Одновременно с тетраэтилсвинцом изучали антидетонационные свойства и других алкилов свинца. Однако ТЭС оказался наиболее эффективным соединением. В 50-е годы в связи с изменением состава бензинов (увеличением содержания ароматических углеводородов) и повышением степени сжатия в автомобильных двигателях (увеличением октанового числа бензинов) пришлось вновь вернуться к изучению различных алкилсвинцовых соединений. Оказалось, что в высокооктановых ароматизированных автомобильных бензинах тетраметилсвинец (ТМС) более эффективен, чем ТЭС.
Более высокая эффективность ТМС, видимо, обусловлена его большей термической стабильностью и способностью разлагаться на активные радикалы при более высокой температуре. Температурные условия в форсированных двигателях с высокой степенью сжатия значительно более жесткие, особенно при использовании высокоароматизированных бензинов. В двигателях с малой теплонапряженностью ТЭС разлагается в наиболее подходящий момент, а ТМС — запаздывает; в новых же двигателях, в более жестких температурных условиях, ТЭС, очевидно, разлагается слишком рано, поэтому часть образующихся активных радикалов расходуется непроизводительно, не обрывая цепей предпламенных реакций, ведущих к детонации. Тетраметилсвинец, благодаря большей термической стабильности, разлагается в современных двигателях, вероятнее всего, в момент наибольшего развития преддетонационных реакций. При замене ТЭС на эквивалентное количество ТМС (по металлу) октановое число повышается на несколько единиц.
Наибольший эффект ТМС получен при оценке антидетонационных свойств в дорожных условиях, наименьший — при определении октанового числа по моторному и исследовательскому методам. Относительная эффективность ТМС растет с увеличением содержания ароматических углеводородов в бензинах. Считают, что ТМС выгоднее применять, чем ТЭС, в бензинах, содержащих более 30% ароматических углеводородов. Эффективность ТМС зависит не только от общего содержания ароматических углеводородов, но и от их строения. Однако каких-либо закономерностей пока не установлено.
Большим преимуществом ТМС по сравнению с ТЭС являются меньшая температура кипения и большее давление насыщенных паров.
Это преимущество ТМС особенно сказывается в тех двигателях, где значительна неравномерность распределения фракций бензина по цилиндрам двигателя. В таких двигателях высококипящий ТЭС содержится в хвостовых фракциях бензина и в большем количестве поступает в те цилиндры, куда поступает больше жидкой пленки. ТМС, обладая большей испаряемостью, равномернее распределяется по цилиндрам, что обеспечивает лучшее использование антидетонационных свойств бензина.
Лучшая испаряемость ТМС особенно ценна при работе двигателя на переменных режимах, в частности при разгоне двигателя. При резком открытии дроссельной заслонки в первый момент в камеры сгорания поступает бензовоздушная смесь с малым содержанием тяжелых фракций. Основная масса ТЭС концентрируется в жидкой пленке, которая движется по стенкам впускного трубопровода, медленно набирая скорость. В течение какого-то периода в цилиндры попадает смесь, обедненная ТЭС, т.е. с худшими антидетонационными свойствами. Таким образом, в момент начала разгона автомобиля при относительно небольшой частоте вращения, когда к бензину предъявляются наиболее высокие антидетонационные требования, в камеры сгорания поступает смесь с низкими антидетонационными свойствами. В этих случаях двигатель может кратковременно работать с довольно интенсивной детонацией, что приводит к преждевременному износу деталей. Тетраметилсвинец распределяется между паровой и жидкой фазами равномернее, поэтому в условиях разгона автомобиля в камеры сгорания поступает смесь с большим содержанием антидетонатора, т.е. с лучшими антидетонационными свойствами.
Чтобы улучшить распределение антидетонатора, исследуют антидетонационные свойства не только ТЭС и ТМС, но и их смесей, а также таких соединений, как триэтилметилсвинец, диэтилдиметилсвинец, этилтриметилсвинец. Давление насыщенных паров этих соединений и смесей выше, чем ТЭС:

Физические смеси ТЭС и ТМС более летучи, чем соответствующие тетраалкилы с этильными и метильными радикалами.
Исследование антидетонационных свойств тетраалкилов и их смесей в дорожных условиях показало, что наиболее эффективны физические смеси ТЭС и ТМС с преобладанием ТМС.