В 1951 г. были синтезированы металлоорганическиесоединения, молекула которых представляет собой «сэндвич» с атомом переходногометалла, расположенным между двумя циклопентадиенильными кольцами. В 1954 г.Фишером и Ииром впервые получен циклопентадиенилтрикарбонилмарганец (ЦТМ).Авторы установили, что дициклопентадиенилмарганец при нагревании под давлениемокиси углерода превращается в желтый легко сублимирующийся кристаллическийпродукт состава С₅Н₅Мn(СО)₃. Полученное соединение представляет собой«полусэндвич» с атомом марганца в середине.

Первые сообщения оботкрытии антидетонационных свойств новых соединений марганца появились в печатив 1957 г. В течение нескольких последующих лет были синтезированы «сэндвичевые»соединения ряда других металлов и исследованы их антидетонационные свойства. Среди исследованных веществ наиболее эффективными оказались соединения марганца—циклопентадиенилтрикарбонилмарганец (ЦТМ) и метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец (МЦТМ).

Все основные исследования ииспытания за рубежом проведены с метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганцем СН₃С₅Н₄Мn(СО)₃. Это соединение представляет собойпрозрачную маловязкую жидкость светло-янтарного цвета с травянистым запахом,температурой кипения 233° С, плотностью 1,3884 г/см³ итемпературой застывания 1,5 °С. МЦТМ хорошо растворим в бензине и практическинерастворим в воде (при 25° С — 0, 007 вес. %).

Антидетонационнаяэффективность МЦТМ изучалась на товарных бензинах и на индивидуальныхуглеводородах. Исследование на индивидуальных углеводородах показало, что теуглеводороды, которые имеют наибольшую чувствительность к ТЭС, обнаруживают инаилучшую приемистость к МЦТМ. Среди исследованных углеводородов наибольшуюприемистость как к ТЭС, так и к МЦТМ показали гептан нормального строения,2,2-диметилбутан и 2-метилпентан. Нафтеновые углеводороды обладают несколькоменьшей приемистостью к МЦТМ, чем парафиновые, но намного превосходят по этомупоказателю ароматические. Эффективность МЦТМ в олефинах в значительной степенизависит от их структуры. Приемистость октена-1 к марганцевому антидетонаторуоказалась в 14 раз больше приемистости диизобутиленов.

Приисследовании сравнительной эффективности МЦТМ и ТЭС на искусственной смеси,состоящей из 40% толуола, 30% гептана,20% диизобутилена и 10% изооктана(топливо ТД-3), оказалось, что МЦТМ вдвое эффективнее ТЭС при определенииоктанового числа по исследовательскому методу и равноценен ТЭС при оценке помоторному методу.

Приемистость бензинов кМЦТМ зависит от их химического состава. Бензины, имеющие высокую приемистость кТЭС, как правило, показывают еще большую приемистость к МЦТМ. Основное влияниена приемистость бензинов к МЦТМ оказывает содержание в них парафиновых иароматических углеводородов. С увеличением содержания парафиновых и уменьшениемсодержания ароматических углеводородов приемистость бензинов к ЦТМ возрастает.Высокую приемистость к МЦТМ имеют алкилаты, газовые бензины, углеводороды C₅—С₉ разветвленного строения.

Исследованияантидетонационной эффективности МЦТМ на двигателях в стендовых иэксплуатационных условиях показали значительно большую эффективность этогоантидетонатора, чем можно было предполагать по результатам определенияоктанового числа исследовательским и особенно моторным методами.

Многочисленныедорожные испытания на современных автомобилях показали, что детонационнаястойкость бензинов с МЦТМ в условиях эксплуатации больше соответствуетоктановому числу по исследовательскому методу, чем по моторному (см. табл. 1).

Эффективность алкоксиметилпроизводных ЦТМ в зависимости от состава алкоксигрупп снижается в таком порядке:

Однако некоторые из этих соединений, например метоксиметилпроизводное, по эффективности превосходят ЦТМ (рис. 1).

Представляет также интерес ацетилтрифторциклопентадиенилтрикарбонилмарганец (АТФЦТМ) СF₃СОС₅Н₄Мn(СO)₃. Его антидетонационная эффективность в смесях изооктана с н-гептаном в среднем превышает эффективность ЦТМ (октановое число на 2—3 выше).

При этом для получения одинакового прироста октанового числа в бензин А-72 требуется вносить с АТФЦТМ в два раза меньше марганца, чем в бензин с ЦТМ (рис. 2). Антидетонационная эффективность АТФЦТМ при оценке его содержания в граммах металла больше, чем для ЦТМ.