JPH07508293A - ポリ(ビニルエーテル)アミン及びそれを含有する燃料組成物 - Google Patents

ポリ(ビニルエーテル)アミン及びそれを含有する燃料組成物

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JPH07508293A JP6522236A JP52223694A JPH07508293A JP H07508293 A JPH07508293 A JP H07508293A JP 6522236 A JP6522236 A JP 6522236A JP 52223694 A JP52223694 A JP 52223694A JP H07508293 A JPH07508293 A JP H07508293A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリ(ビニルエーテル)アミン及びそれを含有する燃料組成物〔技術分野〕 本発明は、新規な末端官能性ポリ(ビニルエーテル)に関する。詳しくは、本発 明は、新規なポリ(ビニルエーテル)アミン、及びエンジン付着物を防止及び抑 制するために燃料組成物にそれらを使用することに関する。
〔背景技術〕
自動車エンジンは、炭化水素燃料の酸化及び重合のため、キャブレータ−人口、 スロットル本体、燃料噴射器、吸気口、及び吸気弁の如きエンジン部品の表面に 付着物を形成する傾向があることはよく知られている。これらの付着物は、比較 的少量しか存在しない場合でも、失速及び加速低下の如き顕著な駆動性問題を屡 々起こす。更に、エンジン付着物は、自動車の燃料消費量及び排気汚染物の生成 を著しく増大することがある。従って、そのような付着物を防止又は抑制するの に有効な燃料清浄剤、即ち[付着物抑制(deposit control)J 添加剤を開発することは極めて重要であり、数多(のそのような物質が当分野で は知られているしかし、付着物抑制添加剤は、種々のエンジン部品上の付着物を 防止又は抑制するそれらの効果に相違がある。これは、夫々のエンジン部品が異 なった作動温度をもち、成る付着物抑制添加剤は、成るエンジン部品の表面では それらの目的とする機能を果たすのに充分な程安定ではないことに主によるもの と考えられる。これに関し、吸気弁上の付着物は特に抑制するのが困難である。
なぜなら、吸気弁の作動温度は300℃を越えることがあるからである。そのよ うな高い温度では、多くの燃料添加剤は余りにも揮発的で効果を持つことができ ず、他のものは熱分解する。
従って、通常のエンジン吸気弁作動温度での熱安定性が改良され、更にそのよう な温度で不揮発性になるように充分な分子量を有する効果的な付着物抑制添加剤 を与えることが特に望ましいであろう。本発明は、そのような性質を有する新し い種類のポリ(ビニルエーテル)アミノカルバメートを開示する。
ポリエーテル燃料添加剤は当分野でよ(知られている。しかし、これらのポリエ ーテル添加剤はポリ(オキシアルキレン)「主鎖」をもち、即ち分子のポリエー テル成分が反復オキシアルキレン単位、即ち[−CHR−CHR−0−] 、か らなる。これに対し、本発明の燃料添加剤は、ビニルエーテル単位、即ち[−C HR−CR(OR)−] 、からなるビニルエーテルポリマー主鎖を有する。
例えば、LR,ホネン(Honnen)による1981年1月27日に公告され た米国特許第4.247,301号明細書には、末端炭素原子を通してポリアミ ンの窒素原子に結合したヒドロカルビル末端ポリ(オキシアルキレン)鎖を有す るヒドロカルビルポリ(オキシアルキレン)ポリアミン燃料添加剤が記載されて いる。これらの添加剤は、炭化水素燃料に添加すると、燃焼室付着物を生ずるこ となく、吸気系の清浄性を維持することが教示されている。
同様なヒドロカルビル末端ポリ(オキシアルキレン)アミン及びそのような添加 剤を含有する燃料組成物は、米国特許第3.440.029号、第4.3’32 .595号、第4.604.103号、第5.094.667号及び第5,11 2.364号明細書及び欧州特許出願第181.140号及び第310.875 号明細書に記載されている。これらの特許又は特許出願に記載された燃料添加剤 は、夫々ポリ(オキシアルキレン)主鎖を有する。
更に、C,B キャンベル(Campbell)による1985年7月9日に公 告された、米国特許第4.527.996M明細書には、エンジン吸気系の清浄 性を維持するのに有用なヒドロギン末端ポリ (オキシアルキレン)アミン及び ポリアミンが3己載されている。
末端官能性ポリ(ビニルエーテル)も、当分野で知られている。例えば、Pol ymer Prcprints、 1991.32.322の中でA ベルマ( Verma)その他は、アルデヒド又は第一ヒドロキシル末端基を有する官能化 ポリ(ブチルビニルエーテル)オリゴマーの合成及び特徴を記述している。これ らのポリ(ビニルエーテル)は、沃化水素/沃化亜鉛開始系を用いたブチルビニ ルエーテルのリビング重合により製造されている。重合反応は炭酸カリウム水溶 液で終わらせ、アルデヒド末端基を形成し、それを次に還元して第一こドロキン ル末端基を形成することができる。
アミン末端基を有するポリ(ビニルエーテル)も知られている。C,G チョ− (Cho)その他による、Polymer Preprints、1987.2 8.356には、アルキルビニルエーテルのリビング重合をp−メチルスチレン 及びアミンでクエンチ(quench)することによりアミン末端ポリ(アルキ ルビニルエーテル)を合成することが記載されている。得られるポリ(アルキル ビニルエーテル)は、p−メチルスチレン単位によってアミンに供給結合してい る。
M ミャモト(Miyamoto)その他は、liacromolecules 、 1985.18.123に、ビニルエーテル単量体のリビング重合反応を脂 肪族アミンでクエンチすることにより末端アミン基を有するポリ(ビニルエーテ ル)を合成することを記述している。
得られるポリ(ビニルエーテル)アミンはα−アミノエーテル末端基を有する。
同様に、M、サワモト(Sawamoto)その他は、Po1y+oer Bu lletin、 1987.18.117にビニルエーテル重合反応をアニリン でクエンチしてアニリン末端ポリ(ビニルエーテル)を形成することを記述して いる。
ビニルエーテル重合体の始めに第一アミンを有するアミン末端ポリ(イソブチル ビニルエーテル)が、T ハンモト(Hashia+oto)その他により、J 、 Po1y、 SciPolym、 Chem、 Ed、、 1990.28 .1137に記載されている。これらのポリ(ビニルエーテル)は、次のように して製造されている。イソブチルビニルエーテルのリビング重合を2−(ビニル オキシ)エチルフタルイミドを用いて開始する。次にそのフタルイミド基をヒド ラジンで除去し、重合体の最初のビニルエーテル単位上に2−アミノエチルエー テル部分を有するポリ(イソブチルビニルエーテル)を生成させる。
今度、ポリエーテル燃料添加剤の熱安定性を、そのような添加剤のポリ(オキシ アルキレン)成分をポリ(ビニルエーテル)成分で置き換えることにより実質的 に改良することができることが発見された。得られるポリ(ビニルエーテル)ア ミンは、燃料系付着物、特に吸気弁付着物を抑制するのに驚く程効果的である〔 発明の開示〕 本発明は、エンノン付着物、特に吸気弁付着物を防止及び抑制するのに有用な新 規なポリ(ビニルエーテル)アミン燃料添加剤を与える。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、式。
範囲で沸騰する炭化水素に可溶性にするのに充分な数の炭素原子を有するヒドロ カルビル基であり:R1は、2〜約8個の炭素原子を有するアルキレン基であり 、R3、R4、Rs 、Re 、R? 、及びR8は、夫々独立に水素又は1〜 約4個の炭素原子を有する低級アルキル基であり、R9は1〜約10個の炭素原 子を有するアルキル基であり;OlはO又は1であり:そしてnは5〜99の整 数である。〕 付着物を抑制するのに効果的な量の、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンと からなる燃料組成物を与える。
本発明は、約150°F〜400°Fの範囲で沸騰する不活性で安定な親油性有 機溶媒及び約10〜70重量%の本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンからな る燃料aN物を与える。
本発明は、内燃機関中のエンジン付着物を減少させる方法において、付着物を抑 制するのに効果的な量の本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンを含有する前記 燃料組成物を用いてエンジンを作動させることからなる方法も与える。
種々の因子の中で、本発明は、成るポリ(ビニルエーテル)主鎖を有する燃料添 加剤が向上した熱安定性をもち、付着物、特に吸気弁の付着物に対する優れた抑 制効果を与えると言う全く思いがけない発見に基づいている。
C本発明の詳細な説明〕 本発明により与えられる燃料添加剤は、一般式(式中、A、R,〜R1、m及び nは上で定義した通りである。)を有する。
Aは、アンモニア、1〜約8個の炭素原子を有するモノアミン、又は2〜約12 個のアミン窒素原子及び2〜約40個の炭素原子を有するポリアミンから誘導さ れたアミン部分であるのが好ましい。Aは、アンモニア、又は2〜約12個の窒 素原子及び2〜約24個の炭素原子を有するポリアルキレンポリアミンから誘導 されたアミン部分であるのが一層好ましい。更に一層好ましくは、Aは、式:% 式%) (式中、隅0は、2〜約6個の炭素原子を有するアルキレンであり、yは1〜3 の整数である。) を有するポリアルキレンポリアミンから誘導されたポリアミン部分である。
好ましくは、R1は少なくとも5個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である 。一層好ましくは、R1は約8〜約120個の炭素原子を有するヒドロカルビル 基である。本発明の特に好ましい態様では、R1は8〜約120個の炭素原子を 有するアルキル、又は4〜約100個の炭素原子を有するアルキル基を有するア ルキルフェニルである。一層好ましくは、R,は10〜30個の炭素原子を有す るアルキル、又は4〜30個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフ ェニルである。更に一層好ましくはR,は12〜24個の炭素原子を有するアル キル基を有するアルキルフェニルである。
R2は、2〜4個の炭素原子を有するアルキレンであるのが好ましい。一層好ま しくはR2はエチレン、即ち、 CH2CH2−である。
R3、R4、R,s 、Re 、R7及びR6は、夫々独立に水素、メチル、又 はエチルであるのが好ましい。一層好ましくはR3、R+ 、Rs 、Re 、 R7及びR8は、夫々独立に水素又はメチルである。最も好ましくは、R3、R 4、R5、Re 、R?及びRaは水素である。
R9は、1〜6個の炭素原子を有するアルキルであるのが好ましい。一層好まし くは、Roは2〜4個の炭素原子を有するアルキルである。
園は1であるのが好ましい。nは10〜5oの整数であるのが好ましい。一層好 ましくは、nは15〜30の整数である。
ポリ(ビニルエーテル)アミンの好ましい群は、Aが、アンモニア、又は2〜約 12個の窒素原子及び2〜約24個の炭素原子を有するポリアルキレンポリアミ ンから誘導されたものであり、R3は、8〜約120個の炭素原子を有するアル キル基、又は4〜約100個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフ ェニルであり、R2は、2〜約4個の炭素原子を有するアルキレンであり;R5 、R4、R3、Ro、R7、及びR8は、夫々独立に水素、メチル又はエチルで あり1.R9は1〜6個の炭素原子を有するアルキルであり:I11は0又は1 であり:そしてnは10〜50の整数である場合の式■のものである。
ポリ(ビニルエーテル)アミンの一層好ましい群は、Aが式:%式%) (式中、Rloは、2〜約6個の炭素原子を有するアルキレンであり、yは1〜 3の整数であり、R1は、10〜30個の炭素原子を有するアルキル、又は10 〜30個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフェニルであり:R2 はエチレンであり; R3、R4、Rs 、Rs 、R7、及びR8は夫々水素 であり:R0は2〜4個の炭素原子を有するアルキルであり1mは0又は1であ り:そしてΩは10〜50の整数である。) を有するポリアルキレンポリアミンから誘導されたものである場合の式Iのもの である。
ポリ(ビニルエーテル)アミンの特に好ましい群は、式(式中、R2lは、10 〜30個の炭素原子を有するアルキルであり、RI2は、2〜4個の炭素原子を 有するアルキルであり、pは10〜50の整数であり、そしてqは1〜3の整数 である。) を有するものである。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、一般に通常のエンジン吸気弁作動温 度で不揮発性になるように、充分な分子量を有する。典型的には、本発明のポリ (ビニルエーテル)アミンの分子量は、約600〜約10.000.好ましくは 1.000〜3,000の範囲にある。
定義 ここで用いられる次の用語は、明らかに反することが述べられない限り、次の意 味を有する。
用語「ヒドロカルビル」とは、脂肪族、脂環式、芳香族、又はそれらの組合せ( 例えば、アラルキル又はアルカリール)でもよい主に炭素及び水素からなる有機 基を指す。そのようなヒドロカルビル基は、一般に脂肪族不飽和、即ち、オレフ ィン系又はアセチレン系不飽和を比較的含まないものであるが、少量のへテロ原 子、例えば酸素又は窒素、又は塩素の如きハロゲンを含んでいてもよい。
用語「アルキル」とは、直鎖及び分岐鎖の両方のアルキル基を指す。
用語「低級アルキル」とは、1〜約6個の炭素原子を有するアルキル基を指し、 第一、第二、及び第三アルキル基を含む。典型的な低級アルキル基には、例えば 、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、5ec−ブチル 、等が含まれる。
用語「アルキレン」は、少なくとも2個の炭素原子を有する直鎖及び分岐鎖アル キレフ基を指す。典型的なアルキレン基には、例えば、エチレン(−CH2CR 2−) 、プロピレン(−CH,CH,CH,−)、イソプロピレン(−CH( CHs)C1h ) 、n−ブチレン(CHI CH,CH2CH,−) 、s ecブチレン(−CH(CHI CH3)CH2−)等が含まれる。
用語「ビニルエーテル」は、一般式: (式中、R1及びRbは一般に水素又は低級アルキル基であり:そしてR冒まヒ ドロカルビル基である。) を有するα、β−不飽和エーテルを指す。
用語「アルキルビニルエーテル」とは、ヒドロカルビル基、Reがアルキル基で あるビニルエーテルを指す。
用語「ポリ(ビニルエーテル)」は、一般式。
(式中、R,、Rゎ及びR1は上で定義した通りであり、2は1より大きな整数 である。) を有するビニルエーテルポリマーを指す。用語「ビニルエーテル単位」とは、ポ リ(ビニルエーテル)重合体の一つの単量体単位を指す。ここで特別のポリ(ビ ニルエーテル)化合物中のビニルエーテル単位の数に言及する場合、この数は、 明らかに反することを述べていない限り、そのような化合物中のビニルエーテル 単位の平均数を指すものと理解すべきである。
一般的合成法 本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、次の一般的方法及び手順によって製 造することができる。典型的な又は好ましい工程条件(例えば、反応温度、時間 、反応物のモル比、溶媒、圧力等)が与えられている場合、別に述べていない限 り、他の工程条件も用いることができることは認められるべきである。最適の反 応条件は、用いる特定の反応物又は溶媒によって変化するが、そのような条件は 、当業者により適宜最適化手順により決定することができる。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、(a)ポリ(ビニルエーテル)成分 及び(b)アミン成分を含む。
A ポリ(ビニルエーテル)成分 本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンのポリ(ビニルエーテル)成分は、ヒド ロカルビルビニルエーテル単位及び約5〜約99個のアルキルビニルエーテル単 位を含めた、約6〜約100個のビニルエーテル単位を有するビニルエーテルポ リマーである。一般に、ポリ(ビニルエーテル)成分は、ビニルエーテルポリマ ーの初めの所にヒドロカルビルビニルエーテル単位を有し、ヒドロキシ(オキシ プロピレン)結合基に共有結合している2〜約10個の炭素原子を有する分岐又 は非分岐エチレン基で終わっている。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンのポリ(ビニルエーテル)成分は、成る 規定されたビニルエーテル単量体を「リビング重合」条件で重合することにより 製造されるのが好ましい。用語「リビング重合」は当分野でよ(知られており、 鎖移動及び停止反応が実質的に存在しないで起きる重合反応を指す。そのような 条件下では、成長する重合体の反応性末端は本質的に永久的に安定である。従っ て、各ビニルエーテル単量体は、制御されたステップ・パイ・ステップの仕方で 成長するポリ(ビニルエーテル)鎖に順次付加することができる。従って、リビ ング重合により、実質的に予測できる連続したビニルエーテル単位を有するポリ (ビニルエーテル)を製造することができる。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンを合成する好ましい方法として、リビン グ重合反応をヒドロカルビルビニルエーテル単量体を用いて開始する。アルキル ビニルエーテル単量体を、次に希望の数のビニルエーテル単位を生ずるのに充分 な量で連続的に添加する。次に反応を適当な水性条件下でクエンチし、カルボニ ル末端ポリ(ビニルエーテル)を形成し、その重合体のカルボニル基を還元し分 へ結合し、 −−1更に下で詳細 に記述するように、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンを形成する。
ヒドロカルビルビニルエーテル単量体 上で示したように、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、そのポリ(ビニ ルエーテル)アミンをガソリン又はディーゼル燃料範囲で沸騰する炭化水素に可 溶性にするのに充分な数の炭素原子を有するヒドロカルビルエーテル部分を有す る。この可溶性条件は、ポリ(ビニルエーテル)アミンが炭化水素燃料中に重量 で少なくとも約50ppmの程度まで可溶性である場合に満足される。
典型的には、ヒドロカルビルエーテル部分は、少なくとも5個の炭素原子、好ま しくは約8〜約120個の炭素原子、一層好ましくは10〜36個の炭素原子を 有する。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンのヒドロカルビルエーテル部分は、一般 にリビング重合反応を開始するのにヒドロカルビルビニルエーテル単量体を用い ることにより、ポリ(ビニルエーテル)成分中へ導入される。適当なビトロカル ビルビニルエーテル単量体は、式 %式%() (式中、R1−R4及びmは上て定義した通りである)を有する。
mが0である式IIIのヒドロカルビルビニルエーテルは、モノヒドロキシ化合 物と、オレフィンとから、反応式 %式%(1) (式中、RIR3及びR4は上て定義した通りである。)によって表されるよう に、簡単に製造することができる。この反応は、白金及び塩化パラ、ラムの如き 第VIII族貴金属化合物を触媒として行われ、塩化第二銅の如き貴金属を酸化 状態に維持することができる再生可能な酸化剤を必要とする。
反応条件は、両方共り、L、クラス(Klass)による米国特許第4. 05 7. 575号及び第4.161,610号明細書に更に記載されている(それ らの記載は参考のためここに入れである)。
別法として、口が0である式IIIのヒドロカルビルビニルエーテルは、ビニル 交換反応により製造することができる。ビニルエーテルとエステルは、反応:R ,OH+ R,,0−CR4H=CR,H→R+ OCR4H= CRs H+  Rls OH(2)(式中、R1、R5及びR4は上で定義した通りであり、 R1!は、メチル、エチル等の如き低級アルキル基、又はアセテートの如きアシ ル基である。)により、パラジウム又は水銀塩の如き触媒の存在下でそれらのビ ニル基とヒドロキシ化合物とを容易に交換する。一般に、ビニル基を与えるのに 用いられるビニルエーテルは、これらの反応では過剰に用いられる。ビニル交換 反応に適した条件は当分野でよく知られている。例えば、パラジウムを触媒とし た反応は、K。
タカギ(Takagi)その他による1974年4月25日に公告された特願昭 49−43909号公報に更に記載されており、水銀を触媒とした反応は、MF 、ショスタコブシ(Shostakovshii)その1也(こより、Ru5s ian Chemical Reviews、 37.907 (1968)及 びそこに引用された文献に記載されている。
本発明で用いるのに特に好ましいヒドロカルビルビニルエーテル単量体は、1が 1である式IIIのものである。これらの単量体はモノヒドロキシ化合物、R1 0H又はその適当な塩と、式 %式%() (式中、R2、R3及びR4は上で定義した通りであり、Yは塩素、臭素又は沃 素の如きハロゲンである。) を有するハロアルキルビニルエーテルとを反応させることにより簡単に製造する ことができる。好ましくは、R3及びR2は水素であり、R2は2〜4個の炭素 原子を有するアルキレン基である。最も好ましくは、R2はエチレン(−CH2 CH2−)であり、Yは塩素である。
ハロアルキルビニルエーテルの例には、2−クロロエチルビニルエーテル、2− クロロエチルプロペニルエーテル、3−ブロモ−n−プロビルビニルエーテル、 及び4−クロロ−〇−ブチルビニルエーテル等が含まれる。これらのハロアルキ ルビニルエーテルのあるものは市販されており、例えば、2−クロロエチルビニ ルエーテルは、ウィスコンシン州ミルウォーキー53233のアルドリッヒ・ケ ミカル社(Aldrich Che園1cal Co、、 Inc、)から購入 することができる。他のものはM、F、ショスタコブシその他により、Ru5s ian Che+aical Reviews、 37.913−914 (1 96g)及びそこに引用された文献に記載された手順により容易に製造すること ができる。
モノヒドロキシ化合物、R4○H又はその適当な塩と、式IVのハロアルキルビ ニルエーテルとの反応は、典型的にはモノヒドロキシ反応物と約1. 0〜約2 ゜0モル当量のハロアルキルビニルエーテルとを、ジメチルホルムアミド(DM F)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の如き不活性化溶媒中で、約り0℃ 〜約120℃の範囲の温度で約1〜約24時間接触させることにより行われる。
これらの条件下では、モノヒドロキソ化合物、R,OHがハロゲンと実質的に置 換して、閣が1である式IIIの望ましいヒドロカルビルビニルエーテル単量体 を形成する。ナトリウム、カリウム、又はマグネシウムの塩の如きモノヒドロキ シ化合物の塩を、ハロアルキルビニルエーテルとの反応前に、当分野でよく知ら れた手順により製造するのが好ましい。例えば、モノヒドロキシアルコールの塩 は、アルコールとナトリウム又はカリウム金属、又はナトリウム又はカリウムの 水素化物と不活性化溶媒中で接触させることにより製造することができる。別法 として、アルキルフェノールの塩は、フェノールとナトリウム又はカリウムの水 酸化物とを不活性化溶媒中で接触することにより、好ましくは製造することがで きる上記反応で用いられるモノヒドロキシ化合物、R+OHは、好ましくは8〜 約120個の炭素原子、一層好ましくは10〜30個の炭素原子を有する直鎖又 は分岐鎖脂肪族アルコール、又は約4〜約100個の炭素原子、一層好ましくは 10〜30個の炭素原子、更に一層好ましくは12〜24個の炭素原子を有する アルキル置換基を有するアルキルフェノールである。
好ましい直鎖アルコールは約8〜約30個の炭素原子を有し、例えば、オクタツ ール、ノナノール、デカノール、ヘキサデカノール(セチルアルコール)、オク タデカノール(ステアリルアルコール)等が含まれる。特に好ましい直鎖アルコ ールは、線状C1゜〜C3゜αオレフィン及びそれらの混合物から誘導されたも のである。
好ましい分岐鎖アルコールには、ポリプロピレン及びポリブテンから誘導された アルコールの如き、C1〜C,オレフィンの重合体から誘導されたものが含まれ る。特に好ましいのは、9〜約60個の炭素原子を有するポリプロピレンアルコ ール、及び8〜約120個の炭素原子を有するポリブテンアルコールである。
B、 L、クブレ(Cupp]、es)その他による1977年8月30日に公 告された米国特許第4.045,508号明細書に記載されているような、デセ ンの二量体、三量体及び四量体の如きC8〜CI6αオレフインのαオレフイン オリゴマーから誘導されたアルコールも本発明で有用である。
これら直鎖及び分岐鎖アルコールの多くは市販されており、他のものは慣用的手 順により対応するオレフィンから容易に製造することができる。オレフィンから アルコールを製造するのに適切な手順は、例えば、1.T ハリノン(Ilar ris。
口)及びS ハリノンによる、「有機合成法概説J (Compendium  of Organic 5ynthtic 1iethods) にューヨーク 、fHey−Interscienee、 1971 )第119頁〜第122 頁及びそこに引用された文献に記載さねている。
本発明の特に好ましい態様として、式IIIのヒドロカルビルビニルエーテル単 量体を製造するのに用いられるモノヒドロキン化合物、R,OHは、式(式中、 R14は、約4〜約100個の炭素原子、好ましくは10〜30個の炭素原子、 一層好ましくは12〜24個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖アルキル基であ り、■は1又は2、好ましくは1である。)を有するアルキルフェノールである 。
Vが1である時、式Vのアルキルフェノールはモノアルキルフェノールであり、 Vが2である時、アルキルフェノールはジアルキルフェノールである。モノ−及 びジ−アルキルフェノールの両方又はそれらの混合物が、本発明で用いるのに適 しているが、モノアルキルフェノールが好ましい。特に好ましくは、式Vのアル キルフェノールはバラ位置にアルキル基を有するモノアルキルフェノールである 。
式Vのアルキルフェノールを製造するための多くの方法が当分野で知られており 、これらの方法のいず゛れでも本発明で用いるのに適している。一般に、式■の アルキルフェノールは、オレフィン又はオレフィン混合物をフェノールと、アル キル化触媒の存在下で反応させることにより製造される。適当なアルキル化触媒 には、アンバーリスト(^mberlyst) (登録商標名)15の如きスル ホン酸触媒、及び三フッ化硼素エーテレートの如きルイス酸触媒が含まれる。ア ルキル化反応は、約り5℃〜約125℃の温度で行われるのが典型的である。反 応は本質的に不活性な溶媒中で、又は溶媒を入れずに行なってもよい。不活性溶 媒の例には、クロロベンゼン及びヘキサンが含まれる。
モノアルキルフェノールは、アルキル化反応で過剰のフェノール、典型的にはオ レフィン1当量当たり2〜2.5当量のフェノールを用いることにより優先的に 製造することができる。過剰のフェノールは回収して再循環するのが好ましい。
ジアルキルフェノールは、フェノール1当量当たり2当量以上のオレフィンのよ うに、アルキル化反応で過剰モルのオレフィンを用いることにより優先的に製造 することができる。
本発明で用いるのに好ましいモノアルキルフェノールには、例えば、デシルフェ ノール、ウンデノルフェノール、ドブノルフェノール、テトラデシルフェノール 、ペンタデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オクタデシルフェノール 、エイコノルフェノール、ヘキサコンルフェノール、トリアコンチルフェノール 等が含まれる。また、アルキルフェノールの混合物、例えば、CI4〜CI8ア ルキルフェノールの混合物、CI8〜C24アルキルフェノールの混合物、C2 ゜〜C24アルキルフェノールの混合物、又はCI6〜C26アルキルフエノー ルの混合物を用いることができる。
特に好ましいアルキルフェノールは、ポリプロピレン又はポリブテンの如きC3 〜C6オレフインのポリマー又はオリゴマーでフェノールをアルキル化すること により誘導されたものである。これらのポリマーは、約9〜約100個の炭素原 子を有するのが典型的であり、約10〜約30個の炭素原子を有するのが好まし い。特に好ましいアルキルフェノールは、平均4つの単位を有するプロピレンポ リマーでフェノールをアルキル化することにより製造される。このポリマーは、 プロピレンテトラマーの一般的名前を有し、市販されている。
デセンの二量体、三量体及び四量体の如き、CIl〜Cl1lαオレフィンのα オレフインオリゴマーから誘導されたアルキルフェノールも本発明で有用である 。そのようなアルキルフェノールは、1990年7月12日に公開されたPCT 国際特許出願No、Wo 90107564公報に記載されている(その記載は 参考のためここに入れである)。
アルキルビニルエーテル単量体 上で述べたように、ポリ(ビニルエーテル)成分の最初のビニルエーテル単位は 、ヒドロカルビルビニルエーテル単量体がら誘導されるのが典型的である。重合 体の後の単位は、式 %式%() (式中、R,、R,及びR3は上で定義した通りである。)を有するアルキルビ ニルエーテル単量体から誘導されるのが好ましい。好ましくはR5及びR6は、 夫々独立に水素又はメチルである。一層好ましくは、R6及びR6は両方共水素 である。
アルキル基R9は直鎖又は分岐鎖アルキル基にすることができ、好ましくは1〜 6個の炭素原子を有し、一層好ましくは2〜4個の炭素原子を有する。特に好ま しいアルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル 、及びイソブチル基である。特に好ましいアルキル基はエチル及びイソブチル基 である。
適当なアルキルビニルエーテルには、メチルビニルエーテル(H,C=CH−0 −(J−I3)、エチルヒニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプ ロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、インブチルビニルエーテル 等が含まれる。
数多くの適当なアルキルビニルエーテル単量体が市販されている。他のものは、 ヒドロカルビルビニルエーテル単量体について上で述べた手順により容易に製造 することができる。別法として、アルキルビニルエーテル単量体は、カーク・オ スマー(Kirk−Otha+er) 、エンサイクロペディア・オブ・ケミカ ル・テクノロジー、第3版、第1巻、第269頁(liley−Intersc ience 、ニューヨーク、1983)に記載されているように、アルコール 及びアセチレンから商業的規模で製造することができる。
重合条件 本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンのポリ(ビニルエーテル)成分は、ヒド ロカルビルビニルエーテル単量体及びアルキルビニルエーテル単量体とのリビン グ重合により製造するのが好ましい。ビニルエーテルのリビング重合は当分野で 知られており、T ヒガシムラ(Higashimura)その他により、Co mprehensivePolymer 5cience (Pergamon 、オックスフォード、1989)第3巻、第1部、第42節及びそこに引用され た文献に更に記述されている。
ビニルエーテル単量体を用いたリビング重合反応は、沃化水素(HI)及び沃化 亜鉛(ZnIz)又は沃素(I2)の如き弱ルイス酸からなる「開始系」を用い て行うのが典型的である。本発明では、沃化水素/沃化亜鉛開始系が特に好まし い。米国特許第5.026.799号明細書に記載されているような、ハロゲン 化脂肪族酸とハロゲン化脂肪族酸との亜鉛塩の混合物の如き他の開始剤系、或は M、サワモト(3awaa+oto)その他により、MakroIQol、 C hem、、 Macromol、 Symp、、 1990、32.131及び そこに引用された文献に記載されている開始剤系の如き他の開始系も用いること ができる。
一般に、リビング重合反応は、実質的に無水の不活性溶媒中で約−788C〜約 50℃、好ましくは一20°C〜25°Cの温度で行われる。適当な不活性溶媒 には、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル等が含まれる。
重合反応は、窒素又はアルゴンの如き乾燥不活性ガス雰囲気下で、はぼ大気圧又 は列囲圧力で行われるのが好ましい。
典型的には、リビング重合反応の最初の段階で、式IIIのヒドロカルビルビニ ルエーテル単量体を、約1.0モル当量の沃化水素と接触させ、反応:R,−( 0−R,)−一〇−C(R4)=CHRs + HI →(III) (3) R+ (ORz)−一〇−CI (R4) CHxRs(VII) (式中、R1−R4及びmは上で定義とた通りである。)に従って付加物を形成 する。好ましくは、沃化水素は、ヘキサンの如き不活性溶媒中に入れた溶液とし て添加する。この反応は、一般に約1.0〜約20分間行われ、それで通常ヒド ロカルビルビニルエーテル単量体から付加物VIIへの実質的に完全な転化をも たらすのに充分である。
リビング重合反応の第二段階で、式VIのアルキルビニルエーテル単量体又はそ のようなアルキルビニルエーテル単量体の混合物を、付加物VIIを含む溶液に 添加し、次に沃化亜鉛を導入して重合反応を開始させる。典型的には沃化水素対 沃化亜鉛のモル比は、約5:1〜約500 + 1の範囲、好ましくは約50. 1で用いられる。
一般に、アルキルビニルエーテル単量体対付加物VIIのモル比は、約6:1〜 約1001、好ましくはコ−1:1〜51゜1、一層好ましくは16.1〜3] 1の範囲になる。アルキルビニルエーテル単量体又は単量体混合物は、重合反応 の開始時に全部添加してもよく或は反応過程中に順次添加してもよい。反応の開 始時にアルキルビニルエーテル単量体の混合物を添加することにより、本質的に 無作為的に分布したアルキルビニルエーテル単位を有するポリ(ビニルエーテル )を製造することができる。別法として、異なったアルキルビニルエーテル単量 体を連続して添加することにより、同様なアルキルビニルエーテル単位の実質的 なブロックを有するポリ(ビニルエーテル)を生ずる。
重合反応のために用いられる時間は、広い範囲で変えることができ、ある程度重 合方法で用いられる反応温度及びビニルエーテル単量体に依存する。一般に、反 応は、約025〜約20時間、好ましくは10〜2,0時間行われ、本質的に全 てのアルキルビニルエーテル単量体が反応して重合体を形成するまで行われる。
重合反応の完結は、もし望むならば、アルキルビニルエーテル単量体からのビニ ルプロトン(単数又は複数)の消失を’HNMRによって観察することにより検 出することができる。
本質的に全てのアルキルビニルエーテル単量体が反応して重合体を形成した時、 重合体の反応性末端を、その反応混合物と、炭酸カリウム又は炭酸ナトリウム水 溶液の如きアルカリ金属炭酸塩水溶液の約5〜約20当量と接触させることによ りクエンチする。これにより式: %式% (式中、R1〜R@ 、m及びnは上で定義した通りである。)を有するカルボ ニル末端ポリ(ビニルエーテル)を与える。クエンチ反応は、典型的には約−2 0°C〜約25℃で約01〜約2時間行われる。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンを製造する好ましい方法として、式v■ IIのポリ(ビニルエーテル)のカルボニル基を、金属水素化物反応剤の如き適 当な還元剤で還元し、式− R,−(0−R2)m−o R,−0 ] I R3CH2−CR4−(CRsH−CRg)n−CR7H−CR,HOH(IX )(式中、R1〜Rg 、m及びnは上で定義した通りである。)を有するヒド ロキシ末端ポリ(ビニルエーテル)を形成する。特に好ましい還元剤は硼水素化 ナトリウムである。
還元反応は、式V I I Iのカルボニル末端ポリ(ビニルエーテル)と、約 2〜約10モル拍量の硼水素化ナトリウムと本質的に不活性の溶媒中で接触させ ることにより行うのが典型的である。適当な溶媒にはメタノール、エタノール、 プロパツール等が含まれる。エタノールが特に好ましい溶媒である。反応は通常 約り℃〜約40℃で約2〜約24時間行う。カルボニル化合物をアルコールへ還 元する他の適当な方法は、例えば、IT、ハリノン及びS、ハリノンによる、「 有機合成法概説J (Compendium of Organic 5ynt htic Methods) (−1−ニーヨーク、filey−rnters cience、 1971)第81頁〜第84頁及び第111頁〜第118頁及 びそこに引用された文献中に見出すことができる。
式IXのポリ(ビニルエーテル)のヒドロキシル基を、適当なアミン成分と結合 させるための適当な離脱性基へ転化するのが典型的である。例えば、ヒドロキシ ル基を、そのアルコールと適当な塩化スルホニルとをジクロロメタンの如き不活 性溶媒中でトリエチルアミン又はピリジンの如き適当なアミンの存在下で約−1 0℃〜約30℃の範囲の温度で接触させることにより、メタンスルホネート又は トルエンスルホネートの如きスルホネートへ転化する。
別法として、ヒドロキシル基は、そのアルコールと、塩化チオニル又は塩化オキ サリルの如きハロゲン化剤と接触させてハロゲンと交換し、ハロゲン末端ポリ( ビニルエーテル)を形成することができる。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のに適切な他の方法及びその反応のための適切な反応条件 は、例えば、1.T、ハリノン及びS、ハリノンによる、「有機合成法概説」( Compendium of Organic 5ynthtjc Metho ds) にニューヨーク、Wiley−Intersci■■ ce、1971)第331頁〜第337頁及びそこに引用された文献の中に見出 す上で示したように、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、ヒドロキシ( オキシプロピレン)結合基を通して前記ポリ(ビニルエーテル)成分に共有結合 したアミン成分を含む。
一般に、アミン成分は分子一つ当たり平均少な(とも約一つの塩基性窒素原子を 含む。「塩基性窒素原子」は、強酸、例えば、第一、第二、又は第三アミン窒素 により滴定することができるものである。好ましくはアミン成分の塩基性窒素原 子の少なくとも一つは第−又は第三アミン窒素であり、一層好ましくは少なくと も一つが第一アミン窒素である。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンのアミン成分は、アンモニア(NH。
)、1〜約8個の炭素原子を有するモノアミン、又は2〜約12個のアミン窒素 原子及び2〜約40個の炭素原子を有するポリアミンから誘導されるのが好まし い。アンモニア又はポリアミンから誘導されたアミン成分が特に好ましく、約1 1〜約10.1の炭素対窒素比を有するポリアミンから誘導されたものが特に好 ましい。
ポリアミンの種々の窒素原子が幾何学的に同じでないポリアミンを用いて本発明 の化合物を製造する場合、幾つかの置換異性体が可能であり、それら可能な異性 体の各々が本発明に含まれる。
適当なポリアミンは直鎖又は分岐鎖構造を持つことができ、環式又は非環式又は それらの組合せにすることができる。一般に、そのようなポリアミンのアミン窒 素原子は、少なくとも二つの炭素原子によって互いに分離されている。即ち、ア ミナル構造を有するポリアミンは不適切である。ポリアミンは、典型的にはエー テル又はヒドロキシル基として存在する一つ以上の酸素原子を含んでいてもよい 。
本発明で用いられる特に好ましいポリアミンの群は、アルキレンジアミンを含め たポリアルキレンポリアミンである。そのようなポリアルキレンポリアミンは、 2〜12個の窒素原子及び2〜約24個の炭素原子を有するそのようなポリアル キレンポリアミンのアルキレン基は、好ましくは2〜約6個の炭素原子を有し、 一層好ましくは2〜4個の炭素原子を有する。
適当なポリアルキレンポリアミンの例には、エチレンジアミン、プロピレンジア ミン、イソプロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ペンチレンジアミン、ペン チンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジイソプロピ レントリアミン、ジエチレントリアミン、ジー5ec−ブチレンジアミン、トリ エチレンテトラミン、l・リブロビレンテトラミン、トリイソブチレンテトラミ ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンへキサミン、及びそれらの混合 物が含まれる。
特に適したポリアルキレンポリアミンは、式:%式%() (式中、R1゜は、2〜約6個の炭素原子、好ましくは2〜4個の炭素原子、有 する直鎖又は分岐鎖アルキレン基であり、最も好ましくは2個の炭素原子を有す るもの、即ち、エチレン(CH2CHt )であり:yは1〜3、好ましくは1 又は2の整数である。) を有するものである。
特に好ましいポリアルキレンポリアミンは、エチレンジアミン、ジエチレントリ アミン、及びトリエチレンテトラミンである。最も好ましいのは、エチレンジア ミンである。
本発明では、一種類以上の5〜6員環をもつ環式ポリアミンを用いることも考慮 されている。そのような環式ポリアミン化合物には、ピペラジン、2−メチルビ ペラノン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシエチル )ピペラジン、1,2−ビス−(N−ピペラジニル)エタン、3−アミノピロリ ジン、N−(2−アミノエチル)ピロリジン等が含まれる。環式ポリアミンの中 でピペラジンが好ましい。
別法として、アミン成分は、アンモニア、又は1〜約8個の炭素原子を有するモ ノアミンから誘導してもよい。適当なモノアミンには第−N−アルキルアミン及 び第二N、 N−ジアルキルアミンが含まれる。モノアミンの中で、1〜約4個 の炭素原子を有する非分岐鎖アルキル基を有する第−N−アルキルアミンが好ま しく、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、及びn−ブ チルアミンである。モノアミンの中で最も好ましいのはメチルアミンである。
本発明で用いるのに適したアミンの多くは市販されており、その他の多くのもの は当分野でよく知られた方法により製造される。例えば、アミンの製造方法及び それらの反応は、シヂエウィノク(Sidgevick)著[窒素の有機化学J  (The Organic Chemistry of Nitrogen)  (C1arendon Press、オックスフォード、1966)、ノラー (Noller)著「有機化合物の化学J (Chemistry of Or ganic Compounds)(Saunders、フィラデルフィア、1 957L第2版、及びカーク・オスマー(Kirk−Othmer) rエンサ イクロペディア・オブ・ケミカル・テクノロジー」第2版、特に第2巻、第99 頁−第116頁に詳細に記述されている。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、一般にアミン成分と、上で述べたス ルホネート又はハロゲンの如き適当な離脱性基を有する末端官能性ポリ(ビニル エーテル)成分と約り5℃〜約175℃の範囲の温度で約10〜約70時間接触 させることにより製造される。
一般に、約2=1〜約20:1、好ましくは5:1〜10:1の範囲のアミン成 分対ポリ(ビニルエーテル)成分のモル比を用いる。反応は大気圧で行われるの が典型的であるが、アンモニアの如き低沸点アミン成分を用いた場合、一層高い 圧力が好ましい。反応混合物を水で洗浄し、その混合物を通常真空中で追い出し て残留溶媒を除去することにより希望の生成物を得ることができる。
別法として、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、式VIIIのカルボニ ル末端ポリ(ビニルエーテル)とアミン成分とから標準的還元アミン化法を用い て製造することができる。
燃料組成物 本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、エンジン付着物、特に吸気弁付着物 を防止及び抑制するための、炭化水素燃料に入れる添加剤として有用である。
典型的には、希望のイ1¥1物抑制は、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミン を含有する燃料組成物で内燃機関を作動させることにより達成される。希望の付 着物抑制を達成するのに必要な添加剤の適切な濃度は、用いた燃料の種類、エン ジンの型、他の燃料添加剤の存在によって変化する。
一般に、炭化水素燃料中の本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンの濃度は、重 量で、約50−約2500ppm、好ましくは75−1.OOOppmの範囲に なるてあろう。池の付着物抑制添加物が存在する場合、本発明の添加物の使用1 は一層少なくすることができる。更に、本発明の添加剤をキャブレーク−清浄剤 としてのみ用いる場合には、例えば30〜70ppmの一層低い濃度が好ましい てあろう。
本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンは、約65°C〜205°C(約150 ゜F〜400°F)の範囲で沸騰する不活性で安定な親油性(即ち、ガソリンに 溶解する)有機溶媒を用いて濃厚物として配合してもよい。好ましくは、ベンゼ ン、)・ルエン、キルン、又は一層高い沸点の芳香族又は芳香族シンナーの如き 脂肪族又は芳香族炭化水素溶媒を用いる。炭化水素溶媒と組合せて、イソプロパ ツール、イソブチルカルビノール、n−ブタノール等の如き約3〜8個の炭素原 子を有する脂肪族アルコールも、本発明の添加剤と共に用いるのに適している。
濃厚物では、添加剤の量は、一般に約10〜約70重量%、好ましくは10〜5 0重量%、一層好ましくは10〜25重量%の範囲にある。
ガソリン燃料では、他の燃料添加剤を本発明の添加剤と共に用いてもよく、それ らには例えば、t−ブチルメチルエーテルの如き酸素付加剤(oxygenat e) 、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如きアンチノッ ク剤、及びヒドロカルビルアミン、ヒドロカルビルポリ(オキジアルキLノン) アミン、又はスフノンイミドの如き他の分散剤/清浄剤が含まれる。更に、酸化 防止剤、金属不活性化剤、解乳化剤を存在させてもよい。
ディーゼル燃料では、流動点降下剤、流動性改良剤、セタン改良剤等の如き他の よく知られた添加物を用いることができる。
燃料可溶性不揮発性キャリヤー流体又は油も、本発明のポリ(ビニルエーテル) アミンと共に用いることができる。キャリヤー流体は、不揮発性残渣(NVR) を実質的に増大する化学的に不活性な炭化水素可溶性液体ビヒクルであるか、又 は要求オクタン価上昇に対し圧倒的に寄与することのない、燃料添加剤組成物の 溶媒を含まない液体部分である。キャリヤー流体は天然又は合成の油でもよく、 例えば、鉱油、精製石油系油、水素化及び非水素化ポリαオレフィンを含めた合 成ポリアルカン及びアルケン、及び例えば、ルイス(Lewis)による米国特 許第4.191.537号明細書に記載されているもののような合成ポリオキシ アルキレン誘導浦でもよい。
これらのキャリヤー流体は、本発明の燃料添加剤のためのキャリヤーとして働き 、付着物の除去及び付着遅延に役立つものと考えられている。キャリヤー流体は 、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミンと組合せて用いると、相乗的付着物抑 制特性を示す。
キャリヤー流体は、重量で、炭化水素燃料の約100〜約5000ppm、好ま しくは燃料の400〜3000ppmの範囲の量で用いられるのが典型的である 。好ましくは、キャリヤー流体対付着物抑制添加物の比は、約051〜約101 、一層好ましくは21〜51、最も好ましくは約4・1の範囲にあ燃料濃厚物と して用いる場合、キャリヤー流体は一般に約20〜約60重量%、好ましくは3 0〜50重量%の範囲の量で存在する。
〔実施例〕
次の実施例は、本発明の特定の態様及びその合成製造を例示するために与えられ ており、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
例1 2−(p−ドデシルフェノキシ)エチルビニルエーテルの製造機械的撹拌器、還 流凝縮器、滴下漏斗、温度計及び窒素入口を具えたフラスコに、104.96g のp−ドデシルフェノキシ(フェノールをプロピレンテトラマーでアルキル化す ることによりyA製された)、120m1の無水ジメチルスルホキシド、及び2 4gの水酸化ナトリウムを入れた。混合物を室温で30分間撹拌し、次に70〜 75°Cに加熱マントルで2時間加熱した。加熱マントルを除去し、64gの2 −クロロエチルビニルエーテルを、80°Cより低い温度を維持する速度で滴下 した。添加が完了した後、反応を75°Cに16時間加熱し、室温へ冷却し、5 00m1の水の中−\注ぎ入れた。その水をジエチルエーテルで3回抽出し、− 緒にした有機層を水で3回、飽和塩化ナトリウム水溶液で1回洗浄した。次に有 機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去し、希望のエ ーテルをオレンジ色の油として132.2g生成させた。
例2 温度計、磁器撹拌器、隔膜、滴下漏斗及び窒素入口を具えた濾乾燥フラスコ中に 、例1からの2−(p−ドデシルフェノキシ)エチルビニルエーテル37.5g 及び無水トルエン3リツトルを入れた。フラスコの内容物を一10℃に冷却し、 無水沃化水素0.44Nをヘキサン中に入れたちの256.4mlを一10℃よ り低く温度を維持する速度で添加した。反応を一10℃で10分間撹拌し、20 4.8mlのエチルビニルエーテル(前に水素化カルシウムから蒸留し、次にナ トリウムから蒸留した)を添加し、次に11.3mlの無水ジエチルエーテル中 に溶解した0、72gの無水沃化亜鉛を添加した。沃化亜鉛溶液は、−10℃の 温度を維持する速度で添加した。反応混合物を一10℃で1.5時間撹拌し、次 に炭酸カリウムの水溶液(1,55,94gを624m1の水に溶解した)でク エンチし、15分間撹拌した。10%のチオ硫酸ナトリウム水溶液(500m  l)を添加し、冷却用浴を取り外した。有機層を分離し、10%チオ硫酸ナトリ ウム水溶液で2回、水で3回、そして飽和塩化ナトリウム水溶液で1回洗浄した 。
次に有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去して希 望のアルデヒド195.40gを得た。
例3 例2からのアルデヒド195.4gを1リツトルのエタノールに溶解した溶液に 窒素中で硼水素化ナトリウム(21,9g)を添加した。反応を室温で16時間 撹拌し、300m1の10%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。溶媒の殆どを 真空中で除去し、1.16リントルの10%水酸化ナトリウム水溶液を添加した 。水性層をヘキサンで4回抽出した。−緒にした有機層を飽和塩化ナトリウム水 溶液で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去 して184.36gの希望のアルコールを得た。
例4 例3からのアルコール184.36gを18リツトルの無水ジクロロメタンに溶 解した溶液へ、トリエチルアミン(18,3m1)を添加した。内容物をOoC へ冷却し、93mlの塩化メタンスルホニルを滴下した。冷却用浴を除去し、反 応を室温で6時間撹拌した。反応を1リンドルのジクロロメタンで希釈し、得ら れた溶液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回洗浄し、飽和塩化ナトリウム水 溶液で1回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真 空中で除去し、希望のメシレート227.7gを得た。
例5 α−[2−N−(2’−アミノエチル)アミノエチル]−ω−[1−(2−(p −ドデシルフェノキシ)エトキシ)エチルコポリ(1−エトキシエチレン)例4 からのメシレート(227,7g)及び644m1のエチレンジアミンを16時 間還流加熱した。反応を3リツトルのヘキサンで希釈し、得られた溶液を飽和炭 酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で2回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウ ムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去して油を与えた。その油をシリカゲル によるクロマトグラフにかけ、最初にジクロロメタン/イソプロパツール/水酸 化アンモニウム(9:0.9+0.1)で溶離し、次にヘキサン/ジエチルエー テル/メタノール/イソプロピルアミン(4:4:1.5:0.5)で溶離し、 黄色の油として希望の生成物826gを得た。その生成物は平均18のエトキノ エチレン単位を持っていた。’HNMR(CDCIりδ7. 005−725( ,24L 6.7−6.9 (m、2H)、3.95−4.05 (m。
2H) 、3.1−3.9 (m、57H) 、2. 6−2. 9 (m、  6H) 、0. 4−1. 95 (m、120H)。
例6 温度計、磁器撹拌器、隔膜、滴下漏斗及び窒素入口を具えた瀘乾燥フラスコ中に 、例1からの2−(p−ドデシルフエノキノ)エチルビニルエーテル18.75 g及び無水トルエン1.5リツトルを入れた。フラスコの内容物を一10℃に冷 却し、無水沃化水素0.51Nをヘキサン中に入れたちの110.6mlを一1 0℃より低く温度を維持する速度で添加した。反応を一10℃で10分間撹拌し 、138.7mlのイソブチルビニルエーテル(水素化カルシウムから蒸留し、 次にナトリウムから蒸留した)を添加し、次に5.7mlの無水ジエチルエーテ ル中に溶解した0 36gの無水沃化亜鉛を添加した。沃化亜鉛は、−10℃の 温度を維持する速度で添加した。反応混合物を一10℃で15時間撹拌し、次に 312m1の水の中に77.97gの炭酸カリウムを溶解したものを添加した。
反応を15分間撹拌し、次に10%のチオ硫酸ナトリウム水溶液300m1を添 加し、次に冷却用浴を取り外した。有機層を分離し、10%チオ硫酸ナトリウム 水溶液で2回、水で3回、そして飽和塩化ナトリウム水溶液で1回洗浄した。次 に有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去して希望 のアルデヒド125,01gを得た。
例7 α−(2−ヒドロキシエチル)−ω−[1−(2’ −(p−ドデシルフエノキ 例6からのアルデヒド125.Olgを663m1のエタノールに溶解した溶液 に窒素中で硼水素化ナトリウム(10,87g)を添加した。反応を室温で16 時間撹拌し、192m1の10%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。溶媒の殆 どを真空中で除去し、744m1の10%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。
水性層をヘキサンで4回抽出した。−緒にした有機層を飽和塩化ナトリウム水溶 液で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去し て124.97gの希望のアルコールを得た。
例8 α−(2−メタンスルホニルオキシエチル)−ω−[1−(2’ −(p−ドデ /ルフェノキシ)エトキン)エチルコポリ(1−イソブトキシエチレン)の製造 例7からのアルコール124.97gを1.22リツトルの無水ジクロロメタン に溶解した溶液へ、トリエチルアミン(9,6m1)を添加した。内容物を0℃ へ冷却し、49mlの塩化メタンスルホニルを滴下した。冷却用浴を除去し、反 応を室温で6時間撹拌した。反応を1リツトルのジクロロメタンで希釈し、得ら れた溶液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回洗浄し、飽和塩化ナトリウム水 溶液で1回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真 空中で除去し、希望のメンレート135.38gを得た。
例9 α−[2−N−(2’−アミノエチル)アミノエチルコーω−[1−(2’ − (p−ドデシルフエノキン)エトキン)エチルコポリ(1−イソブトキシエチレ ン8からのメンレート(135,38g)及び382.9mlのエチレンジアミ ンを16時間還流加熱した。反応を2リツトルのヘキサンで希釈し、得られた溶 液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で2回洗浄した。有機層を無水硫 酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去して油を与えた。その油を ノリ力ゲルによるクロマトグラフにかけ、最初にジクロロメタン/イソプロパツ ール/水酸化アンモニウム(9:0.9:領 1)で溶離し、次にヘキサン/ジ エチルエーテル/メタノール/イソプロピルアミン(4:4・1.5+0.5) で溶離し、黄色の油として希望の生成物27.5gを得た。その生成物は平均2 2のイソブトキンエチレン単位を持っていた。 ’HNMR(CDCI、)δ7 05−7. 25 (m、 2H) 、6. 7−6、 9 (m、 2H)  、4. 05−4゜15(t、2H) 、2. 8−4. 0 (m、69H)  、2. 6−1. 8 (m、 6H) 、0. 6−2. 0 (m、22 8H)。
例10 α−(1−ホルミルエチル)−ω−[1−(2’ −(p−ドブノルフェノキン 温度計、磁器撹拌器、隔膜、滴下漏斗及び窒素入口を具えた濾乾燥フラスコ中に 、例1からの2− (p−ドデシルフエノキノ)エチルビニルエーテル18.7 5g及び無水トルエン1.5リツトルを添加した。フラスコの内容物を一10℃ に冷却し、無水沃化水素0.51Nをヘキサン中に入れたちの110.6mlを 一10℃より低く温度を維持する速度で添加した。反応を一10℃で10分間撹 拌し、92.3mlのエチル1−プロペニルエーテル(水素化カルシウムから蒸 留し、次にナトリウムから蒸留した)を添加し、次に5.7mlの無水ジエチル エーテル中に溶解した0、36gの無水沃化亜鉛を添加した。沃化亜鉛溶液は、 −10°Cの温度を維持する速度で添加した。反応混合物を・−10℃で1.5 時間撹拌し、次に312m1の水の中に77.97gの炭酸カリウムを溶解した ものを添加した。反応を15分間撹拌し、10%のチオ硫酸ナトリウム水溶液3 00m1を添加し、次に冷却用浴を取り外した。有機層を分離し、10%チオ硫 酸ナトリウム水溶液で2回、水で3回、そして飽和塩化ナトリウム水溶液で1回 洗浄した。次に有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で 除去して希望のアルデヒド670.72gを得た。
例11 例10からのアルデヒド70.72gを362m1のエタノールに溶解した溶液 に窒素中で硼水素化ナトリウム(6,Log)を添加した。反応を室温で16時 間撹拌し、110m1の10%水酸化ナトリウム水溶液を添加した。溶媒の殆ど を真空中で除去し1.421 m lの10%水酸化ナトリウム水溶液を添加し た。
水性層をヘキサンで4回抽出した。−緒にした有機層を飽和塩化ナトリウム水溶 液で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去し て80.46gの希望のアルコールを得た。
例12 α−(2−メタンスルホニルオキシ−1−メチルエチル)−ω−[1−(2’− (p−ドデシルフェノキシ)エトキシ)エチルコポリ(1−エトキシプロビレ例 11からのアルコール80.46gを785m1の無水ジクロロメタンに溶解し た溶液へ、トリエチルアミン(6,1m1)を添加した。内容物を0℃へ冷却し 、3.1mlの塩化メタンスルホニルを滴下した。冷却用浴を除去し、反応を室 温で6時間撹拌した。反応を500m1のジクロロメタンで希釈し、得られた溶 液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で2回洗浄し、飽和塩化ナトリウム水溶液で 1回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で 除去し、希望のメル−1−81.2gを得た。
例13 α−[2−N−(2’−アミノエチル)アミノ−1−メチルエチル]−ω−[例 12からのメシレート(81,2g)及び230m1のエチレンジアミンを16 時間還流加熱した。反応を800m1のへキサンで希釈し、得られた溶液を飽和 炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で2回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリ ウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去して油を与えた。その油をシリカゲ ルによるクロマトグラフにかけ、最初にジクロロメタンで溶離し、次にヘキサン /ジエチルエーテル/メタノール/イソプロピルアミン(4:4:1.5:05 )で溶離し、黄色の油として希望の生成物832gを得た。その生成物は平均1 5の1−エトキシプロピレン単位を持っていた。IHNMR(CDCl2)67 、 05−7. 25 (m、 2H) 、6. 7−6、 9 (m、 2H ) 、4. 0−4.1 (t、2H) 、2.8−4.0 (m、48H)  、2.41−2.8 (m、6H) 、0. 5−2. 2 (m、137H) 。
例14 熱重量分析 種々の試験試料の熱安定性を熱重量分析(TGA)により測定した。TGA法で 、データー分析のためにマイクロコンピュータ−と接続したデュポン95 ]、  TGA装置を用いた。燃料添加物の試料(約25mg)を100cm3/分で 流れる空気流中で10°C/分で25℃から700℃へ加熱した。試験試料の各 々について95%の重量減少が起きる温度を記録し、表■に示す。95%重量減 少温度が高い程、熱安定性が優れていることを示している。
表1 熱重量分析結果 試料 95重量%減減少度 例5533°C 例9488℃ 例13 485℃ 比較例A’ 340℃ 比較例82 331℃ 1比較例Aは、ホネンによる米国特許第4.247,301号明細書の実施例6 に記載されているのと同様なやり方で製造されたドデシルフェニルポリ(オキシ ブチレン)エチレンジアミン(約1690の分子量を有する)であった。
2比較例Bは、ルイスその他による米国特許第4.160.648号明細書の実 施例6〜8に記載されているのと同様なやり方で製造されたドデシルフェニルポ リ(オキシブチレン)エチレンジアミンカルバメート(約1718の分子量を有 する)であった。
表Tのデーターは、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミン(例5.9、及び1 3)が、既知のポリ(オキシアルキレン)燃料添加剤と比較して、著しく増大し た熱安定性(>145°C)を有することを示している。
例15 単ノリンダーエンジン試験 試験化合物をガソリン中に混合し、それらの付着物減少能力を、ASTM/CF R単ノリンダーエレノリンダ−エンジン試験ォーケンヤ(Waukesha)  CF R単シリンダーエンノンを用いた。各実験を15時間行い、その時間が終 わった時、吸気弁を取り出し、ヘキサンで洗浄し、秤量した。前に決定した奇麗 な弁の重量を、実験が終わった時の弁の重量から差し引いた。二つの重量の差は 、付着物の重量である。付着物の量が少ない程、優れた添加剤であることを示し ている。試験の操作条件は次の通りであった 水冷ジャケット温度、200°F 、真空度、12inHg;空気・燃料比、121点火スパークタイミング、40 °BTC,エンノン速度、1800rpm;エンノンオイル、市販30W浦。
吸気弁に付着した炭素買付着物の量(mg)を、試験化合物の各々について表■ ロ二報告する。
吸気弁付着物重量(mg) 試料1 実験1 実験2 平均 基礎燃料 197.4 21.2.3 204.9例5 1.8 1.1 1. 5 例9 9.0 g、2 8.6 例13 126.1 116.7 121.4上記単シリンダーエンジン試験で 用いた基礎燃料は、燃料清浄剤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、その基礎燃料と、20oppma (ppm活性体)の濃 度を与えるように混合した。
表■1のデーターは、本発明のポリ(ビニルエーテル)アミン(例5.9、及び 13)によって与えられる吸気弁付着物が、基礎燃料と比較して、顕著に減少し たことを例示している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.化合物であって、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Aは少なくとも一つの塩基性窒素原子を有するアミン部分であり;R1 は、前記化合物をガシリン又はディーゼル燃料範囲で沸騰する炭化水素に可溶性 にするのに充分な数の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;R2は、2〜 約8個の炭素原子を有するアルキレンであり、R3、R4、R5、R6、R7、 及びR8は、夫々独立に水素又は1〜約4個の炭素原子を有する低級アルキルで あり; R9は1〜約10個の炭素原子を有するアルキルであり;mは0又は1であり; そしてnは5〜99の整数である。〕を有する化合物。 2.nが10〜50の整数である、請求項1に記載の化合物。 3.nが15〜30の整数である、請求項2に記載の化合物。 4.アミン部分が、アンモニア、1〜約8個の炭素原子を有するモノアミン、又 は2〜約12個のアミン窒素原子及び2〜約40個の炭素原子を有するポリアミ ンから誘導されたものである、請求項2に記載の化合物。 5.R1が8〜約120個の炭素原子を有するアルキル、又は4〜約100個の 炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフェニルである、請求項4に記載 の化合物。 6.R2が2〜約4個の炭素原子を有するアルキレンであり;R3、R4、R5 、R6、R7、及びR8が、夫々独立に水素、メチル、又はエチルであり;R9 が1〜6個の炭素原子を有するアルキルである、請求項5に記載の化合物。 7.アミン部分が、2〜約12個の窒素原子及び2〜約24個の炭素原子を有す るポリアルキレンポリアミンから誘導されたものである、請求項6に記載の化合 物。 8.R1が10〜約30個の炭素原子を有するアルキル、又は10〜30個の炭 素原子を有するアルキル基を有するアルキルフェニルである、請求項7に記載の 化合物。 9.R2がエチレンであり;R3、R4、R5、R6、R7、及びR8が、夫々 水素であり;R9が2〜4個の炭素原子を有するアルキルである、請求項8に記 載の化合物。 10.ポリアルキレンポリアミンが、式:H2N−(R10NH)y−H (式中、R10は、2〜約6個の炭素原子を有するアルキレンであり、yは1〜 3の整数である) を有する、請求項9に記載の化合物。 11.R10がエチレンである、請求項8に記載の化合物。 12.yが1又は2である、請求項11に記載の化合物。 13.R1が12〜24個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフェ ニルである、請求項11に記載の化合物。 14.アルキル基がプロピレンテトラマーから誘導されたものでああ、請求項1 3に記載の化合物。 15.R9がエチル又はイソブチルである、請求項14に記載の化合物。 17.主成分多量のがシリン又はディーゼル範囲で沸騰する炭化水素と、清浄剤 として有効な量の化合物で、式: ▲数式、化学式、表等があります▼(I)(式中、Aは少なくとも一つの塩基性 窒素原子を有するアミン部分であり;R1は、前記化合物をガシリン又はディー ゼル燃料範囲で沸騰する炭化水素に可溶性にするのに充分な数の炭素原子を有す るヒドロカルビル基であり;R2は、2〜約8個の炭素原子を有するアルキレン 基であり、R3、R4、R5、R6、R7、及びR8は、夫々独立に水素又は1 〜約4個の炭素原子を有する低級アルキル基であり; R9は1〜約10個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖アルキル基であり;mは 0又は1であり;そしてnは5〜99の整数である。〕を有する化合物とからな る燃料組成物。 18.アミン部分が、アンモニア、1〜約8個の炭素原子を有するモノアミン、 又は2〜約12個のアミン窒素原子及び2〜約40個の炭素原子を有するポリア ミンから誘導されたものであり;R1が8〜約120個の炭素原子を有するアル キル、又は4〜約100個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフェ ニルであり;nが10〜50の整数である、請求項17に記載の燃料組成物。 19.R2が2〜4個の炭素原子を有するアルキレンであり;R3、R4、R5 、R6、R7、及びR8が、夫々独立に水素、メチル、又はエチルであり;R9 が1〜6個の炭素原子を有するアルキルである、請求項18に記載の燃料組成物 。 20.アミン部分が、2〜約12個の窒素原子及び2〜約24個の炭素原子を有 するポリアルキレンポリアミンであり;R1が10〜約30個の炭素原子を有す るアルキル、又は10〜30個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキル フェニルである、請求項19に記載の燃料組成物。 21.R2がエチレンであり;R3、R4、R5、R6、R7、及びR8が、夫 々水素であり;R9が2〜4個の炭素原子を有するアルキルである、請求項20 に記載の燃料組成物。 22.ポリアルキレンポリアミンが、式:H2N−(R10NH)y−H (式中、R10は、2〜約6個の炭素原子を有するアルキレンであり、yは1〜 3の整数である) を有する、請求項21に記載の燃料組成物。 23.R10がエチレンである、請求項22に記載の燃料組成物。 24.yが1又は2である、請求項23に記載の燃料組成物。 25.組成物が、重量で約50〜約2500ppmの化合物を含む、請求項17 に記載の燃料組成物。 26.組成物が、重量で約100〜約5000ppmの燃料可溶性不揮発性キャ リヤ−流体を含む、請求項25に記載の燃料組成物。 27.請求項17に記載の燃料組成物を用いてエンジンを作動させることからな る内燃機関エンジンのエンジン付着物を減少させる方法。 28.約150°F〜400°Fの範囲で沸騰する不活性で安定な親油性有機溶 媒と、約10〜約70重量%の化合物で、式:▲数式、化学式、表等があります ▼ (式中、Aは少なくとも一つの塩基性窒素原子を有するアミン部分であり;R1 は、前記化合物をガシリン又はディーゼル燃料範囲で沸騰する炭化水素に可溶性 にするのに充分な数の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり;R2は、2〜 約8個の炭素原子を有するアルキレン基であり、R3、R4、R5、R6、R7 、及びR8は、夫々独立に水素又は1〜約4個の炭素原子を有する低級アルキル 基であり; R9は1〜約10個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖アルキル基であり;mは 0又は1であり;そしてnは5〜99の整数である。〕を有する化合物とからな る燃料濃厚物。 29.アミン部分が、アンモニア、1〜約8個の炭素原子を有するモノアミン、 又は2〜約12個のアミン窒素原子及び2〜約40個の炭素原子を有するポリア ミンから誘導されたものであり;R1が8〜約120個の炭素原子を有するアル キル、又は4〜約100個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルフェ ニルであり;nが10〜50の整数である、請求項28に記載の燃料濃厚物。 30.R2が2〜4個の炭素原子を有するアルキレンであり;R3、R4、R5 、R6、R7、及びR8が、夫々独立に水素、メチル、又はエチルであり;R9 が1〜6個の炭素原子を有するアルキルである、請求項29に記載の燃料濃厚物 。 31.アミン部分が、2〜約12個の窒素原子及び2〜約24個の炭素原子を有 するポリアルキレンポリアミンから誘導されたものであり;R1が10〜30個 の炭素原子を有するアルキル、又は10〜30個の炭素原子を有するアルキル基 を有するアルキルフェニルである、請求項30に記載の燃料濃厚物。 32.R2がエチレンであり;R3、R4、R5、R6、R7、及びR8が、夫 々水素であり;R9が2〜4個の炭素原子を有するアルキルである、請求項31 に記載の燃料濃厚物。 33.ポリアルキレンポリアミンが、式:H2N−(R10NH)y−H (式中、R10は、2〜約6個の炭素原子を有するアルキレンであり、yは1〜 3の整数である) を有する、請求項32に記載の燃料濃厚物。 34.R10がエチレンである、請求項33に記載の燃料濃厚物。 35.yが1又は2である、請求項34に記載の燃料濃厚物。 36.燃料濃厚物が、10〜50重量%の化合物を含む、請求項28に記載の燃 料濃厚物。 37.燃料濃厚物が、約20〜約60重量%の燃料可溶性不揮発性キャリヤ−流 体を含む、請求項28に記載の燃料濃厚物。
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