
て、本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香
族エーテル(実施例2,4,7,8,10,13,15)によって吸気弁
付着物の有意な減少が生ずることを説明する。
実施例17 多シリンダーエンジン試験 本発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族
エーテルを実験室多シリンダーエンジン試験によって試
験して、それらの吸気弁/燃焼室付着物抑制性能を評価
した。試験エンジンはジェネラル モータース コーポ
レーション(General Motors Corporation)によって製
造された、4.3リットルTBI(出口胴体噴射式)V6エンジ
ンであった。
主要エンジン規模を表IIに記載する。
表II エンジン規模 孔径 10.16cm ストローク 8.84cm 排気容積 4.3リットル 圧縮比 9.3:1 試験エンジンは、典型的な運転条件を代表する規定荷
重と速度スケジュールで、40時間操作した(24時間/
日)。試験中のエンジン操作サイクルを表IIIに記載す
る。
上記多シリンダーエンジン試験に用いたベース燃料
は、燃料洗浄剤を含まなかった。試験化合物を400ppma
(ppm活性)の濃度になるようにベース燃料と混合し
た。
表IVのデータは、ベース燃料に比べて、本発明のポリ
(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エーテル(実施
例2)によって吸気弁付着物の有意な減少が生ずること
を説明する。さらに、表IVのデータは、公知のポリイソ
ブチルフェノール燃料添加剤(比較例A)に比べて、本
発明のポリ(オキシアルキレン)ヒドロキシ芳香族エー
テル(実施例2)によって燃焼室付着物の有意な減少が
生ずることを実証する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C10L 10/00 C10L 10/00 (56)参考文献 特開 昭62−6249(JP,A) 国際公開93/8196(WO,A1) Polym.Prepr.(Am.C hem.Soc.,Div.Poly m.Chem.),Vol.28,No. 2(1987),p.358−p.359 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 43/178 C07C 69/24 C07C 69/76 C10L 1/18 C10L 10/00 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式: [式中、 R1とR2はそれぞれ独立的に水素、ヒドロキシ、炭素数1
    〜6の低級アルキル又は炭素数1〜6の低級アルコキシ
    であり; R3とR4の一方がエチルであり、他方は水素であり; R5は水素、炭素数1〜30のアルキル、フェニル、炭素数
    7〜36のアラルキル若しくはアルカリール、又は式: (式中、R6は炭素数1〜30のアルキル、フェニル、又は
    炭素数7〜36のアラルキル若しくはアルカリールであ
    る)で示されるアシル基であり; nは5〜100の整数であり;xは0〜10の整数である] で示される化合物、又はその燃料溶解性塩。
  2. 【請求項2】nが10〜50の範囲内の整数である請求項1
    記載の化合物。
  3. 【請求項3】nが15〜30の範囲内の整数である請求項2
    記載の化合物。
  4. 【請求項4】R1が水素、ヒドロキシ、又は炭素数1〜4
    の低級アルキルであり、R2が水素である請求項2記載の
    化合物。
  5. 【請求項5】R5が水素、炭素数2〜22のアルキル、炭素
    数4〜24のアルキル基を有するアルキルフェニル、式:
    −C(O)R7(式中、R7は炭素数4〜12のアルキルであ
    る)を有するアシル基である請求項4記載の化合物。
  6. 【請求項6】R1が水素又はヒドロキシである請求項5記
    載の化合物。
  7. 【請求項7】R5が水素、炭素数4〜12のアルキル、又は
    炭素数4〜12のアルキル基を有するアルキルフェニルで
    ある請求項6記載の化合物。
  8. 【請求項8】xが0、1又は2である請求項1記載の化
    合物。
  9. 【請求項9】R1とR5の両方が水素であり、xが0である
    請求項8記載の化合物。
  10. 【請求項10】ガソリン又はジーゼル範囲で沸騰する主
    要量の炭化水素と、有効洗浄剤量の式: [式中、 R1とR2はそれぞれ独立的に水素、ヒドロキシ、炭素数1
    〜6の低級アルキル又は炭素数1〜6の低級アルコキシ
    であり; R3とR4はそれぞれ独立的に水素又は炭素数1〜6の低級
    アルキルであり; R5は水素、炭素数1〜30のアルキル、フェニル、炭素数
    7〜36のアラルキル若しくはアルカリール、又は式: (式中、R6は炭素数1〜30のアルキル、フェニル、又は
    炭素数7〜36のアラルキル若しくはアルカリールであ
    る)で示されるアシル基であり; nは5〜100の整数であり;xは0〜10の整数である] で示される化合物又はその燃料溶解性塩とを含む燃料組
    成物。
  11. 【請求項11】R1が水素、ヒドロキシ、又は炭素数1〜
    4の低級アルキルであり; R2が水素であり;R3とR4の一方が水素であり、他方がメ
    チル又はエチルであり;R5が水素、炭素数2〜22のアル
    キル、炭素数4〜24のアルキル基を有するアルキルフェ
    ニル、又は式:−C(O)R7(式中、R7は炭素数4〜12
    のアルキルである)を有するアシル基であり;nが15〜30
    であり、xが0、1又は2である請求項10記載の燃料組
    成物。
  12. 【請求項12】R1が水素又はヒドロキシであり、R5が水
    素、炭素数4〜12のアルキル、又は炭素数4〜12のアル
    キル基を有するアルキルフェニルであり、xが0である
    請求項11記載の燃料組成物。
  13. 【請求項13】R1とR5の両方が水素である請求項12記載
    の燃料組成物。
  14. 【請求項14】50〜2500ppmの前記化合物を含む請求項1
    0記載の燃料組成物。
  15. 【請求項15】150゜F〜400゜F(65.6℃〜204.4℃)の
    範囲内で沸騰し、不活性で、安定な親油性有機溶剤と、
    10〜70重量%の式: [式中、 R1とR2はそれぞれ独立的に水素、ヒドロキシ、炭素数1
    〜6の低級アルキル又は炭素数1〜6の低級アルコキシ
    であり; R3とR4はそれぞれ独立的に水素又は炭素数1〜6の低級
    アルキルであり; R5は水素、炭素数1〜30のアルキル、フェニル、炭素数
    7〜36のアラルキル若しくはアルカリール、又は式: (式中、R6は炭素数1〜30のアルキル、フェニル、又は
    炭素数7〜36のアラルキル若しくはアルカリールであ
    る)で示されるアシル基であり; nは5〜100の整数であり;xは0〜10の整数である] で示される化合物又はその燃料溶解性塩とを含む燃料濃
    縮物。
  16. 【請求項16】R1が水素、ヒドロキシ、又は炭素数1〜
    4の低級アルキルであり; R2が水素であり;R3とR4の一方が水素であり、他方がメ
    チル又はエチルであり;R5が水素、炭素数2〜22のアル
    キル、炭素数4〜24のアルキル基を有するアルキルフェ
    ニル、又は式:−C(O)R7(式中、R7は炭素数4〜12
    のアルキルである)を有するアシル基であり;nが15〜30
    であり、xが0、1又は2である請求項15記載の燃料濃
    縮物。
  17. 【請求項17】R1が水素又はヒドロキシであり、R5が水
    素、炭素数4〜12のアルキル、又は炭素数4〜12のアル
    キル基を有するアルキルフェニルであり、xが0である
    請求項16記載の燃料濃縮物。
  18. 【請求項18】R1とR5が両方とも水素である請求項17記
    載の燃料濃縮物。
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