JPH09302028A - ポリアルキルフェニル及びポリアルキルオキシカルボニルフェニルヒドロキシベンゾエート及びそれを含有する燃料組成物 - Google Patents

ポリアルキルフェニル及びポリアルキルオキシカルボニルフェニルヒドロキシベンゾエート及びそれを含有する燃料組成物

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JPH09302028A
JPH09302028A JP9000228A JP22897A JPH09302028A JP H09302028 A JPH09302028 A JP H09302028A JP 9000228 A JP9000228 A JP 9000228A JP 22897 A JP22897 A JP 22897A JP H09302028 A JPH09302028 A JP H09302028A
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formula
molecular weight
hydroxy
substituent
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Richard E Cherpeck
イー.チャーペック リチャード
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Chevron Phillips Chemical Co LP
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Chevron Chemical Co LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の付着物、特に吸気弁付着物の防止
及び抑制のための炭化水素燃料添加剤を与える。 【解決手段】式: 【化1】 〔式中、Xは、水素又はヒドロキシであり、Yは、−R
又は−C(O)O−R(ここで、Rは、約450〜50
00の平均分子量を有するポリアルキル基である)であ
る。〕を有する化合物又はその燃料可溶性塩。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、或るポリアルキル
フェニル及びポリアルキルオキシカルボニルフェニルヒ
ドロキシ及びジヒドロキシベンゾエートに関する。更に
別の態様として、本発明は、そのような化合物を、エン
ジン付着物の防止及び抑制のために燃料組成物中に使用
することに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジンは、炭化水素燃料の酸化
及び重合のため、キャブレーター入口、スロットル本
体、燃料噴射器、吸気口、及び吸気弁のようなエンジン
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 contr
ol)」添加剤を開発することは極めて重要であり、数多く
のそのような物質が当分野で知られている。例えば、脂
肪族炭化水素置換フェノールを、燃料組成物に用いる
と、エンジン付着物が減少することが知られている。ク
ロイツ(Kreuz)その他による1974年11月19日に
公告された米国特許第3,849,085号明細書に
は、脂肪族炭化水素基が約500〜3500の範囲の平
均分子量を有する高分子量脂肪族炭化水素置換フェノー
ルを約0.01〜0.25体積%含有するガソリン沸点
範囲の炭化水素混合物からなるモーター燃料組成物が記
載されている。この特許には、少量の脂肪族炭化水素置
換フェノールを含有するガソリン組成物が、ガソリンエ
ンジンの吸気弁及び吸気口での付着物の形成を防止又は
阻止するのみならず、エンジンのマニホルド中の分解及
び付着物形成を最小にしながら、比較的高い作動温度で
作動するように設計されたエンジンの燃料組成物の性能
を向上させることが教示されている。
【0003】同様に、マクレーダー(Machleder)その他
による1979年1月16日に公告された米国特許第
4,134,846号明細書には、(1)脂肪族炭化水
素置換フェノール、エピクロルヒドリン、及び第一級又
は第二級モノ−又はポリ−アミンの反応生成物と、
(2)ポリアルキレンフェノールとの混合物からなる燃
料添加剤組成物が記載されている。この特許は、そのよ
うな組成物がキャブレーター、吸気系統、及び燃焼室に
対する優れた清浄性を示し、更に、低い濃度で炭化水素
燃料中に入れて用いると効果的な防錆性を与えることを
教示している。アミノフェノールも、燃料組成物中に用
いると清浄剤/分散剤、酸化防止剤及び腐食防止剤とし
ての機能を果たすことが知られている。例えば、R.
M.ランゲ(Lange)による1982年3月16日に公告
された米国特許第4,320,021号明細書には、少
なくとも30個の炭素原子を有する少なくとも一つの実
質的に飽和した炭化水素系置換基を有するアミノフェノ
ールが記載されている。この特許のアミノフェノール
は、油系潤滑剤及び通常の液体燃料に有用な望ましい性
質を与えることが教示されている。ニトロフェノールも
燃料添加剤として用いられてきた。例えば、K.E.デ
イビス(Davis)による1982年8月31日に公告され
た米国特許第4,347,148号明細書には、少なく
とも約40個の炭素原子を有する少なくとも一つの脂肪
族置換基を有するニトロフェノールが記載されている。
この特許のニトロフェノールは、潤滑油及び燃料組成物
のための清浄剤、分散剤、酸化防止剤及び解乳化剤とし
て有用であることが教示されている。
【0004】更に、ウデルホーフェン(Udelhofen)その
他による1980年11月4日に公告された米国特許第
4,231,759号明細書には、(1)アルキル基が
約600〜約3,000の数平均分子量を有する高分子
量アルキル置換ヒドロキシ芳香族化合物、(2)アミ
ン、及び(3)アルデヒドのマンニッヒ縮合生成物から
なる燃料添加剤組成物が記載されている。この特許は、
そのようなマンニッヒ縮合生成物を、単独で用いると気
化器を清浄にし、炭化水素キャリヤー流体と一緒に用い
ると、吸気弁を清浄にすることを教示している。フラン
ツ(Franz)その他による1989年8月22日に公告さ
れた米国特許第4,859,210号明細書には、
(1)ポリブチル又はポリイソブチル基が324〜30
00の数平均分子量を有する一種類以上のポリブチル又
はポリイソブチルアルコール、又は(2)ポリブチル又
はポリイソブチルアルコールのポリ(アルコキシレー
ト)、又は(3)ポリブチル又はポリイソブチルアルコ
ールのカルボキシレートエステルを含有する燃料組成物
が記載されている。この特許は、更に燃料組成物がポリ
ブチル又はポリイソブチルアルコールのエステルを含む
場合、エステルを形成する酸基は、飽和又は不飽和、脂
肪族又は芳香族、非環式又は環式モノ−又はポリ−カル
ボン酸から誘導することができることを教示している。
【0005】デクスター(Dexter)その他による1966
年11月15日及び1967年7月11日に夫々公告さ
れた米国特許第3,285,855号及び第3,33
0,859号明細書には、エステル部分が6〜30個の
炭素原子を有するジアルキルヒドロキシ安息香酸及びヒ
ドロキシフェニルアルカノイックアシッドのアルキルエ
ステルが記載されている。これらの特許は、そのような
エステルが、通常酸化劣化を受けるポリプロピレン及び
他の有機材料を安定化するのに有用であることを教示し
ている。立体障害をもつジアルキルヒドロキシフェニル
基を有する同様なアルキルエステルが、ロス(Ross)によ
る1993年3月23日に公告された米国特許第5,1
96,565号明細書に記載されており、トリアルキル
ヒドロキシ芳香族カルボン酸、アミド、及びエステル
が、1977年9月20日に公告されたスピバック(Spi
vack)による米国特許第4,049,713号明細書に
記載されている。4′−ヒドロキシフェニルプロパノエ
ートエステルも、1987年12月15日に公告された
スピバックによる米国特許第4,713,475号明細
書に記載されている。モレ(Mollet)その他による199
3年3月23日に公告された米国特許第5,196,1
42号明細書には、エステル部分が23個までの炭素原
子を有するヒドロキシフェニルカルボン酸のアルキルエ
ステルが記載されている。この特許は、そのような化合
物がエマルジョン重合した重合体を安定化するための酸
化防止剤として有用であることを教示している。199
3年10月28日に出願された、同じ譲受け人に譲渡さ
れた係属中の私の前の米国特許出願Serial N
o.08/144,980(国際特許出願PCT/U.
S.94/12365、1995年5月4日に公告され
た公告番号WO95/11955)(これは参考のため
全体的にここに入れてある)には、燃料組成物中の燃料
添加剤として用いると、吸気弁付着物を含めたエンジン
付着物の抑制を与える或るポリアルキルヒドロキシ芳香
族エステルが記載されている。私の前の米国特許第5,
399,178号明細書には、前記米国特許出願Ser
ial No.08/144,980に記載されている
化合物の或るマンニッヒ縮合生成物が記載されており、
私の米国特許第5,380,345号明細書には、エン
ジン付着物を抑制するための燃料添加剤として有用な或
るポリアルキルアミノ及びニトロ芳香族エステルが記載
されている(それら特許の両方共参考のため全体的にこ
こに入れてある)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】或るポリアルキルフェ
ニルヒドロキシベンゾエート及びポリアルキルオキシカ
ルボニルフェニルヒドロキシベンゾエートは、燃料組成
物中の燃料添加剤として用いると、エンジン付着物、特
に吸気弁付着物の抑制について優れた抑制を与えること
が今度発見された。
【0007】
【発明の解決するための手段】本発明の化合物は、特
に、次の式:
【化4】 〔式中、Xは、水素又はヒドロキシであり、Yは、−R
又は−C(O)OR(ここでRは、約450〜5000
の範囲の平均分子量を有するポリアルキル基である)で
ある。〕によって表すことができる。
【0008】一般に、商業的製品は、式Iによる化合物
の混合物になっているであろう。なぜなら、ポリアルキ
ル安息香酸出発材料が、一般に商業的ポリアルキレン源
が通常混合物であるため混合物になっているからであ
る。一般に個々の化合物を分離する商業的理由は存在し
ない。もし望むならば、出発材料として個々の化合物を
用い、生成物から個々の化合物を分離することにより、
式Iの個々の化合物を製造することができる。しかし、
上で述べたように、生成物を燃料添加剤として用いる場
合、一般に特定の化合物を分離する商業的理由はなく、
そうすることは不経済になるであろう。本発明は、更
に、主成分量のガソリン又はディーゼル範囲で沸騰する
炭化水素と、エンジン付着物を抑制するのに効果的な量
の、本発明の化合物又は化合物の混合物からなる燃料組
成物を与える。更に、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%の本発明の化合物又は化合物の混
合物からなる燃料濃厚物を与える。本発明は、更に付着
物を抑制するのに効果的な量の本発明の化合物又は化合
物の混合物を含む燃料を用いることによって、エンジン
付着物、特に吸気弁付着物を抑制する方法を与える。本
発明は、更に前述の組成物を製造する方法を与える。
【0009】Rは、好ましくは約700〜5000、一
層好ましくは約700〜3000、最も好ましくは約9
00〜2500の範囲の平均分子量を有するポリアルキ
ル基である。ヒドロキシルベンゾエート部分が唯一つの
ヒドロキシ基を含む場合、即ち、Xが水素である場合、
そのヒドロキシ基は、二つのフェニル環を結合するカル
ボニルオキシ基に対しパラ位置にあるのが好ましい。同
様に、他のフェニル環のY置換基がカルボニルオキシ結
合基に対しパラ位置にあるのが好ましい。ヒドロキシベ
ンゾエート部分が二つのヒドロキシ基を持つ場合、即
ち、Xがヒドロキシである場合、その二つのヒドロキシ
置換基は、カルボニルオキシ結合基に対しパラ及びメタ
位置にあるのが好ましい。燃料添加剤に用いられる化合
物は、一般に通常のエンジン吸気弁作動温度(約200
〜250℃)で非揮発性になるように、充分な分子量を
有する。好ましくは、本発明の化合物及び塩は、約90
0〜3500の分子量を有する。特定のポリアルキル置
換基を選択する時に考慮すべき主要な点は、得られる化
合物の揮発性及び燃料可溶性であり、生成混合物の技術
的な分子量ではない。しかし、最良の全体的性能は、一
般にポリアルキル置換基が約700〜3000の平均分
子量を有する場合に得られている。式Iの化合物の燃料
可溶性塩も、エンジン付着物を防止又は抑制するのに有
用であり、或る場合には、可溶性を改良することもでき
る。適当な塩には、例えば、ヒドロキシ置換基の塩基に
よる脱プロトン化により得られるものが含まれる。その
ような塩には、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、アンモニアなどの塩、及び置換アンモニウム塩が含
まれる。塩を選択する時の第一の条件は、燃料に対する
溶解度である。好ましい塩は、アルカリ金属、アルカリ
土類金属、及び置換アンモニウム塩、例えば、テトラブ
チルアンモニウムのようなテトラアルキルアンモニウム
塩から誘導される。
【0010】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「ポリアルキ
ル」とは、一般に、モノオレフィン、特に1−モノ−オ
レフィン、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等
の重合体又は共重合体であるポリオレフィンから誘導さ
れたアルキル基を指す。用いられるモノ−オレフィン
は、好ましくは2〜約24個の炭素原子、一層好ましく
は約3〜12個の炭素原子を有する。一層好ましいモノ
−オレフィンには、プロピレン、ブチレン、特にイソブ
チレン、1−オクテン、及び1−デセンが含まれる。そ
のようなモノ−オレフィンから製造されるポリオレフィ
ンには、ポリプロピレン、ポリブテン、特にポリイソブ
テン、及び1−オクテンや1−デセンから生成したポリ
αオレフィンが含まれる。用語「燃料」とは、火花点火
又は燃焼消防ポンプで燃料として用いられ、少量の他の
補助的燃料を含んでいてもよい石油燃料又は合成燃料の
ような液体炭化水素化合物を指す。用語「エンジン」と
は、内燃機関を指し、火花点火エンジン及びディーゼル
エンジンのような燃焼消防ポンプの両方を含む。
【0011】合成 式Iの化合物は、適当に置換された安息香酸を、適当に
置換されたフェノールでエステル化することにより製造
することができる:
【0012】
【化5】
【0013】(式中、Yは上で定義した通りであり、R
2 は、水素、又は−OR3 であり、R 1 及びR3 は、独
立に水素、又は好ましくは適当なヒドロキシ保護基、例
えば、ベンジル、t−ブチルジメチルシリル等であ
る。) 式I′のエステルの芳香族ヒドロキシ基(単数又は複
数)の保護基の除去により、式Iの化合物を与える。上
記方法は、化合物(A)と化合物(B)とを酸性触媒の
存在下で反応条件で接触させることにより、都合よく行
うことができる。反応はそのまま行うこともでき、或は
場合により、不活性溶媒又は有機液体反応媒体中で行う
こともできる。典型的には、この反応は、式(B)のフ
ェノール1モル当たり式(A)の安息香酸約0.25〜
1.5モル当量の範囲の反応物モル比を用いて、約70
℃〜160℃の範囲の温度で約0.5〜48時間行う。
用いることができる適当な酸性触媒には、例えば、p−
トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等が含まれる。
用いることができる典型的な不活性有機溶媒又は液体希
釈剤(液体反応媒体)には、例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等、及びそれらの相容性混合物が含まれ
る。この反応により生じた水は、反応過程中、例えば、
共沸蒸留により除去するのが好ましい。
【0014】式Aの保護されていない化合物はヒドロキ
シ安息香酸又はジヒドロキシ安息香酸であり、一般に知
られた化合物であり、既知の方法により製造することが
できる。同様に、Yがポリアルキルである式Bの化合物
はポリアルキルフェノールであり、同様に一般に知られ
た化合物であり、既知のアルキル化法又は自明の変更し
た方法により製造することができる。そのような方法
は、例えば、米国特許第4,744,921号明細書に
記載されている。Yが−C(O)O−ポリアルキルであ
る式Bの化合物は、WO95/11955として199
5年5月4日に公告された私の国際特許出願Seria
l No.PCT/U.S.94/12365及び同じ
く私の米国特許第5,399,178号明細書に記載さ
れた方法により製造することができる(それらの両方共
参考のため全体的にここに入れてある)。そこに記載さ
れた方法に従えば、Yが−C(O)O−111ポリアル
キルである式Bの化合物は、式:
【化6】 を有するヒドロキシ安息香酸を、式: HO−R (E) (式中、Rは上で定義した通りである。)を有するポリ
アルキルアルコールで、慣用的エステル化反応条件を用
いてエステル化することにより製造することができる。
【0015】式Dの安息香酸化合物はヒドロキシ安息香
酸であり、上で述べたように既知の化合物であり、慣用
的手順により既知の化合物から製造することができる。
本発明の方法で出発材料として用いるのに適したヒドロ
キシ安息香酸には、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒド
ロキシ安息香酸、及び3,4−ジヒドロキシ安息香酸が
含まれる。好ましい安息香酸は、4−ヒドロキシ安息香
酸及び3,4−ジヒドロキシ安息香酸である。式Eのポ
リアルキルアルコールも、当分野で既知の慣用的手順に
より製造することができる。そのような手順は、例え
ば、バックレイ(Buckley)による米国特許第5,05
5,607号及びフランツ(Franz)その他による米国特
許第4,859,210号明細書(それらの記載は参考
のため全体的にここに入れてある)に教示されている。
【0016】一般に、式Eのポリアルキルアルコール
は、本発明の化合物で得られるポリアルキル置換基が、
上で示した数平均分子量を有するように選択される。即
ち、式Eの置換基Rは、式Iの置換基Rに相当する。本
発明で用いられるポリアルキルアルコール及びポリアル
キルフェノールのポリアルキル置換基は、一般に、モノ
オレフィン、特にエチレン、プロピレン、ブチレン等の
ような1−モノ−オレフィンの重合体又は共重合体であ
るポリオレフィンから誘導することができる。用いられ
るモノ−オレフィンは、好ましくは2〜約24個の炭素
原子、一層好ましくは約3〜12個の炭素原子を有す
る。一層好ましいモノ−オレフィンには、プロピレン、
ブチレン、特にイソブチレン、1−オクテン及び1−デ
センが含まれる。そのようなモノ−オレフィンから製造
されるポリオレフィンには、ポリプロピレン、ポリブテ
ン、特にポリイソブテン、及び1−オクテンや1−デセ
ンから生成したポリαオレフィンが含まれる。現在用い
られているポリアルキルアルコール及びポリアルキルフ
ェノールを製造するのに用いられる好ましいポリイソブ
テンは、少なくとも約20%、好ましくは少なくとも5
0%、一層好ましくは少なくとも70%の一層反応性の
メチルビニリデン異性体を含むポリイソブテンである。
適当なポリイソブテンには、BF3 触媒を用いて製造さ
れたものが含まれる。メチルビニリデン異性体が全組成
物中で大きな%を占めているそのようなポリイソブテン
の製造は、米国特許第4,152,499号及び第4,
605,808号明細書に記載されている。「反応性」
ポリイソブテンとして知られているそのようなポリイソ
ブテンは、ヒドロキシル基が炭化水素鎖の末端又はその
近くにある高分子量アルコールを生ずる。
【0017】大きなアルキルビニリデン含有量を有する
適当なポリイソブテンの例には、約1300の分子量及
び約74%のメチルビニリデン含有量を有するポリイソ
ブテンであるウルトラビス(Ultravis)30、及び約95
0の分子量及び約76%のメチルビニリデン含有量を有
するポリイソブテンであるウルトラビス10が含まれ、
両方共ブリティッシュ・ペトロリアム(British Petrole
um)から入手することができる。ポリアルキルアルコー
ルは、対応するオレフィンから慣用的手順により製造す
ることができる。そのような手順には、アルコールを与
える二重結合の水和が含まれる。そのような長鎖アルコ
ールを製造するのに適した手順は、I.T.ハリソン(H
arrison)及びS.ハリソンによる、「有機合成法概説」
(Compendium ofOrganic Synthtic Methods) (ニューヨ
ーク、Wiley-Interscience、1971)第119頁〜第
122頁、及び米国特許第5,055,607号及び第
4,859,210号明細書に記載されている。
【0018】同様に、Yがポリアルキルである式Bのポ
リアルキルフェノールは、慣用的手順を用いて対応する
オレフィンから製造することができる。例えば、上記式
Bのポリアルキルフェノールは、適当なオレフィン又は
オレフィン混合物をフェノールと、アルキル化触媒の存
在下で約60℃〜約200℃、好ましくは125℃〜1
80℃の温度で、そのまま又は本質的に不活性な溶媒中
で大気圧で反応させることにより製造することができ
る。好ましいアルキル化触媒は、ペンシルバニア州フィ
ラデルフィアのローム・アンド・ハース(Rohm and Haa
s)社から入手できるアンバーリスト(Amberlyst)15
(登録商標名)のようなスルホン酸触媒である。等モル
比の反応物を用いてもよい。別法として、過剰モルのフ
ェノール、即ち、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、未反応のフェノールを再循環し
てもよい。後者の方法は、モノアルキルフェノールを最
大にする。不活性溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、
クロロベンゼン、及び芳香族、パラフィン、及びナフテ
ンの混合物である250シンナーが含まれる。式Dのヒ
ドロキシ安息香酸を式Eのポリアルキルアルコールでエ
ステル化して、式Bのポリアルキルヒドロキシベンゾエ
ート化合物を生成させる方法は、式Iの化合物の製造に
関して上で述べたエステル化と同様な仕方で行うことが
できる。典型的には、この反応は式Eのポリアルキルア
ルコールと、約0.25〜約1.5モル当量の式Dのヒ
ドロキシ芳香族カルボン酸とを、酸性触媒の存在下で約
70℃〜約160℃の範囲の温度で約0.5〜約48時
間接触することにより行われる。この反応に適した酸性
触媒には、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸
等が含まれる。反応は、ベンゼン、トルエン等のような
不活性溶媒を入れて、又は入れずに行うことができる。
この反応により生じた水は、反応過程中、例えば、トル
エンのような不活性溶媒と共沸蒸留することにより除去
するのが好ましい。式Iの化合物は、式B化合物を、式
A′を有するアシルハロゲン化物と反応させることによ
り簡単に合成することができる:
【0019】
【化7】
【0020】(式中、R1 、R2 、及びYは、上で定義
した通りであり、Zは、ハロゲン、好ましくは塩素又は
臭素である。) この反応は、式Bのアルコールと、約0.9〜約1.5
モル当量の式A′のアシルハロゲン化物とを、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℃の範囲の温度で接触さ
せることにより行うのが典型的である。反応は一般に約
0.5〜約48時間で完了する。この反応は、反応中に
発生した酸を中和することができる充分な量の除去剤塩
基を存在させて行うのが好ましい。典型的な除去剤塩基
には、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
リジンのようなアミンが含まれる。殆どの場合、出発材
料の遊離ヒドロキシ基は適当な保護基、例えばベンジル
等により保護されるであろう。一般にアシルハロゲン化
物は、対応するヒドロキシ安息香酸から調製され、ヒド
ロキシ基はアシルハロゲン化物を形成する前に保護され
る。従って殆どの場合、ヒドロキシ基は、式I′の生成
物中で保護される。
【0021】次に式I′のエステルの芳香族ヒドロキシ
ル基(単数又は複数)の保護基を除くことにより、式I
のポリアルキルフェニル又はポリアルキルオキシカルボ
ニルフェニルヒドロキシ安息香酸エステルを与える。こ
の保護基除去工程に適切な条件は、合成で用いられる保
護基(単数又は複数)に依存し、当業者には容易に判る
であろう。例えば、ベンジル保護基は、炭素上のパラジ
ウムのような触媒の存在下で、1〜約4気圧の水素中で
水素化分解により除去することができる。この保護基除
去反応は、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℃の温度で約1〜24時
間行われるのが典型的である。
【0022】式A′のアシルハロゲン化物も一般に知ら
れた化合物であり、どの場合でも、式Aの対応するヒド
ロキシ又はジヒドロキシ安息香酸から製造することがで
き、その場合、ヒドロキシ基は適当な保護基で保護され
ているのが好ましく:
【化8】 (式中、OR1 は保護されたヒドロキシ基であり、R2
は、上で定義したように、水素又は保護されたヒドロキ
シ基である。) 次に式Aのカルボン酸部分を慣用的手順を用いてアシル
ハロゲン化物へ転化する。
【0023】式Aの芳香族ヒドロキシル基の保護は、 よ
く知られた手順を用いて達成することができる。特定の
ヒドロキシ芳香族カルボン酸に適した保護基の選択は、
当業者には明らかであろう。種々の保護基及びそれらの
導入及び除去は、例えば、T.W.グリーネ(Greene)及
びP.G.M.ウッツ(Wuts)、「有機合成における保護
基」(Protective Groups in Organic Synthesis)第2版
(ニューヨーク、Wiley 、1991)及びそこに引用さ
れた文献に記載されている。別法として、式Aの保護さ
れた誘導体は、対応するヒドロキシ芳香族化合物以外の
既知の出発材料から慣用的手順により製造することがで
きる。式Aのカルボン酸部分は、塩化チオニル、三塩化
リン、三臭化リン、五塩化リンのような無機酸ハロゲン
化物と、又は別法として塩化オキサリルと、式Aによる
化合物とを接触させることによりアシルハロゲン化物に
転化することができる。一般にこの反応は、約1〜5モ
ル当量の無機酸ハロゲン化物又は塩化オキサリルを用い
て、そのまま又はジエチルエーテルのような不活性溶媒
中で、約20℃〜約80℃の範囲の温度で約1〜約48
時間で行われる。N, N−ジメチルホルムアミドのよう
な触媒をこの反応で用いてもよい。
【0024】一般的合成法 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。更に、当業者は、上記合成
手順を行う間に、或る官能基をブロック又は保護するこ
とが必要になることがあることは認めるであろう。その
ような場合、保護基はその官能基を望ましくない反応か
ら保護する働きをするか、又は他の官能基又は希望の化
学的転化を行わせるのに用いた反応物との望ましくない
反応をブロックする働きをする。特定の官能基のための
保護基の適切な選択は、当業者には容易に明らかになる
であろう。種々の保護基及びそれらの導入及び除去は、
例えば、T.W.グリーネ(Greene)及びP.G.M.ウ
ッツ(Wuts)、「有機合成における保護基」(Protective
Groups in Organic Synthesis)第2版(ニューヨーク、
Wiley 、1991)及びそこに引用された文献に記載さ
れている。上記合成手順で、ヒドロキシル基は、ベンジ
ル又はt−ブチルジメチルシリルエーテルのように、必
要ならば保護するのが好ましいであろう。これらの保護
基の導入及び除去は当分野で充分報告されている。生成
物又は生成物の混合物は、例えば、抽出、蒸発、及び再
結晶のような適当な分離及び精製法により、夫々の反応
生成物の混合物から回収することができる。生成物の混
合物を回収するのに適当な分離及び精製法は、例えば、
実施例で例示する。
【0025】燃料組成物 本発明の化合物は、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。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化合物の濃度は、重量
で、約50〜約2500ppm、好ましくは75〜1,
000ppmの範囲になるであろう。他の付着物抑制添
加剤が存在する場合、本発明の添加剤の使用量は一層少
なくすることができる。
【0026】本発明の化合物は、約65℃〜205℃
(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。ベンゼン、トル
エン、キシレン、又は一層高い沸点の芳香族又は芳香族
シンナーのような脂肪族又は芳香族炭化水素溶媒を用い
るのが好ましい。炭化水素溶媒と組合せて、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10〜50重量%、一層好ましくは20〜4
0重量%の範囲にある。
【0027】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ような酸素付加剤(oxygenat
e)、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボ
ニルのようなアンチノック剤、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/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。ガソリン燃料は、例えば、メタノー
ルのような他の燃料を或る量含んでいてもよい。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
良剤等のような他のよく知られた添加剤を用いることが
できる。ディーゼル燃料は、例えば、メタノールのよう
な他の燃料を含んでいてもよい。燃料可溶性不揮発性キ
ャリヤー流体又は油も、本発明の化合物と共に用いるこ
とができる。キャリヤー流体は、不揮発性残渣(NV
R)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油、及
び、例えば、夫々ロビンソン(Robinson)及びボーゲル(V
ogel) その他による米国特許第3,756,793号及
び第5,004,478号明細書、及び夫々1990年
3月7日及び1990年8月16日に公告された欧州特
許出願第356,726号及び第382,159号明細
書に記載されているようなポリエステルでもよい。
【0028】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、本発明の化合物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
抑制添加剤の比は、約0.5:1〜約10:1、一層好
ましくは1:1〜4:1、最も好ましくは約2:1の範
囲にある。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30〜5
0重量%の範囲の量で存在する。
【0029】
【発明の実施の形態】次の実施例により本発明を一層よ
く理解することができるであろうが、それら実施例は本
発明を限定するものではない。明白に反することが述べ
られていない限り、ここでは全ての温度及び温度範囲は
摂氏系で示されており、用語「周囲」又は「室温」は約
20℃〜25℃を指す。用語「%」は重量%を指し、用
語「モル」(単数又は複数)はgモルを意味する。用語
「当量」とは、限定されたモル又は限定された重量又は
体積に関して、その実施例で述べられている前又は後の
反応物のモル数に対する等モルの反応物量を意味する。
プロトン・磁気共鳴スペクトル(p.m.r.又はn.
m.r.)が与えられている場合、それらは300mH
zで決定されたものであり、信号は一重項(s)、広幅
一重項(bs)、二重項(d)、重複二重項(double do
ublet)(dd)、三重項(t)、重複三重項(dt)、
四重項(q)、及び多重項(m)として分類されてお
り、cpsはサイクル/秒を意味する。
【0030】
【実施例】 例1ポリイソブチルフェノールの製造 磁気撹拌器、還流凝縮器、温度計、添加漏斗、及び窒素
導入口を具えたフラスコに、203.2gのフェノール
を入れた。そのフェノールを40℃に温め、熱源を除去
した。次に73.5mlの三フッ化ホウ素エーテレート
を滴下した。1040gのウルトラビス(Ultravis)10
ポリイソブテン〔ブリテッシュ・ペトロリアム(British
Petroleum)から入手された分子量950、メチルビニ
リデン76%〕を1,863mlのヘキサンに溶解し
た。そのポリイソブテンを、22〜27℃の温度を維持
する速度で反応に添加した。反応混合物を室温で16時
間撹拌した。次に、濃水酸化アンモニウム400mlを
添加し、次に2,000mlのヘキサンを添加した。反
応混合物を水で洗浄し(2,000mlで3回)、硫酸
マグネシウムで乾燥し、濾過し、真空中で溶媒を除去
し、1,056.5gの粗製反応生成物を得た。その粗
製反応生成物は、プロトンNMR、及びシリカゲルによ
るクロマトグラフで、ヘキサンで溶離し、次にヘキサ
ン:酢酸エチル:エタノール(93:5:2)により溶
離するクロマトグラフにより、希望の生成物を80%含
有することが決定された。
【0031】例2塩化4−ベンジルオキシベンゾイルの製造 磁気撹拌器及び乾燥用管を具えたフラスコに、75.0
gの4−ベンジルオキシ安息香酸及び700mlの無水
塩化メチレンを入れ、次に72mlの塩化オキサリルを
添加した。得られた混合物を室温で16時間撹拌し、次
に溶媒を真空除去し、79.6gの希望の酸塩化物を生
成させた。
【0032】例3
【化9】 の製造。
【0033】塩化4−ベンジルオキシベンゾイル(例2
のようにして調製したもの、6.0g)、ポリイソブチ
ルフェノール(例1のようにして調製し、クロマトグラ
フにかけたもの、25.0g)、トリエチルアミン
(3.5ml)、4−ジメチルアミノピリジン(1.5
g)、及び無水トルエン(300ml)を一緒にした。
得られた混合物を窒素中16時間還流した。反応を60
0mlのジエチルエーテルで希釈し、飽和炭酸水素ナト
リウム水溶液で2回洗浄し、塩水で1回洗浄した。有機
層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真
空除去し、35.3gの黄色の油を生成させた。その油
をシリカゲルによるクロマトグラフにかけ、ヘキサン/
酢酸エチル(95:5)で溶離し、明黄色の油として希
望の生成物29.0gを得た。
【0034】例4
【化10】 の製造。
【0035】例3からの生成物29.0gを、100m
lの酢酸エチル及び100mlの酢酸に入れた溶液に、
木炭に10%のパラジウムを付着したもの3.0gを含
有させ、それをパール(Parr)低圧水素化器で35〜40
psiで16時間水素化分解にかけた。触媒を濾過し、
トルエンを用いて真空中で残留酢酸を除去することによ
り、油として希望の生成物21.7gを得た。 1H N
MR(CDC13、D2 O)δ8.1(d、2H)、7.
4(d、2H)、7.1(d、2H)、6.9(d、2
H)、0.7−1.8(m、137H)。
【0036】例5ポリイソブチル4−ヒドロキシベンゾエートの製造 機械的撹拌器、温度計、ディーン・スターク(Dean-Star
k)トラップ、還流凝縮器及び窒素導入口を具えたフラス
コに、525gのポリイソブタノール〔商標名、アムコ
(Amoco)H−100として販売されているポリイソブテ
ンのヒドロホルミル化を経て製造された、分子量98
4〕、124.7gの4−ヒドロキシ安息香酸、及び1
3.0gのp−トルエンスルホン酸を入れた。混合物を
130℃で16時間撹拌し、室温へ冷却し、2リットル
のジエチルエーテルで希釈した。有機相を飽和炭酸水素
ナトリウム水溶液で2回、塩水で1回洗浄し、無水硫酸
マグネシウムで乾燥し、濾過し、真空中で濃縮して、黄
色の油として514.3gの希望の生成物を得た。IR
〔ニート(neat)〕1715、1685cm-1 1HNM
R(CDCl3 )L7.95(d、2H)、6.9
(d、2H)、5.8(bs、1H)、4.3(t、2
H)、0.6−1.8(m、137H)。同様に、適当
な平均分子量を持つポリアルキルアルコール及び置換ヒ
ドロキシ安息香酸を用い、上記手順を適用することによ
り、次の化合物を製造することができる: ポリプロピル(Mn450)4−ヒドロキシベンゾエー
ト ポリイソブチル(Mn2100)3−ヒドロキシベンゾ
エート ポリデシル(Mn3500)4−ヒドロキシベンゾエー
ト ポリオクチル(Mn4500)4−ヒドロキシベンゾエ
ート
【0037】例6
【化11】 の製造。
【0038】塩化4−ベンジルオキシベンゾイル(例2
のようにして調製したもの、5.7g)、例5のように
して調製したフェノール(26.2g)、トリエチルア
ミン(3.4ml)、4−ジメチルアミノピリジン
(1.4g)、及び無水トルエン(400ml)を一緒
にした。得られた混合物を窒素中16時間還流した。反
応を800mlのジエチルエーテルで希釈し、飽和炭酸
水素ナトリウム水溶液で2回洗浄し、塩水で1回洗浄し
た。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、
溶媒を真空除去し、20.0gの明黄色の油を生成させ
た。その油をシリカゲルによるクロマトグラフにかけ、
ヘキサン/酢酸エチル(95:5)で溶離し、明黄色の
油として希望の生成物14.0gを得た。
【0039】例7
【化12】 の製造。
【0040】例3からの生成物14.0gを、100m
lの酢酸エチル及び100mlの酢酸に入れた溶液に、
木炭に10%のパラジウムを付着したもの2.0gを含
有させ、それをパール低圧水素化器で35〜40psi
で16時間水素化分解にかけた。触媒を濾過し、トルエ
ンを用いて真空中で残留酢酸を除去し、油として希望の
生成物9.7gを得た。 1H NMR(CDCl3 、D
2 O)δ8.1(d、4H)、7.35(d、2H)、
6.95(d、2H)、4.3(t、2H)、0.7−
1.8(m、137H)。
【0041】例8
【化13】 の製造。
【0042】ウルトラビス10ポリイソブテンの代わり
に例1のBPハイビス(Hyvis)5ポリイソブテン(ブリ
テッシュ・ペトロリアムから入手された、分子量75
0)を用いて、例1〜4の手順を繰り返した。得られた
生成物は次のMNRスペクトルを持っていた: 1H N
MR(CDCl3 、D2 O)δ8.1(d、2H)、
7.1−7.4(m、4H)、6.9(d、2H)、
0.7−1.8(m、105H)。
【0043】例9単シリンダーエンジン試験 下の表I及びIIに記載した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/CFR単
シリンダーエンジン試験で決定した。ウォーケシャ(Wau
kesha)CFR単シリンダーエンジンを用いた。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、添加剤は優れてい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、12;点火スパークタイミング、400BTC;エ
ンジン速度、1800rpm;エンジンオイル、市販3
0W油。
【0044】吸気弁に付着した炭素質付着物の量(m
g)を、試験化合物の各々について表I及びIIに報告す
る。 表I 吸気弁付着物重量(mg) 試料1 実験1 実験2 平均 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 基礎燃料 169.1 157.3 163.2 例4 52.0 80.3 66.2 例8 59.0 40.3 49.7 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 150ppmの活性体(ppma)で。 表II 吸気弁付着物重量(mg) 試料1 実験1 実験2 平均 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 基礎燃料 294.8 297.5 296.2 例7 76.0 80.0 78.0 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 150ppmの活性体(ppma)で。
【0045】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1
50ppma(ppm活性体)の濃度を与えるように混
合した。表I及びIIのデーターは、本発明のポリアルキ
ルフェニル及びポリアルキルオキシカルボニルフェニル
ヒドロキシベンゾエート(例4、7、及び8)によって
与えられる吸気弁付着物の減少は、基礎燃料と比較し
て、顕著であることを例示している。上及び下に記載し
た本発明の多くの修正及び変更を、本発明の本質及び範
囲から離れることなく行えることは明らかである。

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: 【化1】 〔式中、Xは、水素又はヒドロキシであり、Yは、−R
    又は−C(O)O−R(ここで、Rは、約450〜50
    00の平均分子量を有するポリアルキル基である)であ
    る。〕を有する化合物又はその燃料可溶性塩。
  2. 【請求項2】 Xが水素である、請求項1に記載の化合
    物。
  3. 【請求項3】 Rが、約700〜5000の平均分子量
    を有するポリアルキル基である、請求項1に記載の化合
    物。
  4. 【請求項4】 Rが、約700〜3000の平均分子量
    を有するポリアルキル基である、請求項3に記載の化合
    物。
  5. 【請求項5】 Rが、約900〜2500の平均分子量
    を有するポリアルキル基である、請求項4に記載の化合
    物。
  6. 【請求項6】 ヒドロキシ置換基が、それが結合してい
    るフェニル環の、カルボニル置換基に対しパラ位置にあ
    る、請求項2に記載の化合物。
  7. 【請求項7】 Y置換基が、それが結合しているフェニ
    ル環の、カルボニルオキシ置換基に対しパラ位置にあ
    る、請求項1に記載の化合物。
  8. 【請求項8】 Yがポリアルキル基、Rである、請求項
    1に記載の化合物。
  9. 【請求項9】 Yが−C(O)O−Rである、請求項1
    に記載の化合物。
  10. 【請求項10】 Xがヒドロキシである、請求項1に記
    載の化合物。
  11. 【請求項11】 ヒドロキシ基の一方が、それらが結合
    しているフェニル環の、カルボニル置換基に対しパラ位
    置にあり、他方がメタ位置にある、請求項10に記載の
    化合物。
  12. 【請求項12】 主成分量のガソリン又はディーゼル範
    囲で沸騰する炭化水素と、エンジン付着物の抑制に効果
    的な量の式: 【化2】 〔式中、Xは、水素又はヒドロキシであり、Yは、−R
    又は−C(O)O−R(ここで、Rは、約450〜50
    00の平均分子量を有するポリアルキル基である)であ
    る。〕を有する化合物又はその燃料可溶性塩からなる燃
    料組成物。
  13. 【請求項13】 Xが水素である、請求項12に記載の
    燃料組成物。
  14. 【請求項14】 Rが、約700〜5000の平均分子
    量を有するポリアルキル基である、請求項12に記載の
    燃料組成物。
  15. 【請求項15】 Rが、約700〜3000の平均分子
    量を有するポリアルキル基である、請求項14に記載の
    燃料組成物。
  16. 【請求項16】 Rが、約900〜2500の平均分子
    量を有するポリアルキル基である、請求項15に記載の
    燃料組成物。
  17. 【請求項17】 ヒドロキシ置換基が、それが結合して
    いるフェニル環の、カルボニル置換基に対しパラ位置に
    ある、請求項13に記載の燃料組成物。
  18. 【請求項18】 Y置換基が、それが結合しているフェ
    ニル環の、カルボニルオキシ置換基に対しパラ位置にあ
    る、請求項12に記載の燃料組成物。
  19. 【請求項19】 Yがポリアルキル基、Rである、請求
    項12に記載の燃料組成物。
  20. 【請求項20】 Yが−C(O)O−Rである、請求項
    12に記載の燃料組成物。
  21. 【請求項21】 Xがヒドロキシである、請求項12に
    記載の燃料組成物。
  22. 【請求項22】 ヒドロキシ基の一方が、それらが結合
    しているフェニル環の、カルボニル置換基に対しパラ位
    置にあり、他方がメタ位置にある、請求項21に記載の
    燃料組成物。
  23. 【請求項23】 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10〜70
    重量%の式: 【化3】 〔式中、Xは、水素又はヒドロキシであり、Yは、−R
    又は−C(O)O−R(ここで、Rは、約450〜50
    00の平均分子量を有するポリアルキル基である)であ
    る。〕を有する化合物からなる燃料濃厚物。
  24. 【請求項24】 Xが水素である、請求項23に記載の
    燃料濃厚物。
  25. 【請求項25】 Rが、約700〜5000の平均分子
    量を有するポリアルキル基である、請求項23に記載の
    燃料濃厚物。
  26. 【請求項26】 Rが、約700〜3000の平均分子
    量を有するポリアルキル基である、請求項25に記載の
    燃料濃厚物。
  27. 【請求項27】 Rが、約900〜2500の平均分子
    量を有するポリアルキル基である、請求項26に記載の
    燃料濃厚物。
  28. 【請求項28】 ヒドロキシ置換基が、それが結合して
    いるフェニル環の、カルボニル置換基に対しパラ位置に
    ある、請求項24に記載の燃料濃厚物。
  29. 【請求項29】 Y置換基が、それが結合しているフェ
    ニル環の、カルボニルオキシ置換基に対しパラ位置にあ
    る、請求項23に記載の燃料濃厚物。
  30. 【請求項30】 Yがポリアルキル基、Rである、請求
    項23に記載の燃料濃厚物。
  31. 【請求項31】 Yが−C(O)O−Rである、請求項
    23に記載の燃料濃厚物。
  32. 【請求項32】 Xがヒドロキシである、請求項23に
    記載の燃料濃厚物。
  33. 【請求項33】 ヒドロキシ基の一方が、それらが結合
    しているフェニル環の、カルボニル置換基に対しパラ位
    置にあり、他方がメタ位置にある、請求項32に記載の
    燃料濃厚物。
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