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Title:
USE OF REACTION PRODUCTS OF POLYOLEFINS AND NITROGEN OXIDES OR MIXTURES OF NITROGEN OXIDES AND OXYGEN AS FUEL ADDITIVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/003479
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns the use of reaction products of C2-C6 olefin polymers with an average polymerisation degree P of 5 to 100 and nitrogen oxides or mixtures of nitrogen oxides and oxygen as fuel additives, in particular for spark ignition engine fuels.

Inventors:
KROPP RUDOLF (DE)
HICKMANN ECKHARD (DE)
EBEL KLAUS (DE)
GUENTHER WOLFGANG (DE)
RATH HANS PETER (DE)
SCHWAHN HARALD (DE)
Application Number:
PCT/EP1995/002803
Publication Date:
February 08, 1996
Filing Date:
July 18, 1995
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
KROPP RUDOLF (DE)
HICKMANN ECKHARD (DE)
EBEL KLAUS (DE)
GUENTHER WOLFGANG (DE)
RATH HANS PETER (DE)
SCHWAHN HARALD (DE)
International Classes:
C08F8/30; C08F8/32; C08F10/00; C10L1/14; C10L1/22; C10L1/234; C10L1/222; C10L1/23; C10L10/00; C10L10/08; C10M133/06; C10M133/32; C10M133/52; C10M133/54; C10M149/00; C10L1/18; C10N30/04; C10N40/25; (IPC1-7): C10L1/22; C10M133/52; C10M133/54; C08F8/30; C08F8/32
Foreign References:
GB1010410A1965-11-17
FR2687159A11993-08-13
US3681463A1972-08-01
FR1437041A1966-04-29
DE3611230A11987-10-08
US3282983A1966-11-01
US3510531A1970-05-05
US3799751A1974-03-26
US3689561A1972-09-05
US3449437A1969-06-10
BE652991A1965-03-11
US3576742A1971-04-27
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Claims:
Patentansprüche
1. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CßOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P •= 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff als Additive für Kraftstoffe.
2. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von Iso buten, wobei bis zu 50 Gew.% des Isobutens durch andere C2 bis CςOlefine als Comonomere ersetzt sein können, mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff nach Anspruch 1.
3. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CßOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese Umsetzungspro dukte in Form einer Mischung verschiedener Nitrogruppen ent¬ haltender Alkane vorliegen und diese Mischung als Hauptkompo¬ nenten die Verbindung der allgemeinen Formel I und II N02 OH R R11— C CH2 N02 R1 C CH2 N02 R2 R2 (I) (II) in denen R1 einen langkettigen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 600 CAtomen bezeichnet und R2 für Wasserstoff oder C_ bis C3Alkyl steht, enthält.
4. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CβOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese Umsetzungspro¬ dukte im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene umgewandelt worden sind.
5. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CεOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge¬ mäß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene umgewandelt worden sind.
6. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C C601efinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stick¬ oxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene um¬ gewandelt worden sind, welche hauptsächlich die Struk¬ turen XVII und/oder XVIII N02 Rl C=CH N02 R3 C=C CH3 R2 R2 (XVII) (XVIII) in denen R1 einen langkettigen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 600 CAtomen bezeichnet, R2 für Wasserstoff oder Ci bis C3Alkyl steht und R3 einen um ein Kohlenstoffatom oder eine CH2Gruppe ver¬ kürzten Rest R1 darstellt, aufweisen.
7. Verfahren zur Herstellung von Nitrogruppen enthaltenden Alkenen, dadurch gekennzeichnet, daß man Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C bis CςOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß Anspruch 1 oder 2 im Anschluß an ihre Bildung einer Eliminierung mit Basen unterwirft.
8. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CδOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese Umsetzungspro dukte im Anschluß an ihre Bildung durch Hydrierung in Amino¬ alkane umgewandelt worden sind.
9. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CβOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge¬ mäß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Hydrierung in Aminoalkane umgewandelt worden sind.
10. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CβOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge¬ mäß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Hydrierung hauptsächlich in eines oder mehrere Amino¬ alkane der Strukturen XIX bis XXVI (XIX) (XX) CH2 NH2 CH2 NH2 (XXI ) (XXII ) ( XXII I ) ( XXIV) NH2 NH2 NH2 OH R3 I CH CI CH2 NH2 R3 I CH CI CH2 NH2 R2 R2 (XXV) (XXVI ) in denen die Reste R1 bis R3 die in Anspruch 6 genannten Be¬ deutungen haben, umgewandelt worden sind.
11. Verfahren zur Herstellung von Aminoalkanen, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C bis C6~01efinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß Anspruch 1 oder 2 im Anschluß an ihre Bildung hydriert.
12. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CßOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P ■= 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese Umsetzungspro dukte im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Ba¬ sen in Nitrogruppen enthaltende Alkene und danach durch Hy¬ drierung in Aminoalkane umgewandelt worden sind.
13. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CßOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge¬ mäß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene und danach durch Hydrierung in Aminoalkane umgewandelt worden sind.
14. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CεOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge maß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene und danach durch Hydrierung hauptsächlich in Aminoal¬ kane der Strukturen XXVII und/oder XXVIII (XXVII ) (XXVIII ) in denen die Reste R1 bis R3 die in Anspruch 6 genannten Be¬ deutungen haben, umgewandelt worden sind.
15. Verfahren zur Herstellung von Aminoalkanen, dadurch gekenn zeichnet, daß man Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C bis CδOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß Anspruch 1 oder 2 im Anschluß an ihre Bildung einer Eliminierung mit Basen unterwirft und die ge bildeten Nitrogruppen enthaltenden Alkene danach hydriert.
16. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis C601efinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei diese Umsetzungspro dukte im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Ba¬ sen in Nitrogruppen enthaltende Alkene und danach durch Addi¬ tion von Aminen oder Alkoholen und nachfolgende Hydrierung oder durch Spaltung zu Aldehyden und Addition von Aminen an diese Aldehyden und nachfolgende Hydrierung in Aminoalkane umgewandelt worden sind.
17. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CßOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge maß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene und danach durch Addition von Aminen oder Alkoholen und nachfolgende Hydrierung oder durch Spaltung zu Aldehyden und Addition von Aminen an diese Aldehyde und nachfolgende Hydrierung in Aminoalkane umgewandelt worden sind.
18. Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis CβOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge maß Anspruch 1 oder 2, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene und danach durch Addition von Aminen der Formel HNR4R5 oder Alkoholen der Formel R40H und nachfolgende Hydrierung oder durch Spaltung zu Aldehyden und Addition von Aminen der Formel HNR4R5 an diese Aldehyde und nachfolgende Hydrierung in Aminoalkane umgewandelt worden sind, welche hauptsächlich eine oder mehrere der Strukturen XXIX bis XXXIV NR4R5 R1 CH CH2 NR R> R3 C IH CH CH3 R2 R2 (XXIX) (XXX) (XXXI) (XXXII) (XXXIII) (XXXIV) in denen die Reste R1 bis R3 die in Anspruch 6 genannten Be¬ deutungen haben sowie R4 und R5 Ci bis C3o~Alkylreste, C2 bis C30Alkenylreste, C5 bis C8Cycloalkylreste, C bis CiβAralkylreste oder gegebenenfalls substituierte Cς, bis C14Arylreste bezeichnen, wobei R5 auch für Wasserstoff stehen kann, aufweisen.
19. Verfahren zur Herstellung von Aminoalkanen, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man Umsetzungsprodukte aus Polymerisaten von C2 bis C601efinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß Anspruch 1 oder 2 im Anschluß an ihre Bildung einer Eliminierung mit Basen unterwirft und die ge¬ bildeten Nitrogruppen enthaltenden Alkene danach durch Addi¬ tion von Aminen oder Alkoholen und nachfolgende Hydrierung oder durch Spaltung zu Aldehyden und Addition von Aminen an diese Aldehyde und nachfolgende Hydrierung in Aminoalkane um¬ wandelt.
20. Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CζOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß den Ansprüchen 5 bis 7, 9 bis 11, 13 bis 15 und 17 bis 19 als Additive für Schmierstoffe.
21. Kraftstoffe für Ottomotoren, enthaltend wirksame Mengen von Umsetzungsprodukten aus Polymerisaten von C2 bis CβOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff ge¬ mäß den Ansprüchen 1 bis 19.
22. Schmierstoffe, enthaltend wirksame Mengen von Umsetzungspro¬ dukten aus Polymerisaten von C2 bis CßOlefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff gemäß den An¬ sprüchen 5 bis 7, 9 bis 11, 13 bis 15 und 17 bis 19.
Description:
Verwendung von Umsetzungsprodukten aus Polyolefinen und Stick¬ oxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff als Additive für Kraftstoffe

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Umsetzungs¬ produkten aus Polymerisaten von C 2 - bis C ß -Olefinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 und Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff als Additive für Kraft¬ stoffe sowie diese Umsetzungsprodukte enthaltende Kraftstoffe für Ottomotoren. Weiterhin betrifft die Erfindung aus diesen Umset¬ zungsprodukten abgeleitete Nitrogruppen enthaltende Alkene und Aminoalkane, deren Verwendung als Additive für Kraftstoffe und für Schmierstoffe sowie diese Additive enthaltende Kraftstoffe für Ottomotoren und Schmierstoffe.

Vergaser und Einlaßsystem von Ottomotoren, aber auch Einspritz- Systeme für die Kraftstoffdosierung in Otto- und Dieselmotoren, werden durch Verunreinigungen belastet, die durch Staubteilchen aus der Luft, unverbrannte Kohlenwasserstoffreste aus dem Brenn¬ raum und die in den Vergaser geleiteten Kurbelwelleήgehäuseent- lüftungsgase verursacht werden.

Die Rückstände verschieben das Luft-Kraftstoff erhältnis im Leer¬ lauf und im unteren Teillastbereich, so daß das Gemisch fetter, die Verbrennung unvollständiger und wiederum die Anteile unver¬ brannter oder teilverbrannter Kohlenwasserstoffe im Abgase größer werden und der Benzinverbrauch steigt.

Es ist bekannt, daß zur Vermeidung dieser Nachteile Kraftstoff¬ additive zur Reinhaltung von Ventilen und Vergaser bzw. Einspritzsystemen verwendet werden (M. Rossenbeck in Katalysatoren, Tenside, Mineralöladditive, Hrsg. J. Falbe, U. Hasserodt, S. 223 f., G. Thie e Verlag, Stuttgart, 1978) .

Je nach Wirkungsweise, aber auch nach dem bevorzugten Wirkort solcher Detergents-Additive unterscheidet man heute zwei Generationen derartiger Hilfsmittel.

Die erste Additiv-Generation konnte nur die Bildung von Ablage¬ rungen im Ansaugsystem verhindern, nicht aber bereits vorhandene Ablagerungen wieder entfernen, wohingegen die Additive der zwei- ten Generation beides bewirken können ("keep-clean-" und "clean- up-Effekt") und zwar aufgrund ihrer hervorragenden Thermo-

Stabilität, insbesondere auch an Zonen höherer Temperaturen, nämlich an den Einlaßventilen.

Das molekulare Bauprinzip von Kraftstoff-Detergentien kann ver- allgemeinernd angegeben werden als Verknüpfung polarer Strukturen mit meist höhermolekuaren, unpolaren oder lipophilen Resten.

Vertreter der zweiten Additiv-Generation sind oft Produkte auf der Basis von Polyisobutenen im unpolaren Molekülteil. Hier wieder sind Additive vom Polyisobutylamin-Typ besonders hervor¬ zuheben.

In der US-A 3 576 742 (1) werden Umsetzungsprodukte aus verzweig¬ ten langkettigen aliphatischen Olefinen, beispielsweise Poly- propylen, Polyisobutylen oder Copolymeren aus Ethylen und Iso- butylen, und Stickoxiden als Detergentien für Schmierstoffe be¬ schrieben.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Kraftstoff- additive, vor allem für Kraftstoffe für Ottomotoren, mit ver¬ besserter Wirkung bereitzustellen. Dabei sollte insbesondere aus¬ gehend von einem Polyolefin in einer einfachen, möglichst ein¬ stufigen Reaktion ein Polyolefin-Derivat hergestellt werden, das als Kraftstoffadditiv verwendet werden kann und das gut kontrol- lierbar und reproduzierbar herzustellen ist.

Demgemäß wurde die Verwendung der eingangs definierten Um¬ setzungsprodukte als Kraftstoffadditive gefunden.

Es war überraschend, daß die Umsetzung der Polymerisate von C 2 - bis C 6 _ 01efinen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 mit Stickoxiden oder Stickoxid-Sauerstoff-Gemischen ein Produkt ergibt, das hervorragende Eigenschaften als Kraftstoff¬ additiv besitzt, obwohl das Produkt keine basische N-Gruppe ent- hält. Ein Vorteil gegenüber dem bisherigen zweistufigen Verfahren zur Herstellung von (aminhaltigen) Kraftstoffadditiven auf Basis von Polyolefinen ist die einfache, einstufige Darstellungsweise.

Als C 2 - bis C 6 -01efin können Ethylen, Propen, 1-Buten, 2-Buten, Isobuten, 1, 3-Butadien, 1-Penten, 2-Penten, 2-Methyl-l-buten, 2-Methyl-2-buten, 1,3-Pentadien, 1-Hexen, 2-Hexen, 3-Hexen, 2-Methyl-l-penten, 2-Methyl-2-penten, 2-Methyl-3-penten, 2-Methyl-4-penten, 3-Methyl-l-penten, 3-Methyl-2-penten, 2-Ethyl-l-buten, 3,3-Dimethyl-l-buten, 1,3-Hexadien, 2,4-Hexa- dien, 1,5-Hexadien oder 1,3,5-Hexatrien verwendet werden. Es kön¬ nen auch Mischungen der genannten Olefine eingesetzt werden. Be-

vorzugt werden Propen, 1-Buten, 2-Buten, Isobuten, 1,3-Butadien oder Mischungen hieraus.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verwendet man als Kraftstoffadditive Umsetzungsprodukte, welche auf Polymerisaten von Isobuten basieren, wobei bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% des Isobutens durch andere C 2 - bis Cε-Olefine, ins¬ besondere durch Propen, 1-Buten, 2-Buten oder 1,3-Butadien oder einer Mischung hieraus, als Comonomere ersetzt sein können.

Die Polymerisation der genannten C 2 - bis Cg-Olefine erfolgt in der Regel nach üblichen Methoden. Die Polymerisate weisen aufgrund von Kettenabbruchreaktionen endständige (α-ständige) , ß-ständige und innerständige Doppelbindungen auf, wobei die ß-ständigen und insbesondere die endständigen Doppelbindungen die Reaktionszen¬ tren für die Umsetzung mit den Stickoxiden darstellen.

Der mittlere Polymerisationsgrad P liegt bei 5 bis 100, vorzugs¬ weise 8 bis 80, insbesondere 10 bis 60, vor allem 15 bis 40. Wie stets bei derartigen Polymerisationen erhält man Polymere mit einem bestimmten Polymerisationsgradspektrum. Die Streuung ist jedoch im Hinblick auf die Eigenschaften der Umsetzungsprodukte mit Stickoxiden bzw. Stickoxid-Sauerstoff-Gemischen ohne erkenn¬ baren Einfluß, so daß es nur auf den mittleren Polymerisations- grad P ankommt, der beispielsweise durch Viskositätsmessungen auch während der Polymerisation laufend ermittelt und gesteuert werden kann.

In Korrelation mit dem mittleren Polymerisationsgrad P weisen die beschriebenen Polyolefine Kohlenstoffzahlen von 10 bis ca. 600, vorzugsweise 24 bis ca. 320, insbesondere 40 bis ca. 240, und mittlere Molekulargewichte (zahlengemittelt) von 140 bis 8400, vorzugsweise 330 bis 4500, insbesondere 560 bis 3400, auf.

Für die Umsetzung zu den beschriebenen Produkten kommen als Stickoxide vor allem Stickstoffmonoxid (NO) , Stickstoffdioxid (N0 2 ), Distickstofftrioxid (N 2 0 3 ) , Distickstofftetraoxid (N 2 0 4 ), Gemische dieser Stickoxide untereinander sowie Gemische dieser Stickoxide mit Sauerstoff, insbesondere NO mit Sauerstoff und N0 2 mit Sauerstoff, in Betracht. Bei Mitverwendung von Sauerstoff macht dieser im Gemisch mit den Stickoxiden 1 bis 70 Vol.-%, ins¬ besondere 5 bis 50 Vol.-% aus. Das Stickoxid-Sauerstoff-Gemisch kann auch noch Inertgase, z.B. Stickstoff, enthalten; dies tritt beispielsweise auf, wenn man Stickoxid-Luft-Gemische verwendet.

Die Umsetzung zu den beschriebenen Produkten kann drucklos oder unter Druck, diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.

Um einen quantitativen Umsatz zu erzielen, werden die Stickoxide im Molverhältnis Polyolefine zu Stickoxid von 1 : 2 bis 1 : 4, vorzugsweise 1 : 2,2 bis 1 : 3,3 zugegeben. Ein größerer Über¬ schuß schadet nicht.

Die Temperatur ist unkritisch. Sie kann im Bereich von -30° bis 150°C variiert werden. Bevorzugt arbeitet man bei -10° bis 100°C, insbesondere bei 25°C bis 80°C.

Die Umsetzung wird in vorteilhafter Weise in einem inerten orga- nischen Lösungsmittel durchgeführt. Dafür eignen sich beispiels¬ weise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Isooctan oder ein n-Alkan-Gemisch (z.B. C 10 -C 13 ), chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff oder Chlorbenzol, Ether wie Diethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan oder tert.-Butylmethyl- ether, Ester wie Essigsäureethylester oder Benzoesäuremethyl- ester, Amide wie Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon sowie Säuren wie Essigsäure. Da die Reaktionsprodukte als Kraftstoff¬ additive Verwendung finden sollen, arbeitet man zweckmäßigerweise im gleichen Lösungsmittel, in dem es auch dem Kraftstoff zuge- setzt wird. Im allgemeinen betragen die Lösungsmittelmengen 50 bis 90 Gew.-% des Gesamtansatzes. Es kann aber auch ohne Lösungs¬ mittel gearbeitet werden.

Der Zusatz einer geringen Menge Wasser (etwa 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf eingesetztes Polyolefin) , um eventuell gebildeten Nitritester zu hydrolysieren, schadet nicht.

Die Aufarbeitung eines Reaktionsansatzes geschieht meist in der Weise, daß entweder kurz im Vakuum auf 40 bis 50°C erhitzt oder mit Wasser gerührt und anschließend eine Phasentrennung vorge¬ nommen wird. Beide Maßnahmen haben das Ziel, Reste von Stick¬ oxiden aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen.

In der Regel fällt das beschriebene Umsetzungsprodukt, ins- besondere wenn N0 2 als Stickoxid eingesetzt oder mitverwendet wurde, in Form einer Mischung verschiedener Nitrogruppen ent¬ haltender Alkane an, wobei diese Mischung als Hauptkomponenten die Verbindungen der allgemeinen Formeln I und II

N0 2 OH R l C CH 2 N0 2 R l - CH 2 N0 2

R2 R 2

(I) (II)

in denen

R 1 einen langkettigen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 600, vorzugsweise 22 bis 320, insbesondere 38 bis 240 C-Atomen bezeichnet und

R 2 für Wasserstoff oder Cχ~ bis C 3 -Alkyl steht,

enthält.

Der Rest R 1 entspricht den oben genannten Strukturen für ein¬ gesetzten C 2 - bis Cε-Olefin-Polymerisate. R 2 steht vorzugsweise für Wasserstoff, Ethyl und insbesondere Methyl.

Als weitere Komponenten werden hierbei (für den Fall R 2 =- Methyl) oft Verbindungen der allgemeinen Formeln III und IV gefunden:

N0 2 OH R l C CH 2 N0 2 Rl C CH 2 N0 2

I I

CH 2 N0 2 CH 2 N0 2

(III) (IV)

Als Nebenprodukte lassen sich in einigen Fällen - je nach ein¬ gesetzten Stickoxiden oder Stickoxid-Sauerstoff-Gemischen - die folgenden Verbindungen V bis VIII nachweisen:

0 NO 0 N0 2

R 1 C CH 2 N0 2 R l C CH 2 N0 2

R 2 R 2

(V) (VI)

0 0 N0 2 NO

Rl C CH 2 N0 2 R 1 C CH 2 N0 2 R 2 R 2

(VII) (VIII)

Die Verbindungen I bis IV bilden in der Regel, die wesentlichen Komponenten des beschriebenen Umsetzungsproduktes. Die Ver¬ bindung I und II machen meist einen Anteil von 25 bis 90 Gew.-%, insbesondere 40 bis 85 Gew.-% des beschriebenen Umsetzungspro¬ duktes aus.

Als weitere Strukturen können die zu den Verbindungen I bis VIII analogen Strukturen IX bis XVI, welche auf Polyolefinen mit ß-ständiger Doppelbindung basieren, auftreten:

N0 2 N0 2 N0 2 OH

R 3 CH C CH 3 R 3 CH C CH 3

I I

R 2 R 2

(IX) (X)

N0 2 N0 2 N0 2 OH

R CH C CH 2 N0 2 R 3 CH C CH 2 N0 2

R 2 R 2

(XI) (XII)

(XIII) (XIV)

N0 2 0 0 N0 2 N0 2 NO

R 3 CH C CH 3 R 3 CH C CH 3

R 2 R2

(XV) (XVI)

Dabei stellt der Rest R 3 einen um ein Kohlenstoffatom oder eine CH 2 -Gruppe verkürzten Rest R 1 dar .

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Umsetzungspro¬ dukte aus den beschriebenen Polyolefinen und Stickoxiden und Sau¬ erstoff, welche im Anschluß an ihre Bildung durch Eliminierung mit Basen in Nitrogruppen enthaltende Alkene umgewandelt worden sind, sowie deren Verwendung als Kraft- und Schmierstoffadditive.

Als Strukturen für solche Folgeprodukte kommen insbesondere die Verbindungen XVII und XVIII

N0 2 R l C=CH N0 2 =c CH 3 R 2 R 2

(XVII) (XVIII)

in Betracht, wobei XVII ursprünglich aus einem Polyolefin mit endständiger Doppelbindung und XVIII ursprünglich aus einem Poly¬ olefin mit ß-ständiger Doppelbindung entstanden ist. Auch die Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen II, IV, X und XII kön¬ nen Nebenprodukte solcher nachgeschobenen Eliminierungsreaktionen sein. In der Regel liegt als Produkt der Eliminierungsreaktion

eine Mischung verschiedener Species vor, in der XVII und/oder XVIII oft die Hauptkomponenten bilden.

Derartige Eliminierungsreaktionen werden unter den hierfür übli- chen Bedingungen durchgeführt. Als Basen setzt man beispielsweise Alkalimetallhydroxide wie NaOH oder KOH, Alkali etallalkoholate wie Natriummethanolat, Natriumethanolat, Natriumisopropylat oder Kalium-tert.-butylat oder insbesondere Alkalimetallcarbonate oder -hydrogencarbonate wie Natrium- oder Kaliumcarbonat oder Natrium- oder Kaliumhydrogencarbonat ein.

Die so erhaltenen Nitrogruppen enthaltenden Alkene eignen sich als Zwischenprodukte zur Herstellung entsprechender als Kraft- und Schmierstoffadditive wirksamer Polyisobutenamine oder sind selbst als Kraft- und auch als Schmierstoffadditive wirksam.

Die beschriebenen Umsetzungsprodukte aus Polyolefinen und Stick¬ oxiden oder Stickoxid-Sauerstoff-Gemischen werden aufgrund ihrer Eigenschaften als Detergenzien und Dispergatoren in Kraftstoffen, insbesondere in Kraftstoffen von Ottomotoren, eingesetzt.

Werden die beschriebenen Umsetzungsprodukte, die Nitroalkane dar¬ stellen, nach üblichen Methoden zu den entsprechenden Amino- alkanen hydriert, erhält man ebenfalls als Kraft- und Schmier- stoffadditive wirksame Verbindungen. Derartige Aminoalkane weisen hauptsächlich die folgende Strukturen XIX bis XXVI auf.

(XIX) (XX)

(XXI) (XXII)

NH 2 N H 2 NH 2 OH

R 3 CH C CH 3 R 3 CH C CH 3

R 2 R 2

(XXIII) (XXIV)

R 3

(XXV) (XXVI)

Auch aus den Folgeprodukten XVII und XVIII lassen sich entspre¬ chende Aminoalkane der Struktur XXVII und XXVIII herstellen:

10

(XXVII) (XXVIII)

Durch geeignete Funktionalisierung der Doppelbindung in XVII bzw. XVIII wie Addition von Aminen HNR R 5 oder Alkoholen R 4 -OH oder Spaltung zu Aldehyden und Addition von Aminen HNR 4 R 5 an diese Aldehyde und nachfolgende Hydrierung sind auch die folgenden Strukturen XXIX bis XXXIV zugänglich:

NRl 44 R5 R 3_ CH _

(XXIX) (XXX)

(XXXI) (XXXII)

(XXXIII) (XXXIV)

R 4 und R 5 bezeichnen hierbei organische Reste allgemein, wobei R 5 auch für Wasserstoff stehen kann, insbesondere sind hier Ci- bis C 3 o-Alkylreste, C 2 - bis C 3 o-Alkenylreste, C 5 - bis Cβ-Cycloalkyl-

reste, C 7 -Ci 8 -Aralkylreste und gegebenenfalls substituierte C f ,- bis C 4 -Arylreste gemeint.

Man gibt die beschriebenen Umsetzungsprodukte den Kraftstoffen bevorzugt in einer Menge von 10 bis 5000 ppm, insbesondere 50 bis 1000 ppm zu.

Sollen in erster Linie die dispergierenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Stoffe genutzt werden, so kann man sie auch mit herkömmlichen Detergenzien als zusätzlichen Additiven kombi¬ nieren.

Als Detergens-Komponente in der Mischung mit den erfindungs¬ gemäßen Stoffen als Dispergatoren kann prinzipiell jedes bekannte der hierfür geeigneten Produkte eingesetzt werden, wie sie z.B. bei J. Falbe, U. Hasserodt, Katalysatoren, Tenside und Mineralöl¬ additive, G. Thieme Verlag Stuttgart, 1978, S. 223f., oder bei K. Owen, Gasoline and Diesel Fuel Additives, John Wiley & Sons, 1989, S. 23ff., beschrieben sind.

Vorzugsweise verwendet man N-haltige Detergenzien, z.B. Verbindungen, die eine Amin- oder Amid-Gruppe enthalten. Ins¬ besondere geeignet sind Polyisobutylamine gemäß EP-A 0 244 616, Ethylendiamintetraessigsäureamide und/oder -imide gemäß EP-A 0 188 786 oder Polyethera ine gemäß EP-A 0 356 725, wobei auf die Definitionen in diesen Literaturstellen Bezug genommen wird.

Soll in erster Linie die Detergens-Wirkung der beschriebenen Um- Setzungsprodukte genutzt werden, so können diese Stoffe auch mit Trägerölen kombiniert werden. Derartige Trägeröle sind bekannt, insbesondere eignen sich Trägeröle auf Polyglykolbasis, z.B. ent¬ sprechende Ether und/oder Ester, wie sie in der US-A 5 004 478 oder der DE-A 38 38 918 beschrieben sind. Auch Polyoxyalkylen- monoole mit Kohlenwasserstoffendgruppen (US-A 4 877 416) oder Trägeröle, wie sie in der DE-A 41 42 241 offenbart sind, können eingesetzt werden.

Als Kraftstoffe für Ottomotoren kommen verbleites und ins- besondere unverbleites Normal- und Superbenzin in Betracht. Die Benzine können auch andere Komponenten als Kohlenwasserstoffe, z.B. Alkohole wie Methanol, Ethanol oder tert.-Butanol sowie Ether, z.B. Methyl-tert.-butylether, enthalten. Neben den be¬ schriebenen Umsetzungsprodukten enthalten die Kraftstoffe in der Regel noch weitere Zusätze wie Korrosionsinhibitoren, Stabili¬ satoren, Antioxidantien und/oder weitere Detergentien.

Korrosionsinhibitoren sind meist Ammoniumsalze organischer Carbonsäuren, die durch entsprechende Struktur der Ausgangs¬ verbindungen zur Filmbildung neigen. Auch Amine zur Absenkung des pH-Wertes finden sich häufig in Korrosionsinhibitoren. Als Bunt- metallkorrosionsschutz werden meist heterocyclische Aromaten ein¬ gesetzt.

Die Prüfung der Produkte auf Eignung als Kraftstoffadditive er¬ folgte mittels Motorentests; in PrüfStandsversuchen gemäß CEC- F-04-A-87 wurde die keep-clean-Wirkung bei Einlaßventilen (1,2 1-Opel-Kadett-Motor) getestet.

HerStellungsbeispiele

Sämtliche Prozentangaben in den Beispielen beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

In einem Rührkolben wurden 254 g Oligopropen mit einem mittleren Molgewicht von 1168 (P = 28) und einer Bromzahl von 12,6 und 300 g tert.-Butyl-methyl-ether unter Rühren bei 40°C innerhalb 2 h mit 25 g (0,54 Mol) Stickstoffdioxid behandelt. Nach dem Strippen des überschüssigen Stickstoffdioxids mit Stickstoff wurde das Reaktionsgemisch mit 100 g Wasser versetzt und 2 h bei 50-60°C ge¬ rührt. Die Phasentrennung ergab 505 g einer organischen Schicht, aus der nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels 278 g Produkt erhalten wurde.

Die Elementaranalyse ergab:

80,2 % C; 13,4 % H; 4,5 % 0; 1,6 % N.

Das ^-NMR-Spektrum zeigte als Hauptkomponenten die Verbindungen 1, 2-Dinitro-oligo-propan und l-Nitro-2-hydroxy-oligo-propan im Gew.-Verhältnis 52 : 48.

Beispiel 2

In einem Rührkolben wurden 720 g Polyisobuten mit einem hohen Anteil an ß-ständigen und einem geringen Anteil an endständigen Doppelbindungen (Indopol®H 100; mittleres Molgewicht 930, P - 17; Bromzahl 22,4) und 820 g Mihagol®M (n-Paraffin-Gemisch, C 10 -C 13 ) gerührt und bei 40°C innerhalb 4 h mit 115 g (2,5 Mol) Stickstoff- dioxid behandelt. Nach dem Strippen des überschüssigen Stick¬ stoffdioxids mit Stickstoff wurde das Reaktionsprodukt mit 350 g Wasser versetzt und 3 h bei 60°C gerührt. Nach der Phasentrennung

wurde nochmals mit Wasser gerührt und anschließend die organische Phase im Vakuum kurz andestilliert. Man erhielt 1570 g Produkt als klare Lösung. Mittels präparativer Chromatographie wurde ein Umsatz des eingesetzten Polyisobutens von 94 % ermittelt.

Die Elementaranalyse zeigte folgendes Ergebnis:

81 % C; 14,1 % H; 3, 0 % 0; 1,2 % N.

Wurde die Reaktion in tert .-Butyl-methyl-ether ausgeführt und nach der Aufarbeitung das Lösungsmittel abdestilliert, dann zeigte das lösungsmittelfreie Produkt folgende Analyse:

80,0 % C; 13,4 % H; 4,7 % 0; 2 % N.

Beispiel 3

In einem Rührkolben wurden 500 g Copolymer aus 70 % Isobuten und 30 % 1,3-Butadien (mittleres Molgewicht 700, Bromzahl 60) und 890 g tert.-Butyl-methyl-ether gerührt und bei 30 bis 48°C inner¬ halb 2,5 h mit 240 g (5,2 Mol) Stickstoffdioxid behandelt. Nach dem Strippen des überschüssigen Stickstoffdioxids mit Stickstoff wurde die Reaktionsproduktlösung mit 700 g Wasser versetzt und 3 h bei 55°C gerührt. Die Phasentrennung ergab 1449 g einer orga- nischen Schicht, aus der nach dem Abdestillieren des Lösungs¬ mittels 645 g Produkt erhalten wurde. Die Elementanalyse ergab:

69,5 % C; 10,5 % H; 14,4 % 0; 5,4 % N.

Anwendungsbeispiele

Keep-clean-test bei Einlaßventilen

Die Motorversuche wurden mit einem Opel-Kadett 1,2 1-Motor (nach CEC F-04-A-87) durchgeführt.

Eingesetzter Kraftstoff: Euro-Super bleifrei

Bei¬ Additiv Dosierung Einlaßventilablagerungen [mg]* spiel aus Bei¬ [ppm] Nr. spiel Nr.

Ventil 1 Ventil 2 Ventil 3 Ventil 4

4 1 200 50 (278) 36 (132) 38 (191) 178 (180)

5 1 400 12 (278) 13 (132) 15 (191) 23 (180)

6 2 200 4 (277) 2 (175) 3 (183) 5 (337)

*Werte ohne Additiv (Blindversuch) in Klammern

Die Ergebnisse zeigen deutlich die ventilreinigende Wirkung der erfindungsgemäßen Additive.