减少氧化的方法技术

减少烃流体氧化的趋势的方法，包括将具有包含与6或7元饱和杂环共享两个相邻芳族碳原子的6元芳族环的化学结构的添加剂与所述烃流体组合，所述6或7元饱和杂环包含直接键合到一个共享碳原子上以形成仲胺的氮原子和选自直接键合到另一个共享碳原子上的氧或氮的原子，所述6或7元杂环中的其余原子为碳。所述添加剂也可以用于保护其中使用烃流体的系统免受氧化影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少氧化的方法
本专利技术涉及改进烃流体的特性的方法。特别地，本专利技术涉及在减少烃流体(如用于内燃发动机的燃料和润滑剂)氧化的趋势的方法中使用的添加剂。还提供了所述添加剂作为抗氧化剂的用途。
技术介绍
内燃发动机广泛地用于家庭用和工业用的动力。例如，内燃发动机通常在汽车工业中用于为诸如客车的车辆提供动力。燃料和润滑剂是用于内燃发动机的烃流体。在烃流体的储存、运输或使用期间遇到的某些条件下，可能产生自由基。这些自由基导致烃流体的氧化。可以产生自由基的一种机制是来自：由于例如在流体的精炼、储存或运输期间与空气的表面接触而溶解在烃流体中的氧。在暴露于UV光时，氧可能被氧化，从而产生自由基。在发动机中燃烧期间遇到的热量也可促进烃流体中自由基的产生。发动机的性能会被发动机中使用的烃流体的氧化显著地妨碍。这是因为，一旦形成自由基，它们就可以与存在于烃流体中的不饱和烃物质如烯烃反应，导致聚合。所得聚合物通常是不溶的，并且可能沉积在发动机表面上。一旦沉积，残余物可能阻碍发动机部件的移动，阻塞过滤器和入口/出口(诸如燃料喷射器和空气喷射器)，减少热传递并使发动机润滑剂变稠。为了减少氧化，通常将抗氧化添加剂添加到烃流体中。抗氧化剂旨在最小化和延迟烃流体中氧化的开始。这可以通过多种方式实现，其中的一种是自由基猝灭。芳族胺和受阻酚先前已经被用作抗氧化剂。由于这些化合物可以以稳定的自由基形式存在，它们可以充当自由基清除剂，由此破坏在烃流体中发生的自由基链式反应(参见例如LubricantAdditives:ChemistryandApplications，第2版，2009,LeslieR.Rudnick)。WO2007/012580公开了四氢苯并噁嗪作为稳定剂用于稳定无生命有机材料，特别是涡轮燃料，以抵抗光、酸和热的影响。GB2308849公开了用作抗爆震剂的二氢苯并噁嗪衍生物。仍然需要能够减少烃流体(如用于内燃发动机的燃料和润滑剂)中的氧化的其他添加剂。
技术实现思路
现在已经惊奇地发现，具有包含与6或7元饱和杂环共享两个相邻芳族碳原子的6元芳族环的化学结构的添加剂在用于内燃发动机的烃流体中提供作为抗氧化剂的显著效果，所述6或7元饱和杂环包含直接键合到一个共享碳原子上以形成仲胺的氮原子和选自直接键合到另一个共享碳原子上的氧或氮的原子，所述6或7元杂环中的其余原子为碳。因此，本专利技术提供一种减少烃流体氧化的趋势的方法，所述方法包括将具有包含与6或7元饱和杂环共享两个相邻芳族碳原子的6元芳族环的化学结构的添加剂与所述烃流体组合，所述6或7元饱和杂环包含直接键合到一个共享碳原子上以形成仲胺的氮原子和选自直接键合到另一个共享碳原子上的氧或氮的原子，所述6或7元杂环中的其余原子为碳。本专利技术还提供一种保护其中使用烃流体的系统免受氧化影响的方法，所述方法包括将本文所述的抗氧化添加剂与所述烃流体组合。还提供本文所述的抗氧化添加剂作为烃流体中的抗氧化剂的用途，以及本文所述的抗氧化添加剂用于保护其中使用烃流体的系统免受氧化影响的用途。附图说明图1a-c示出当用不同量的本文所述的抗氧化添加剂处理时燃料的辛烷值(RON和MON两者)变化的曲线图。具体地，图1a示出具有为90的添加前RON的E0燃料的辛烷值变化的曲线图；图1b示出具有为95的添加前RON的E0燃料的辛烷值变化的曲线图；并且图1c示出具有为95的添加前RON的E10燃料的辛烷值变化的曲线图。图2a-c示出比较当用本文所述的抗氧化添加剂和N-甲基苯胺处理时燃料的辛烷值(RON和MON两者)变化的曲线图。具体地，图2a示出E0和E10燃料的辛烷值变化相对于处理率的曲线图；图2b示出在0.67%w/w的处理率下E0燃料的辛烷值变化的曲线图；并且图2c示出在0.67%w/w的处理率下E10燃料的辛烷值变化的曲线图。具体实施方式抗氧化添加剂本专利技术提供其中使用添加剂来减少烃流体中(诸如燃料或润滑剂中)的氧化的方法和用途。所述抗氧化添加剂具有包含与6或7元另外饱和的杂环共享两个相邻芳族碳原子的6元芳族环的化学结构，所述6或7元饱和杂环包含直接键合到一个共享碳原子上以形成仲胺的氮原子和选自直接键合到另一个共享碳原子上的氧或氮的原子，所述6或7元杂环中的其余原子为碳(简短地称为本文所述的抗氧化添加剂)。如将理解的，与6元芳族环共享两个相邻芳族碳原子的6或7元杂环可以被认为除这两个共享的碳原子之外是饱和的，并且因此可以称为“另外饱和的”。换句话说，用于本专利技术的抗氧化添加剂可以是取代或未取代的3,4-二氢-2H-苯并[b][1,4]噁嗪(也称为苯并吗啉)，或取代或未取代的2,3,4,5-四氢-1,5-苯并氧氮杂䓬。换句话说，所述添加剂可以是3,4-二氢-2H-苯并[b][1,4]噁嗪或其衍生物，或2,3,4,5-四氢-1,5-苯并氧氮杂䓬或其衍生物。因此，添加剂可以包含一个或多个取代基，并且不特别关于这类取代基的数目或特性而受限制。优选的添加剂具有下式：其中：R1是氢；R2、R3、R4、R5、R11和R12各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、烷氧基-烷基、仲胺和叔胺基团；R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、烷氧基-烷基、仲胺和叔胺基团；X选自-O-或-NR10-，其中R10选自氢和烷基；n是0或1；L是连接基团；m是1、2或3；并且P是含聚合物的基团或衍生自脂肪酸的基团。应当理解，当添加剂具有式(b)或(c)时，在每个6元芳族环上的R6、R7、R8和R9之一分别被连接基团L或含聚合物的基团P取代。在一些实施方案中，R2、R3、R4、R5、R11和R12各自独立地选自氢和烷基，并且优选选自氢、甲基、乙基、丙基和丁基。更优选地，R2、R3、R4、R5、R11和R12各自独立地选自氢、甲基和乙基，并且甚至更优选选自氢和甲基。在一些实施方案中，R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基和烷氧基，并且优选选自氢、甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基和丙氧基。更优选地，R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、甲基、乙基和甲氧基，并且甚至更优选选自氢、甲基和甲氧基。有利地，R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12中的至少一个并且优选R6、R7、R8和R9中的至少一个选自除氢外的基团。更优选地，R7和R8中的至少一个选自除氢外的基团。换句话说，抗氧化添加剂可以在由R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12表示的位置的至少一个中被取代，优选在由R6、R7、R8和R9表示的位置的至少一个中被取代，并且更优选在由R7和R8表示的位置的至少一个中被取代。认为至少一个除氢外的基团的存在可以改进抗氧化添加剂在燃料中的溶解性。同样有利地，R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12中不超过五个，优选不超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少烃流体氧化的趋势的方法，所述方法包括将具有包含与6或7元饱和杂环共享两个相邻芳族碳原子的6元芳族环的化学结构的添加剂与所述烃流体组合，所述6或7元饱和杂环包含直接键合到一个共享碳原子上以形成仲胺的氮原子和选自直接键合到另一个共享碳原子上的氧或氮的原子，所述6或7元杂环中的其余原子为碳。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170814 GB 1713009.71.一种减少烃流体氧化的趋势的方法，所述方法包括将具有包含与6或7元饱和杂环共享两个相邻芳族碳原子的6元芳族环的化学结构的添加剂与所述烃流体组合，所述6或7元饱和杂环包含直接键合到一个共享碳原子上以形成仲胺的氮原子和选自直接键合到另一个共享碳原子上的氧或氮的原子，所述6或7元杂环中的其余原子为碳。


2.权利要求1的方法，其中所述添加剂具有下式：



其中：
R1是氢；
R2、R3、R4、R5、R11和R12各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、烷氧基-烷基、仲胺和叔胺基团；
R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、烷氧基-烷基、仲胺和叔胺基团；
X选自-O-或-NR10-，其中R10选自氢和烷基；
n是0或1；
L是连接基团；
m是1、2或3；并且
P是含聚合物的基团或衍生自脂肪酸的基团，
条件是，当所述添加剂具有式(b)或(c)时，在每个6元芳族环上的R6、R7、R8和R9中的一个分别被所述连接基团L或所述含聚合物的基团P取代。


3.权利要求2的方法，其中R2、R3、R4、R5、R11和R12各自独立地选自氢和烷基，优选选自氢、甲基、乙基、丙基和丁基，更优选选自氢、甲基和乙基，且甚至更优选选自氢和甲基。


4.权利要求2或3的方法，其中R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基和烷氧基，优选选自氢、甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基和丙氧基，更优选选自氢、甲基、乙基和甲氧基，且甚至更优选选自氢、甲基和甲氧基。


5.权利要求2至4中任一项的方法，其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12中的至少一个并且优选R6、R7、R8和R9中的至少一个选自除氢外的基团。


6.权利要求2至5中任一项的方法，其中R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12中不超过五个，优选不超过三个，且更优选不超过两个选自除氢外的基团。


7.权利要求2至6中任一项的方法，其中R2和R3中的至少一个是氢，并且优选其中R2和R3是氢。


8.权利要求2至7中任一项的方法，其中R4、R5、R7和R8中的至少一个选自甲基、乙基、丙基和丁基，并且其余的R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12是氢；并且优选其中R7和R8中的至少一个选自甲基、乙基、丙基和丁基，并且其余的R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12是氢。


9.权利要求8的方法，其中R4、R5、R7和R8中至少一个是甲基，并且其余的R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12是氢；并且优选其中R7和R8中至少一个是甲基，并且其余的R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11和R12是氢。


10.权利要求2至9中任一项的方法，其中X是-O-或-NR10-，其中R10选自氢、甲基、乙基、丙基和丁基，优选选自氢、甲基和乙基，并且甚至更优选是氢，并且优选地其中X是-O-。


11.权利要求2至10中任一项的方法，其中n是0。


12.权利要求2至11中任一项的方法，其中m是1。


13.权利要求12的方法，其中：
L选自-R13-、-O-R13-O-、-O-(R14O)p-和-OC(O)-R13-C(O)O-，其中：
R13选自烷二基和烯二基，优选选自C1-30烷二基和C1-30烯二基，更优选选自C1-30烷二基，并且还更优选选自C1-15烷二基；
R14选自烷二基，优选选自C1-10烷二基，更优选选自C1-5烷二...

【专利技术属性】
技术研发人员：SV菲利普，
申请(专利权)人：英国石油国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB