[发明专利]聚醚氨基酸酯化合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及聚醚氨基酸酯化合物及其制备方法和用途。具体地说，本发明涉及以下通式(Ⅰ)表示的聚醚氨基酸酯化合物：    (Ⅰ)其中的R’是以下通式(Ⅱ)表示的烃基苯基聚(氧化烯)醇：    (Ⅱ)其中的n是5至50的整数，R₁是含有4至25个碳原子的直链或支链烃基，R₂是含有1至3个碳原子的烃基；

R₃和R₄可以相同也可以不同，各自表示H或含有1至3个碳原子的烃基；

R₅表示含有2至6个碳原子的直链或支链烃基；

m是0或1至6之间的整数。

通式(Ⅰ)表示的聚醚氨基酸酯化合物能够清除在引擎运作期间燃料燃烧过程中形成在汽车燃烧室和吸入管内的沉积物，或者防止沉积物形成，由此明显改善汽车的运行性能，燃料-里程比，并减少废气污染。

本发明涉及制备前述通式(Ⅰ)表示的聚醚氨基酸酯化合物的方法。另外，本发明还涉及前述通式(Ⅰ)表示的聚醚氨基酸酯化合物作为燃料除垢剂的用途。本发明还涉及含有前述通式(Ⅰ)表示的聚醚氨基酸酯化合物作为燃料除垢剂的稀释燃料除垢剂溶液和燃料组合物。

技术背景

汽车用烃类燃料的不完全燃烧造成汽车引擎内多处位置的碳类物质形成或沉积。引擎燃烧室内的这种碳沉积对引擎有害。例如，燃烧室内的碳沉积使空间减小，因此，当燃料-空气混合物被压缩时，压缩比会高于设计值，造成爆震现象。持续的引擎爆震造成对引擎主要部件的应力疲劳或磨损，导致汽车维护费用升高和使用寿命缩短。

此外，已知，当汽车空转或低速行进时，引擎内形成的碳沉积会阻碍空气的流动，造成过量-空气(overfull-air)混合物被注入引擎。这种混合物燃烧不充分，使得引擎剧烈空转，并且排放过量的烃类和一氧化碳。

美国专利4,881,945公开了烃基苯基聚(氧化烯)氨基甲酸酯可有效控制燃料沉积量。根据该专利所述，烃基苯基聚(氧化烯)醇与碳酰氯反应生成中间体氯甲酸酯，该中间体再与多胺反应生成所需的烃基苯基聚(氧化烯)氨基甲酸酯。但是，对碳酰氯必需特别小心，因为它是剧毒的。而且，反应后留下的未反应的碳酰氯气体和反应过程中产生的氯化氢气体必需去除，这使得生产过程更加复杂。

根据包括上述专利在内的许多专利以及美国专利4,160,648,4,243,798,4,191,537和4,197,409，为了生成用作控制燃料沉积用添加剂的所需单氨基甲酸酯，多胺的用量为中间体氯甲酸酯的15倍当量。过量的多胺必需在反应后用蒸馏水洗涤来去除。这在经济上是不合适的，因为多胺被浪费，或者在洗涤过程之外还要附加回收过量多胺的过程。

当多胺与氯甲酸酯反应时，会生成摩尔数与所需产物氨基甲酸酯相同的盐酸多胺。如此产生的氯化盐对于燃料油来说是不合适的，而且可能造成引擎的腐蚀和堵塞。所以，造成问题的这种化合物必需被减少到极低水平或者完全去除。

Chung等转让给Yukong有限公司的美国专利5,468,263公开了通过烃基苯基聚(氧化烯)马来酸酯衍生物以0.5∶1至1∶20的当量比与多胺反应来制备烃基苯基聚(氧化烯)多胺酸酯化合物。过量的多胺必需去除。这在经济上是不合适的，因为多聚胺被浪费，或者在洗涤过程之外还要附加回收过量多胺的过程。而且，反应中留下的未反应的多胺对最终产品的保存稳定性有不利影响，例如，当在54℃的烘箱中保存1个月时，产生平均0.1至0.2重量％的沉积，而且除垢剂变得浑浊。

本发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明发明者进行了深入而广泛的研究，因此开发出了一种在清除汽车引擎内形成的碳沉积方面性能更优的新化合物，以及制备该化合物的方法。通过烃基苯基聚(氧化烯)马来酸酯中间体的反应途径避免了使用在氯甲酸酯中间体途径中未反应的毒性碳酰氯气体和造成设备腐蚀和堵塞的氯化氢气体，使得工业规模的生产成为可能。此外，本发明的中间体通过与多胺反应生成二聚体或寡聚体，它们的化学结构具有更好的热稳定性，所以，二聚体或寡聚体产物可能在引擎的各种部件中行使其清洁功能。另一方面，由于除垢剂本身是可在燃烧室内被充分热分解的，所以排放的残留物很少。

所以，本发明的目的之一是提供一种新的聚醚氨基酸酯化合物，它具有适用于燃油的优良的清洁能力，同时不负面影响辛烷值的提高。

本发明的另一目的是提供制备新颖的聚醚氨基酯化合物的方法。