Композиции, включающие димерные или олигомерные ферроцены

Композиции, включающие димерные или олигомерные ферроцены

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к композициям, применяемым при восстановлении систем отфильтровывания твердых частиц, присоединенных со стороны выпускного коллектора систем сжигания топлива, преимущественно двигателей с самовоспламенением вследствие высокой степени сжатия.

Роль, которую железоорганические соединения, в частности ферроцен и его производные, играют в содействии горению, в основном знакома как в том, что касается горения открытым пламенем, так и при сжигании в двигателях. Более того, в известной литературе (например, в материалах Fuels 1999, 2^nd International Colloquium, с 20 по 21 января 1999 г. при Esslingen Technical Academy) говорится, что дизельные фильтры для твердых частиц (сажевые фильтры) могут быть восстановлены с помощью присадок к дизельному топливу, поскольку продукты сгорания, которые образует присадка, уменьшают температуру горения частиц сажи, которые отфильтровываются в дизельном сажевом фильтре, воспламеняя и постепенно сжигая эти последние частицы.

Поскольку железоорганические соединения, такие как ферроцен, для дозирования в топливо в твердой форме не идеальны, обычно используют растворы таких соединений. Необходимо, в особенности когда система сжигания размещается на транспортном средстве, чтобы растворы, содержащие железоорганические соединения, были высококонцентрированными растворами, благодаря чему размер контейнера для подачи раствора может быть настолько малым, насколько это возможно, или, скорее, отсутствовала потребность в частой его дозаправке. Более того, такой раствор должен быть стабильным при температурах в широком температурном интервале, преимущественно в интервале от -40 до +90°С, а также не должен быть чрезмерно вязким при низких температурах для гарантии хорошей способности к перекачиванию, что обеспечивает точное дозирование.

В высокоароматическом растворителе (PLUTOsol™ APF, поставляемый фирмой Octel Deutschland GmbH) предел растворимости самого ферроцена при -40°С составляет 2,4 мас.%, что соответствует содержанию железа 0,72 мас.%. Существует потребность в растворах железоорганических соединений, содержащих 2,0 мас.% железа или больше.

Целью настоящего изобретения является приготовление содержащей железоорганическое соединение композиции, приемлемой для применения в качестве присадки к топливам, как правило к жидким углеводородным топливам, где такая композиция характеризуется высоким содержанием железоорганического соединения и, следовательно, железа, в особенности при низких температурах, и является стабильной в широком температурном диапазоне, особенно стабильной при низких температурах. Под "стабильной в широком температурном диапазоне" подразумевают, что в широком температурном диапазоне (например, в интервале от -25 до +90°С, а предпочтительно в интервале от -40 до +90°С), в особенности при низких температурах, содержащая железоорганическое соединение композиция предпочтительно в форме раствора в органическом растворителе остается способной к перекачиванию, железоорганическое соединение не выпадает в осадок или не происходит ее разделение на фазы.

Было установлено, что некоторые железоорганические соединения, например бисферроценилалканы, могут быть использованы для приготовления композиции, обладающей высоким содержанием железоорганического соединения, а следовательно, железа, которая приемлема для применения в качестве присадки к топливам, предназначенным для использования в работе систем сжигания, предпочтительно двигателей с самовоспламенением вследствие высокой степени сжатия, система выпуска отработавших газов которых снабжена сажевым фильтром. Было установлено также, что такие композиции могут характеризоваться высокой концентрацией железоорганического соединения, а следовательно, железа, даже при низких температурах и могут быть стабильными в широком температурном диапазоне.

В соответствии с одним объектом настоящего изобретения предлагается композиция, которая включает:

I) одно или несколько соединений формулы (I):

где:

Х обладает строением, которое иллюстрируется формулой (II):

Y обладает строением, которое иллюстрируется формулой (III):

где: каждый из А и В независимо обозначает незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо или незамещенное или замещенное ароматическое гетероциклическое кольцо;

группа или каждая группа Z независимо представляет собой незамещенную или замещенную двухвалентную гидрокарбильную группу; n обозначает 0 или целое число от 1 до 10; в одном варианте выполнения настоящего изобретения соединение (соединения) формулы (I) не отвечает формуле (IV):

где R₅ или R₆ и R₇ или R₈ обозначают этил; и

II) разбавитель или носитель; и в которой одно или несколько соединений формулы (I) содержатся в количестве, достаточном для достижения концентрации железа по меньшей мере 1 мас.% в пересчете на массу композиции.

Вполне понятно, что пунктирные линии, приведенные в связи с определением соединения формулы (I), обозначают связь между незамещенной или замещенной двухвалентной гидрокарбильной группой и соответствующей группой А или В и показывают, что эта связь может быть с группой либо А либо В. Кроме того, связи между незамещенной или замещенной двухвалентной гидрокарбильной группой и соответствующими группами А или В могут быть образованы посредством того же или другого атома незамещенной или замещенной двухвалентной гидрокарбильной группы, причем в первом случае в соединении имеется геминальное замещение, а последнем случае в соединении имеется негеминальное замещение.

В соединении формулы (I) каждая группа А и В может быть, например, независимо незамещенным или замещенным ароматическим углеродным кольцом или незамещенным или замещенным ароматическим гетероциклическим кольцом, содержащим в кольце один или несколько гетероатомов, выбранных из О, N и S. В предпочтительном варианте каждая из групп А и В независимо представляет собой незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо. В более предпочтительном варианте каждая из групп А и В представляет собой незамещенное ароматическое углеродное кольцо.

В соединении формулы (I) каждая из групп А и В может независимо представлять собой, например, незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо или незамещенное или замещенное гетероциклическое кольцо, предпочтительно незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо, содержащее от 3 до 10 кольцевых атомов. В предпочтительном варианте каждая из групп А и В независимо представляет собой незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо или незамещенное или замещенное гетероциклическое кольцо, предпочтительно незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо, содержащее 3, 5 или 7 кольцевых атомов. В соединениях формулы (I) выбор колец А и В, связанный с конкретным атомом Fe, должен быть таким, чтобы соблюдалось правило 18 электронов.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения группа либо А, либо В, связанная с конкретным атомом Fe, представляет собой незамещенное или замещенное 3-членное ароматическое углеродное кольцо или незамещенное или замещенное 3-членное ароматическое гетероциклическое кольцо, причем другая из групп А и В, связанная с тем же атомом Fe, представляет собой незамещенное или замещенное 7-членное ароматическое углеродное кольцо или незамещенное или замещенное 7-членное ароматическое гетероциклическое кольцо. В предпочтительном варианте в этом случае группа либо А, либо В, связанная с конкретным атомом Fe, представляет собой незамещенное или замещенное 3-членное ароматическое углеродное кольцо, причем другая из групп А и В, связанная с тем же атомом Fe, представляет собой незамещенное или замещенное 7-членное ароматическое углеродное кольцо. В еще одном варианте каждая из групп А и В представляет собой незамещенное или замещенное, например незамещенное, ароматическое углеродное кольцо или незамещенное или замещенное, например незамещенное, ароматическое гетероциклическое кольцо, содержащее 5 кольцевых атомов. В предпочтительном варианте каждая из групп А и В представляет собой незамещенное или замещенное ароматическое углеродное кольцо, содержащее 5 кольцевых атомов. В более предпочтительном варианте каждая из групп А и В представляет собой незамещенное ароматическое углеродное кольцо, включающее пять кольцевых углеродных атомов, т.е. циклопентадиенильное кольцо.

В соединении формулы (I) одна или несколько групп А и/или одна или несколько групп В могут быть, например, замещенными одним или несколькими заместителями, выбранными из алкильных, замещенных алкильных, алкокси-, замещенных алкокси-, арильных, замещенных арильных, аралкильных и замещенных аралкильных групп, предпочтительно одним или несколькими заместителями, выбранными из алкильных, замещенных алкильных, арильных и замещенных арильных групп. Когда в более предпочтительном варианте одна или несколько групп А и/или одна или несколько групп В замещены одним или несколькими заместителями, такими заместителями служат алкильные группы. Другие приемлемые заместители для групп А и/или В включают циклические группы, например циклоалкильные группы, и циклические группы, у которых два разных углеродных атома группы А или В образуют часть кольца такой циклической группы. Когда замещено больше одной из групп А и/или В, заместитель (заместители) может от кольца к кольцу варьироваться. Любой заместитель, имеющийся у группы А и/или В, в реакционных условиях, создаваемых при получении соединений формулы (I), должен быть инертным и не вызывать нежелательных взаимодействий с топливом или другими присадками, используемыми в топливе. Заместители, соответствующие этим условиям, для специалиста в данной области техники вполне очевидны. Приемлемые заместители для замещенных алкильных и замещенных алкоксигрупп включают гало, гидрокси-, нитро-, алкокси-, арильные, циклические и сложноэфирные группы, а приемлемые заместители для замещенных арильных и замещенных аралкильных групп включают гало, гидрокси-, нитро-, алкильные, алкокси-, циклические и сложноэфирные группы. В случаях замещенных аралкильных групп заместитель или заместители могут находиться при арильном и/или алкильном фрагменте группы. Особенно приемлемыми заместителями для группы А и/или В являются алкильные группы, содержащие от 1 до 4 атомов С каждая, например этильные группы.

В предпочтительном варианте в соединении формулы (I) группы А и В идентичны.

Используемое в описании настоящего изобретения понятие "алкил" или алкильный фрагмент алкокси или аралкильной группы может обладать прямой цепью или разветвленной цепью.

Используемое в настоящем описании понятие "незамещенная или замещенная двухвалентная гидрокарбильная группа" означает группу, включающую по меньшей мере атомы С и Н, которая может, что необязательно, включать один или несколько приемлемых заместителей. Типичная незамещенная или замещенная двухвалентная гидрокарбильная группа представляет собой незамещенную или замещенную двухвалентную углеводородную группу. В настоящем описании понятие "углеводород" служит для обозначения любой одной из алкиленовых групп, алкениленовых групп и алкиниленовых групп, причем эти группы могут быть линейными, разветвленными или циклическими, или двухвалентных арильных групп. Так, например, незамещенной или замещенной двухвалентной углеводородной группой может быть алкиленовая, разветвленная алкиленовая или циклоалкиленовая группа. Понятие "углеводород" также охватывает эти группы, но когда они являются необязательно замещенными. Если углеводород обладает разветвленной структурой, у которой имеется заместитель (заместители), тогда заместители могут находиться либо на главной углеводородной цепи, либо на ответвлении; по другому варианту заместители могут находиться на главной углеводородной цепи и на ответвлении. Предпочтительная незамещенная или замещенная двухвалентная углеводородная группа представляет собой незамещенную или замещенную двухвалентную алкиленовую группу, содержащую в алкиленовом мостике по меньшей мере один углеродный атом. В более предпочтительном варианте незамещенная или замещенная двухвалентная углеводородная группа представляет собой незамещенную или замещенную двухвалентную алкиленовую группу, содержащую в алкиленовом мостике от 1 до 10 углеродных атомов, например содержащую в алкиленовом мостике по меньшей мере 2 углеродных атома или содержащую в алкиленовом мостике один углеродный атом. Если двухвалентная гидрокарбильная группа включает больше одного атома С, тогда нет необходимости в том, чтобы эти углеродные атомы были связаны между собой. Так, например, по меньшей мере два из этих углеродных атомов могут быть связаны посредством приемлемого элемента или группы. Таким образом, двухвалентная гидрокарбильная группа может содержать гетероатомы. Приемлемые гетероатомы для специалистов в данной области техники вполне очевидны и включают, например, атомы серы, азота и кислорода, например атом кислорода.

Примеры приемлемых заместителей, которые могут находиться на одной или нескольких гидрокарбильных группах Z, включают гало, замещенную или незамещенную алкоксигруппу, нитро-, замещенную или незамещенную алкильную группу, замещенную или незамещенную арильную группу, замещенную или незамещенную аралкильную группу, замещенную или незамещенную алкарильную группу, замещенную или незамещенную циклическую группу и группы, отвечающие формуле (V).

в которой каждая из групп А и В имеет указанные выше значения; каждый Р в случае его наличия независимо обозначает незамещенную или замещенную двухвалентную гидрокарбильную группу; a m обозначает 0 или целое число от 1 до 10. Помимо того, что заместители могут представлять собой циклические группы, циклическую группу способно образовать сочетание заместителей. В одном варианте одна или несколько гидрокарбильных групп Z в качестве заместителя (заместителей) включают одну или несколько замещенных или незамещенных арильных групп или одну или несколько замещенных или незамещенных алкарильных групп. В другом варианте одна или несколько гидрокарбильных групп Z в качестве заместителя (заместителей) включают одну или несколько групп, отвечающих формуле (V), в которой каждый из А и В обозначает циклопентадиенильное или алкилциклопентадиенильное кольцо. Любой заместитель, содержащийся в группе Z, в реакционных условиях, создаваемых при получении соединений формулы (I), должен быть инертным и не вызывать нежелательных взаимодействий с топливом или другими присадками, используемыми в топливе. Заместители, соответствующие этим условиям, для специалиста в данной области техники вполне очевидны.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения группа Z, когда n обозначает 0, или одна или каждая из нескольких групп Z, когда n обозначает число от 1 до 10, замещена одним или несколькими заместителями, выбранными из алкильных групп, замещенных алкильных групп, арильных групп, замещенных арильных групп, алкарильных групп, замещенных алкарильных групп и групп, отвечающих приведенной выше формуле (V), и в предпочтительном варианте замещена одним или несколькими заместителями, выбранными из алкильных групп, замещенных алкильных групп и групп, отвечающих приведенной выше формуле (V). Так, например, когда n обозначает число от 1 до 10, каждая из групп Z может быть замещена одним или несколькими заместителями, выбранными из алкильных групп, замещенных алкильных групп и групп, отвечающих приведенной выше формуле (V).

Приемлемые заместители для замещенных алкильных и замещенных алкоксигрупп, которые могут содержаться в группе Z, включают гало, гидрокси-, нитро-, алкокси-, циклические и сложноэфирные группы. Приемлемые заместители для замещенных арильных, замещенных аралкильных и замещенных циклических групп, которые могут содержаться в группе Z, включают гало, гидрокси-, нитро-, алкильные, алкокси-, циклические и сложноэфирные группы, предпочтительно алкильные группы. В случае замещенных аралкильных групп заместитель или заместители могут находиться в арильном и/или алкильном фрагменте такой группы.

В другом варианте выполнения настоящего изобретения группа Z, когда n обозначает 0, или одна или каждая из нескольких групп Z, когда n обозначает число от 1 до 10, представляет собой группу формулы (VI):

в которой каждый из R₁ и R₂ независимо обозначает водородный атом, алкил, замещенный алкил, алкокси, замещенный алкокси, арил, замещенный арил, аралкил, замещенный аралкил, циклический или замещенный циклический радикал, а х обозначает целое число, равное по меньшей мере 1, например целое число от 1 до 10. По другому варианту R₁ и R₂ совместно с углеродным атомом, с которым они связаны, способны образовать циклический радикал. В одном варианте х обозначает целое число, составляющее по меньшей мере 2, а в другом варианте х обозначает 1.

В группе формулы (VI) каждый из R₁ и R₂ может независимо представлять собой, например, водородный атом, C₁-С₆алкил, замещенный C₁-С₆алкил, C₁-С₆ алкокси, замещенный C₁-С₆алкокси, С₆арил, замещенный С₆арил, apC₁-С₆ алкил или замещенный apC₁-С₆алкил. В предпочтительном варианте каждый из R₁ и R₂ обозначает метил.

Предпочтительна группа формулы (VI), у которой х обозначает 1, а как R₁, так и R₂ обозначают метил.

R₁ или R₂, содержащийся в группе формулы (VI), в реакционных условиях, создаваемых при получении соединений формулы (I), должен быть инертным и не вызывать нежелательных взаимодействий с топливом или другими присадками, используемыми в топливе. Группы R₁ и R₂, соответствующие этим условиям, для специалиста в данной области техники вполне очевидны. Приемлемые заместители для замещенных алкильных и замещенных алкоксигрупп, которые могут содержаться в группе формулы (VI), включают гало, гидрокси-, нитро-, алкокси-, циклические и сложноэфирные группы. Приемлемые заместители для замещенных арильных, замещенных аралкильных и замещенных циклических групп, которые могут содержаться в группе формулы (VI), включают гало, гидрокси-, нитро-, алкильные, алкокси-, циклические и сложноэфирные группы, предпочтительно алкильные группы. В случаях замещенных аралкильных групп заместитель или заместители могут содержаться в арильном и/или алкильном фрагменте этой группы.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения, когда n обозначает 1 или число, превышающее 1, все Z являются идентичными.

В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения композиция включает два или большее число соединений формулы (I), обладающих разными значениями "n". В таких композициях одна или каждая из нескольких групп Z, содержащихся в соединениях формулы (I), может быть, например, замещена одной или несколькими группами формулы (V), вследствие чего в композиции или одном или нескольких соединениях формулы (I) содержатся группы формулы (V), которым свойственны разные значения "m".

В предпочтительном варианте композиции по настоящему изобретению соединение (соединения) формулы (I) представляет (представляют) собой один или несколько геминально замещенных бисферроценилалканов, у которых алкановый мостик между обоими ферроценильными остатками образован насыщенным углеводородом, который носит название алкана. Этот алкановый мостик может быть разветвленным, но в предпочтительном варианте является прямоцепочечным. Особенно предпочтительны соединения, у каждого из которых имеется мостик, содержащий от 2 до 4 углеродных атомов, а преимущественно соединения с пропановым мостиком. Следовательно, высоко предпочтительным соединением является 2,2-бисферроценилпропан, отвечающий формуле (VII):

Соединение формулы (VII) рассматривают как являющееся примером соединения, обладающего прямоцепочечной алкановой мостиковой группой.

Количество соединения (соединений) формулы (I) в композиции в соответствии с настоящим изобретением может, например, быть достаточным для того, чтобы обеспечить в композиции содержание железа по меньшей мере 2 мас.%, например по меньшей мере 3 мас.%, в пересчете на массу композиции.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения соединение (соединения) формулы (I) содержится/содержатся в композиции в количестве, достаточном для того, чтобы при -30°С, а предпочтительно при -40°С, обеспечить концентрацию железа по меньшей мере 1 мас.% в пересчете на массу композиции.

В предпочтительном варианте композиции в соответствии с настоящим изобретением не включают или практически не включают соединение (соединения) формулы (VIII):

в которой А и В имеют указанные выше значения.

В композиции в соответствии с настоящим изобретением соединение (соединения) формулы (I), как правило, растворяют или диспергируют, предпочтительно растворяют, в носителе или разбавителе. В предпочтительном варианте носитель или разбавитель представляет собой органическое соединение, которое для соединения (соединений) формулы (I) является растворителем, вследствие чего в композиции в соответствии с настоящим изобретением соединение (соединения) формулы (I) растворяют в носителе или разбавителе.

По настоящему изобретению предлагается также способ восстановления сажеуловителя, размещенного в системе выпуска отработавших газов системы сжигания топлива, например размещенного в системе выпуска отработавших газов двигателя с самовоспламенением вследствие высокой степени сжатия (например, дизельного двигателя), который включает введение макрочастиц на углеродной основе, содержащихся в сажеуловителе, в контакт с продуктами сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением. Как правило, таким топливом служит углеводородное топливо. При осуществлении этого способа композиция в соответствии с настоящим изобретением может, например, находиться в контейнере, соединенном с системой сжигания, для введения в топливо перед сжиганием топлива в такой системе сжигания.

Используемое в настоящем описании понятие "макрочастицы на углеродной основе" охватывает макрочастицы на углеродной основе, например частицы сажи, причем эти макрочастицы на углеродной основе, как правило, образуются вследствие неполного сгорания топлива в системе сжигания, но могут также образовываться в результате сгорания смазочного масла или других материалов на органической основе, используемых в системе сжигания.

Важно, чтобы макрочастицы на углеродной основе, находящиеся в сажеуловителе, и продукты сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением, в особенности твердый материал, как правило, в форме макрочастиц, находящийся в продуктах сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением, были гомогенно смешанными.

Важно также, чтобы макрочастицы на углеродной основе и продукты сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением, находящиеся в сажеуловителе, оказывались под воздействием как тепла, так и газообразного окислителя (например, О₂ или NO₂), предпочтительно как тепла, так и газообразного окислителя, которые поступают в массе отработавших газов из системы сжигания.

Кроме того, по настоящему изобретению предлагается применение продуктов сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением для снижения температуры восстановления (т.е. температуры, при которой захваченный углеродистый материал может быть окислен до газообразных продуктов) сажеуловителя, размещенного в системе выпуска отработавших газов системы сжигания топлива, например в системе выпуска отработавших газов двигателя с самовоспламенением вследствие высокой степени сжатия. И вновь, таким топливом, как правило, служит углеводородное топливо.

Тем не менее по настоящему изобретению дополнительно предлагается применение композиции в соответствии с изобретением в качестве присадки к топливу, как правило к углеводородному топливу, для снижения температуры восстановления сажеуловителя, размещенного в системе выпуска отработавших газов системы сжигания топлива, например в системе выпуска отработавших газов двигателя с самовоспламенением вследствие высокой степени сжатия.

Геминально замещенные бисферроценилалканы, у которых алкановый мостик между обоими ферроценильными остатками образован насыщенным углеводородом, который носит название алкана, проявили себя как особенно приемлемые для применения при выполнении настоящего изобретения. Этот алкановый мостик может быть прямоцепочечным, разветвленным или циклическим, например прямоцепочечным или разветвленным, но в предпочтительном варианте он является прямоцепочечным. Особенно предпочтительны соединения, у каждого из которых имеется мостик, содержащий от 2 до 4 углеродных атомов. По их приемлемости для применения при выполнении настоящего изобретения превосходны, в частности, соединения с пропановым мостиком. Следовательно, высоко предпочтительным соединением является 2,2-бисферроценилпропан. Ферроценовые производные, связанные алкановым мостиком, и их получение описаны в ранее опубликованной литературе, например в US 3673232.

Соединения формулы (I), где n в формуле (III) обозначает ноль, а А и В обозначают незамещенные циклопентадиенильные кольца, могут быть получены, например, реакцией конденсации двух эквивалентов ферроцена с одним эквивалентом карбонильного соединения, такого как кетон или альдегид, или его эквивалента, такого как соответственно кеталь или ацеталь. Согласно US 3673232 процесс проводят добавлением карбонильного соединения или его эквивалента в двухфазную систему, состоящую из раствора сильной кислоты, например серной кислоты, в спирте, например в метаноле, и раствора ферроцена в органическом растворителе, таком как толуол, или суспензии ферроцена в насыщенном ферроценом толуоле. Таким путем могут быть также получены соединения формулы (I), где n в формуле (III) обозначает ноль, а одна или несколько групп А и/или В представляют собой замещенные циклопентадиенильные кольца, например алкилированные ферроцены. Когда ферроцен или замещенный ферроцен, используемый в качестве исходного материала, при реакционной температуре, при которой проводят процесс получения, представляет собой жидкость (например, в расплавленном состоянии), тогда двухфазная система может включать такое жидкое (например, в расплавленном состоянии) ферроценовое соединение в отсутствии органического растворителя. Композиции, содержащие смеси по-разному замещенных ферроценов или замещенных ферроценов с собственно ферроценом, могут быть приготовлены с применением соответствующих смесей исходных материалов.

Для получения соединений формулы (I), где n в формуле (III) не обозначает ноль, в метод и/или относительное молярное количество карбонильного соединения или его эквивалента могут быть внесены изменения. Так, например, реакцией 0,67 экв. ацетона на молярный эквивалент ферроцена обычно получают продукт, включающий смесь непрореагировавшего ферроцена, соединения формулы (I), в которой n обозначает 0, соединения формулы (I), в которой n обозначает 1, и возможно более высокомолекулярных олигомеров. Добавление ацетона в два этапа, вначале 0,6 экв., а затем дополнительно 0,3 экв., когда реакция практически завершается, позволяет, по-видимому, получить смесь, содержащую несколько большую долю соединения формулы (I), в которой n обозначает 2, чем по вышеописанному методу, включающему реакцию 0,67 экв. ацетона. Относительные доли содержащихся олигомерных материалов можно также регулировать изменением профиля добавления как ферроцена, так и карбонильного соединения или его эквивалента. Таким образом, высокое содержание соединения формулы (I), в которой n обозначает 1, должно быть следствием обработки продукта взаимодействия двух молярных эквивалентов ферроцена с одним эквивалентом ацетона с последующим добавлением по дополнительному эквиваленту как ферроцена, так и ацетона. Благодаря применению соответствующих смесей исходных материалов могут быть приготовлены композиции, включающие смеси по-разному замещенных или замещенных ферроценов с собственно ферроценом.

В соответствии с US 3673232 результатом варьирования скорости добавления карбонильного соединения или его эквивалента может быть образование соединений формулы (I), где значение n в формуле (III) отлично от нуля.

Соединения или композиции соединений, содержащих разные замещенные связывающие группы Z, могут быть получены внесением соответствующих изменений в схемы, основные принципы которых представлены выше.

Соединения формулы (I), содержащие при гидрокарбильной группе Z заместитель (заместители) формулы (V), где m обозначает ноль, могут быть получены рядом путей. Среди наиболее простых - применение в качестве карбонильного соединения или его эквивалента в способе, который в общих чертах представлен выше, дикарбонильного материала или его эквивалента, такого как диальдегид и дикетон. В том, что касается числа молярных эквивалентов каждого содержащегося материала, необходимо принять соответствующие меры предосторожности. По другому варианту соединение формулы (I), где n обозначает 0, содержащее в гидрокарбильной группе Z заместитель (заместители) формулы (V), где m обозначает ноль, может быть получено так, как в общих чертах представлено выше, с использованием хлорированного альдегида или кетона и последующей реакцией с литиированным ферроценом.

Соединения формулы (I) или смеси, включающие соединения формулы (I), у которых группа Z замещена заместителем (заместителями) формулы (V), в которой m не обозначает ноль, также могут быть получены несколькими путями, Так, например, продукт взаимодействия дикетона с четырьмя эквивалентами ферроцена можно вводить в дополнительную реакцию с одним дополнительным эквивалентом как ферроцена, так и карбонилсодержащего материала, такого как ацетон. По другому варианту можно проводить реакцию дикетона со смесью ферроцена и соединения формулы (I), в которой n обозначает 0. Еще одной возможностью является получение соединения формулы (I), где n обозначает 0, с применением хлорированного альдегида или кетона, который затем можно вводить в дальнейшую реакцию с соединением формулы (I), где n обозначает 0, полученным из нефункционализованного альдегида или кетона, или его эквивалента.

Негеминально замещенные связанные алкановым мостиком ферроцены также доступны благодаря ряду путей и с использованием ферроцена, замещенных ферроценов или их смесей. Так, например, можно проводить реакцию дигалоидсодержащего соединения, такого как 1,4-дихлорбутан, с раствором литиированного ферроцена. По другому варианту можно вначале провести реакцию раствора натрийциклопентадиенила, который используют во многих процессах получения ферроцена, с дигалоидсодержащим соединением и полученным связанным мостиком циклопентадиеном, смешанным со свежим циклопентадиеном, и использовать как в обычных процессах получения ферроцена.

Связанные алкановым мостиком ферроцены, у которых алкановый мостик содержит гетероатомы, могут быть получены рядом путей, хорошо известных специалистам в данной области техники. Так, например, можно проводить реакцию литиированного ферроцена с 2-хлорэтиловым эфиром. По другому варианту можно проводить реакцию конденсации ацетилферроцена, например, с этилендиамином, и полученный дииминовый продукт необязательно восстанавливать до диамина, например, с использованием NaBH₄. В качестве еще одного варианта как исходные материалы могут быть использованы соединения, содержащие как по меньшей мере одну карбонильную группу или ее эквивалент, так и один или несколько гетероатомов, например метоксиуксусный альдегид (диметилацеталь).

Может оказаться необходимым, чтобы соединение формулы (I), когда его используют в соответствии с настоящим изобретением, было свободным или по существу свободным от непрореагировавшего железосодержащего материала, применяемого в качестве исходного материала при получении такого соединения формулы (I). Так, например, когда соединение формулы (I) снижает растворимость или диспергируемость железосодержащего исходного материала в носителе или разбавителе, входящем в состав композиции по изобретению, в предпочтительном варианте соединение формулы (I) должно быть свободным или по существу свободным от железосодержащего исходного материала. Соединение формулы (I), которое свободно или по существу свободно от железосодержащего исходного материала, может быть получено, например, путем выбора реакционных условий получения такого соединения формулы (I) с достижением высокой степени превращения и/или удалением железосодержащего исходного материала с использованием хорошо известной технологии, такой как дистилляция, возгонка или перекристаллизация. Специалист в данной области техники способен легко определить реакционные условия, соответствующие достижению высокой степени превращения в целевое соединение формулы (I).

Когда композиции в соответствии с настоящим изобретением (например, геминально замещенные бисферроценилалканы в органическом растворителе) подают в топливо, а топливо направляют в систему сжигания, соединение (соединения) формулы (I), например геминально замещенные бисферроценилалканы, в системе сжигания взаимодействуют с направляемой в систему сжигания сжигаемой смесью, которая включает топливо и воздух, с образованием продуктов сгорания, включающих железосодержащий материал, например оксиды железа. В результате сгорания топлива и возможно смазочного масла или других органических материалов на углеродной основе в системе сжигания образуются продукты сгорания, которые, как правило, содержат макрочастицы на углеродной основе. Продукты сгорания, которые образуются вследствие сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением и которые включают твердые железосодержащие материалы, такие как оксид (оксиды) железа и макрочастицы на углеродной основе, гомогенно смешиваются в отработавших газах, поступающих из системы сжигания, и этот материал в форме макрочастиц отфильтровывают сажеуловителем. Не основываясь на какой-либо теории, полагают, что материал в форме макрочастиц, находящийся в продуктах сгорания композиции в соответствии с настоящим изобретением, причем этот материал в форме макрочастиц включает железосодержащие материалы, такие как оксид (оксиды) железа, обуславливает или по меньшей мере способствует уменьшению температуры горения макрочастиц на углеродной основе и, следовательно, температуры восстановления сажеуловителя. Таким образом, при рабочей температуре этого фильтра возникают явления самопроизвольного горения, и макрочастицы на углеродной основе, например частицы сажи, выгорают с образованием газообразных продуктов. По другому варианту возможно применение средства для повышения температуры сажевого фильтра или отработавших газов, благодаря чему достигается так называемое "принудительное восстановление" в присутствии продуктов, образующихся при сгорании композиции в соответствии с настоящим изобретением, что благоприятствует уменьшению количества поглощаемой энергии, которая требуется для достижения эффекта "принудительного восстановления". Поэтому в системах сжигания, включающих сажевые фильтры, которые размещены со стороны выпускного коллектора этих систем и сконструированы для постоянной эксплуатации и которые, таким образом, нуждаются в восстановлении, применение композиций в соответствии с настоящим изобретением позволяет избежать необходимости осуществления дорогостоящих дополнительных мероприятий или применения устройств, например горелок, элек