MX2015004834A - Detergente diesel sin penalizacion de bajo peso molecular. - Google Patents

Detergente diesel sin penalizacion de bajo peso molecular.

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Hannah Greenfield
Paul R Stevenson
David C Arters
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Abstract

La composición de la presente invención se refiere a un detergente de sal de amonio cuaternario y el uso de dichos detergentes de sal de amonio cuaternario en una composición de combustible para reducir los depósitos en los inyectores diésel y eliminar o limpiar los depósitos existentes en los inyectores diésel.

Description

DETERGENTE DIESEL SIN PENALIZACIÓN DE BAJO PESO MOLECULAR Antecedentes de la invención La composición de la presente invención se refiere a un detergente de sal de amonio cuaternario y el uso de dichos detergentes de sai de amonio cuaternario en una composición de combustible para reducir los depósitos en los inyectores diesel y eliminar o limpiar los depósitos existentes en los inyectores diésel.
Se conoce bien que el combustible líquido contiene componentes que se pueden degradar durante la operación del motor y formar depósitos. Estos depósitos pueden conducir a la combustión incompleta del combustible, dando como resultado una mayor emisión y una rentabilidad de combustible más pobre. Los aditivos de combustible, tales como detergentes, son aditivos bien conocidos en los combustibles líquidos ya que contribuyen a controlar o minimizar la formación de depósitos. A medida que se producen avances continuos en la dinámica y mecánica de los motores, los requisitos de combustible deben implicar el cumplimiento de estos avances en el motor. Por ejemplo, los motores de hoy en día tienen un sistema de inyectores que presentan tolerancias más pequeñas y que operan a una presión más elevada, con el fin de mejorar la pulverización del combustible hasta la cámara de combustión o compresión. La prevención de los depósitos y la reducción de los mismos en estos nuevos motores se han convertido en un aspecto crítico para una óptima operación de los motores actuales. Los avances en la teenología de aditivos de combustibles, tales como detergentes, han permitido que el combustible cumpla con estos avances en el motor. Por tanto, es necesario un detergente capaz de proporcionar un rendimiento aceptable en el combustible líquido, para favorecer la operación óptima de los motores actuales.
El documento US 5.000.792 divulga un detergente de poliesteramina que se puede obtener por medio de reacción de 2 partes de poli(ácidos hidroxicarboxílicos) con 1 parte de dialquilentriamina.
El documento US 4.171.959 divulga una composición de combustible para motores que contiene sales de amonio cuaternarias de una succinimida. La sal de amonio cuaternario tiene un contraión de un haluro, un sulfonato o un carboxilato.
El documento US 4.338.206 y el documento US 4.326.973 divulgan composiciones de combustible que contienen una sal de amonio cuaternario de una succinimida, donde el ión de amonio es aromático heterocíclico (ión de piridinio).
El documento US 4.108.858 divulga una composición de combustible o aceite lubricante que contiene una poliolefina C2 a C4 con un Mw de 800 a 1400 que contiene una sal de piridinio.
El documento US 5.254.138 divulga una composición de combustible que contiene un producto de reacción de un anhídrido polialquil succínico con una sal de amonio cuaternario de poliamino hidroxialquilo.
El documento US 4.056.531 divulga un aceite lubricante o un combustible que contienen una sal de amonio cuaternario de un hidrocarburo con un Mw de 350 a 3000 unido a trietilendiamina. El contraión de la sal de amonio cuaternario está seleccionado entre haluros, fosfatos, alquilfosfatos, dialquilfosfatos, boratos, alquilboratos, nitritos, nitratos, carbonatos, bicarbonatos, alcanoatos y 0,0-dialquilditiofosfatos.
El documento US 4.248.719 divulga un combustible o aceite lubricante que contiene una sal de amonio cuaternario de una succinimida con un ester de ácido monocarboxílico. El documento US 4.248.719 no muestra, sugiere o divulga combustibles de bajo contenido de azufre, presencia de agentes de fluidización, etc. El Ejemplo 1 muestra poliisobutilen succinimida con DMAPA como la amina. Posteriormente, se hace reaccionar la succinimida con un salicilato.
El documento US 4.253.980 y el documento US 4.306.070 divulgan una composición de combustible que contiene una sal de amonio cuaternario de un éster-lactona.
El documento US 3.778.371 divulga un aceite lubricante o combustible que contiene una sal de amonio cuaternario de un hidrocarburo con un Mw de 350 a 3000; y los grupos restantes de nitrógeno cuaternario están seleccionados entre el grupo de alquilo C1 a C20, hidroxialquilo C2 a C8, alquenilo C2 a C20 o grupos cíclicos.
El documento US 2011/0302828 de Fang et al., publicado el 15 de diciembre de 2011 , divulga una composición de combustible diésel que contiene un aditivo para combustible diésel que tiene un peso molecular medio expresado en número de 500 a 10.000, donde menos de un 25 % en peso del aditivo tiene un peso molecular de 400 o menos.
Por tanto, la presente invención, favorece la operación óptima del motor, es decir, una mayor rentabilidad de combustible, mejor aptitud de conducción del vehículo, menores emisiones y menor mantenimiento del motor por medio de la reducción, minimización y control de la formación de depósitos.
Sumario de la invención La presente invención además proporciona un metodo para la alimentación de combustible de un motor de combustión interna, que comprende: A. proporcionar a dicho motor: I. un combustible que sea líquido a temperatura ambiente; y II. una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reacción de: (a) un compuesto que comprende (i) al menos un grupo amino terciario, y (¡i) un sustituyente de hidrocarbilo que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500; y (b) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario de (a) (i) en un nitrógeno cuaternario, donde el agente de cuaternización está seleccionado entre el grupo que consiste en sulfatos de dialquilo, haluros de bencilo, carbonatos sustituidos con hidrocarbilo; epóxidos de hidrocarbilo, epóxidos de hidrocarbilo en combinación con un ácido, o sus mezclas.
De manera adicional, la presente invención proporciona una composición que comprende una sal de amonio cuaternario, donde la sal de amonio cuaternario comprende el producto de reacción de: (a) un compuesto que comprende (i) al menos un grupo amino terciario, y (ii) un sustituyente de hidrocarbilo que tenga un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500; y (b) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario de (a) (i) en un nitrógeno cuaternario.
De manera adicional, las composiciones anteriores comprenden una sal de amonio cuaternario, donde la sal de amonio cuaternario comprende el producto de reacción de: (a) un compuesto que comprende (i) al menos un grupo amino terciario, y (ii) un sustituyente de hidrocarbilo procedente de un hidrocarburo que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 500 a aproximadamente 5000; y (b) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (A) en un nitrógeno cuaternario.
Descripción detallada de la invención A continuación se describen diversas características preferidas y realizaciones a modo de ilustración no limitante.
La presente invención implica una sal de amonio cuaternario, una composición de combustible que incluye la sal de amonio cuaternario y un metodo de operación de un motor de combustión interna con la composición de combustible. Las composiciones y los métodos de la presente invención minimizan, reducen y controlan la formación de depósitos en el motor, lo cual reduce el consumo de combustible, favorece la aptitud de conducción, el mantenimiento del vehículo y reduce las emisiones, lo cual permite una operación óptima del motor.
Combustible La composición de la presente invención puede comprender un combustible que es líquido a temperatura ambiente y resulta útil en la alimentación de combustible al motor. Normalmente, el combustible es un líquido en condiciones ambientales, por ejemplo, temperatura ambiente (de 20 a 30 °C). El combustible puede ser un combustible de hidrocarburos, un combustible que no es de hidrocarburos o una de sus mezclas. El combustible de hidrocarburos puede ser un destilado de petróleo para incluir gasolina tal y como se define por medio de la especificación ASTM D4814 o un combustible diésel tal y como se define por medio de la especificación ASTM D975. En una realización de la invención, el combustible es gasolina, y en otras realizaciones de la invención el combustible es gasolina con plomo, o una gasolina sin plomo. En otra realización de la presente invención el combustible es un combustible diésel. El combustible de hidrocarburos puede ser un hidrocarburo preparado por medio de un proceso de gas a líquido para incluir, por ejemplo, hidrocarburos preparados por medio de un proceso tal como un proceso de Fischer-Tropsch. El combustible que no es de hidrocarburos puede ser una composición que contiene oxígeno, con frecuencia denominada fracción oxigenada, para incluir un alcohol, un éter, una cetona, un éster de un ácido carboxílico, un nitroalcano o una de sus mezclas. El combustible que no es de hidrocarburos puede incluir, por ejemplo, metanol, etanol, éter de metilo y t-butilo, etil metil cetona, aceites transesterificados y/o grasas procedentes de plantas y animales tales como éster metílico de colza y éster metílico de soja y nitrometano. Las mezclas de combustibles de hidrocarburos y combustibles que no contienen hidrocarburos pueden incluir, por ejemplo, gasolina y metanol y/o etanol, combustible diesel y etanol, y combustible diésel y un aceite de planta transesterificado tal como éster metílico de colza. En una realización de la invención, el combustible líquido es una emulsión de agua en un combustible de hidrocarburos, un combustible que no contiene hidrocarburos o una de sus mezclas. En diversas realizaciones de la presente invención, el combustible puede tener un contenido de azufre, en base en peso, que es de 5000 ppm o menos, 1000 ppm o menos, 300 ppm o menos, 200 ppm o menos, 30 ppm o menos o 10 ppm o menos. En otra realización, el combustible puede tener un contenido de azufre, en base en peso, de 1 a 100 ppm. En una realización, el combustible contiene de aproximadamente 0 ppm a aproximadamente 1000 ppm, de aproximadamente 0 a aproximadamente 500 ppm, de aproximadamente 0 a aproximadamente 100 ppm, de aproximadamente 0 a aproximadamente 50 ppm, de aproximadamente 0 a aproximadamente 25 ppm, de aproximadamente 0 a aproximadamente 10 ppm, o de aproximadamente 0 a aproximadamente 5 ppm de metales alcalinos, metales alcalino tórreos, metales de transición o sus mezclas. En otra realización, el combustible contiene de 1 a 10 ppm en peso de metales alcalinos, metales alcalino tórreos, metales de transición o sus mezclas. Se sabe bien en la téenica que un combustible que contenga metales alcalinos, metales alcalino tórreos, metales de transición o sus mezclas tiene una mayor tendencia a formar depósitos y, por tanto, a obstruir u obturar los inyectores de conducto común. El combustible de la invención está presente en una composición de combustible en una cantidad principal que, generalmente, es mayor de un 50 por ciento en peso, y en otras realizaciones está presente en más de un 90 por ciento en peso, más de un 95 por ciento en peso, más de un 99,5 por ciento en peso, o más de un 99,8 por ciento en peso.
La Sal de Amonio Cuaternario Las sales de amonio cuaternario de la presente invención incluyen el producto de reacción de: (i) un compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario y un sustituyente de hidrocarbilo procedente de un hidrocarburo que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500, o de 100 a aproximadamente 450, de 150 a aproximadamente 400, o de 200 a aproximadamente 350; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario.
El sustituyente de hidrocarbilo que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500, o de 100 a aproximadamente 450, de 150 a aproximadamente 400, o de 200 a aproximadamente 350 puede ser, por ejemplo, una poliolefina, un polialqueno o un éster o poliéster. Un ejemplo de sales de amonio cuaternario que comprenden un sustituyente de hidrocarbilo puede, por tanto, incluir, por ejemplo, el producto de reacción de: (i) al menos un compuesto que puede incluir: (a) el producto de condensación de un agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar el agente acilante, donde el producto de condensación tiene al menos un grupo amino terciario; (b) una amina con sustitución de polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; y (c) un poliéster que es el producto de reacción de un ácido carboxílico graso que contiene al menos un grupo hidroxilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho ácido, donde dicho compuesto contiene un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el compuesto de grupo amino terciario de (i) en un nitrógeno cuaternario.
Las sales de amonio cuaternario de la presente invención también incluyen el producto de reacción de: (i) un compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario.
Sales de amonio cuaternario a modo de ejemplo pueden incluir, por ejemplo, el producto de reacción de: (i) al menos un compuesto que puede incluir: (d) un producto de reacción de Mannich que tiene al menos un grupo amino terciario, donde el producto de reacción de Mannich procede de un fenol con sustitución de hidrocarbilo, un aldehido y una amina, (e) un detergente de amida no cuaternizada y/o éster que tiene una funcionalidad de amina terciaria; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario.
El agente de cuaternización puede incluir sulfatos de dialquilo, haluros de bencilo, carbonatos con sustitución de hidrocarbilo y epóxidos de hidrocarbilo, cualquiera de los cuales se puede usar en combinación con un ácido.
Los compuestos de componente (i)(a)-(i)(e), descritos con más detalle anteriormente, contienen al menos un grupo amino terciario e incluyen compuestos que se pueden alquilar para contener al menos un grupo amino terciario tras una etapa de alquilación.
Los ejemplos de sales de amonio cuaternario y los metodos de preparación de las mismas se describen en las patentes de Estados Unidos: 4.253.980; 3.778.371; 4.171.959; 4.326.973; 4.338.206 y 5.254.138.
Se pueden preparar las sales de amonio cuaternario en presencia de un disolvente, que se puede retirar o no una vez que se ha completado la reacción. Los disolventes apropiados incluyen, pero sin limitarse a, un aceite diluyente, una nafta de petróleo y determinados alcoholes. En una realización, estos alcoholes contienen al menos 2 átomos de carbono, y en otras realizaciones al menos 4, al menos 6 o al menos 8 átomos de carbono. En otra realización, el disolvente de la presente invención contiene de 2 a 20 átomos de carbono, de 4 a 16 átomos de carbono, de 6 a 12 átomos de carbono, de 8 a 10 átomos de carbono, o precisamente 8 átomos de carbono. Con frecuencia, estos alcoholes tienen un sustituyente 2-(alquilo C- ), concretamente, metilo, etilo o cualquier isómero de propilo o butilo. Los ejemplos de alcoholes apropiados incluyen 2-propilheptanol, 2-metildecanol, 2-etilpentanol, 2-etilhexanol, 2-etilnonanol, 2-propilheptanol, 2-butilheptanol, 2-butiloctanol, isooctanol, dodecanol, ciclohexanol, metanol, etanol, propan-1-ol, 2-metilpropan-2-ol, 2-metilpropan-1-ol, butan-1-ol, butan-2-ol, pentanol y sus isómeros y sus mezclas. En una realización, el disolvente de la presente invención es 2-etilhexanol, 2-etil nonanol, 2-metilpentanol o sus combinaciones. En una realización, el disolvente de la presente invención incluye 2-etilhexanol.
Diversas realizaciones de sales de amonio cuaternario apropiadas se describen en la presente memoria y la invención contempla el uso de una cualquiera de ellas o sus combinaciones.
Sales de Amonio Cuaternario de Succinimida En una realización, el detergente de sal cuaternaria comprende el producto de reacción de (i)(a) el producto de condensación de un agente achante con sustitución de hidrocarbilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente achante, donde el producto de condensación tiene al menos un grupo amino terciario; y (i¡) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario.
Los agentes achantes con sustitución de hidrocarbilo útiles en la presente invención incluyen el producto de reacción de un hidrocarburo de cadena corta, generalmente una poliolefina, con un ácido carboxílico monoinsaturado o uno de sus derivados.
Los ácidos carboxílicos monoinsaturados apropiados o sus derivados incluyen: (i) ácidos dicarboxílicos C4 a Cío a,b-monoinsaturados, tales como ácido fumárico, ácido itacónico, ácido maleico; (ii) derivados de (i), tales como anhídridos o alcohol Ci a C5 procedente de mono- o di-esteres de (i); (iii) ácidos monocarboxílicos C3 a C10 a,b-monoinsaturados, tales como ácido acrílico y ácido metacrílico; o (iv) derivados de (iii), tales como alcohol C1 a C5 procedentes de esteres de (iii).
El hidrocarburo de cadena corta para su uso en la preparación de los agentes acilantes con sustitución de hidrocarbilo puede tener un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500, o de 100 a aproximadamente 450, de 150 a aproximadamente 400, o de 200 a aproximadamente 350. Los hidrocarburos apropiados incluyen cualquier compuesto que contenga un enlace olefínico representado por medio de la Fórmula general I, mostrada a continuación: (R1)(R2)C=C(R3)(CH(R4)(R5)) (I) donde cada uno de R1, R2, R3, R4 y R5 es, de manera independiente, hidrógeno o un grupo basado en hidrocarburo. En algunas realizaciones, al menos uno de R3, R4 o R5 es un grupo basado en hidrocarburo que contiene hasta aproximadamente 36 átomos de carbono.
Estos hidrocarburos de cadena corta, que también se pueden describir como polímeros de poliolefina u olefina, se hacen reaccionar con los ácidos carboxílicos monoinsaturados y los derivados descritos anteriormente para formar los agentes acilantes con sustitución de hidrocarburo usados para preparar el detergente que contiene nitrógeno de la presente invención. Los polímeros de olefina apropiados incluyen polímeros que comprenden una cantidad molar principal de mono-olefinas C2 a C2o o C2 a C5. Dichas olefinas incluyen etileno, propileno, butileno, isobutileno, penteno, octeno-1 o estireno. Los polímeros pueden ser homo-polímeros, tales como poliisobutileno, así como también copolímeros de dos o más de dichas definas. Los copolímeros apropiados incluyen copolímeros de etileno y propileno, butileno e isobutileno, y propileno e isobutileno. Otros copolímeros apropiados incluyen aquellos donde una cantidad molar secundaria de los monómeros copolimericos, por ejemplo de 1 a 10 % en moles, es una di-olefina C4 a Ci8. Dichos copolímeros incluyen: un copolímero de isobutileno y butadieno; y un copolímero de etileno, propileno y 1 ,4-hexadieno.
En una realización, al menos uno de los grupo -R de Fórmula (I) anterior procede de polibuteno, es decir, polímeros de olefinas C4, incluyendo, 1-buteno, 2-buteno e isobutileno. Los polímeros C4 incluyen poliisobutileno. En otra realización, al menos uno de los grupos -R de la Fórmula I procede de polímeros de etileno-alfa defina, incluyendo polímeros de etileno-propileno-dieno. Los ejemplos de documentos que describen copolímeros de etileno-alfa olefina y terpolímeros de etileno-olefina inferior-dieno incluyen las patentes de Estados Unidos: 3.598.738; 4.026.809; 4.032.700; 4.137.185; 4.156.061; 4.320.019; 4.357.250; 4.658.078; 4.668.834; 4.937.299 y 5.324.800.
En otra realización, los enlaces olefínicos de la Fórmula (I) son predominantemente grupos vinilideno, representados por medio de la fórmula siguiente: donde cada R es un grupo hídrocarbilo; que en algunas realizaciones puede ser: (III) donde R es un grupo hidrocarbilo.
En una realización, el contenido de vinilideno de la Fórmula (I) puede comprender al menos un 30 % en moles de grupos vinilideno, al menos un 50 % en moles de grupos vinilideno, o al menos un 70 % en moles de grupos vinilideno. Dichos materiales y metodos de preparación se describen en las patentes de Estados Unidos: 5.071.919; 5.137.978; 5.137.980; 5.286.823, 5.408.018, 6.562.913, 6.683.138, 7.037.999; y las publicaciones de Estados Unidos: 2004/0176552A1; 2005/0137363; y 2006/0079652A1. Dichos productos se encuentran comercialmente disponibles en BASF, con el nombre comercial de GLISSOPAL™ y en Texas PetroChemical LP, con el nombre comercial de TPC1105™ y TPC 595™.
Los métodos de preparación de agentes acilantes con sustitución de hidrocarbilo procedentes de la reacción de reaccionantes de ácido carboxílico monoinsaturado y compuestos de Fórmula (I) se conocen bien en la téenica y se divulgan en: las patentes de Estados Unidos: 3.361.673; 3.401.118; 3.087.436; 3.172.892; 3.272.746, 3.215.707; 3.231.587; 3.912.764; 4.110.349; 4.234.435; 6.077.909; y 6.165.235.
En otra realización, el agente acilante con sustitución de hidrocarbilo se puede formar a partir de la reacción de un compuesto representado por la Fórmula (I) con al menos un reaccionante carboxílico representado por medio de las siguientes fórmulas: y OR9 O R b6-C 1— (R 77)n— C 11— OR 88 0H (V) donde cada uno de R6, R8 y R9 es de manera independiente H o un grupo hidrocarbilo, R7 es un grupo hidrocarbileno equivalente y n es 0 o 1. Dichos compuestos y los procesos de preparación de los mismos se describen en las patentes de Estados Unidos: 5.739.356; 5.777.142; 5.786.490; 5.856.524; 6.020.500; y 6.114.547.
En otra realización, el agente acilante con sustitución de hidrocarbilo se puede preparar a partir de la reacción de cualquier compuesto representado por la Fórmula (I) con cualquier compuesto representado por la Fórmula (IV) o la Fórmula (V), donde la reacción se lleva a cabo en presencia de al menos un aldehido o una cetona. Los aldehidos apropiados incluyen formaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído, isobutiraldehído, pentanal, hexanal, heptaldehído, octanal, benzaldehído así como tambien aldehidos superiores. Otros aldehidos, tales como dialdehídos, especialmente glioxal, son útiles, aunque generalmente se prefieren monoaldehídos. En una realización, el aldehido es formaldehído, que se puede proporcionar en disolución acuosa, con frecuencia denominado formalina, pero que más frecuentemente se usa en forma polimerica referido a paraformaldehído. Paraformaldehído es considerado un equivalente reactivo y/o fuente de formaldehído. Otros equivalentes reactivos incluyen hidratos o trímeros cíclicos. Las cetonas apropiadas incluyen acetona, butanona, etil metil cetona así como otras cetonas. En algunas realizaciones, uno de los dos grupos hidrocarbilo de la cetona es un grupo metilo. Las mezclas de dos o más aldehidos y/o cetonas también son útiles. Dichos agentes acilantes con sustitución de hidrocarbilo y los procesos para la preparación de los mismos se divulgan en las patentes de Estados Unidos: 5.840.920; 6.147.036 y 6.207.839.
En otra realización, el agente acilante con sustitución de hidrocarbilo puede incluir compuestos de ácido metilen bis-fenol alcanoico. Dichos compuestos pueden ser el producto de condensación de (i) un compuesto aromático de fórmula: Rm-Ar-Zc (VI) y (ii) al menos un reaccionante carboxílico tal como los compuestos de fórmula (IV) y (V) como se ha descrito anteriormente, donde, en la Fórmula (VI): cada R es de manera independiente un grupo hidrocarbilo; m es 0 o un número entero de 1 a 6 con la condición de que m no supere el número de valencias del grupo Ar correspondiente disponible para sustitución; Ar es un grupo aromático o resto que contiene de 5 a 30 átomos de carbono y de 0 a 3 sustituyentes opcionales tales como grupos amino, hidroxi- o alquil-, polioxialquilo, nitro, aminoalquilo y carboxi, o combinaciones de dos o más de dichos sustituyentes opcionales; Z es de manera independiente -OH, -O, un grupo alcoxi superior, o -(OR10)bOR11 donde R10 es de manera independiente un grupo hidrocarbilo divalente, b es un número de 1 a 30, y R11 es -H o un grupo hidrocarbilo; y c es un número que varía de 1 a 3.
En una realización, al menos un grupo hidrocarbilo del resto aromático procede de polibuteno. En una realización, la fuente de grupos hidrocarbilo descritos anteriormente son polibutenos obtenidos por medio de polimerización de isobutileno en presencia de un catalizador de ácido de Lewis tal como tricloruro de aluminio o trifluoruro de boro. Dichos compuestos y los procesos para la preparación de los mismos se divulgan en las patentes de Estados Unidos: 3.954.808; 5.336.278; 5.458.793; 5.620.949; 5.827.805; y 6.001.781.
En otra realización, la reacción de (i) con (¡i), opcionalmente en presencia de un catalizador ácido tal como ácidos sulfónicos orgánicos, heteropoliácidos y ácidos minerales, se puede llevar a cabo en presencia de al menos un aldehido o cetona. El reaccionante de aldehido o cetona empleado en la presente realización es el mismo que los descritos anteriormente. Dichos compuestos y los procesos de preparación de los mismos se divulgan en la patente de Estados Unidos; 5.620.949. Se pueden encontrar otros métodos de preparación de agentes acilantes apropiados con sustitución de hidrocarbilo en las patentes de Estados Unidos: 5.912.213; 5.851.966 y 5.885.944.
Los detergentes de sal de amonio cuaternario de succinimida se obtienen por medio de reacción del agente acilante con sustitución de hidrocarburo descrito anteriormente con un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de experimentar condensación con el agente acilante. En una realización, los compuestos apropiados contienen al menos un grupo amino terciario o se pueden alquilar hasta que contengan un grupo amino terciario, con tal de que el agente acilante con sustitución de hidrocarbilo tenga al menos un grupo amino terciario cuando se somete a cuaternización.
En una realización, este compuesto se puede representar por una de las fórmulas siguientes: y R / HO— X— N \ R (VIII) Donde, para ambas Fórmulas (Vil) y (VIII), cada X es de manera independiente un grupo alquileno que contiene de 1 a 4 átomos de carbono; cada R es de manera independiente un grupo hidrocarbilo y R' es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo.
Los compuestos apropiados incluyen, pero sin limitarse a: 1-aminopiridina, 1 -(2-aminoetil)piperidina, 1 -(3-aminopropil)-2-pipecolina, 1 -metil-(4-metilamino)piperidina, 1-amino-2,6-dimetilpiperidina, 4-(1-pirrolidinil)piperidina, 1-(2-aminoetil)pirrolidina, 2-(2-aminoetil)-1 -metilpirrolidina, N,N-diet¡letilendiamina, N,N-dimetiletilendiamina, N,N-dibutiletilendiamina, N,N,N'-trimetiletilendiamina, N,N-dimetil-N'-etiletilendiamina, N,N-dimetil-N'-metiletilendiamina, N,N,N'-trietiletilendiamina, 3-dimetilaminopropilamina, 3-dietilaminopropilamina, 3- dibutilaminopropilamina, N,N,N'-trimetiM ,3-propanodiamina, N,N,2,2-tetrametil-1,3-propanodiamina, 2-ammo-5-5-dietilaminopentano, N,N,N',N'-tetraetildietilentriamina, 3,3'-diamino-N-metildipropilamina, 3,3 -iminobis(N,N-dimetilpropilamina) o sus combinaciones. En algunas realizaciones, la amina usada es 3-dimetilaminopropilamina, 3-dietilaminopropilamina, 1-(2-aminoetil)pirrolidina, N,N-dimetiletilendiamina, N,N-dietilpropilendiamina o sus combinaciones.
Los compuestos apropiados incluyen además compuestos heterocíclicos con sustitución de aminoalquilo tales como 1-(3-aminopropil)imidazol y 4-(3-aminopropil)morfolina, 1-(2-aminoetil)piperidina, 3,3-diamino-N-metildipropilamina, 3,3'-aminobis(N,N-dimetilpropilamina). Estos se han mencionado en el listado anterior.
Otros compuestos adicionales que contienen oxígeno o nitrógeno capaces de condensar con el agente acilante que también tienen un grupo amino terciario incluyen: alcanolaminas incluyendo, pero sin limitarse a, trietanolamina, trimetanolamina, N,N-d¡metilaminopropanol, N,N-dietilaminopropanol, N,N-dietilaminobutanol, N,N,N-tris(hidroxietil)amina y N,N,N-tris(hidroximetil)amina.
Los detergentes de sal de amonio cuaternario de succinimida de la presente invención se forman por medio de combinación del producto de reacción descrito anteriormente (el producto de reacción de un agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de experimentar condensación con dicho agente acilante y que además tiene al menos un grupo amino terciario) con un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario en un nitrógeno cuaternario. Dichos agentes de cuaternización apropiados se comentan con más detalle a continuación. En algunas realizaciones, estas preparaciones se pueden llevar a cabo de forma pura o en presencia de un disolvente, como se ha descrito anteriormente. A modo de ejemplo no limitante, a continuación se proporcionan preparaciones de sales de amonio cuaternario de succinimida.
En algunas realizaciones de las composiciones de la invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de, las sales de amonio cuaternario de succinimida descritas con anterioridad.
Sales de Amonio Cuaternario con Amina Sustituida con Polialgueno En una realización, la sal de amonio cuaternario es el producto de reacción de: (i)(b) una amina con sustitución de hidrocarbilo que tiene al menos un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario, donde el sustituyente de hidrocarbilo es un sustituyente de polialqueno que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500, o de 100 a 450, o de 150 a 400, o de 200 a 350.
Las aminas apropiadas con sustitución de polialqueno proceden de un polímero de olefina y una amina, tal como amoníaco, monoaminas, poliaminas o sus mezclas. Se pueden preparar por medio de una diversidad de metodos. Las aminas apropiadas con sustitución de polialqueno o las aminas de la cuales proceden bien contienen un grupo amino terciario o bien pueden alquilarse hasta que contengan un grupo amino terciario, con tal de que la amina con sustitución de polialqueno tenga al menos un grupo amino terciario cuando se somete a cuaternización.
Un método de preparación de una amina con sustitución de polialqueno implica hacer reaccionar un polímero olefínico halogenado con una amina, como se divulga en las patentes de Estados Unidos: 3.275.554; 3.438.757; 3.454.555; 3.565.804; 3.755.433; y 3.822.289. Otro método de preparación de una amina con sustitución de polialqueno implica la reacción de una olefina hidro-formilada con una poliamina y la hidrogenación del producto de reacción, como se divulga en las patentes de Estados Unidos; 5.567.845 y 5.496.383. Otro método de preparación de una amina con sustitución de polialqueno implica convertir un polialqueno, por medio de un reactivo de epoxidación convencional, con o sin un catalizador, en el correspondiente epóxido y convertir el epóxido en una amina con sustitución de polialqueno por medio de reacción con amoníaco o una amina en condiciones de aminación reductiva, como se divulga en la patente de Estados Unidos: 5.350.429. Otro método de preparación de una amina con sustitución de polialqueno implica la hidrogenación de un b-aminonitrilo, llevada a cabo por medio de reacción de una amina con un nitrilo, como se divulga en la patente de Estados Unidos: 5.492.641. Otro método de preparación de una amina con sustitución de polialqueno implica la hidroformilación de polibuteno o poliisobutileno, con un catalizador, tal como rodio o cobalto, en presencia de CO, H2 y NH3, a presiones y temperaturas elevadas, como se divulga en las patentes de Estados Unidos: 4.832.702; 5.496.383 y 5.567.845. Los métodos anteriores para la preparación de una amina con sustitución de polialqueno son únicamente con fines ilustrativos y no se pretende que sean un listado detallado. Las aminas con sustitución de polialqueno de la presente invención no se limitan en cuanto a alcance a los metodos de su preparación divulgados con anterioridad.
La amina con sustitución de polialqueno puede proceder de polímeros de olefina. Los polímeros de olefina apropiados para la preparación de aminas con sustitución de polialqueno de la invención son los mismos que se han descrito con anterioridad.
La amina con sustitución de polialqueno puede proceder de amoníaco, monoaminas, poliaminas, o sus mezclas, incluyendo mezclas de monoaminas diferentes, mezclas de poliaminas diferentes, y mezclas de monoaminas y poliaminas (que incluyen diaminas). Las aminas apropiadas incluyen aminas alifáticas, aromáticas, heterocíclicas y carbocíclicas.
En una realización, las aminas se pueden caracterizar por medio de la fórmula: R12R13NH (IX) donde R12 y R13 son cada uno de forma independiente hidrógeno, hidrocarburo, hidrocarburo con sustitución amino, hidrocarburo con sustitución hidroxi, hidrocarburo con sustitución alcoxi o grupos acilimidoilo, con la condición de que no más de uno de R12 y R13 sea hidrógeno. La amina se puede caracterizar por la presencia de al menos un grupo amino primario (H2N-) o secundario (H-N<). Estas aminas, o las aminas con sustitución de polialqueno que se usan para prepararlas, se pueden alquilar según sea necesario para garantizar que contienen al menos un grupo amino terciario. Los ejemplos de monoaminas apropiadas incluyen etilamina, dimetilamina, dietilamina, n-butilamina, dibutilamina, alilamina, isobutilamina, cocoamina, estearilamina, laurilamina, metillaurilamina, oleilamina, N-metil-octilamina, dodecilamina, dietanolamina, morfolina y octadecilamina.
Las poliaminas a partir de las cuales se obtiene el detergente incluyen principalmente alquilen iminas de acuerdo, en su mayor parte, con la fórmula: HN—— (Alquileno-N)n— R14 R14 R14 (X) donde n es un número entero normalmente menor de 10, cada R14 es de manera independiente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que normalmente tiene hasta 30 átomos de carbono, y el grupo alquileno es normalmente un grupo alquileno que tiene menos de 8 átomos de carbono. Las alquilen aminas incluyen principalmente, etilen aminas, hexilen aminas, heptilen aminas, octilen aminas, otras polimetilen aminas. Específicamente, se ejemplifican por medio de: etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, propilen diamina, decametilen diamina, octametilen diamina, di(heptametilen) triamina, tripropilen tetramina, tetraetilen pentamina, trimetilen diamina, pentaetilen hexamina, di(-trimetilen) triamina, aminopropilmorfolina y dimetilaminopropilamina. Los homólogos superiores tales como los que se obtienen por medio de condensación de dos o más de las alquilen aminas anteriormente ilustradas resultan tambien de utilidad. La tetraetilen pentamina es particularmente útil.
Las etilen aminas, tambien denominadas polietilen poliaminas, son especialmente útiles. Se describen con cierto detalle con el encabezado de "Etilen Aminas" en Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk and Othmer, Vol. 5, pp 898-905, Interscience Publishers, Nueva York (1950).
Cualquiera de las aminas con sustitución de polialqueno anteriores, o las aminas de las cuales proceden, que son aminas primarias o secundarias, pueden alquilarse hasta aminas terciarias usando agentes alquilantes antes o durante la reacción con los agentes de cuaternización para formar los aditivos de sal de amonio cuaternario de la presente invención. Los agentes alquilantes apropiados incluyen los agentes de cuaternización comentados a continuación.
Las sales de amonio cuaternario de amina con sustitución de polialqueno de la presente invención se forman por medio de combinación del producto de reacción descrito anteriormente (la amina con sustitución de polialqueno, que tiene al menos un grupo amino terciario) con un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario en un nitrógeno cuaternario. Los agentes de cuaternización apropiados se comentan con más detalle a continuación. A modo de ejemplo no limitante, a continuación se proporciona una preparación de una sal de amonio cuaternario de amina con sustitución de polialqueno.
En algunas realizaciones, las composiciones de la invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de, las sales de amonio cuaternario de amina con sustitución de polialqueno descritas con anterioridad. Sales de Amonio Cuaternario de Amina Sustituida con Poliéter En una realización, la sal de amonio cuaternario es el producto de reacción de: (i)(b) una amina con sustitución de hidrocarbilo que tiene al menos un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario, donde el sustituyente de hidrocarbilo es un sustituyente de poliéter que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500, o de 100 a 450, o de 150 a 400 o de 200 a 350.
Las aminas apropiadas con sustitución de poliéter pueden proceder de la reacción de un poliéter con una amina. Se pueden preparar por medio de una variedad de métodos. Aminas apropiadas con sustitución de poliéter o las aminas de las cuales proceden contienen un grupo amino terciario o se pueden alquilar hasta que contengan un grupo amino terciario, con tal de que la amina con sustitución de poliéter tenga al menos un grupo amino terciario cuando se somete a cuaternización.
Los poliéteres de las aminas de poliéter se pueden preparar por medio de condensación de un alcohol o un alquilfenol de fórmula general: R3OH donde R3 es un alquilo, alquenilo, opcionalmente cicloalquilo mono o poliinsaturado, arilo, cada uno sustituido de manera opcional con al menos un radical hidroxilo o alquilo, o interrumpido por al menos un hetero átomo, con un óxido de alquileno, mezclas de óxidos de alquileno o con diversos óxidos de alquileno de forma secuencial en una proporción en moles de 1:1-50 de compuesto hídrico con respecto a óxido de alquileno para formar un poliéter. Las patentes de Estados Unidos Nos. 5.112.364 y 5.264.006 proporcionan condiciones de reacción para la preparación de un poliéter. Alquilo significa un radical hidrocarburo lineal o ramificado y saturado, que tiene de 1 a 4, de 1 a 6, de 1 a 8, de 1 a 10, de 1 a 14 o de 1 a 20 átomos de carbono; alquenilo significa radicales de hidrocarburo lineales o ramificados, mono-insaturados, mono- o polisustituidos, que tienen de 2 a 4, de 2 a 6, de 2 a 8, de 2 a 10 o a 20 átomos de carbono y un doble enlace en cualquier posición; cicloalquilo significa radicales carboxílicos de 3 a 20 átomos de carbono; y arilo significa un radical aromático opcionalmente sustituido, mono o bicíclico, mono o polinuclear, que tiene de 6 a 10 o a 20 átomos de carbono de anillo.
Los alcoholes pueden ser monohídricos o polihídricos, lineales o ramificados, saturados o insaturados, cíclicos o aromáticos, y tienen de 1 a 40 átomos de carbono, o de 2 a 35 átomos de carbono, o de 4 a 30, o de 8 a 20 átomos de carbono. Los alcoholes ramificados pueden incluir alcoholes de Guerbet, como se describen en la patente de Estados Unidos N° 5.264.006, que generalmente contienen entre 12 y 40 átomos de carbono y se pueden representar por medio de la fórmula: R5CH(CH2CH2R5)CH2OH donde cada R5 es un grupo hidrocarbilo independiente. En una realización, el grupo alquilo de los alquilfenoles puede ser de 1 a 40 átomos de carbono, o de 2 a 24 átomos de carbono, o de 3 a 18 átomos de carbono.
En una realización, los óxidos de alquileno condensados con el alcohol para preparar el poliéter pueden incluir 1,2-epoxialcanos que tienen de 2 a 18 átomos de carbono, o de 2 a 6 átomos de carbono. En otra realización, los óxidos de alquileno pueden ser óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno. Especialmente útil es óxido de propileno, óxido de butileno o una de sus mezclas. El número de unidades de óxido de alquileno en el intermedio de polieter puede ser de 1-20, o 2-8, o 4-6.
El poliéter empleado para preparar la amina con sustitución de poliéter se puede representar por medio de la fórmula: R10[CH2CH(R2)0]qH donde R1 es un grupo hidrocarbilo, R2 está seleccionado entre el grupo que consiste en hidrógeno, grupos hidrocarbilo de 1 a 16 átomos de carbono y sus mezclas y q es un número de 2 a 50. Los poliéteres pueden incluir compuestos que tienen dos o más grupos éter consecutivos.
Un método de preparación de una amina con sustitución de poliéter implica hacer reaccionar los poliéteres descritos anteriormente como intermedios y convertirlos en poliétereaminas. Los intermedios de poliéter se pueden convertir en poliéteraminas por diversos métodos. El intermedio de poliéter se puede convertir en una poliéteramina por medio de aminación reductiva con amoníaco, una amina primaria o una poliamina como se describe en las patentes de Estados Unidos Nos. 5.112.364 y 5.752.991. En una realización, el intermedio de poliéter se puede convertir en una poliéteramina por medio de reacción de adición del poliéter a acrilonitrilo para formar un nitrilo que, posteriormente, se hidrogena para formar la poliéteramina. La patente de Estados Unidos N° 5.264.006 proporciona las condiciones de reacción para la cicloetilación del poliéter con acrilonitrilo y la posterior hidrogenación para formar la poliéteramina. En otra realización, el intermedio de poliéter o el alcohol poli(oxialquileno) se convierte en el correspondiente cloruro de poli(oxialquileno) por medio de un agente de cloración apropiado seguido de desplazamiento de cloro con amoníaco, una amina primaria o secundaria, o una poliamina como se describe en la patente de Estados Unidos N° 4.247.301.
La amina con sustitución de poliéter puede tener la fórmula general: (R6)(R7)NA-OH donde R6 y R7 son idénticos o diferentes y representan alquilo, alquenilo, hidroxialqullo, hldroxialquenilo, aminoalquilo o aminoalquenilo, o R6 y R7 juntos representan alquileno, aminoalquileno u oxialquileno, y A es un radical alquileno o alquenileno lineal o ramificado o que opcionalmente está interrumpido por uno o más heteroátomos, tales como N, O y S.
Las sales de amonio cuaternario de amina con sustitución de poliéter se pueden formar por medio de combinación del producto de reacción anteriormente descrito (la amina con sustitución de poliéter, que tiene al menos un grupo amino terciario) con un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario en un nitrógeno cuaternario. Los agentes de cuaternización apropiados se comentan con más detalle a continuación.
En algunas realizaciones, las composiciones de la invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de, las sales de amonio cuaternario de amina con sustitución de poliéter descritas anteriormente.
Sales de Amonio Cuaternario de Poliéster En algunas realizaciones, el sustituyente de hidrocarbilo de la sal de amonio cuaternario es un poliéster que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500, o de 100 a 450, o de 150 a 400, o de 200 a 350. La sal cuaternaria de poliéster puede incluir una amina de poliéster cuaternizada, amida y sales de éster. Dichos aditivos también se pueden describir como sales de poliéster cuaternario. Los aditivos de la invención se pueden describir como el producto de reacción de: un poliéster que contiene un grupo amino terciario; y un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario en un nitrógeno cuaternario. Los agentes cuaternarios pueden ser cualesquiera de los agentes descritos con anterioridad.
El poliéster que contiene el grupo amino terciario usado en la preparación de los aditivos de la invención también se puede describir como poliéster no cuaternizado que contiene un grupo amino terciario.
En algunas realizaciones, el poliéster es el producto de reacción de un ácido graso carboxílico que contiene al menos un grupo hidroxilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho ácido que además tiene un grupo amino terciario. Los ácidos grasos carboxílicos apropiados para su uso en la preparación de los poliésteres descritos anteriormente pueden representarse por medio de la fórmula: (XI) donde R1 es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 20 átomos de carbono y R2 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 20 átomos de carbono. En algunas realizaciones, R1 contiene de 1 a 12, de 2 a 10, de 4 a 8 o incluso 6 átomos de carbono, y R2 contiene de 2 a 16, de 6 a 14, de 8 a 12 o incluso 10 átomos de carbono.
En algunas realizaciones, el ácido carboxílico graso usado en la preparación del poliéster es ácido 12-hidroxiesteárico, ácido ricinoleico, ácido 12-hidroxi dodecanoico, ácido 5-hidroxi dodecanoico, ácido 5-hidroxi decanoico, ácido 4-hidroxi decanoico, ácido 10-hidroxi undecanoico o sus combinaciones.
En algunas realizaciones, el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho ácido y además que tiene un grupo amino terciario viene representado por medio de la fórmula: donde R3 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 10 átomos de carbono; R4 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 10 átomos de carbono; R5 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; y X1 es O o NR6 donde R6 es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 10 átomos de carbono. En algunas realizaciones R3 contiene de 1 a 6, de 1 a 2, o incluso 1 átomo de carbono, R4 contiene de 1 a 6, de 1 a 2, o incluso 1 átomo de carbono, R5 contiene de 2 a 12, de 2 a 8 o incluso 3 átomos de carbono, y R6 contiene de 1 a 8, o de 1 a 4 átomos de carbono. En algunas de estas realizaciones, la fórmula (XII) se convierte en: donde las diversas modificaciones proporcionadas anteriormente todavía resultan aplicables.
Los ejemplos de compuestos que contienen oxígeno o nitrógeno capaces de condensar con los agentes acilantes, que también tienen un grupo amino terciario, o compuestos que se pueden alquilar para dar lugar a dichos compuestos, incluyen cualesquiera de los materiales descritos en las secciones anteriores.
Los compuestos que contienen oxígeno o nitrógeno pueden además incluir compuestos heterocíclicos con sustitución de aminoalquilo tales como 1-(3-aminopropil)imidazol y 4-(3-aminopropil)morfolina.
En una realización, el compuesto que contiene oxígeno o nitrógeno es triisopropanolamina, 1-[2-hidroxietil]piperidina, 2-[2-(dimetilamino)etoxi]-etanol, N-etildietanolamina, N-metildietanolamina, N-butildietanolamina, N,N-dietilaminoetanol, N,N-dimetilaminoetanol, 2-dimetilamino-2-metil-1-propanol o sus combinaciones.
En algunas realizaciones, el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho ácido y que además tiene un grupo de amino terciario comprende N,N-dietiletilendiamina, N,N-dimetiletilendiamina, N,N-dibutiletilendiamina, N,N-dimetil-1 ,3-diaminopropano, N,N-dietil-1 ,3- diaminopropano, N,N-dimetilaminoetanol, N,N-dietilaminoetanol, N,N-dietilpropilendiamina o sus combinaciones.
La sal de poliester cuaternizada puede ser una sal de amida de poliéster cuaternizada. En dichas realizaciones, el poliéster que contiene un grupo amino terciario usado para preparar la sal de poliéster cuaternizada es una amida de poliéster que contiene un grupo amino terciario. En algunas de estas realizaciones, la amina o aminoalcohol se hace reaccionar con un monómero y posteriormente se polimeriza el material resultante con un monómero adicional, proporcionando la amida de poliéster que posteriormente se puede someter a cuaternización.
En algunas realizaciones, la sal de poliéster cuaternizada incluye un catión representado por medio de la fórmula siguiente: donde R1 es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono y R2 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 4 átomos de carbono; R3 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R4 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R5 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 o 2 a 6 átomos de carbono; R6 es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; n es un número de 1 a aproximadamente 7 o de 1 a aproximadamente 5; R7 es hidrógeno, un grupo hidrocarbonilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; y X2 es un grupo procedente del agente de cuaternización. En algunas realizaciones, R6 es hidrógeno.
Como se ha comentado anteriormente, en algunas realizaciones R1 contiene de 1 a 2, de 2 a 3, o 1 átomo de carbono, y R2 contiene de 1 a 2, de 2 a 3, o 1 átomo de carbono, R3 contiene de 1 a 2, de 2 a 3 o incluso 1 átomo de carbono, R4 contiene de 1 a 2, de 2 a 3, o incluso 1 átomo de carbono, R5 contiene de 1 a 2, de 2 a 3 o incluso 1 átomo de carbono, y R6 contiene de 1 a 2, o de 2 a 3 o incluso 1 átomo de carbono. En cualesquiera de estas realizaciones n puede ser de 2 a 7, o de 3 a 6, y R7 puede contener de 1 a 2, o de 2 a 3, o 1 átomo de carbono. R7 puede ser un grupo acilo.
En estas realizaciones, la sal de poliester cuaternizada está esencialmente bloqueada con un ácido graso C1-22, o C8-20. Los ejemplos de ácidos apropiados incluyen ácido oleico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido erúcico, ácido laurico, ácido 2-etilhexanoico, ácido 9,11-linoleico, ácido 9,12-linoleico, ácido 9,12,15-linolénico, ácido abiético o sus combinaciones.
El peso molecular medio expresado en número (Mn) de las sales de poliéster completamente cuaternizadas de la invención puede ser de aproximadamente 100 a aproximadamente 750, o de aproximadamente 200 a aproximadamente 700, o de aproximadamente 100 a aproximadamente 500.
El poliéster útil en la presente invención se puede obtener por medio de calentamiento de uno o más ácidos hidroxicarboxílicos o una mezcla del ácido hidroxicarboxílico y un ácido carboxílico, opcionalmente en presencia de un catalizador de esterificación. Los ácidos hidroxicarboxílicos pueden tener la fórmula HO-X-COOH, donde X es un radical alifático divalente saturado o insaturado que contiene al menos 8 átomos de carbono donde existen al menos 4 átomos de carbono entre los grupos hidroxi y de ácido carboxílico, o entre una mezcla de dicho ácido hidroxicarboxílico y un ácido carboxílico que está libre de los grupos hidroxi. Esta reacción se puede llevar a cabo a una temperatura dentro de la zona de 160 C a 200 C, hasta que se haya obtenido el peso molecular deseado. El transcurso de la esterificación se puede seguir por medio de medición del valor de ácido del producto, con el poliester deseado, en algunas realizaciones, que tiene un valor de ácido dentro del intervalo de 1 a 200 mg de KOH/g o dentro del intervalo de 10 a 150 mg de KOH/g. El intervalo de valor de ácido indicado de 1 a 200 mg de KOH/g es equivalente al peso molecular medio expresado en número de 56100 a 280. El agua formada en la reacción de esterificación se puede retirar del medio de reacción y esto se lleva a cabo de manera apropiada haciendo pasar una comente de nitrógeno sobre la mezcla de reacción o, llevando a cabo la reacción en presencia de un disolvente, tal como tolueno o xileno, y destilando el agua que se forma.
Posteriormente, se puede aislar el poliéster resultante de forma convencional; no obstante, cuando la reacción se lleva a cabo en presencia de un disolvente orgánico cuya presencia no resultaría perjudicial en la aplicación posterior, se puede usar la disolución resultante del poliéster.
En los citados ácidos hidroxicarboxílicos el radical representado por X puede contener de 12 a 20 átomos de carbono, opcionalmente donde existen entre 8 y 14 átomos de carbono entre los grupos de ácido carboxílicos y los grupos hidroxi. En algunas realizaciones el grupo hidroxi es un grupo hidroxi secundario.
Los ejemplos específicos de dichos ácidos hidroxicarboxílicos incluyen ácido ricinoleico, una mezcla de ácidos 9- y 10-hidroxiestearico (obtenido por medio de sulfatación de ácido oleico y posteriormente hidrólisis) y ácido 12-hidroxiestearico, y el ácido graso de aceite de ricino hidrogenado comercialmente disponible que contiene, además de ácido 12-hidroxiestearico, cantidades menores de ácido esteárico y ácido palmítico.
Preferentemente, los ácidos carboxílicos que se pueden usar junto con los ácidos hidroxicarboxílicos para obtener estos poliésteres son ácidos carboxílicos de compuestos alifáticos saturados o insaturados, en particular ácidos alquil y alquenil carboxílicos que contienen una cadena de 8 a 20 átomos de carbono. Como ejemplos de dichos ácidos se pueden mencionar ácido laurico, ácido palmítico, ácido esteárico y ácido oleico.
En una realización, el poliéster procede de ácido 12-hidroxi-esteárico comercial que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 1600. Los poliésteres tales como este, se describen con más detalle en las Memorias Descriptivas de las Patentes de Reino Unido Nos. 1373660 y 1342746.
En algunas realizaciones, los componentes usados para preparar los aditivos descritos anteriormente están sustancialmente libres de, esencialmente libres de, o incluso completamente libres de, agentes achantes con sustitución de hidrocarbilo que contienen sustancias que no son poliester y/o agentes diacilantes con sustitución de hidrocarbilo que contienen sustancias que no son poliéster, tales como por ejemplo poliisobutileno. En algunas realizaciones, estos agentes excluidos son el producto de reacción de un hidrocarburo de cadena larga, generalmente una poliolefina que se hace reaccionar con un reaccionante de ácido carboxílico monoinsaturado, tal como, (i) ácido dicarboxílico C4 a C10 a,b-monoinsaturado, tal como, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido maleico; (ii) derivados de (i) tales como anhídridos o mono- o diésteres de (i) derivados de alcohol Ci a C5; (iii) ácido monocarboxílico C3 a C10 a,b-monoinsaturado tal como ácido acrílico y ácido metacrílico; o (iv) derivados de (iii), tal como, ésteres de (iii) derivados de alcohol Ci a C5 con cualquier compuesto que contenga un enlace olefínico representado por medio de la fórmula general (R9)(R10)C=C(R11)(CH(R7)(R8)) donde cada R9 y R10 es de manera independiente hidrógeno o un grupo basado en hidrocarburo; cada uno de R11, R7 y R8 es de manera independiente hidrógeno o un grupo basado en hidrocarburo y preferentemente al menos uno es un grupo hidrocarbilo que contiene al menos 20 átomos de carbono. En una realización, el agente achante excluido con sustitución de hidrocarbilo es un agente achante dicarboxílico. En algunas de estas realizaciones, el agente achante excluido con sustitución de hidrocarbilo es anhídrido poliisobutilen succínico.
Por sustancialmente libre de, se entiende que los componentes de la presente invención están formados principalmente por materiales diferentes de los agentes acilantes con sustitución de hidrocarbilo descritos anteriormente ya que estos agentes no se ven implicados de manera significativa en la reacción y las composiciones de la invención no contienen cantidades significativas de los aditivos procedentes de dichos agentes. En algunas realizaciones, los componentes de la invención, o las composiciones de la invención, pueden contener menos de un 10 por ciento en peso de estos agentes, o de los aditivos procedentes de estos agentes. En otras realizaciones, la cantidad máxima permitida puede ser de 5, 3, 2, 1 o incluso 0,5 o 0,1 por ciento en peso. Una de las finalidades de estas realizaciones consiste en permitir la exclusión de agentes tales como anhídridos poliisobutilen succínicos de las reacciones de la invención y así, permitir tambien la exclusión del aditivo detergente de sal cuaternizada procedente de agentes tales como anhídridos poliisobutilen succínicos. El foco de esta realización es sobre aditivos detergentes de sal cuaternaria de poliéster, o un hiperdispersante.
En algunas realizaciones, las composiciones de la invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de, las sales cuaternarias de poliéster descritas anteriormente.
Sales de Amonio Cuaternario de Mannich En una realización, la sal de amonio cuaternaria es el producto de reacción de: (i)(c) un producto de reacción de Mannich; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario. Los productos de reacción de Mannich tienen al menos un grupo amino terciario y se preparan a partir de la reacción de un fenol con sustitución de hidrocarbilo, un aldehido y una amina.
El sustituyente de hidrocarbilo del fenol con sustitución de hidrocarbilo puede tener de 1 a 36 átomos de carbono, en otro ejemplo de 2 a 34 átomos de carbono y en otro ejemplo adicional de 5 o 8 a 30 átomos de carbono. Este sustituyente de hidrocarbilo puede proceder de una defina o una poliolefina. Olefinas útiles incluyen alfa-olefinas, tales como 1 -deceno, que se encuentran comercialmente disponibles. Las poliolefinas apropiadas incluyen las descritas en las secciones anteriores. Se puede preparar el fenol con sustitución de hidrocarbilo por medio de alquilación de un fenol con una de estas olefinas apropiadas o poliolefinas, tales como poliisobutileno o polipropileno, usando métodos de alquilación bien conocidos.
El aldehido usado para formar el detergente de Mannich puede tener de 1 a 10 átomos de carbono, y generalmente es formaldehído o uno de sus equivalentes reactivos, tales como formalina o paraformaldehído.
La amina usada para formar el reactivo de Mannich puede ser una monoamina o poliamina. Aminas apropiadas para la preparación del producto de reacción de Mannich de la invención son las mismas que se han descrito en las secciones anteriores.
En una realización, el detergente de Mannich se prepara haciendo reaccionar un fenol con sustitución de hidrocarburo, un aldehido y una amina, como se describe en la patente de Estados Unidos 5.697.988. En una realización, se prepara el producto de reacción de Mannich a partir de: un alquilenfenol procedente de un poliisobutileno; formaldehído; y una monoamina primaria, monoamina secundaria o alquilendiamina. En algunas de dichas realizaciones, la amina es etilendiamina o dimetilamina. Otros metodos de preparación de productos de reacción de Mannich apropiados se pueden encontrar en las patentes de Estados Unidos: 5.876.468 y 5.876.468.
Como se ha comentado anteriormente, puede resultar necesario, con algunas aminas, hacer reaccionar el producto de reacción de Mannich con un epóxido o carbonato, u otro agente alquilante, con el fin de obtener el grupo amino terciario.
Las sales de amonio cuaternario de Mannich de la presente invención se forman por medio de combinación del producto de reacción descrito anteriormente (el producto de reacción de Mannich con al menos un grupo amino terciario) con un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario en un nitrógeno cuaternario. Los agentes de cuaternización apropiados se comentan a continuación.
En algunas realizaciones, las composiciones de la invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de, las sales de amonio cuaternario de Mannich descritas anteriormente.
Sales de Amonio Cuaternario de Amida v/o Éster En algunas realizaciones, las sales de amonio cuaternario usadas en la invención son detergentes de amida cuaternaria y/o éster que se pueden describir como el producto de reacción de: (i) un detergente no cuaternizado de amida y/o éster que tiene una funcionalidad de amina terciaria; y (¡i) un agente de cuaternización. En algunas realizaciones el detergente no cuaternizado es el producto de condensación de (a) un agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y (b) un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante y que además tiene al menos un grupo amino terciario.
Los detergentes no cuaternizados de amida y/o éster apropiados para su uso en la presente invención incluyen el producto de condensación de (i) un agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y (ii) un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante y que además tiene al menos un grupo amino terciario, donde el detergente resultante tiene al menos un grupo amino terciario y también contiene un grupo amida y/o un grupo éster. Normalmente, el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante determina si el detergente resultante contiene un grupo amida o un grupo éster. En algunas realizaciones, el detergente no cuaternizado, y de esta forma el detergente cuaternizado resultante, está libre de cualesquiera grupos de imida. En algunas realizaciones, el detergente no cuaternizado, y de esta forma el detergente cuaternizado resultante, está libre de cualquier grupo de éster. En estas realizaciones, el detergente contiene al menos un, o precisamente uno, grupo amida.
El agente acilante con sustitución de hidrocarburo puede ser cualquiera de los materiales descritos en la sección anterior, con la condición de que el material contenga un grupo amida y/o un grupo éster.
El detergente no cuaternizado de amida y/o ester usado para preparar los aditivos de la presente invención se forma cuando los agentes acilantes descritos anteriormente se hacen reaccionar con un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensarse con el agente acilante que, además, tiene al menos un grupo amino terciario. Cualquiera de estos compuestos descritos anteriormente se puede usar también en la presente memoria.
En una realización, el grupo no cuaternizado de amida y/o éster puede comprender un ácido carboxílico con sustitución de hidrocarbilo, por ejemplo, un ácido succínico, libre de cualesquiera grupos de imida, donde uno de los restos de ácido carboxílico reacciona con el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con el agente acilante para formar una amida y el otro resto de ácido carboxílico permanece como grupo ácido. En otra realización, el grupo no cuaternizado de amida y/o éster puede comprender un ácido dicarboxílico con sustitución de hidrocarbilo, por ejemplo, un ácido succínico, libre de cualquier grupo de anhídrido, donde uno de los restos de ácido carboxílico reacciona con el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con el agente acilante para formar un éster y el otro resto de ácido carboxílico permanece como grupo ácido.
En realizaciones adicionales, el grupo no cuaternizado de amida y/o éster puede venir representado por la siguiente fórmula: donde: R21 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R22 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R23 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 7 a 36 átomos de carbono; e Y es NH o O.
Se preparan los detergentes cuaternarios de amida y/o ester haciendo reaccionar (a) el detergente no cuaternizado de amida y/o éster que tiene una funcionalidad de amina terciaria con (b) el agente de cuaternización; obteniéndose de este modo el detergente cuaternizado. Los procesos de la presente invención también se pueden describir como un proceso para la preparación de un detergente cuaternizado de amida y/o éster que comprende las etapas de: (1) mezclar (a) un detergente no cuaternizado de amida y/o éster que tiene una funcionalidad de amina, (b) un agente de cuaternización y opcionalmente con (c) un disolvente prótico, que en algunas realizaciones, está libre de metanol; (2) calentar la mezcla a una temperatura de entre 50 °C y 130 °C; y (3) mantener hasta que se complete la reacción; obteniéndose de este modo el detergente cuaternizado de amida y/o éster. En una realización, se lleva a cabo la reacción a una temperatura menor que 80 °C, o menor que 70 °C. En otras realizaciones, se calienta la mezcla de reacción hasta una temperatura de aproximadamente 50 °C a 120 °C, 80 °C o 70 °C. En otras realizaciones en las cuales el agente acilante de hidrocarbilo procede de un ácido monocarboxílico, la temperatura de reacción puede ser de 70 °C a 130 °C. En otras realizaciones en las cuales el agente acilante de hidrocarbilo procede de un ácido dicarboxílico, la temperatura de reacción puede ser de 50 °C a 80 °C, o de 50 °C a 70 °C. En algunas realizaciones, los procesos de la presente invención están libres de la adición de ningún reaccionante ácido, tal como ácido acetico. El producto de sal se obtiene en estas realizaciones, a pesar de la ausencia del reaccionante ácido separado.
Como se ha descrito anteriormente, en algunas realizaciones el detergente no cuaternizado de amida y/o éster es el producto de condensación del agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante y que además tiene al menos un grupo amino terciario. Los agentes de cuaternización apropiados y los compuestos que tienen un átomo de oxígeno o nitrógeno también se han descrito anteriormente.
Los aditivos de la presente invención se pueden obtener en presencia de un disolvente prótico. En algunas realizaciones, el proceso usado para preparar estos aditivos está sustancialmente libre de metanol. Sustancialmente libre de metanol puede significar menos de un 0,5, un 0,1 o un 0,05 por ciento en peso de metanol en la mezcla de reacción, y puede también significar completamente libre de metanol.
Los disolventes próticos apropiados incluyen disolventes que tienen constantes dieléctricas mayores de 9. En una realización, el disolvente prótico incluye compuestos que contienen 1 o más grupos funcionales hidroxilo y pueden incluir agua.
En una realización, los disolventes son glicoles y eteres de glicol. Los glicoles que contienen de 2 a 12 átomos de carbono, o de 4 a 10, o de 6 a 8 átomos de carbono, y sus oligómeros (por ejemplo, dímeros, trímeros y tetrámeros) generalmente resultan apropiados para su uso. Los glicoles ilustrativos incluyen etilen glicol, propilen glicol, dietilen glicol, dipropilen glicol, 1,4-butanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, neopentil glicol, trietilen glicol, polietilen glicol y similares y oligómeros y sus mezclas y derivados poliméricos. Los éteres de glicol ilustrativos incluyen éteres de alquilo C1-C6 de propilen glicol, etilen glicol y sus oligómeros tales como éteres de di-, tri- y tetraglicol de metilo, etilo, propilo, butilo o hexilo. Los éteres de glicol apropiados incluyen éteres de dipropilen glicol, tripropilen glicol, dietilen glicol, trietilen glicol; éter de etil diglicol, éter de butil diglicol, metoxitriglicol, etoxitriglicol, butoxitriglicol, metoxitetraglicol, butoxitetraglicol.
Los disolventes apropiados para su uso en la invención también incluyen diversos alcoholes. En una realización, estos alcoholes contienen al menos 2 átomos de carbono, y en otras realizaciones al menos 4, al menos 6 o al menos 8 átomos de carbono. En otra realización, el disolvente de la presente invención contiene de 2 a 20 átomos de carbono, de 4 a 16 átomos de carbono, de 6 a 12 átomos de carbono, de 8 a 10 átomos de carbono o precisamente 8 átomos de carbono. Normalmente, estos alcoholes tienen un sustituyente 2-(alquilo Ci-4), concretamente, metilo, etilo o cualquier isómero de propilo o butilo. Los ejemplos de alcoholes apropiados incluyen 2-metilheptanol, 2-metildecanol, 2-etilpentanol, 2-etilhexanol, 2-etilnonanol, 2-propilheptanol, 2-butilheptanol, 2-butiloctanol, isooctanol, dodecanol, ciclohexanol, metanol, etanol, propan-1-ol, 2-metilpropan-2-ol, 2-metilpropan-1-ol, butan-1-ol, butan-2-ol, pentanol y sus isómeros, y sus mezclas. En una realización, el disolvente de la presente invención es 2-etilhexanol, 2-etil nonanol, 2-propilheptanol o sus combinaciones. En una realización, el disolvente de la presente invención incluye 2-etilhexanol.
El disolvente puede ser cualesquiera alcoholes comercialmente disponibles o mezclas de dichos alcoholes y tambien incluye alcoholes y mezclas de alcoholes mezclados con agua. En algunas realizaciones, la cantidad de agua presente puede ser de 1 por ciento en peso de la mezcla de disolventes. En otras realizaciones, la mezcla de disolvente puede contener trazas de agua, siendo el contenido de agua menor de 1 o 0,5 por ciento en peso.
Los alcoholes pueden ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos o heterocíclicos, incluyendo alcoholes cicloalifáticos con sustitución alifática, alcoholes aromáticos con sustitución alifática, alcoholes heterocíclicos con sustitución alifática, alcoholes alifáticos con sustitución cicloalifática, alcoholes aromáticos con sustitución cicloalifática, alcoholes heterocíclicos con sustitución cicloalifática, alcoholes alifáticos con sustitución heterocíclica, alcoholes cicloalifáticos con sustitución heterocíclica y alcoholes aromáticos con sustitución heterocíclica.
Sin pretender quedar avalado por teoría alguna, se piensa que se requiere un disolvente polar prótico con el fin de facilitar la disociación del ácido en iones y protones. Se requiere que la disociación provoque la protonación del ión formado cuando el detergente que tiene funcionalidad de amina reacciona inicialmente con el agente de cuaternización. En el caso donde el agente de cuaternización sea un epóxido de alquilo, el ión resultante sería un ión de alcóxido inestable. La disociación tambien proporciona un contra ión procedente del grupo ácido del aditivo que actúa para estabilizar el ión de amino cuaternario formado en la reacción, dando como resultado un producto más estable.
El disolvente puede estar presente de forma que la proporción en peso de la cantidad de detergente que tiene funcionalidad de amina con respecto a la cantidad de disolvente polar sea en un conjunto de realizaciones de 20:1 a 1:20, o de 10:1 a 1 :10. En realizaciones adicionales, la proporción en peso de detergente con respecto a disolvente puede ser de 1:10 a 1:15, de 15:1 a 10:1 o de 5:1 a 1:1.
En algunas realizaciones, las composiciones de la invención están sustancialmente libres de, o incluso completamente libres de, los detergentes cuaternarios de amida y/o éster descritos anteriormente.
El Agente de Cuaternización Los agentes de cuaternización apropiados para la preparación de cualquiera de los detergentes cuaternarios de sal de amonio descritos anteriormente incluyen sulfatos de dialquilo, haluros de bencilo, carbonatos con sustitución de hidrocarbilo, epóxidos de hidrocarbilo usados en combinación con un ácido, ésteres de poli(ácidos carboxílicos) o sus mezclas.
En una realización, el agente de cuaternización incluye: haluros tales como cloruro, yoduro o bromuro; hidróxidos, sulfonatos; sulfatos de alquilo tales como sulfato de dimetilo; sultonas; fosfatos; alquilfosfatos Ci_i2; dialquilfosfatos C -12; boratos; alquilboratos Ci-i2; nitritos, nitratos; carbonatos; bicarbonatos; alcanoatos; O,O-dialquil-C-M ditiofosfatos o sus mezclas.
En una realización, el agente de cuaternización puede ser: sulfato de dialquilo tal como sulfato de dimetilo; N-óxidos; sultonas tales como propano o butano sultona; haluros de alquilo, adío o aralquilo tales como bromuro, yoduro o cloruro de metilo y etilo o cloruro de bencilo; carbonatos con sustitución de hidrocarbilo (o alquilo); o sus combinaciones. Si el haluro de aralquilo es cloruro de bencilo, el anillo aromático está opcionalmente sustituido de manera adicional con grupos alquilo o alquenilo.
Los grupos hidrocarbilo (o alquilo) de los carbonatos con sustitución de hidrocarbilo pueden contener de 1 a 50, de 1 a 20, de 1 a 10 o de 1 a 5, o de 1 a 3 átomos de carbono por grupo. En una realización, los carbonatos con sustitución de hidrocarbilo contienen dos grupos hidrocarbilo que pueden ser iguales o diferentes. Ejemplos de carbonatos con sustitución de hidrocarbilo apropiados incluyen carbonato de dimetilo o dietilo.
En otra realización, el agente de cuaternización puede ser epóxido de hidrocarbilo, como viene representado por medio de la fórmula siguiente: (XIV) donde R15, R16, R17 y R18 pueden ser de manera independiente H o un grupo hidrocarbilo Ci-50. Los ejemplos de epóxidos de hidrocarbilo apropiados incluyen: óxido de estireno, óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de estilbeno, epóxidos C2-50 o sus combinaciones.
En otra realización, el agente de cuaternización puede ser un éster de un ácido carboxílico capaz de reaccionar con una amina terciaria para formar una sal de amonio cuaternario, o un éster de un poli(ácido carboxílico). En sentido general, dichos materiales se pueden describir como compuestos que tiene la estructura: R19-C(=0)-O-R2° (XV) donde R19 es un grupo alquilo, alquenilo, arilo o alquiladlo opcionalmente sustituido y R20 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 22 átomos de carbono.
Los compuestos apropiados incluyen ásteres de ácidos carboxílicos que tienen un pKa de 3,5 o menos. En algunas realizaciones, el compuesto es un éster de un ácido carboxílico seleccionado entre un ácido carboxílico aromático sustituido, un ácido a-hidroxicarboxílico y un poli(ácido carboxílico). En algunas realizaciones, el compuesto es un éster de un ácido carboxílico aromático sustituido y, de este modo, R19 es un grupo arilo sustituido. R puede ser un grupo arilo sustituido que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo, o un grupo naftilo. De manera apropiada, R puede estar sustituido con uno o más grupos seleccionados entre carboalcoxi, nitro, ciano, hidroxi, SR'o NR'R" donde cada R' y R" pueden ser de manera independiente hidrógeno, o un grupo alquilo, alquenilo, arilo o carboalcoxi opcionalmente sustituido. En algunas realizaciones R' y R" son cada uno de forma independiente hidrógeno o un grupo alquilo opcionalmente sustituido que contiene de 1 a 22, de 1 a 16, de 1 a 10 o incluso de 1 a 4 átomos de carbono.
En algunas realizaciones, R19 de la fórmula anterior es un grupo arilo sustituido con uno o más grupos seleccionados entre hidroxilo, carboalcoxi, nitro, ciano y NH2. R10 puede ser un grupo arilo poli-sustituido, por ejemplo, trihidroxifenilo, pero tambien puede ser un grupo arilo mono-sustituido, por ejemplo un grupo arilo orto sustituido. R19 puede estar sustituido con un grupo seleccionado entre OH, NH2, NO2 o COOMe. De manera apropiada, R19 es un grupo arilo con sustitución hidroxi. En algunas realizaciones, R19 es un grupo 2-hidroxifenilo. R20 puede ser un grupo alquilo o alquiladlo, por ejemplo un grupo alquilo o alquiladlo que contiene de 1 a 16 átomos de carbono o de 1 a 10, o de 1 a 8 átomos de carbono. R20 puede ser metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, bencilo o uno de sus isómeros. En algunas realizaciones, R20 es bencilo o metilo. En algunas realizaciones, el agente de cuaternización es salicilato de metilo.
En algunas realizaciones, el agente de cuaternización es un éster de un ácido alfahidroxicarboxílico. Compuestos de este tipo apropiados para su uso en la presente memoria se describen en el documento EP 1254889. Ejemplos de compuestos apropiados que contienen el residuo de un ácido alfa-hidroxicarboxílico incluyen (i) ésteres metílico, etílico, propílico, butílico, pentílico, hexílico, bencílico, fenílico y alílico de ácido 2-hidroxiisobutírico; (ii) ésteres metílico, etílico, propílico, butílico, pentílico, hexílico, bencílico, fenílico y alílico de ácido 2-hidroxi-2-metilbutírico; (iii) ésteres metílico, etílico, propílico, butílico, pentílico, hexílico, bencílico, fenílico y alílico de ácido 2-hidroxi-2-etilbutírico; (iv) ásteres metílico, etílico, propílico, butílico, pentílico, hexílico, bencílico, fenílico y alílico de ácido láctico; y (v) ásteres metílico, etílico, propílico, butílico, pentílico, hexílico, alílico, bencílico y fenílico de ácido glicólico. En algunas realizaciones, el agente de cuaternización comprende 2-hidroxíisobutirato de metilo.
En algunas realizaciones, el agente de cuaternización comprende un áster de un poli(ácido carboxílico). En la presente definición, los inventores pretenden incluir ácidos dicarboxílicos y ácidos carboxílicos que tienen más de 2 restos ácidos. En algunas realizaciones, los ásteres son ásteres de alquilo con grupos alquilo que contienen de 1 a 4 átomos de carbono. Los ejemplos apropiados incluyen diesteres de ácido oxálico, diésteres de ácido itálico, diésteres de ácido maleico, diésteres de ácido malónico o diésteres y triésteres de ácido cítrico.
En algunas realizaciones, el agente de cuaternización es un áster de un ácido carboxílico que tiene un pKa menor de 3,5. En dichas realizaciones en las cuales el compuesto incluye un grupo ácido, los inventores pretenden hacer referencia a la primera constante de disociación. Se puede seleccionar el agente de cuaternización entre un áster de un ácido carboxílico seleccionado entre uno o más de ácido oxálico, ácido itálico, ácido salicílico, ácido maleico, ácido malónico, ácido cítrico, ácido nitrobenzoico, ácido aminobenzoico y ácido 2,4,6-trihidroxibenzoico. En algunas realizaciones, el agente de cuaternización incluye oxalato de dimetilo, 2-nitrobenzoato de metilo y salicilato de metilo.
Cualquiera de los agentes de cuaternización descritos anteriormente, incluyendo epóxidos de hidrocarbilo, se pueden usar en combinación con un ácido. Los ácidos apropiados incluyen ácidos carboxílicos, tales como ácido acético, ácido propiónico, ácido 2-etilhexanoico y similares. En algunas realizaciones, por ejemplo cuando el agente acilante de hidrocarbilo es un agente acilante dicarboxílico, no se requiere un componente ácido separado. En dichas realizaciones, se puede preparar el detergente por medio de la combinación de reaccionantes que están de esencialmente libres a libres de un componente ácido, tal como ácido acético, y basándose en este caso en el grupo ácido del agente acilante de hidrocarbilo.
En algunas realizaciones, la sal de amonio cuaternario incluye el producto de reacción de: (i) un compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario, donde el componente (i), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende: (a) el producto de condensación de un agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar el agente acilante donde el producto de condensación tiene al menos un grupo amino terciario.
En algunas realizaciones, el agente acilante con sustitución de hidrocarbilo puede ser poli(anhídrido isobutilen succínico) y el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante puede ser dimetilaminopropilamina, dimetil etanolamina, dietil etanolamina, N-metil-1,3-diaminopropano, N,N-dimetil-aminopropilamina, N,N-dietilaminopropilamina, N,N-dimetil-aminoetilamina, dietilentriamina, dipropilentriamina, dibutilentriamina, trietilentetraamina tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamina, hexametilentetramina y bis(hexametilen)triamina.
En algunas realizaciones, la sal de amonio cuaternario comprende un catión representado por medio de la siguiente fórmula: (XVI) donde: R21 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R22 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R23 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 7 a 36 átomos de carbono; y X es un grupo procedente del agente de cuaternización.
En algunas realizaciones, la sal de amonio cuaternario incluye el producto de reacción de: (i) un compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (i) en un nitrógeno cuaternario, donde el componente (i), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende: (b) una amina con sustitución de polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario.
En algunas realizaciones, el sustituyente de polialqueno de la amina con sustitución de polialqueno procede de poliisobutileno y la amina con sustitución de polialqueno tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500.
En algunas realizaciones, la sal de amonio cuaternario incluye el producto de reacción de: (i) un compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario; y (ii) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario de un compuesto (i) en nitrógeno cuaternario, donde el componente (i), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende: (c) un producto de reacción de Mannich que tiene al menos un grupo amino terciario, donde el producto de reacción de Mannich procede de un fenol con sustitución de hidrocarbilo, un aldehido y una amina.
El algunas realizaciones el componente (i), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende un producto de reacción de Mannich que tiene un grupo amino terciario, preparándose dicho producto de reacción de Mannich a partir de la reacción de un fenol con sustitución de hidrocarbilo, un aldehido y una amina; y donde el sustituyente de hidrocarbilo del fenol con sustitución de hidrocarbilo del componente (a) procede de una poliolefina que tiene un peso molecular medio expresado en número de 100 a aproximadamente 400; donde el aldehido del componente (a) es un formaldehído o uno de sus equivalentes reactivos; y donde la amina del componente (a) está seleccionada entre el grupo que consiste en dimetilamina, etilendiamina, dimetilaminopropilamina, dietilentriamina, dibutilamina y sus mezclas.
En cualquiera de estas realizaciones descritas anteriormente, se puede usar uno cualquiera o una combinación de agentes de cuaternización descritos anteriormente.
Aplicación industrial En una realización, la invención resulta útil como combustible líquido para un motor de combustión interna. El motor de combustión interna incluye motores de ignición por chispa y motores de ignición por compresión: ciclos de 2 tiempos y 4 tiempos; combustible líquido suministrado por medio de inyección directa, inyección indirecta, inyección de puerto y carburador; sistemas de conducto común y de inyector unitario; motores de tráfico ligero (por ejemplo, coches) y pesado (por ejemplo, camiones comerciales); y motores alimentados por combustibles que tienen hidrocarburos y que no tienen hidrocarburos y sus mezclas. Los motores pueden ser parte de sistemas de emisiones integradas que incorporan dichos elementos tales como; sistemas EGR; postratamiento que incluye catalizadores de tres vías, catalizador de oxidación, absorbedores de NOx y catalizadores, dispositivos de retención de partículas catalizados y no catalizados que opcionalmente emplean un catalizador basado en el combustible; programación variable de válvulas; y programación de inyección y conformación de velocidad.
En una realización, la composición puede comprender más de un 3 % en peso de una sal de amonio cuaternario. En otra realización, la composición puede comprender más de un 4 %, o un 5 % en peso, o incluso un 10 o un 25 % en peso de la sal de amonio cuaternario.
En otra realización, de manera adicional, la composición puede comprender una sal de amonio cuaternario de peso molecular elevado. La sal de amonio cuaternario de peso molecular elevado puede comprender (a) un compuesto que comprende (i) al menos un grupo amino terciario como se ha descrito anteriormente, y (ii) un sustituyente de hidrocarbilo que tiene un peso molecular medio de aproximadamente 500 a aproximadamente 5000, o hasta 2500, o hasta 1500; y (b) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario de (a)(i) en un nitrógeno cuaternario, como se ha descrito anteriormente. Las sales de amonio cuaternario de peso molecular elevado se describen de manera más completa en las patentes de Estados Unidos Nos. 7.951.211 , expedida el 31 de mayo de 2011 y 8.083814 expedida el 27 de diciembre de 2011 , y las publicaciones de Estados Unidos Nos. 2008/0113890, publicada el 15 de mayor de 2008, y 2001/0219674, publicada el 15 de septiembre de 2011.
En determinadas realizaciones, se puede emplear una composición que comprende la sal de amonio cuaternario en un combustible diésel. En una realización particular, el combustible diésel puede ser un combustible diésel de contenido de azufre ultra-reducido, lo que significa un combustible diésel que tiene menos de 30 ppm, o menos de 20 ppm, o incluso menos de 15 ppm de azufre.
En una realización, un combustible diésel puede contener la composición de sal de amonio cuaternario de aproximadamente 10 a aproximadamente 500 ppm. En otra realización, la composición de sal de amonio cuaternario puede estar presente en un combustible diésel de aproximadamente 20 a aproximadamente 250 ppm, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 120 ppm.
Se puede emplear la composición de sal de amonio cuaternario en un método de minimización de la creación de depósitos internos de inyector diésel.
También se puede emplear la sal de amonio cuaternario para reducir la cantidad de depósitos internos pre-existentes en el inyector diésel. En una realización, se puede emplear la composición de sal de amonio cuaternario en un método de minimización de la creación de depósitos internos de inyector diésel, al tiempo que se reduce de forma adicional la cantidad de depósitos internos pre-existentes del inyector diésel. Cualquiera de los métodos anteriores puede comprender las etapas de suministrar a un motor diésel una composición de combustible diésel que comprende (a) un combustible diésel; y (B) una composición de una sal de amonio cuaternario como se ha descrito en la presente memoria. En una realización, el método puede incluir añadir combustible diésel y la composición a un motor diésel que comprende inyectores diésel de conductor único de alta presión.
Según se usa en la presente memoria, la expresión "sustituyente de hidrocarbilo" o "grupo hidrocarbilo" se usa en su sentido ordinario, que se conoce bien por parte de los expertos en la materia. Específicamente, se refiere a un grupo que tiene un átomo de carbono directamente unido al resto de la molécula y que tiene un carácter predominantemente de hidrocarburo. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo incluyen: sustituyentes de hidrocarburo, es decir, sustituyentes alifáticos (por ejemplo, alquilo o alquenilo), alicíclico (por ejemplo, cicloalquilo, cicloalquenilo), y sustituyentes aromáticos con sustitución aromática, alifática o alicíclica, así como también sustituyentes cíclicos donde el anillo se completa a través de otra parte de la molécula (por ejemplo, dos sustituyentes juntos forman un anillo); sustituyentes de hidrocarburo sustituido, es decir, sustituyentes que contienen grupos que no son de hidrocarburo que, en contexto de la presente invención, no alteran la naturaleza predominantemente de hidrocarburo del sustituyente (por ejemplo, halo (especialmente cloro y fluoro), hidroxi, alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxi); sustituyentes hetero, es decir, sustituyentes que, al tiempo que tienen un carácter predominantemente de hidrocarburo, en el contexto de la presente invención, contienen otro átomo diferente de carbono en un anillo o cadena formada por átomos de carbono. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno, nitrógeno y engloban sustituyentes como piridilo, furilo, tienilo e imidazoilo. En general, no más de dos , preferentemente no más de un sustituyente que no es de hidrocarburo, están presentes por cada diez átomos de carbono en el grupo hidrocarbilo; normalmente, no hay sustituyentes de hidrocarburo en el grupo de hidrocarbilo.
Se sabe que parte de los materiales descritos anteriormente pueden interaccionar en la formulación final, de manera que los componentes de la formulación final puede ser diferentes de los que se añaden en el momento inicial. Por ejemplo, los iones metálicos (de, por ejemplo, un detergente) pueden migrar a otros sitios ácidos o aniónicos de otras moleculas. Los productos formados de otro modo, incluyendo los productos formados tras el empleo de la composición de la presente invención en su uso pretendido, pueden no ser susceptibles de descripción sencilla. No obstante, todas las citadas modificaciones y los productos de reacción se incluyen dentro del alcance de la presente invención; la presente invención engloba la composición preparada por medio de mezcla de los componentes descritos anteriormente.
Ejemplos La invención además se ilustra por medio de los siguientes ejemplos, que explican realizaciones particularmente ventajosas. Mientras que se proporcionan los ejemplos para ilustrar la presente invención, no se pretende que la limiten. Muestra Comparativa A: Se prepara la Muestra Comparativa A a partir de una mezcla de anhídrido succínico preparada a partir de poliisobutileno de Mn 210 (350 gramos) que se calienta con agitación hasta 105 °C bajo atmósfera de nitrógeno. Se añade lentamente tetraetilpentamina (TEPA, 293,9 gramos) durante aproximadamente una hora, manteniendo una temperatura del lote por debajo de 120 °C. Se aumenta la temperatura de reacción hasta 175 °C y se mantiene durante 4,5 horas adicionales. El compuesto resultante es una succinimida de TEPA.
Muestra Preparatoria 1 Se prepara la Muestra Preparatoria 1 a partir de una mezcla de anhídrido succínico preparada a partir de poliisobutileno de Mn 210 (800 gramos) que se calienta con agitación hasta 105 °C bajo atmósfera de nitrógeno. Se añade lentamente dimetilaminopropilamina (DMAPA, 289,9 gramos) durante 95 minutos manteniendo la temperatura del lote por debajo de 120 °C. Se aumenta la temperatura de reacción hasta 150 °C y se mantiene durante 3 horas adicionales. El compuesto resultante es succinimida de DMAPA. Se calientan 1109 gramos de la succinimida de DMAPA resultante con óxido de propileno (257,8 gramos), ácido acético (177,75 gramos) y 2-etilhexanol (1156,5 gramos) con agitación a reflujo (~ 80 °C) bajo atmósfera de nitrógeno. El compuesto resultante es una sal de amonio cuaternario de óxido de propileno.
Muestra Preparatoria 2 Se prepara la Muestra Preparatoria 2 a partir de una mezcla de ácido 12-hidroxiesteárico (550,2 gramos) que se calienta con agitación hasta 100 °C bajo atmósfera de nitrógeno. Se añade lentamente dimetilaminopropilamina (DMAPA, 205,5 gramos) durante 23 minutos y se mantiene a 100 °C durante 3,5 horas, y posteriormente se calienta hasta 110 °C durante 17 horas, seguido de un calentamiento final hasta 120 °C y se mantiene durante 6,5 horas. El compuesto resultante es una amida grasa. Se calientan la amida grasa resultante (534,6 gramos), óxido de propileno (149,57 gramos), ácido acético (77,6 gramos) y agua (5,35 gramos) con agitación a reflujo (~ 80 °C) bajo atmósfera de nitrógeno. El compuesto resultante es una sal de amonio cuaternario de óxido de propileno. Ejemplos 1 a 5 - Ensayo de Obstrucción Se evalúan los detergentes en un Ensayo de Obstrucción de Inyección Directa. El ensayo se describe a continuación. Se rellena un diésel de contenido de azufre ultra-reducido (< 15 ppm de S) más el detergente respectivo* en un motor John Deere 6068 Tier III Powertech 6,8L de 250 CV. El par motor al comienzo del ensayo está de forma coherente entre 804 y 850 Nm. El motor se opera a un 95 % de carga, o se puede manipular un 95 % de la capacidad de potencial del motor manteniendo el mismo a 1400 rpm antes de apagarlo. Se mantiene el motor a un 95 % de carga, medido por ordenador, durante ocho horas de ensayo de operación y posteriormente se apaga y se permite la estabilización térmica durante cuatro horas. Durante la operación, el % de carga alcanza el intervalo de un 98-99 %, se ajusta el par motor a la baja hasta que el % de carga vuelve de nuevo hasta un 95 %. Se emplea el proceso inverso cuando la carga alcanza el intervalo de un 92-93 %. Se toman mediciones de par motor cada seis minutos junto con la temperatura de los gases para cada cilindro. Después del ensayo, se desmontan los inyectores y se evalúa el estado de limpieza. Para evaluar la eficacia de los aditivos, se consideran la pérdida de potencia, el cambio de la temperatura de los gases y la adherencia a los inyectores. Se desean una pérdida de potencia y cambio de temperatura mínimos y ausencia de adherencia en los inyectores. La T abla 1 resume los resultados del ensayo.
*Nota: En los Ejemplos 1, 2 y 4 la sustancia química activa viene acompañada de un ácido graso de aceite de resina (TOFA) en la proporción especificada de sustancia química activa con respecto a TOFA.
Tabla 1 : Resultados del Ensayo de Obstrucción Los resultados del ensayo muestran que la Muestra Comparativa A se comporta de manera pobre en el ensayo de obstrucción y que TOFA actúa como (1 dispersante neutro. Por el contrario, las formulaciones que usan los detergentes de sal de amonio cuaternario de la presente invención no provocan obstrucción. Ejemplo 6 - Ensayo de Limpieza Debido a que se ha comprobado que la Muestra 1 no produce obstrucción, se somete a ensayo la Muestra 1 en cuanto a limpieza en un Ensayo de Limpieza de Inyección Directa. Se describe el ensayo como se muestra a continuación. Se rellena una mezcla de diesel de contenido de azufre ultra reducido y agente de obstrucción en un motor John Deere 6068 Tier III Powertech 6,8L de 250 CV. Se opera el motor a 1400 revoluciones/minuto y una carga de un 95 %. Se mantiene el motor en estas condiciones de operación durante ocho horas de ensayo 0 rutinario y posteriormente se apaga y se permite la estabilización térmica durante cuatro horas. Durante la operación, si el % de carga alcanza el intervalo de un 98- 99 %, se ajusta el par motor a la baja hasta que el % de carga vuelve hasta un 95 %. Se emplea el proceso cuando la carga alcanza el intervalo de un 92-93 %. Trascurridas 32 horas de ensayo de operación, se mezcla la Muestra Preparatoria 1 con la mezcla de combustible que se inyecta al motor. Se llevan a cabo ciclos adicionales hasta completar 49 horas de ensayo de tiempo de operación. Se toman las mediciones cada seis minutos junto con la temperatura de los gases de cada cilindro. El cambio de la temperatura de los gases desde 0 a hasta 32 horas, de 32 a 49 horas y durante todo el ensayo se recoge en la Tabla 2, y el cambio en el par motor desde 0 hasta 32 horas, de 32 a 49 horas y durante todo el ensayo se recoge en la Tabla 3.
Tabla 2: Resultados de Temperatura de los Gases en el Ensayo de Limpieza Tabla 3: Resultados de Par Motor e Inyector en el Ensayo de Limpieza Los resultados del ensayo muestran que los detergentes de sal de amonio cuaternario de la presente invención pueden limpiar realmente los inyectores.
Cada uno de los documentos anteriormente mencionados se incorpora en la presente memoria por referencia. Excepto en los Ejemplos, o donde se indique explícitamente lo contrario, todas las cantidades numéricas de la presente descripción que especifican cantidades de materiales, condiciones de reacción, pesos moleculares, número de átomos de carbono, y similares, deben entenderse como si estuvieran modificadas por la palabra "aproximadamente". Excepto donde se indique lo contrario, todas las cantidades numéricas de la descripción que especifican cantidades o proporciones de materiales están en base en peso. A menos que se indique lo contrario, cada sustancia química o composición comentada en la presente memoria debería interpretarse como un material de calidad comercial que puede contener los isómeros, sub-productos, derivados y otros materiales que normalmente se comprende que están presentes en la calidad comercial. No obstante, la cantidad de cada componente químico se presenta excluyendo cualquier disolvente o aceite diluyente, que pudiera estar presente habitualmente en el material comercial, a menos que se indique lo contrario. Debe entenderse que la cantidad superior e inferior, el intervalo y los límites de proporción explicados en la presente memoria se pueden combinar de forma independiente. De manera similar, los intervalos y cantidades de cada elemento de la invención se pueden usar junto con los intervalos o cantidades de cualesquiera otros elementos. Según se usa en la presente memoria, la expresión "que consiste esencialmente en" permite la inclusión de sustancias que no afectan materialmente a las características nuevas y básicas de la composición objeto de consideración.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición que comprende una sal de amonio cuaternario, donde la sal de amonio cuaternario comprende el producto de reacción de: a) un compuesto que comprende (i) al menos un grupo amino terciario, y (ii) un sustituyente de hidrocarbilo procedente de un hidrocarburo que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500; b) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (a) en un nitrógeno cuaternario.
2. La composición de la reivindicación 1, donde el componente a), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario y al menos un sustituyente de hidrocarbilo, comprende. (I) el producto de condensación de un agente acilante sustituido con el sustituyente de hidrocarbilo de a)ii) y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar el agente acilante donde el producto de condensación tiene al menos un grupo amino terciario; (II) una amina sustituida con el sustituyente de hidrocarbilo de a)ii), donde la amina tiene al menos un grupo amino terciario y el sustituyente de hidrocarbilo es un sustituyente de polialqueno; (III) un compuesto que contiene al menos un sustituyente de hidrocarbilo de a)ii) y al menos un grupo amino terciario, donde el sustituyente de hidrocarbilo es un grupo de poliéster; (IV) un compuesto que contiene al menos un sustituyente de hidrocarbilo de a)ii) y al menos un grupo amino terciario, donde el sustituyente de hidrocarbilo es un grupo de poliéter; o (V) cualquiera de sus combinaciones.
3. La composición de cualquier reivindicación anterior donde el componente a), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende el producto de condensación de un agente acilante con sustitución de hidrocarbilo y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante y que además tiene al menos un grupo amino terciario; y donde el agente acilante con sustitución de hidrocarbilo es anhídrido poliisobutilen succínico y el compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho agente acilante es dimetil etanolamina, dietil etanolamina, N,N-dimetil-aminopropilamina, N,N-dietil-aminopropilamina, N,N-dimetil-aminoetilamina y N,N-dietil-aminoetilamina.
4. La composición de la reivindicación 1 o 2 donde el componente a), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende una amina con sustitución de polialqueno que tiene al menos un grupo amino terciario; donde el sustituyente de polialqueno de la amina con sustitución de polialqueno procede de poliisobutileno que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 150 a aproximadamente 500.
5. La composición de la reivindicación 1 o 2, donde el componente a), el compuesto que comprende al menos un grupo amino terciario, comprende un poliester que es el producto de reacción de un ácido carboxílico graso que contiene al menos un grupo hidroxilo y que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 500 y un compuesto que tiene un átomo de oxígeno o nitrógeno capaz de condensar con dicho ácido, donde dicho compuesto contiene un grupo amino terciario.
6. La composición de la reivindicación 1, 2 o 3, donde la sal de amonio cuaternario comprende un catión representado por medio de la fórmula siguiente: donde: R21 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R22 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R23 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 7 a 36 átomos de carbono; y X es un grupo procedente del agente de cuaternización.
7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 o 5, donde la sal de amonio cuaternario comprende un catión representado por medio de la fórmula siguiente: donde: R1 es hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 4 átomos de carbono; R2 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R3 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R4 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; R5 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 6 átomos de carbono; R6 es hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono n es un número de 1 a aproximadamente 7; R7 es hidrógeno, un grupo hidrocarbonilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; y X2 es un grupo procedente del agente de cuaternización.
8. La composición de cualquier reivindicación anterior donde el componente b), el agente de cuaternización apropiado para la conversión del grupo amino terciario del compuesto a) en un nitrógeno cuaternario, comprende: (a) sulfatos de dialquilo; (b) haluros de bencilo; (c) carbonatos sustituidos con hidrocarbilo; (d) epóxidos de hidrocarbilo; (e) ásteres de ácidos carboxílicos y/o poli(ácidos carboxílicos); (f) cualquiera de sus combinaciones; donde el agente de cuaternización puede usarse opcionalmente en combinación con un ácido.
9. La composición de cualquiera reivindicación anterior, que comprende adicionalmente una sal de amonio cuaternario, donde la sal de amonio cuaternario comprende el producto de reacción de: a) un compuesto que comprende (i) al menos un grupo amino terciario, y (ii) un sustituyente de hidrocarbilo procedente de un hidrocarburo que tiene un peso molecular medio expresado en número de aproximadamente 500 a aproximadamente 5000; b) un agente de cuaternización apropiado para convertir el grupo amino terciario del compuesto (a) en nitrógeno cuaternario.
10. Un combustible diésel que comprende la composición de cualquier reivindicación anterior.
11. El combustible diésel de la reivindicación 10, donde el combustible diésel es combustible diésel de contenido de azufre ultra-reducido.
12. El combustible diésel de la reivindicación 10 u 11, donde la sal de amonio cuaternario está presente de aproximadamente 10 a aproximadamente 500 ppm.
13. Un método de minimización de la creación de depósitos internos en los inyectores diésel, al tiempo que reduce adicionalmente la cantidad de depósitos internos pre-existentes en los inyectores diésel, que comprende la etapa de suministrar a un motor diésel una composición de combustible diésel que comprende (A) un combustible diésel; y (B) una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
14. El método de la reivindicación 13, donde el motor diésel comprende inyectores diésel de conducto común de alta presión.
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