EP2288629A1 - Biosourced acrolein polymer, method for obtaining same, and uses thereof - Google Patents

Biosourced acrolein polymer, method for obtaining same, and uses thereof

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EP2288629A1
EP2288629A1 EP09766091A EP09766091A EP2288629A1 EP 2288629 A1 EP2288629 A1 EP 2288629A1 EP 09766091 A EP09766091 A EP 09766091A EP 09766091 A EP09766091 A EP 09766091A EP 2288629 A1 EP2288629 A1 EP 2288629A1
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EP
European Patent Office
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acrolein
polymer
glycerol
solution
water
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09766091A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Luc Dubois
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Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A01N35/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having two bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. aldehyde radical
    • A01N35/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having two bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. aldehyde radical containing aliphatically bound aldehyde or keto groups, or thio analogues thereof; Derivatives thereof, e.g. acetals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A23K20/10—Organic substances
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    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D129/14—Homopolymers or copolymers of acetals or ketals obtained by polymerisation of unsaturated acetals or ketals or by after-treatment of polymers of unsaturated alcohols
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    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18—Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases

Definitions

  • the present invention relates to an acrylic polymer derived from renewable raw materials, its preparation process and its uses.
  • the present invention relates to an acrolein-derived polymer containing bioresourced carbon, its process for preparing from glycerol, and its uses.
  • Acrolein also known as 2-propenal
  • Acrolein is also used as a biocide in manufacturing lines and industrial waters.
  • Acrolein is a very reactive compound that polymerizes easily in the presence of bases, amines, strong acids or peroxides to give polymers generally called polyacrolein.
  • catalysts for the polymerization of acrolein of basic compounds such as alkali metal hydroxides, aliphatic amines, sodium carbonate, ammonia, and the like.
  • hydrazine piperidine
  • free radical catalysts such as peroxides such as benzoyl peroxide, tert-butyl hydroxyperoxide, t-butyl perbenzoate, tert-butyl peracetate, alkali metal persulfates, percarbonates or perborates, azo compounds, redox systems comprising a reducing agent such as sulfites or bisulfites, etc.
  • the polymerization can be carried out in aqueous medium or in the presence of a solvent such as light alcohols, ethers such as THF, or dioxane, aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, benzene, toluene, cyclohexane chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chlorobenzene, etc.
  • a solvent such as light alcohols, ethers such as THF, or dioxane
  • aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, benzene, toluene, cyclohexane chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chlorobenzene, etc.
  • Acrolein may also be subjected to a copolymerization reaction with other vinyl monomers, such as methyl methacrylate, styrene, acrylic esters, vinyl acetate, thus leading to an extended product range.
  • vinyl monomers such as methyl methacrylate, styrene, acrylic esters, vinyl acetate
  • FR 1 299 254 which describes the preparation of acrolein / acrylic nitrile and acrolein / methyl methacrylate copolymers.
  • FR 1 312 166 describes copolymers of acrolein and beta-substituted acroleins, such as arylated, aralkylated, alkylated and alkarylated acroleins, or other monomers containing an ethylenic group.
  • the acrolein polymers can be subjected to different chemical treatments in order to modify their characteristics or their application properties.
  • polymers insoluble in water or in conventional solvents such as benzene, toluene, acetone can be converted to a soluble form by treatment with various materials such as sulfur dioxide, sodium sulfite, mercaptans, alcohols, etc.
  • flame retardant polymers described in document US Pat. No. 3,183,214 obtained from the reaction of diphosphites with the aldehyde functional groups of polyacrolein polymers.
  • the polymers derived from acrolein are subjected to a heat treatment between 40 and 150 ° C. presence of water and / or an alcohol or a polyol, so as to improve their stability and their antimicrobial properties.
  • the polymers derived from acrolein find wide opportunities in particular in the areas of animal health, antibiotics, disinfection and sterilization, cosmetics, drilling muds, paints and inks, the paper industry and textile, etc.
  • the acrolein polymers marketed under the brand CHEMYDE are antibacterial products used as alternatives to antibiotics for the treatment of bacterial infections in animal health.
  • the most commonly used acrolein production method is based on the catalytic gas phase oxidation reaction of propylene with oxygen in the air.
  • the production of polymers of acrolein, directly linked to that of acrolein, is therefore highly dependent on the propylene raw material obtained by steam cracking or catalytic cracking of petroleum fractions.
  • This raw material of fossil origin, contributes to the increase of the greenhouse effect.
  • this process uses oil whose deposits are depleted rapidly; its extraction is increasingly difficult (deep wells), requiring heavy and expensive equipment, having to withstand high temperatures (400-500 0 C). Given the decline in global oil reserves, the source of these commodities will gradually be depleted.
  • Biomass is the raw material of plant or animal origin naturally produced. This plant material is characterized by the fact that the plant for its growth has consumed atmospheric CO2 while producing oxygen. The animals for their growth consumed this vegetable raw material and thus assimilated carbon derived from atmospheric CO2.
  • Raw materials from biomass do not need all the extraction, refining, very expensive energy, petroleum products. CO2 production is reduced so that they contribute less to global warming and address some of the concerns of sustainable development.
  • Glycerol also called glycerin when it is in the form of aqueous solution
  • methyl esters which are themselves used in particular as fuels or fuels in diesel and fuel oil. domesticated. It is a natural product, available in large quantities, it can be stored and transported without difficulty. It has the advantage of being a renewable raw material meeting the criteria associated with the new concept of "green chemistry".
  • This reaction is a balanced reaction; as a rule the hydration reaction is favored at low temperatures, and dehydration is favored at high temperatures. To obtain acrolein, it is therefore necessary to implement a sufficient temperature, and / or a partial vacuum to move the reaction.
  • the reaction can be carried out in the liquid phase or in the gas phase.
  • This type of reaction is known to be catalyzed by acids.
  • documents FR 69.5931 may be referred to; US 2,558,520; WO 99/05085; US 5,387,720; WO 06/087083 and WO 06/087084 which describe various conditions for carrying out the dehydration reaction of glycerol to produce acrolein.
  • Acrolein obtained from glycerol is particularly advantageous for the synthesis of polymers derived from acrolein which can then be called “obtained from biomass” or “bioressourcés".
  • most of the impurities present in acrolein derived from glycerol can not be polymerized in the process for obtaining the polymer. These will then be removed along with the excess acrolein in the subsequent treatment to rid the polymer of the residual monomer.
  • the acrolein resulting from the dehydration of glycerol also contains less acrylic acid and acetic acid than acrolein resulting from the oxidation of propylene. However, it contains more propanaldehyde and acetaldehyde.
  • the present invention therefore firstly relates to a polymer derived from acrolein in which at least a portion of its carbons is bioresourced.
  • a bio-resource is a natural animal or plant resource that can be replenished over a short period of time on a human scale. In particular, this stock must be renewed as quickly as it is consumed.
  • biobased raw materials contain 14 C in the same proportions as atmospheric CO2. All carbon samples taken from living organisms (animals or plants) are in fact a mixture of 3 isotopes: 12 C (representing about 98.892%), 13 C (about 1, 108%) and 14 C (traces: 1, 2.10 " 10 %)
  • the 14 C / 12 C ratio of living tissues is identical to that of the atmosphere.In the environment, 14 C exists in two predominant forms: in mineral form, that is to say carbon dioxide (CO 2 ), and in organic form, that is to say of carbon integrated in organic molecules. In a living organism, the 14 C / 12 C ratio is kept constant by the metabolism because the carbon is continuously exchanged with the environment.
  • the proportion of 14 C is constant in the atmosphere, it is the same in the body, as long as it is alive, since it absorbs this 14 C as it absorbs 12 C.
  • the average ratio of 14 C / 12 C is equal to 1, 2x10 "12.
  • Carbon 14 comes from the bombardment of atmospheric nitrogen (14), and spontaneously oxidizes with the oxygen of the air to give the CO2
  • the 14 C02 content increased as a result of the atmospheric nuclear explosions, and then decreased continuously after stopping these tests.
  • 12 C is stable, that is to say that the number of atoms of 12 C in a given sample is constant over time.
  • the half-life (or period) is the time after which any number of radioactive nuclei or unstable particles of a given species are halved by disintegration; the half-life T1 / 2 is related to the decay constant a by the formula In 2.
  • the half-life of 14 C is 5730 years. In 50 000 years the 14 C content is less than 0.2% of the initial content and therefore becomes difficult to detect. Petroleum products, or natural gas or coal therefore do not contain 14 C.
  • the 14 C content is substantially constant since the extraction of raw materials bioressourcées, until the manufacture of "biomaterials" from these raw materials and even until the end of their use.
  • the 14 C content of a "biomaterial” can be deduced from measurements such as the following techniques:
  • this method consists of counting 'Beta' particles from the decay of 14 C.
  • the beta radiation from a sample of known mass (number of known carbon atoms) is measured over a period of time. time. This 'radioactivity' is proportional to the number of 14 C atoms, which can be determined.
  • the 14 C present in the sample emits ⁇ - radiation, which, in contact with the scintillating liquid (scintillator), give rise to photons. These photons have different energies (between 0 and 156 Kev) and form what is called a spectrum of 14 C.
  • the analysis relates to the CO 2 previously produced by combustion of the carbon sample in an appropriate absorbent solution, or on benzene after prior conversion of the carbon sample to benzene.
  • the sample is reduced to graphite or gaseous CO 2 , analyzed in a mass spectrometer.
  • This technique uses an accelerator and a mass spectrometer to separate 14 C ions and 12 C and thus determine the ratio of the two isotopes.
  • the measurement method preferably used is the mass spectrometry described in the ASTM D6866-06 standard ("accelerator mass spectroscopy").
  • the subject of the present invention is therefore a polymer derived from acrolein, characterized in that it contains a mass content of 14 C such that the ratio 14 C / 12 C is between 0.2 ⁇ 10 -12 and 1, 2 x 10 -12 according to ASTM D 6866, preferably in the ratio 14 CV 12 C is between 0.6 x10 "and 12 1, 2 x10" 12, more particularly between 0.8 x 10 "12 and 1, 2 x 10 "12 .
  • the acrolein derivative polymer of the invention is such that the ratio 14 CV 12 C is equal to 1, 2 ⁇ 10 -12 , that is to say that it contains 100% of Bioressourced carbon.
  • polymer derived from acrolein is meant a polymer containing at least units of type:
  • CHO CHO may be in the hydrated, hemi-acetal or acetal form according to the representations given in FIGS. 1 and 2 of the application WO 88/04671, or in the application WO 96/38186, which are incorporated in the present description. These units may result from the homopolymerization of acrolein, or the copolymerization of acrolein with at least one polymerizable comonomer, the polymerization being effected from the aldehyde function and / or the vinyl function of the acrolein.
  • the units (I) comprising aldehyde functions may be in the hydrated diol form, in the hemiacetal or acetal form resulting from the condensation of the diol form with the aldehyde or diol form, in the form of tetrahydropyran or polytetrahydropyran formed from the condensation of the diol form, or in a form resulting from an aldol-Michael condensation.
  • the proportion of aldehyde functions corresponding to the units of formula (I) is less than 20 mol%, preferably between 5 and 15 mol% in the polymer.
  • ⁇ -substituted acroleins such as arylated, alkylated, alkylated and alkylated aryl acroleins such as ⁇ -ethyl acrolein, ⁇ -phenylacrolein, ⁇ -butylacrolein, ⁇ -octylacrolein, derivatives thereof.
  • acrolein aldehyde such as acrolein dialkyl acetals
  • acrylic acid is preferred.
  • the comonomers are derived from biobased raw materials, for example acrylic acid can be obtained from glycerol and contain bioresourced carbon.
  • the comonomers are generally used in an amount of about 0% to 40% by weight relative to the polymer, preferably from 0 to 25% by weight, more particularly from 0 to 10% by weight.
  • the polymers according to the invention have a molecular weight which can vary widely.
  • the preferred polymers have a weight-average molecular weight of at least 1000, preferably at least 2000, more particularly between 2000 and 10,000.
  • Preferred polymers are those having a high content of aldehyde groups present in the hydrated state.
  • polystyrene resin preferred polymers are those containing acidic carboxylic functions resulting from the partial auto-oxidation of the aldehyde units.
  • content of carboxylic units is between 0.1 and 5 moles per kilogram of polymer.
  • the subject of the present invention is also a process for the preparation of a polymer derived from acrolein comprising units of the type:
  • CHO CHO which may be in the hydrated, hemi-acetal or acetal form, comprising the following steps:
  • step (b) optionally purifying the product obtained in step (a);
  • the first step a) of dehydration of glycerol is carried out in the gas phase in a reactor in the presence of a catalyst at a temperature ranging from 150 ° C. to 500 ° C., preferably between 250 ° C. and 350 ° C., and pressure between 10 5 and 5 10 5 Pa.
  • the reactor used can operate in a fixed bed, in a fluidized bed or in a circulating fluidized bed, or in a configuration in modules (plates or baskets) as described in the documents EP 995 491, EP 1 147 807 or US 2005/0020851, in presence of acidic solid catalysts.
  • Suitable catalysts are homogeneous or multiphase materials insoluble in the reaction medium which have a Hammett acidity, denoted H 0 below +2 as indicated in US Pat. No. 5,387,720, which refers to the article by K. Tanabe et al. in "Studies in Surface Science and Catalysis", Vol 51, 1989, Chapters 1 and 2; the acidity of Hammett is determined by amine titration using indicators or adsorption of a base in the gas phase.
  • the catalysts meeting the acidity criterion H 0 of less than +2 may be chosen from natural or synthetic siliceous materials or acidic zeolites; inorganic carriers, such as oxides, coated with inorganic acids, mono, di, tri or polyacids; oxides or mixed oxides or heteropolyacids.
  • strongly acidic solid catalysts having a Hammett acidity H 0 of between -9 and -18 are used.
  • These catalysts can generally be constituted by a heteropoly acid salt in which protons of said heteropoly acid are exchanged with at least one cation selected from the elements belonging to Groups I to XVI of the Periodic Table of Elements, these heteropoly acid salts containing at least an element chosen from the group comprising W, Mo and V.
  • the mixed oxides mention may also be made of those based on iron and phosphorus and those based on cesium, phosphorus and tungsten.
  • the catalysts are chosen from zeolites, Nafion ® composites (based on sulfonic acid of fluorinated polymers), chlorinated aluminas, phosphotungstic acid and salts of acids and / or silicotungstic, and various metal oxide type solid such as tantalum oxide Ta 2 O 5 , niobium oxide Nb 2 O 5 , alumina Al 2 O 3 , titanium oxide TiO 2 , zirconium ZrO 2 , tin oxide SnO 2 , silica SiO 2 or silicoaluminate SiO 2 -Al 2 O 3 , impregnated with acid functions such as borate BO 3 , sulfate SO 4 , tungstate WO 3 , phosphate PO 4 , silicate SiO 2 , or molybdate MoO 3 . According to the data of the literature, these catalysts all have a Hammett acidity H 0 of less than +2.
  • Preferred catalysts are sulfated zirconias, zirconium phosphates, tungsten zirconias, silicified zirconias, sulphated titanium or tin oxides, or phosphated, phosphotungstated or silicotungstic aluminas or silicas.
  • the glycerol dehydration reaction is carried out in the presence of molecular oxygen, as described in WO 06/087083.
  • Glycerol is available in concentrated form, but also in the form of more economical aqueous solutions.
  • an aqueous solution of glycerol with a concentration of between 10% and 50% by weight in the reactor is used, preferably between 15% and 30%.
  • the concentration should not be too high to avoid side reactions such as the formation of glycerol ethers or reactions between acrolein or acrylic acid produced and glycerol.
  • the glycerol solution must not be diluted too much because of the energy cost induced by the evaporation of the aqueous solution of glycerol.
  • the concentration of the glycerol solution can be adjusted by recycling the water produced by the reaction.
  • the reactor can be supplied with a concentrated solution of 40 to 100% by weight, the dilution at the optimum content being carried out by recycling part of the water vapor produced by the reaction and dilution water.
  • the heat recovery at the outlet of the reactor can also make it possible to vaporize the glycerol solution feeding the reactor.
  • the glycerol obtained from the methanolysis of vegetable oils in a basic medium may contain certain impurities such as sodium or potassium chloride or sulphate, non-glycerinous organic materials, and methanol.
  • Prior treatment of purification of glycerol can be envisaged, for example by ion exchange.
  • the aqueous glycerol solution is vaporized in a fluidized bed containing an inert solid such as sand, glass or quartz powder, silicon carbide, or a solid low surface area, maintained at a temperature between 220 and 350 0 C, simultaneously removing impurities present in the glycerol solution or generated during evaporation in this solution.
  • an inert solid such as sand, glass or quartz powder, silicon carbide, or a solid low surface area
  • the dehydration reaction of glycerol to acrolein is generally accompanied by side reactions resulting in the formation of by-products, such as hydroxypropanone, propanaldehyde, acetaldehyde, acetone, phenol, acrylic acid, addition of acrolein on glycerol, polycondensation products of glycerol, cyclic glycerol ethers.
  • Acrolein resulting from the dehydration of glycerol generally contains less acrylic acid and acetic acid than acrolein resulting from the oxidation of propylene. However, it contains more propanaldehyde and acetaldehyde.
  • the product obtained in step (a) of the process according to the invention contains not only the acrolein produced and the aforementioned by-products, but also a a large amount of water, from the one part of the glycerol solution, on the other hand from the water produced by the dehydration reaction.
  • step (a) It may be advantageous to purify the product obtained in step (a) to facilitate and optimize the polymerization step, in particular to remove most of the water present, and / or to eliminate the light aldehydes ( formaldehyde, acetaldehyde, etc.) whose presence may be harmful with respect to the polymerization catalyst.
  • the light aldehydes formaldehyde, acetaldehyde, etc.
  • a step consisting in condensing at least part of the water and the heavy byproducts present in the stream resulting from the first dehydration step is carried out before carrying out the polymerization step (c). acrolein.
  • This step can be carried out with a condensation unit that can be an absorption column coupled or not to an evaporator, a heat exchanger, a condenser, a dephlegmator, as well as any apparatus well known to those skilled in the art, allowing partial condensation of an aqueous stream.
  • a flow of acrolein containing about 5% water is obtained.
  • a first distillation of the acrolein stream is carried out so as to eliminate acetaldehyde which may be present up to levels of the order of 10 to 15%.
  • This distillation can be carried out continuously at atmospheric pressure, using a distillate column fed laterally and stabilized with a stream of a polymerization inhibitor, such as, for example, hydroquinone or any other polymerization inhibitor conventionally used.
  • This distillation is carried out so as to eliminate acetaldehyde at greater than 90%, preferably to obtain an acrolein flow comprising less than 5% acetaldehyde, preferably less than 1% of acetaldehyde. acetaldehyde.
  • the acrolein obtained after step (b) has a purity generally greater than 70%, preferably greater than 90 mol% (apart from the water present), more particularly a purity greater than 95%. It can still contain water at a content ranging from 3 to 5%.
  • acrolein contains acrylic acid, which will thereby be co-polymerized with acrolein in the step ( vs).
  • a polymerization inhibitor such as, for example, hydroquinone
  • a content ranging from 0.01% to 0.5% by weight so as to limit the auto-dimerization of the acrolein before carrying out the polymerization reaction of step (c).
  • the polymerization reaction of acrolein can be carried out in the presence of an ionic catalyst such as a base such as an alkali metal hydroxide NaOH, LiOH, or in the presence of a free radical initiator such as peroxides such as peroxide.
  • an ionic catalyst such as a base such as an alkali metal hydroxide NaOH, LiOH
  • a free radical initiator such as peroxides such as peroxide. benzoyl, tert-butyl hydroxyperoxide, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl peracetate, or azo derivatives.
  • the polymerization can be carried out in an aqueous medium or in an organic solvent such as an alcohol, for example methanol.
  • the polymerization reaction of acrolein is carried out in aqueous solution in the presence of sodium hydroxide.
  • the polymerization reaction is carried out in the presence of air and / or oxygen, with or without the presence of inhibitor.
  • the presence of air and / or oxygen provides a product in crystalline form which separation and drying are facilitated, and further having an improved inherent antimicrobial activity.
  • the polymerization reaction of acrolein is carried out at a temperature ranging from 0 ° C. to 100 ° C., preferably from room temperature to 80 ° C., ie from 20 ° C. to 80 ° C.
  • the polymerization is carried out in the second reactor in the presence of at least one acrolein-polymerizable comonomer.
  • ⁇ -substituted acroleins such as arylated, alkylated, alkylated and alkylated aryl acroleins such as ⁇ -ethyl acrolein, ⁇ -phenylacrolein, ⁇ -butylacrolein, ⁇ -octylacrolein, derivatives thereof.
  • acrolein aldehyde such as acrolein dialkyl acetals
  • acrylic acid is preferred.
  • the comonomers are generally used in an amount of about 0% to 40% by weight relative to the polymer, preferably from 0 to 25% by weight, more particularly from 0 to 10% by weight.
  • the polymer produced in this step (c) is recovered by filtration and / or centrifugation, and can be subjected to various treatments such as washing with water, drying, grinding to reduce granulometry. It can also be recovered by molecular distillation, scraped film evaporation, spinning disk evaporator, or any other type of process for evaporating the residual monomers under vacuum and thus the other impurities that were present. with acrolein and which have not been able to polymerize, such as propanaldehyde and acetaldehyde. A combination of the techniques described above can also be used.
  • an additional step (e) of oxidizing at least partially the aldehyde functions of the polymer recovered in (d) in the dry state by heating said polymer at a temperature ranging from room temperature to 110 ° C, preferably from 60 ° C to 85 ° C, in the presence of air, during a duration that can go from a few hours to a few days.
  • this step can be carried out by implementing a temperature gradient ranging for example from 40 0 C to 85 ° C, with intermediate stages for 2 hours to 24 hours.
  • an additional step (e) consisting in heating the polymer in the presence of water, optionally in the presence of a polyethylene glycol, a polyol or an alkanol, at a temperature ranging from from 40 ° C. to 150 ° C., preferably from 40 ° C. to 115 ° C., for a duration ranging from 1 to 1400 hours, preferably from 10 to 60 hours, as described in document WO 01/60874.
  • an additional step (e) consisting in solubilizing the polymer recovered in step (d), in an alcohol or a polyol, optionally in the presence of water, is carried out to form a solution of pH less than or equal to 7, heating the solution thus obtained to form a reaction product between said polymer and the alcohol or the polyol, as described in WO 2005/044874.
  • This step has the effect of activating the antimicrobial properties of the polymer.
  • polyalkylene glycols such as polyethylene glycols, preferably those having a weight-average molecular weight ranging from 200 to 20000, more particularly the polyethylene glycols of molecular weight by weight ranging from 200 to 2000.
  • an additional step (e) consisting in bringing the polymer into contact with a linear or branched C1 to C10 alcohol, as described in document FR 2802933, is carried out.
  • an additional step (e) consisting in solubilizing the polymer recovered in step (d) is carried out in a basic aqueous solution such as a sodium carbonate solution.
  • a basic aqueous solution such as a sodium carbonate solution.
  • the present invention also relates to a composition comprising at least one polymer derived from acrolein as described above or obtained according to the method described above.
  • composition according to the invention may be in the form of a solution or in the form of an emulsion.
  • the emulsion according to the invention may comprise a polymeric oily phase, an aqueous phase, an emulsifier or one or more stabilizers.
  • composition may further include additives such as dispersants, pigments, biocides, etc.
  • the present invention also relates to the use of the acrolein-derived polymer as described above or obtained according to the method described above in compositions to impart biocidal or disinfecting properties.
  • the subject of the present invention is also the use of the acrolein-derived polymer as described above or obtained according to the process described above for preparing medicaments intended for the treatment or prevention of infections, feed additives for livestock, compositions dermatological, or as a preservative or biocide in drilling mud applications, paints, plastics, inks, paper and textiles.
  • a Pyrex reactor containing a catalyst bed retained by a frit is used.
  • a catalyst such as the Dailchi Kigenso KK Zinc-Tungsten dehydration catalyst, reference Z1044, having a mass of about 6.6 g diluted with 7 ml of fine granular silicon carbide (0.125 mm) is first charged. Then we load a series of silicon carbide beds of different granulomethes: 2ml in 0.125 mm, 7 ml in 0.5 mm and finally 1, 19 mm to the top of the reactor. The reactor is then connected to the test facility. The temperature of the catalyst is regulated at a temperature of 305 ° C., measured at the level of the
  • the reactor is fed with a gaseous mixture of Helium-Krypton / Water-
  • the Helium-Krypton gas mixture contains 4.92% Krypton which serves as internal standard.
  • the water-glycerol mixture contains 30% by weight of glycerol.
  • the constitution of the injected mixture is the following expressed in molar percentage:
  • the rate of introduction of the charge mixture is such that the hourly volume velocity (VVH) will be 2,000 h -1 .
  • This introduction rate is expressed in WH, that is to say in the mixture rate reported in FIG. catalyst volume used.
  • the effluents are collected at the outlet of the reactor by a cold ice trap for separating the liquid effluents from the incondensables.
  • Acrolein, hydroxypropanone and acrylic acid are determined by chromatographic analysis.
  • the effluents are accumulated in the trap for a period of 60 minutes.
  • Non-condensable gases are analyzed during the balance sheet.
  • the yield of acrolein produced is 70 mole%, and the content of the acrylic acid effluent of 2 mole% and the content of hydroxyacetone of 0.5 mole%.
  • acrolein obtained in Example 1 stabilized with hydroquinone and diluted in 1 liter of demineralized water, at ambient temperature close to 20 ° C., are introduced. add an aqueous solution of 0.2 M sodium hydroxide so as to bring the acrolein solution to a pH of the order of 10.5. Almost immediately, the formation of a white precipitate is observed. After 30 minutes, the stirring is stopped, and the solid product is recovered by filtration and then washing with water. After drying at room temperature for 2 days on filter paper, 42 g of solid polymer are recovered.

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Abstract

The present invention relates to an acrolein polymer containing a carbon biosourced according to the ASTM D6866-06 standard, and to the preparation method thereof including a first step for dehydrating glycerol from a glycerol aqueous solution in the presence of an acid catalyst, followed by a polymerization of the obtained substance in the presence of an ionic catalyst or a free radical initiator. The polymer according to the invention has numerous uses in the fields of animal health, antibiotics, disinfection and sterilization, cosmetics, drilling sludge, paints and inks, and the paper and textile industries, and responds to certain sustainable development concerns.

Description

POLYMERE D'ACROLEINE BIORESSOURCE, SON PROCEDE D'OBTENTION ET SES UTILISATIONS ACROLEIN BIORESSOURCE POLYMER, PROCESS FOR OBTAINING THE SAME, AND USES THEREOF
La présente invention se rapporte à un polymère acrylique issu de matières premières renouvelables, à son procédé de préparation et à ses utilisations. En particulier, la présente invention se rapporte à un polymère dérivé de l'acroléine, contenant du carbone bioressourcé, à son procédé de préparation à partir de glycérol, et à ses utilisations.The present invention relates to an acrylic polymer derived from renewable raw materials, its preparation process and its uses. In particular, the present invention relates to an acrolein-derived polymer containing bioresourced carbon, its process for preparing from glycerol, and its uses.
L'acroléine (dénommé aussi 2-propenal) trouve de nombreuses applications dans l'industrie, notamment grâce à la présence de ses deux fonctions réactives, vinylique et aldéhyde, qui sont susceptibles de réagir individuellement ou ensemble. C'est le produit de départ d'un grand nombre de réactions chimiques industrielles, en particulier pour la fabrication de la méthionine, protéine de synthèse utilisée comme complément de l'alimentation animale, de l'acide acrylique dont on connaît l'importance de ses dérivés, et du glutaraldéhyde qui possède de nombreuses utilisations en tant que biocide ou désinfectant. L'acroléine est également utilisée comme biocide dans les lignes de fabrication et les eaux industrielles.Acrolein (also known as 2-propenal) has many applications in industry, thanks to the presence of its two reactive functions, vinyl and aldehyde, which are likely to react individually or together. It is the starting material for a large number of industrial chemical reactions, in particular for the manufacture of methionine, a synthetic protein used as a supplement to animal feed, acrylic acid, the importance of which is known. derivatives, and glutaraldehyde which has many uses as a biocide or disinfectant. Acrolein is also used as a biocide in manufacturing lines and industrial waters.
L'acroléine est un composé très réactif qui se polymérise facilement en présence de bases, d'aminés, d'acides forts ou de peroxydes pour conduire à des polymères dénommés généralement polyacroléine.Acrolein is a very reactive compound that polymerizes easily in the presence of bases, amines, strong acids or peroxides to give polymers generally called polyacrolein.
Divers procédés de fabrication, basés sur l'utilisation de différents catalyseurs, permettent de produire des polymères polyacroléine, et peuvent conduire à des caractéristiques de polymères différentes, en terme notamment de solubilité dans les solvants organiques ou en milieu aqueux, domaine de masse moléculaire, teneur en fonctions carbonyle... A titre d'exemples, on peut citer comme catalyseurs de polymérisation de l'acroléine des composés basiques tels que les hydroxydes de métal alcalin, les aminés aliphatiques, le carbonate de soude, l'ammoniaque, l'hydrazine, la pipéridine, les catalyseurs à radicaux libres tels que les peroxydes comme le peroxyde de benzoyle, l'hydroxyperoxyde de tertiobutyle, le perbenzoate de tertiobutyle, le peracétate de tertiobutyle, les persulfates de métal alcalin, les percarbonates ou perborates, les composés azoïques, les systèmes redox comprenant un agent réducteur tel que les sulfites ou bisulfites, etc. La polymérisation peut s'effectuer en milieu aqueux ou en présence d'un solvant tel que les alcools légers, les éthers comme le THF, ou le dioxanne, les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques comme l'hexane, le benzène, le toluène, le cyclohexane, les hydrocarbures chlorés tels que le chlorure de méthylène, le chlorobenzène, etc. On pourra se référer notamment aux document suivants qui décrivent différents procédés d'obtention de polymères dérivés de l'acroléine : CA 696 969 ; FR 1 312 166 ; FR 1 299 254 ; US 1 ,051 ,858 ; US 2,657,192 ; US 3,635,898 ; GB 1 ,051 ,858 ; WO 88/04671 ; EP 667 358.Various manufacturing processes, based on the use of different catalysts, make it possible to produce polyacrolein polymers, and can lead to characteristics of different polymers, in particular in terms of solubility in organic solvents or in aqueous medium, molecular weight range, Carbonyl functional content ... By way of examples, mention may be made, as catalysts for the polymerization of acrolein, of basic compounds such as alkali metal hydroxides, aliphatic amines, sodium carbonate, ammonia, and the like. hydrazine, piperidine, free radical catalysts such as peroxides such as benzoyl peroxide, tert-butyl hydroxyperoxide, t-butyl perbenzoate, tert-butyl peracetate, alkali metal persulfates, percarbonates or perborates, azo compounds, redox systems comprising a reducing agent such as sulfites or bisulfites, etc. The polymerization can be carried out in aqueous medium or in the presence of a solvent such as light alcohols, ethers such as THF, or dioxane, aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, benzene, toluene, cyclohexane chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chlorobenzene, etc. The following documents which describe various processes for obtaining polymers derived from acrolein: CA 696 969; FR 1,312,166; FR 1,299,254; US 1, 051, 858; US 2,657,192; US 3,635,898; GB 1, 051, 858; WO 88/04671; EP 667,358.
L'acroléine peut également être soumise à une réaction de copolymérisation avec d'autres monomères vinyliques, tels que le méthacrylate de méthyle, le styrène, les esters acryliques, l'acétate de vinyle, conduisant ainsi à une gamme de produits étendue. Par exemple, on peut citer le document FR 1 299 254 qui décrit la préparation de copolymères acroléine/nitrile acrylique et acroléine/méthacrylate de méthyle. Dans le document FR 1 312 166, sont décrits des copolymères d'acroléine et d'acroléines substituées en bêta, telles que les acroléines arylées, aralcoylées, alcoylées et alcarylées, ou d'autres monomères contenant un groupe éthylénique.Acrolein may also be subjected to a copolymerization reaction with other vinyl monomers, such as methyl methacrylate, styrene, acrylic esters, vinyl acetate, thus leading to an extended product range. For example, there may be mentioned the document FR 1 299 254 which describes the preparation of acrolein / acrylic nitrile and acrolein / methyl methacrylate copolymers. FR 1 312 166 describes copolymers of acrolein and beta-substituted acroleins, such as arylated, aralkylated, alkylated and alkarylated acroleins, or other monomers containing an ethylenic group.
Après leur synthèse, les polymères d'acroléine peuvent être soumis à différents traitements chimiques en vue de modifier leurs caractéristiques ou leurs propriétés applicatives. Par exemple, les polymères insolubles dans l'eau ou dans les solvants classiques comme le benzène, le toluène, l'acétone peuvent être transformés en une forme soluble par traitement au moyen de diverses matières comme l'anhydride sulfureux, le sulfite de sodium, des mercaptans, des alcools, etc. On peut citer aussi les polymères ignifugeants, décrits dans le document US 3,183,214, obtenus à partir de la réaction de diphosphites sur les fonctions aldéhydes de polymères polyacroléine. Dans les documents WO 01/60874 et WO 2005/044874, les polymères dérivés de l'acroléine sont soumis à un traitement thermique entre 40 et 1500C en présence d'eau et/ou d'un alcool ou d'un polyol, de façon à améliorer leur stabilité et leurs propriétés antimicrobiennes.After their synthesis, the acrolein polymers can be subjected to different chemical treatments in order to modify their characteristics or their application properties. For example, polymers insoluble in water or in conventional solvents such as benzene, toluene, acetone can be converted to a soluble form by treatment with various materials such as sulfur dioxide, sodium sulfite, mercaptans, alcohols, etc. Mention may also be made of the flame retardant polymers described in document US Pat. No. 3,183,214, obtained from the reaction of diphosphites with the aldehyde functional groups of polyacrolein polymers. In the documents WO 01/60874 and WO 2005/044874, the polymers derived from acrolein are subjected to a heat treatment between 40 and 150 ° C. presence of water and / or an alcohol or a polyol, so as to improve their stability and their antimicrobial properties.
Les polymères dérivés de l'acroléine trouvent de larges débouchés notamment dans les domaines de la santé animale, les antibiotiques, la désinfection et la stérilisation, les cosmétiques, les boues de forage, les peintures et les encres, l'industrie du papier et du textile, etc. En particulier, les polymères de l'acroléine commercialisés sous la marque CHEMYDE sont des produits antibactériens utilisés comme alternatives aux antibiotiques pour le traitement des infections bactériennes en santé animale.The polymers derived from acrolein find wide opportunities in particular in the areas of animal health, antibiotics, disinfection and sterilization, cosmetics, drilling muds, paints and inks, the paper industry and textile, etc. In particular, the acrolein polymers marketed under the brand CHEMYDE are antibacterial products used as alternatives to antibiotics for the treatment of bacterial infections in animal health.
Le procédé de production d'acroléine le plus communément utilisé est basé sur la réaction d'oxydation catalytique en phase gazeuse du propylène par l'oxygène de l'air. La production des polymères de l'acroléine, liée directement à celle de l'acroléine, est donc fortement dépendante de la matière première propylène obtenue par vapocraquage ou craquage catalytique de coupes pétrolières. Cette matière première, d'origine fossile, contribue à l'augmentation de l'effet de serre. En outre, ce procédé met en œuvre du pétrole dont les gisements s'épuisent rapidement ; son extraction est de plus en plus difficile (puits de grande profondeur), nécessitant des équipements lourds et chers, devant résister à de hautes températures (400-5000C). Etant donnée la diminution des réserves pétrolières mondiales, la source de ces matières premières va peu à peu s'épuiser.The most commonly used acrolein production method is based on the catalytic gas phase oxidation reaction of propylene with oxygen in the air. The production of polymers of acrolein, directly linked to that of acrolein, is therefore highly dependent on the propylene raw material obtained by steam cracking or catalytic cracking of petroleum fractions. This raw material, of fossil origin, contributes to the increase of the greenhouse effect. In addition, this process uses oil whose deposits are depleted rapidly; its extraction is increasingly difficult (deep wells), requiring heavy and expensive equipment, having to withstand high temperatures (400-500 0 C). Given the decline in global oil reserves, the source of these commodities will gradually be depleted.
Les matières premières issues de la biomasse sont de source renouvelable, ou bioressourcées, et ont un impact réduit sur l'environnement. On entend par biomasse la matière première d'origine végétale ou animale produite naturellement. Cette matière végétale se caractérise par le fait que la plante pour sa croissance a consommé du CO2 atmosphérique tout en produisant de l'oxygène. Les animaux pour leur croissance ont de leur côté consommé cette matière première végétale et ont ainsi assimilé le carbone dérivé du CO2 atmosphérique.Raw materials from biomass are renewable sources, or bioresourced, and have a reduced impact on the environment. Biomass is the raw material of plant or animal origin naturally produced. This plant material is characterized by the fact that the plant for its growth has consumed atmospheric CO2 while producing oxygen. The animals for their growth consumed this vegetable raw material and thus assimilated carbon derived from atmospheric CO2.
Les matières premières issues de la biomasse ne nécessitent pas toutes les étapes d'extraction, de raffinage, très coûteuses en énergie, des produits pétroliers. La production de CO2 est réduite de sorte qu'elles contribuent moins au réchauffement climatique et répondent à certaines préoccupations de développement durable.Raw materials from biomass do not need all the extraction, refining, very expensive energy, petroleum products. CO2 production is reduced so that they contribute less to global warming and address some of the concerns of sustainable development.
Par ailleurs, dans les domaines tels que les cosmétiques ou la santé humaine, les consommateurs sont de plus en plus attirés par les produits d'origine végétale qui ont la réputation d'être plus sûrs en termes d'éthique écologique et biologique.Moreover, in areas such as cosmetics or human health, consumers are increasingly attracted to plant-based products that are known to be safer in terms of ecological and biological ethics.
Il apparaît donc nécessaire de disposer de polymères dérivés de l'acroléine qui ne soient pas dépendants de matière première d'origine fossile, et par conséquent d'un procédé de synthèse de polymères dérivés de l'acroléine utilisant des matières premières bioressourcées.It therefore appears necessary to have polymers derived from acrolein which are not dependent on raw material of fossil origin, and therefore a process for synthesizing polymers derived from acrolein using biobased raw materials.
Il est connu de synthétiser l'acroléine par déshydratation du glycérol. Le glycérol (appelé aussi glycérine quand il est sous forme de solution aqueuse) est notamment issu de la méthanolyse des huiles végétales et animales en même temps que les esters méthyliques qui sont, eux, employés notamment comme carburants ou combustibles dans le gazole et le fioul domestique. C'est un produit naturel, disponible en grande quantité, il peut être stocké et transporté sans difficulté. Il présente l'intérêt d'être une matière première renouvelable répondant aux critères associés au nouveau concept de "chimie verte".It is known to synthesize acrolein by dehydration of glycerol. Glycerol (also called glycerin when it is in the form of aqueous solution) is notably derived from the methanolysis of vegetable and animal oils at the same time as the methyl esters, which are themselves used in particular as fuels or fuels in diesel and fuel oil. domesticated. It is a natural product, available in large quantities, it can be stored and transported without difficulty. It has the advantage of being a renewable raw material meeting the criteria associated with the new concept of "green chemistry".
De nombreuses études récentes sont consacrées à la valorisation du glycérol et notamment à la préparation de l'acroléine. Le procédé objet de ces études met en œuvre une réaction de déshydratation du glycérol selon les réactions consécutives :Many recent studies are devoted to the valorisation of glycerol and in particular to the preparation of acrolein. The process that is the subject of these studies implements a glycerol dehydration reaction according to the consecutive reactions:
CH2OH-CHOH-CH2OH -* CH2OH-CH2-CHO + H2O O CH2=CH-CHOCH 2 OH-CHOH-CH 2 OH - * CH 2 OH-CH 2 -CHO + H 2 OO CH 2 = CH-CHO
+ 2 H2O+ 2 H 2 O
qui permettent d'obtenir l'acroléine.which make it possible to obtain acrolein.
Cette réaction est une réaction équilibrée ; en règle générale la réaction d'hydratation est favorisée aux basses températures, et la déshydratation est favorisée aux températures élevées. Pour obtenir l'acroléine, il faut donc mettre en œuvre une température suffisante, et/ou un vide partiel pour déplacer la réaction. La réaction peut être effectuée en phase liquide ou en phase gaz. Ce type de réaction est connu pour être catalysée par des acides. On pourra se référer par exemple aux documents FR 69.5931 ; US 2,558,520 ; WO 99/05085 ; US 5,387,720 ; WO 06/087083 et WO 06/087084 qui décrivent différentes conditions de mise en oeuvre de la réaction de déshydratation du glycérol pour produire de l'acroléine.This reaction is a balanced reaction; as a rule the hydration reaction is favored at low temperatures, and dehydration is favored at high temperatures. To obtain acrolein, it is therefore necessary to implement a sufficient temperature, and / or a partial vacuum to move the reaction. The reaction can be carried out in the liquid phase or in the gas phase. This type of reaction is known to be catalyzed by acids. For example, documents FR 69.5931 may be referred to; US 2,558,520; WO 99/05085; US 5,387,720; WO 06/087083 and WO 06/087084 which describe various conditions for carrying out the dehydration reaction of glycerol to produce acrolein.
L'acroléine obtenue à partir du glycérol est particulièrement avantageuse pour la synthèse de polymères dérivés de l'acroléine qui peuvent alors être dits « obtenus à partir de biomasse » ou « bioressourcés ». Notamment en termes de procédé, la plupart des impuretés présentes dans l'acroléine issue du glycérol ne peuvent pas être polymérisées dans le procédé d'obtention du polymère. Celles-ci seront alors éliminées en même temps que l'excès d'acroléine dans le traitement ultérieur visant à débarrasser le polymère du monomère résiduel. L'acroléine issue de la déshydratation du glycérol contient aussi moins d'acide acrylique et d'acide acétique que l'acroléine issue de l'oxydation du propylène. Elle contient cependant plus de propanaldéhyde et d'acétaldéhyde.Acrolein obtained from glycerol is particularly advantageous for the synthesis of polymers derived from acrolein which can then be called "obtained from biomass" or "bioressourcés". In particular, in terms of the process, most of the impurities present in acrolein derived from glycerol can not be polymerized in the process for obtaining the polymer. These will then be removed along with the excess acrolein in the subsequent treatment to rid the polymer of the residual monomer. The acrolein resulting from the dehydration of glycerol also contains less acrylic acid and acetic acid than acrolein resulting from the oxidation of propylene. However, it contains more propanaldehyde and acetaldehyde.
La présente invention a donc d'abord pour objet un polymère dérivé de l'acroléine dans lequel au moins une partie de ses carbones est bioressourcée.The present invention therefore firstly relates to a polymer derived from acrolein in which at least a portion of its carbons is bioresourced.
Une bioressource est une ressource naturelle, animale ou végétale, dont le stock peut se reconstituer sur une période courte à l'échelle humaine. Il faut en particulier que ce stock puisse se renouveler aussi vite qu'il est consommé.A bio-resource is a natural animal or plant resource that can be replenished over a short period of time on a human scale. In particular, this stock must be renewed as quickly as it is consumed.
A la différence des matériaux issus de matières fossiles, les matières premières bioressourcées contiennent du 14C dans les mêmes proportions que le CO2 atmosphérique. Tous les échantillons de carbone tirés d'organismes vivants (animaux ou végétaux) sont en fait un mélange de 3 isotopes : 12C (représentant environ 98,892 %), 13C (environ 1 ,108 %) et 14C (traces: 1 ,2.10" 10 %). Le rapport 14C/12C des tissus vivants est identique à celui de l'atmosphère. Dans l'environnement, le 14C existe sous deux formes prépondérantes : sous forme minérale, c'est-à-dire de gaz carbonique (CO2), et sous forme organique, c'est-à-dire de carbone intégré dans des molécules organiques. Dans un organisme vivant, le rapport 14C/12C est maintenu constant par le métabolisme car le carbone est continuellement échangé avec l'environnement. La proportion de 14C étant constante dans l'atmosphère, il en est de même dans l'organisme, tant qu'il est vivant, puisqu'il absorbe ce 14C comme il absorbe le 12C. Le rapport moyen de 14C/12C est égal à 1 ,2x10"12. Le carbone 14 est issu du bombardement de l'azote atmosphérique (14), et s'oxyde spontanément avec l'oxygène de l'air pour donner le CO2. Dans notre histoire humaine, la teneur en 14CÛ2 a augmenté à la suite des explosions nucléaires atmosphériques, puis n'a cessé de décroître après l'arrêt de ces essais.Unlike materials made from fossil fuels, biobased raw materials contain 14 C in the same proportions as atmospheric CO2. All carbon samples taken from living organisms (animals or plants) are in fact a mixture of 3 isotopes: 12 C (representing about 98.892%), 13 C (about 1, 108%) and 14 C (traces: 1, 2.10 " 10 %) The 14 C / 12 C ratio of living tissues is identical to that of the atmosphere.In the environment, 14 C exists in two predominant forms: in mineral form, that is to say carbon dioxide (CO 2 ), and in organic form, that is to say of carbon integrated in organic molecules. In a living organism, the 14 C / 12 C ratio is kept constant by the metabolism because the carbon is continuously exchanged with the environment. The proportion of 14 C is constant in the atmosphere, it is the same in the body, as long as it is alive, since it absorbs this 14 C as it absorbs 12 C. The average ratio of 14 C / 12 C is equal to 1, 2x10 "12. Carbon 14 comes from the bombardment of atmospheric nitrogen (14), and spontaneously oxidizes with the oxygen of the air to give the CO2 In our human history, the 14 C02 content increased as a result of the atmospheric nuclear explosions, and then decreased continuously after stopping these tests.
Le 12C est stable, c'est-à-dire que le nombre d'atomes de 12C dans un échantillon donné est constant au cours du temps. Le 14C, lui, est radioactif (chaque gramme de carbone d'un être vivant contient suffisamment d'isotopes 14C pour donner 13,6 désintégrations par minute) et le nombre de tels atomes dans un échantillon décroît au cours du temps (t) selon la loi : n = no exp(-at), dans laquelle: no est le nombre de 14C à l'origine (à la mort de la créature, animal ou plante), n est le nombre d'atomes 14C restant au bout du temps t, a est la constante de désintégration (ou constante radioactive) ; elle est reliée à la demi-vie. 12 C is stable, that is to say that the number of atoms of 12 C in a given sample is constant over time. 14 C is radioactive (each gram of carbon in a living being contains enough 14 C isotopes to give 13.6 disintegrations per minute) and the number of such atoms in a sample decreases over time (t ) according to the law: n = no exp (-at), in which: no is the number of 14 C at the origin (on the death of the creature, animal or plant), n is the number of 14 C atoms remaining at the end of time t, a is the disintegration constant (or radioactive constant); it is connected to the half-life.
La demi-vie (ou période) est la durée au bout de laquelle un nombre quelconque de noyaux radioactifs ou de particules instables d'une espèce donnée, est réduit de moitié par désintégration ; la demi-vie T1/2 est reliée à la constante de désintégration a par la formule In 2. La demi-vie du 14C vaut 5730 ans. En 50 000 ans la teneur en 14C est inférieure à 0,2 % de la teneur initiale et devient donc difficilement décelable. Les produits pétroliers, ou le gaz naturel ou encore le charbon ne contiennent donc pas de 14C.The half-life (or period) is the time after which any number of radioactive nuclei or unstable particles of a given species are halved by disintegration; the half-life T1 / 2 is related to the decay constant a by the formula In 2. The half-life of 14 C is 5730 years. In 50 000 years the 14 C content is less than 0.2% of the initial content and therefore becomes difficult to detect. Petroleum products, or natural gas or coal therefore do not contain 14 C.
Compte tenu de la demi-vie (T1/2) du 14C, la teneur en 14C est sensiblement constante depuis l'extraction des matières premières bioressourcées, jusqu'à la fabrication des « biomatériaux » issus de ces matières premières et même jusqu'à la fin de leur utilisation.Given the half-life (T1 / 2) of 14 C, the 14 C content is substantially constant since the extraction of raw materials bioressourcées, until the manufacture of "biomaterials" from these raw materials and even until the end of their use.
La teneur en 14C d'un « biomatériau » peut être déduite de mesures effectuées par exemple selon les techniques suivantes :The 14 C content of a "biomaterial" can be deduced from measurements such as the following techniques:
- par spectrométhe à scintillation liquide : cette méthode consiste à compter des particules 'Bêta' issues de la désintégration du 14C. On mesure le rayonnement Bêta issu d'un échantillon de masse connue (nombre d'atomes de carbone connu) pendant un certain temps. Cette 'radioactivité' est proportionnelle au nombre d'atomes de 14C, que l'on peut ainsi déterminer. Le 14C présent dans l'échantillon émet des rayonnements β-, qui, au contact du liquide scintillant (scintillateur), donnent naissance à des photons. Ces photons ont des énergies différentes (comprises entre 0 et 156 Kev) et forment ce que l'on appelle un spectre de 14C. Selon deux variantes de cette méthode, l'analyse porte soit sur le CO2 préalablement produit par combustion de l'échantillon carboné dans une solution absorbante appropriée, soit sur le benzène après conversion préalable de l'échantillon carboné en benzène.- by liquid scintillation spectrometry: this method consists of counting 'Beta' particles from the decay of 14 C. The beta radiation from a sample of known mass (number of known carbon atoms) is measured over a period of time. time. This 'radioactivity' is proportional to the number of 14 C atoms, which can be determined. The 14 C present in the sample emits β- radiation, which, in contact with the scintillating liquid (scintillator), give rise to photons. These photons have different energies (between 0 and 156 Kev) and form what is called a spectrum of 14 C. According to two variants of this method, the analysis relates to the CO 2 previously produced by combustion of the carbon sample in an appropriate absorbent solution, or on benzene after prior conversion of the carbon sample to benzene.
- par spectrométrie de masse : l'échantillon est réduit en graphite ou en CO2 gazeux, analysé dans un spectromètre de masse. Cette technique utilise un accélérateur et un spectromètre de masse pour séparer les ions 14C des 12C et donc déterminer le rapport des deux isotopes.- by mass spectrometry: the sample is reduced to graphite or gaseous CO 2 , analyzed in a mass spectrometer. This technique uses an accelerator and a mass spectrometer to separate 14 C ions and 12 C and thus determine the ratio of the two isotopes.
Ces méthodes de mesure de la teneur en 14C des matériaux sont décrites précisément dans les normes ASTM D 6866 (notamment D6866-06) et dans les normes ASTM D 7026 (notamment 7026-04). Ces méthodes comparent les données mesurées sur l'échantillon analysé avec les données d'un échantillon référence d'origine 100% bioressourcé (pour lequel 14C/12C vaut 1 ,2x10"12), pour donner un pourcentage relatif de carbone bioressourcé dans l'échantillon. Le rapport 14C/12C de l'échantillon peut ensuite en être déduit.These methods of measuring the 14 C content of the materials are precisely described in ASTM D 6866 (including D6866-06) and ASTM D 7026 (including 7026-04) standards. These methods compare the measured data on the analyzed sample with the data of a reference sample of 100% bioressourced origin (for which 14 C / 12 C is 1, 2 × 10 -12 ) to give a relative percentage of biobased carbon in 14 C / 12 C ratio of the sample can then be deduced.
La méthode de mesure préférentiellement utilisée est la spectrométrie de masse décrite dans la norme ASTM D6866-06 (« accelerator mass spectroscopy »). La présente invention a donc pour objet un polymère dérivé de l'acroléine caractérisé en ce qu'il contient une teneur en masse de 14C tel que le ratio 14C /12C est compris entre 0,2 x 10~12 et 1 ,2 x 10~12 selon la norme ASTM D 6866, de préférence le ratio 14CV12C est compris entre 0,6 x10"12 et 1 ,2 x10"12, plus particulièrement entre 0,8 x 10"12 et 1 ,2 x 10"12.The measurement method preferably used is the mass spectrometry described in the ASTM D6866-06 standard ("accelerator mass spectroscopy"). The subject of the present invention is therefore a polymer derived from acrolein, characterized in that it contains a mass content of 14 C such that the ratio 14 C / 12 C is between 0.2 × 10 -12 and 1, 2 x 10 -12 according to ASTM D 6866, preferably in the ratio 14 CV 12 C is between 0.6 x10 "and 12 1, 2 x10" 12, more particularly between 0.8 x 10 "12 and 1, 2 x 10 "12 .
Dans un mode de réalisation préféré, le polymère dérivé de l'acroléine de l'invention est tel que le ratio 14CV12C est égal à 1 ,2x10"12, c'est-à-dire qu'il contient 100% de carbone bioressourcé.In a preferred embodiment, the acrolein derivative polymer of the invention is such that the ratio 14 CV 12 C is equal to 1, 2 × 10 -12 , that is to say that it contains 100% of Bioressourced carbon.
Par polymère dérivé de l'acroléine, on entend un polymère contenant au moins des motifs de type :By polymer derived from acrolein is meant a polymer containing at least units of type:
- CH2- CH - CH2 - CH - (I)- CH 2 - CH - CH 2 - CH - (I)
CHO CHO pouvant être sous la forme hydratée, hémi-acétal ou acétal selon les représentations données par les figures 1 et 2 de la demande WO 88/04671 , ou dans la demande WO 96/38186, lesquelles sont incorporées dans la présente description. Ces motifs peuvent résulter de l'homopolymérisation de l'acroléine, ou de la copolymérisation de l'acroléine avec au moins un co-monomère polymérisable, la polymérisation s'effectuant à partir de la fonction aldéhyde et/ou la fonction vinylique de l'acroléine.CHO CHO may be in the hydrated, hemi-acetal or acetal form according to the representations given in FIGS. 1 and 2 of the application WO 88/04671, or in the application WO 96/38186, which are incorporated in the present description. These units may result from the homopolymerization of acrolein, or the copolymerization of acrolein with at least one polymerizable comonomer, the polymerization being effected from the aldehyde function and / or the vinyl function of the acrolein.
Les motifs (I) comportant des fonctions aldéhyde, peuvent être sous forme diol hydraté, sous forme hémi-acétal ou acétal résultant de la condensation de la forme diol avec la forme aldéhyde ou diol, sous forme tétrahydropyrane ou polytétrahydropyrane formée à partir de la condensation de la forme diol, ou sous une forme résultant d'une condensation aldol-Michael.The units (I) comprising aldehyde functions may be in the hydrated diol form, in the hemiacetal or acetal form resulting from the condensation of the diol form with the aldehyde or diol form, in the form of tetrahydropyran or polytetrahydropyran formed from the condensation of the diol form, or in a form resulting from an aldol-Michael condensation.
Avantageusement, la proportion de fonctions aldéhyde correspondant au motifs de formule (I) est inférieure à 20% molaire, de préférence comprise entre 5 et 15% molaire dans le polymère.Advantageously, the proportion of aldehyde functions corresponding to the units of formula (I) is less than 20 mol%, preferably between 5 and 15 mol% in the polymer.
Comme co-monomère, on peut citer les acroléines substituées en β telles que les acroléines arylées, aryle alcoylées, alcoylées et alcoyl arylées comme la β-éthyl acroléine, la β-phénylacroléine, la β-butylacroléine, la β- octylacroléine, les dérivés aldéhyde de l'acroléine comme les acroléine dialkyle acétals, les monomères contenant au moins un groupe éthylénique, de préférence un groupe CH2=CH-, tels que le butadiène, l'isoprène, le méthylpentadiène, le cyclopentadiène, le chloroprène, l'éthylène, le propylène, le butylène, l'octène, l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, la vinylpyridine, le vinylnaphtalène, le styrène, le vinylcyclohexane, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, les dérivés acryliques, tels que l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, les esters (méth)acryliques comme le méthacrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, les composés allyliques, comme l'acétate d'allyle, l'alcool allylique, l'allylamine, le succinate de diallyle, etc.As comonomer, mention may be made of β-substituted acroleins such as arylated, alkylated, alkylated and alkylated aryl acroleins such as β-ethyl acrolein, β-phenylacrolein, β-butylacrolein, β-octylacrolein, derivatives thereof. acrolein aldehyde such as acrolein dialkyl acetals, the monomers containing at least one ethylenic group, preferably a CH 2 = CH- group, such as butadiene, isoprene, methylpentadiene, cyclopentadiene, chloroprene, ethylene, propylene, butylene, octene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinylpyridine, vinylnaphthalene, styrene, vinylcyclohexane, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylic derivatives, such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, (meth) acrylic esters such as methyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, allyl compounds, such as allyl acetate, allyl alcohol allylamine, diallyl succinate, etc.
Comme co-monomère, on préfère l'acide acrylique.As a comonomer, acrylic acid is preferred.
Dans une forme préférée de l'invention, les co-monomères sont issus de matières premières bioressourcées, par exemple l'acide acrylique peut être obtenu à partir de glycérol et contenir du carbone bioressourcé.In a preferred form of the invention, the comonomers are derived from biobased raw materials, for example acrylic acid can be obtained from glycerol and contain bioresourced carbon.
Les co-monomères sont généralement utilisés en quantité de l'ordre de 0% à 40% en poids par rapport au polymère, de préférence de 0 à 25 % en poids, plus particulièrement de 0 à 10% en poids.The comonomers are generally used in an amount of about 0% to 40% by weight relative to the polymer, preferably from 0 to 25% by weight, more particularly from 0 to 10% by weight.
Les polymères selon l'invention ont une masse moléculaire qui peut varier dans de larges mesures. Les polymères préférés ont une masse moléculaire en poids d'au moins 1000, de préférence d'au moins 2000, plus particulièrement comprise entre 2000 et 10 000.The polymers according to the invention have a molecular weight which can vary widely. The preferred polymers have a weight-average molecular weight of at least 1000, preferably at least 2000, more particularly between 2000 and 10,000.
Des polymères préférés sont ceux possédant une forte teneur en groupes aldéhydes présents à l'état hydraté.Preferred polymers are those having a high content of aldehyde groups present in the hydrated state.
D'autres polymères préférés sont ceux contenant des fonctions carboxyliques acides résultant de l'auto-oxydation partielle des motifs aldéhydes. De préférence, la teneur en motifs carboxyliques est comprise entre 0,1 et 5 moles par kilogramme de polymère.Other preferred polymers are those containing acidic carboxylic functions resulting from the partial auto-oxidation of the aldehyde units. Preferably, the content of carboxylic units is between 0.1 and 5 moles per kilogram of polymer.
La présente invention a également pour objet un procédé de préparation d'un polymère dérivé de l'acroléine comprenant des motifs de type :The subject of the present invention is also a process for the preparation of a polymer derived from acrolein comprising units of the type:
- CH2- CH - CH2 - CH - (I)- CH 2 - CH - CH 2 - CH - (I)
I II I
CHO CHO pouvant être sous la forme hydratée, hémi-acétal ou acétal, comprenant les étapes suivantes :CHO CHO which may be in the hydrated, hemi-acetal or acetal form, comprising the following steps:
(a) la déshydratation de glycérol à partir d 'une solution aqueuse de glycérol en présence d'un catalyseur acide, pour produire dans un premier réacteur un mélange d'acroléine et d'eau ;(a) dehydrating glycerol from an aqueous glycerol solution in the presence of an acid catalyst to produce in a first reactor a mixture of acrolein and water;
(b) la purification éventuelle du produit obtenu à l'étape (a) ;(b) optionally purifying the product obtained in step (a);
(c) la polymérisation dans un second réacteur de l'acroléine produite en (a) ou (b) ;(c) polymerizing in a second reactor the acrolein produced in (a) or (b);
(d) la récupération du polymère produit en (c), suivie éventuellement d'étapes de lavage, séchage et/ou distillation moléculaire et activation sous air..(d) recovering the polymer produced in (c), optionally followed by steps of washing, drying and / or molecular distillation and activation under air.
La première étape a) de déshydratation du glycérol est effectuée en phase gaz dans un réacteur en présence d'un catalyseur à une température allant de 1500C à 5000C, de préférence comprise entre 250°C et 3500C, et une pression comprise entre 105 et 5 105 Pa.The first step a) of dehydration of glycerol is carried out in the gas phase in a reactor in the presence of a catalyst at a temperature ranging from 150 ° C. to 500 ° C., preferably between 250 ° C. and 350 ° C., and pressure between 10 5 and 5 10 5 Pa.
Le réacteur utilisé peut fonctionner en lit fixe, en lit fluidisé ou en lit fluidisé circulant, ou dans une configuration en modules (plaques ou paniers) telle que décrite dans les documents EP 995 491 , EP 1 147 807 ou US 2005/0020851 , en présence de catalyseurs solides acides.The reactor used can operate in a fixed bed, in a fluidized bed or in a circulating fluidized bed, or in a configuration in modules (plates or baskets) as described in the documents EP 995 491, EP 1 147 807 or US 2005/0020851, in presence of acidic solid catalysts.
Les catalyseurs qui conviennent sont des matériaux homogènes ou multiphases, insolubles dans le milieu réactionnel qui ont une acidité de Hammett, notée H0 inférieure à +2 comme indiqué dans le brevet US 5,387,720 qui fait référence à l'article de K. Tanabe et al dans "Studies in Surface Science and Catalysis", Vol 51 , 1989, chap 1 et 2 ; l'acidité de Hammett est déterminée par titration aminé à l'aide d'indicateurs ou par adsorption d'une base en phase gazeuse. Les catalyseurs répondant au critère d'acidité H0 inférieur à +2, peuvent être choisis parmi des matériaux siliceux naturels ou de synthèse ou les zéolithes acides ; des supports minéraux, tels que des oxydes, recouverts par des acides inorganiques, mono, di, tri ou polyacides ; des oxydes ou oxydes mixtes ou encore des hétéropolyacides.Suitable catalysts are homogeneous or multiphase materials insoluble in the reaction medium which have a Hammett acidity, denoted H 0 below +2 as indicated in US Pat. No. 5,387,720, which refers to the article by K. Tanabe et al. in "Studies in Surface Science and Catalysis", Vol 51, 1989, Chapters 1 and 2; the acidity of Hammett is determined by amine titration using indicators or adsorption of a base in the gas phase. The catalysts meeting the acidity criterion H 0 of less than +2 may be chosen from natural or synthetic siliceous materials or acidic zeolites; inorganic carriers, such as oxides, coated with inorganic acids, mono, di, tri or polyacids; oxides or mixed oxides or heteropolyacids.
Avantageusement on utilise des catalyseurs solides fortement acides ayant une acidité de Hammett H0 comprise entre -9 et -18. Ces catalyseurs pourront généralement être constitués par un sel d'hétéropolyacide dans lequel des protons dudit hétéropolyacide sont échangés avec au moins un cation choisi parmi les éléments appartenant aux Groupes I à XVI de la Classification Périodique des Eléments, ces sels d'hétéropolyacide contenant au moins un élément choisi parmi le groupe comprenant W, Mo et V. Parmi les oxydes mixtes, on peut citer également ceux à base de fer et de phosphore et ceux à base de césium, phosphore et tungstène.Advantageously, strongly acidic solid catalysts having a Hammett acidity H 0 of between -9 and -18 are used. These catalysts can generally be constituted by a heteropoly acid salt in which protons of said heteropoly acid are exchanged with at least one cation selected from the elements belonging to Groups I to XVI of the Periodic Table of Elements, these heteropoly acid salts containing at least an element chosen from the group comprising W, Mo and V. Among the mixed oxides, mention may also be made of those based on iron and phosphorus and those based on cesium, phosphorus and tungsten.
Avantageusement, les catalyseurs sont choisis parmi les zéolithes, les composites Nafion® (à base d'acide sulfonique de polymères fluorés), les alumines chlorées, les acides et sels d'acides phosphotungstiques et/ou silicotungstiques, et différents solides de type oxydes métalliques tels que l'oxyde de tantale Ta2θ5, oxyde de niobium Nb2θ5, alumine AI2O3, oxyde de titane TiO2, zircone Zrθ2, oxyde d'étain Snθ2, silice Siθ2 ou silico-aluminate SiO2-AI2O3, imprégnés de fonctions acides telles que borate BO3, sulfate SO4, tungstate WO3, phosphate PO4, silicate SiO2, ou molybdate MoO3. Selon les données de la littérature, ces catalyseurs ont tous une acidité de Hammett H0 inférieure à +2.Advantageously, the catalysts are chosen from zeolites, Nafion ® composites (based on sulfonic acid of fluorinated polymers), chlorinated aluminas, phosphotungstic acid and salts of acids and / or silicotungstic, and various metal oxide type solid such as tantalum oxide Ta 2 O 5 , niobium oxide Nb 2 O 5 , alumina Al 2 O 3 , titanium oxide TiO 2 , zirconium ZrO 2 , tin oxide SnO 2 , silica SiO 2 or silicoaluminate SiO 2 -Al 2 O 3 , impregnated with acid functions such as borate BO 3 , sulfate SO 4 , tungstate WO 3 , phosphate PO 4 , silicate SiO 2 , or molybdate MoO 3 . According to the data of the literature, these catalysts all have a Hammett acidity H 0 of less than +2.
Des catalyseurs préférés sont les zircones sulfatées, les zircones phosphatées, les zircones tungstées, les zircones silicées, les oxydes de titane ou d'étain sulfatés, ou les alumines ou silices phosphatées, phosphotungstées ou silicotungstées.Preferred catalysts are sulfated zirconias, zirconium phosphates, tungsten zirconias, silicified zirconias, sulphated titanium or tin oxides, or phosphated, phosphotungstated or silicotungstic aluminas or silicas.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la réaction de déshydratation du glycérol est réalisée en présence d'oxygène moléculaire, comme cela est décrit dans le document WO 06/087083.In a particular embodiment of the invention, the glycerol dehydration reaction is carried out in the presence of molecular oxygen, as described in WO 06/087083.
Le glycérol est disponible sous forme concentrée, mais aussi sous forme de solutions aqueuses plus économiques. Avantageusement, on utilise une solution aqueuse de glycérol de concentration comprise entre 10% et 50% en poids dans le réacteur, de préférence entre 15% et 30%. La concentration ne doit pas être trop élevée afin d'éviter des réactions parasites comme la formation d'éthers de glycérol ou des réactions entre l'acroléine ou l'acide acrylique produits et le glycérol. Par ailleurs, la solution de glycérol ne doit pas être trop diluée en raison du coût énergétique induit par l'évaporation de la solution aqueuse de glycérol. Dans tous les cas, la concentration de la solution de glycérol peut être ajustée en recyclant l'eau produite par la réaction. Afin de réduire les frais de transport et de stockage du glycérol, le réacteur peut être alimenté en solution concentrée de 40 à 100% en poids, la dilution à la teneur optimale étant effectuée par un recyclage d'une partie de la vapeur d'eau produite par la réaction et de l'eau de dilution. De même, la récupération de la chaleur en sortie de réacteur peut aussi permettre de vaporiser la solution de glycérol alimentant le réacteur.Glycerol is available in concentrated form, but also in the form of more economical aqueous solutions. Advantageously, an aqueous solution of glycerol with a concentration of between 10% and 50% by weight in the reactor is used, preferably between 15% and 30%. The concentration should not be too high to avoid side reactions such as the formation of glycerol ethers or reactions between acrolein or acrylic acid produced and glycerol. In addition, the glycerol solution must not be diluted too much because of the energy cost induced by the evaporation of the aqueous solution of glycerol. In any case, the concentration of the glycerol solution can be adjusted by recycling the water produced by the reaction. In order to reduce the costs of transporting and storing glycerol, the reactor can be supplied with a concentrated solution of 40 to 100% by weight, the dilution at the optimum content being carried out by recycling part of the water vapor produced by the reaction and dilution water. Similarly, the heat recovery at the outlet of the reactor can also make it possible to vaporize the glycerol solution feeding the reactor.
Le glycérol issu de la méthanolyse d'huiles végétales en milieu basique peut contenir certaines impuretés telles que chlorure ou sulfate de sodium ou de potassium, matières organiques non glycérineuses, et du méthanol. Un traitement préalable de purification du glycérol peut être envisagé, par exemple par échange ionique.The glycerol obtained from the methanolysis of vegetable oils in a basic medium may contain certain impurities such as sodium or potassium chloride or sulphate, non-glycerinous organic materials, and methanol. Prior treatment of purification of glycerol can be envisaged, for example by ion exchange.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, la solution aqueuse de glycérol est vaporisée dans un lit fluidisé contenant un solide inerte tel que du sable, de la poudre de verre ou de quartz, du carbure de silicium, ou un solide de faible surface spécifique, maintenu à une température comprise entre 220 et 3500C, permettant d'éliminer simultanément les impuretés présentes dans la solution de glycérol ou générées au cours de l'évaporation dans cette solution.According to a particular embodiment of the process according to the invention, the aqueous glycerol solution is vaporized in a fluidized bed containing an inert solid such as sand, glass or quartz powder, silicon carbide, or a solid low surface area, maintained at a temperature between 220 and 350 0 C, simultaneously removing impurities present in the glycerol solution or generated during evaporation in this solution.
La réaction de déshydratation du glycérol en acroléine s'accompagne généralement de réactions secondaires entraînant la formation de sous- produits, tels que l'hydroxypropanone, le propanaldéhyde, l'acétaldéhyde, l'acétone, le phénol, l'acide acrylique, des produits d'addition de l'acroléine sur le glycérol, des produits de polycondensation du glycérol, des éthers de glycérol cycliques. L'acroléine issue de la déshydratation du glycérol contient en général moins d'acide acrylique et d'acide acétique que l'acroléine issue de l'oxydation du propylène. Elle contient cependant plus de propanaldéhyde et d'acétaldéhyde.The dehydration reaction of glycerol to acrolein is generally accompanied by side reactions resulting in the formation of by-products, such as hydroxypropanone, propanaldehyde, acetaldehyde, acetone, phenol, acrylic acid, addition of acrolein on glycerol, polycondensation products of glycerol, cyclic glycerol ethers. Acrolein resulting from the dehydration of glycerol generally contains less acrylic acid and acetic acid than acrolein resulting from the oxidation of propylene. However, it contains more propanaldehyde and acetaldehyde.
Le produit obtenu à l'étape (a) du procédé selon l'invention contient non seulement l'acroléine produite et les sous-produits précités, mais aussi une quantité d'eau importante, provenant d'une part de la solution de glycérol, d'autre part de l'eau produite par la réaction de déshydratation.The product obtained in step (a) of the process according to the invention contains not only the acrolein produced and the aforementioned by-products, but also a a large amount of water, from the one part of the glycerol solution, on the other hand from the water produced by the dehydration reaction.
Il peut être avantageux de purifier le produit obtenu à l'étape (a) pour faciliter et optimiser l'étape de polymérisation, en particulier d'éliminer la majeure partie de l'eau présente, et/ou d'éliminer les aldéhydes légers (formol, acétaldéhyde...) dont la présence peut être néfaste vis à vis du catalyseur de polymérisation.It may be advantageous to purify the product obtained in step (a) to facilitate and optimize the polymerization step, in particular to remove most of the water present, and / or to eliminate the light aldehydes ( formaldehyde, acetaldehyde, etc.) whose presence may be harmful with respect to the polymerization catalyst.
Avantageusement, on met en œuvre une étape consistant à condenser au moins en partie l'eau et les sous-produits lourds présents dans le flux issu de la première étape de déshydratation, avant d'effectuer l'étape (c) de polymérisation de l'acroléine. Cette étape peut être réalisée avec une unité de condensation pouvant être une colonne d'absorption couplée ou non à un évaporateur, un échangeur de chaleur, un condenseur, un déflegmateur, ainsi que tout appareillage bien connu de l'homme de l'art, permettant de réaliser une condensation partielle d'un flux aqueux. Généralement, on obtient à l'issue de cette étape un flux d'acroléine contenant de l'ordre de 5% d'eau.Advantageously, a step consisting in condensing at least part of the water and the heavy byproducts present in the stream resulting from the first dehydration step is carried out before carrying out the polymerization step (c). acrolein. This step can be carried out with a condensation unit that can be an absorption column coupled or not to an evaporator, a heat exchanger, a condenser, a dephlegmator, as well as any apparatus well known to those skilled in the art, allowing partial condensation of an aqueous stream. Generally, at the end of this step, a flow of acrolein containing about 5% water is obtained.
D'autres traitements visant à purifier l'acroléine ainsi produite, débarrassée de la majeure partie de l'eau et des sous-produits lourds, peuvent être mis en œuvre pour obtenir une qualité d'acroléine « grade polymère ». On peut citer la distillation, l'extraction liquide-liquide, la séparation membranaire.Other treatments aimed at purifying acrolein thus produced, freed from most of the water and heavy by-products, can be used to obtain a "polymer grade" acrolein quality. Distillation, liquid-liquid extraction, membrane separation may be mentioned.
Dans un mode de réalisation préféré, on effectue une première distillation du flux d'acroléine de façon à éliminer l'acétaldéhyde pouvant être présent jusqu'à des teneurs de l'ordre de 10 à 15%. Cette distillation peut être réalisée en continu à pression atmosphérique, à l'aide d'une colonne à distiller alimentée latéralement et stabilisée par un flux d'un inhibiteur de polymérisation, tel que par exemple l'hydroquinone ou tout autre inhibiteur de polymérisation classiquement utilisé pour stabiliser l'acroléine Cette distillation est mise en œuvre de façon à éliminer l'acétaldéhyde à plus de 90%, de préférence pour obtenir un flux d'acroléine comportant moins de 5% d'acétaldéhyde, de préférence moins de 1 % d'acétaldéhyde.In a preferred embodiment, a first distillation of the acrolein stream is carried out so as to eliminate acetaldehyde which may be present up to levels of the order of 10 to 15%. This distillation can be carried out continuously at atmospheric pressure, using a distillate column fed laterally and stabilized with a stream of a polymerization inhibitor, such as, for example, hydroquinone or any other polymerization inhibitor conventionally used. This distillation is carried out so as to eliminate acetaldehyde at greater than 90%, preferably to obtain an acrolein flow comprising less than 5% acetaldehyde, preferably less than 1% of acetaldehyde. acetaldehyde.
Une seconde distillation peut être mise en oeuvre pour atteindre ce niveau de pureté. L'acroléine obtenue après l'étape (b) a une pureté généralement supérieure à 70% de préférence supérieure à 90 % molaire (en dehors de l'eau présente), plus particulièrement une pureté supérieure à 95%. Elle peut encore contenir de l'eau à une teneur allant de 3 à 5%.A second distillation can be carried out to reach this level of purity. The acrolein obtained after step (b) has a purity generally greater than 70%, preferably greater than 90 mol% (apart from the water present), more particularly a purity greater than 95%. It can still contain water at a content ranging from 3 to 5%.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, à l'issue de l'étape (b), l'acroléine contient de l'acide acrylique, qui sera de ce fait co- polymérisé avec l'acroléine dans l'étape (c).According to a particular embodiment of the invention, at the end of step (b), acrolein contains acrylic acid, which will thereby be co-polymerized with acrolein in the step ( vs).
Avantageusement, on peut ajouter dans l'acroléine un inhibiteur de polymérisation comme par exemple de l'hydroquinone, à une teneur pouvant aller de 0,01 % à 0,5% en poids de façon à limiter l'auto-dimérisation de l'acroléine avant de mettre en œuvre la réaction de polymérisation de l'étape (c).Advantageously, a polymerization inhibitor such as, for example, hydroquinone, may be added to the acrolein at a content ranging from 0.01% to 0.5% by weight so as to limit the auto-dimerization of the acrolein before carrying out the polymerization reaction of step (c).
La réaction de polymérisation de l'acroléine peut être réalisée en présence d'un catalyseur ionique tel qu'une base comme un hydroxyde de métal alcalin NaOH, LiOH, ou en présence d'un initiateur à radicaux libres tels que les peroxydes comme le peroxyde de benzoyle, l'hydroxyperoxyde de tertiobutyle, le perbenzoate de tertiobutyle, le peracétate de tertiobutyle, ou les dérivés azoïques.The polymerization reaction of acrolein can be carried out in the presence of an ionic catalyst such as a base such as an alkali metal hydroxide NaOH, LiOH, or in the presence of a free radical initiator such as peroxides such as peroxide. benzoyl, tert-butyl hydroxyperoxide, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl peracetate, or azo derivatives.
Toute autre méthode connue de l'homme du métier peut être utilisée.Any other method known to those skilled in the art can be used.
La polymérisation peut être réalisée en milieu aqueux ou dans un solvant organique tel qu'un alcool, par exemple le méthanol.The polymerization can be carried out in an aqueous medium or in an organic solvent such as an alcohol, for example methanol.
De préférence, la réaction de polymérisation de l'acroléine est réalisée en solution aqueuse en présence de soude.Preferably, the polymerization reaction of acrolein is carried out in aqueous solution in the presence of sodium hydroxide.
Avantageusement, la réaction de polymérisation est réalisée en présence d'air et/ou d'oxygène, avec ou sans la présence d'inhibiteur. Comme indiqué dans la demande WO 00/03723, la présence d'air et/ou d'oxygène permet d'obtenir un produit sous forme cristalline dont la séparation et le séchage sont facilités, et présentant en outre une activité antimicrobienne inhérente améliorée.Advantageously, the polymerization reaction is carried out in the presence of air and / or oxygen, with or without the presence of inhibitor. As disclosed in WO 00/03723, the presence of air and / or oxygen provides a product in crystalline form which separation and drying are facilitated, and further having an improved inherent antimicrobial activity.
Avantageusement, la réaction de polymérisation de l'acroléine est réalisée à une température pouvant aller de 00C à 1000C, de préférence de la température ambiante à 800C, soit de 20°C à 800C. Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise la polymérisation dans le second réacteur en présence d'au moins un co- monomère polymérisable avec l'acroléine.Advantageously, the polymerization reaction of acrolein is carried out at a temperature ranging from 0 ° C. to 100 ° C., preferably from room temperature to 80 ° C., ie from 20 ° C. to 80 ° C. According to one embodiment of the process according to the invention, the polymerization is carried out in the second reactor in the presence of at least one acrolein-polymerizable comonomer.
Comme co-monomère, on peut citer les acroléines substituées en β telles que les acroléines arylées, aryle alcoylées, alcoylées et alcoyl arylées comme la β-éthyl acroléine, la β-phénylacroléine, la β-butylacroléine, la β- octylacroléine, les dérivés aldéhyde de l'acroléine comme les acroléine dialkyle acétals, les monomères contenant au moins un groupe éthylénique, de préférence un groupe CH2=CH-, tels que le butadiène, l'isoprène, le méthylpentadiène, le cyclopentadiène, le chloroprène, l'éthylène, le propylène, le butylène, l'octène, l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, la vinylpyridine, le vinylnaphtalène, le styrène, le vinylcyclohexane, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, les dérivés acryliques, tels que l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, les esters comme le méthacrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, les composés allyliques, comme l'acétate d'allyle, l'alcool allylique, l'allylamine, le succinate de diallyle, etc.As comonomer, mention may be made of β-substituted acroleins such as arylated, alkylated, alkylated and alkylated aryl acroleins such as β-ethyl acrolein, β-phenylacrolein, β-butylacrolein, β-octylacrolein, derivatives thereof. acrolein aldehyde such as acrolein dialkyl acetals, monomers containing at least one ethylenic group, preferably a CH 2 = CH- group, such as butadiene, isoprene, methylpentadiene, cyclopentadiene, chloroprene, ethylene, propylene, butylene, octene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinylpyridine, vinylnaphthalene, styrene, vinylcyclohexane, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylic derivatives, such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, esters such as methyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, allylic compounds, as allyl ketate, allyl alcohol, allylamine, diallyl succinate, and the like.
Comme co-monomère, on préfère l'acide acrylique.As a comonomer, acrylic acid is preferred.
Les co-monomères sont généralement utilisés en quantité de l'ordre de 0% à 40% en poids par rapport au polymère, de préférence de 0 à 25 % en poids, plus particulièrement de 0 à 10% en poids.The comonomers are generally used in an amount of about 0% to 40% by weight relative to the polymer, preferably from 0 to 25% by weight, more particularly from 0 to 10% by weight.
Le polymère produit dans cette étape (c ) est récupéré par filtration et/ou centrifugation, et peut être soumis à différents traitements tels que lavage à l'eau, séchage, broyage pour réduire la granulométhe. Il peut aussi être récupéré par distillation moléculaire, évaporation en film tombant raclé, évaporation sur disque tournant (spinning disk evaporator), ou tout autre type de procédé permettant d'évaporer sous vide les monomères résiduels et par là même les autres impuretés qui étaient présentes avec l'acroléine et qui n'ont pas pu polymériser, telles que le propanaldéhyde et l'acétaldéhyde. Une combinaison de techniques décrites ci-dessus peut aussi être utilisée.The polymer produced in this step (c) is recovered by filtration and / or centrifugation, and can be subjected to various treatments such as washing with water, drying, grinding to reduce granulometry. It can also be recovered by molecular distillation, scraped film evaporation, spinning disk evaporator, or any other type of process for evaporating the residual monomers under vacuum and thus the other impurities that were present. with acrolein and which have not been able to polymerize, such as propanaldehyde and acetaldehyde. A combination of the techniques described above can also be used.
Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise une étape supplémentaire (e) consistant à oxyder au moins partiellement les fonctions aldéhydes du polymère récupéré en (d) à l'état sec, en chauffant ledit polymère à une température allant de la température ambiante à 110° C, de préférence de 600C à 85°C, en présence d'air, pendant une durée qui peut aller de quelques heures à quelques jours. Typiquement, cette étape peut être réalisée en mettant en œuvre un gradient de température allant par exemple de 400C à 85°C, avec des paliers intermédiaires durant 2 heures à 24 heures.According to one embodiment of the method according to the invention, an additional step (e) of oxidizing at least partially the aldehyde functions of the polymer recovered in (d) in the dry state, by heating said polymer at a temperature ranging from room temperature to 110 ° C, preferably from 60 ° C to 85 ° C, in the presence of air, during a duration that can go from a few hours to a few days. Typically, this step can be carried out by implementing a temperature gradient ranging for example from 40 0 C to 85 ° C, with intermediate stages for 2 hours to 24 hours.
Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise une étape supplémentaire (e) consistant à chauffer le polymère en présence d'eau, éventuellement en présence d'un polyéthylène glycol, un polyol ou un alcanol, à une température allant de 400C à 150°C, de préférence de 400C à 115°C, pendant une durée allant de 1 à 1400 heures, de préférence de 10 à 60 heures, tel que décrit dans le document WO 01/60874.According to one embodiment of the process according to the invention, an additional step (e) consisting in heating the polymer in the presence of water, optionally in the presence of a polyethylene glycol, a polyol or an alkanol, at a temperature ranging from from 40 ° C. to 150 ° C., preferably from 40 ° C. to 115 ° C., for a duration ranging from 1 to 1400 hours, preferably from 10 to 60 hours, as described in document WO 01/60874.
Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise une étape supplémentaire (e) consistant à solubiliser le polymère récupéré à l'étape (d), dans un alcool ou un polyol, éventuellement en présence d'eau, pour former une solution de pH inférieur ou égal à 7, à chauffer la solution ainsi obtenue pour former un produit de réaction entre ledit polymère et l'alcool ou le polyol, tel que décrit dans le document WO 2005/044874. Cette étape a pour conséquence d'activer les propriétés antimicrobiennes du polymère.According to one embodiment of the process according to the invention, an additional step (e) consisting in solubilizing the polymer recovered in step (d), in an alcohol or a polyol, optionally in the presence of water, is carried out to form a solution of pH less than or equal to 7, heating the solution thus obtained to form a reaction product between said polymer and the alcohol or the polyol, as described in WO 2005/044874. This step has the effect of activating the antimicrobial properties of the polymer.
Comme exemples d'alcools ou polyols utilisables dans le procédé selon l'invention, on peut citer les polyalkylène glycols, tels que les polyéthylène glycols, de préférence ceux présentant une masse moléculaire en poids allant de 200 à 20000, plus particulièrement les polyéthylène glycols de masse moléculaire en poids allant de 200 à 2000.As examples of alcohols or polyols that can be used in the process according to the invention, mention may be made of polyalkylene glycols, such as polyethylene glycols, preferably those having a weight-average molecular weight ranging from 200 to 20000, more particularly the polyethylene glycols of molecular weight by weight ranging from 200 to 2000.
Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise une étape supplémentaire (e) consistant à mettre en contact le polymère avec un alcool linaire ou ramifié de Ci à C10 , tel que décrit dans le document FR 2802933.According to one embodiment of the process according to the invention, an additional step (e) consisting in bringing the polymer into contact with a linear or branched C1 to C10 alcohol, as described in document FR 2802933, is carried out.
Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise une étape supplémentaire (e) consistant en une solubilisation du polymère récupéré à l'étape (d), dans une solution aqueuse basique telle qu'une solution de carbonate de sodium. La présente invention a aussi pour objet une composition comprenant au moins un polymère dérivé de l'acroléine tel que décrit précédemment ou obtenu selon le procédé décrit précédemment.According to one embodiment of the process according to the invention, an additional step (e) consisting in solubilizing the polymer recovered in step (d) is carried out in a basic aqueous solution such as a sodium carbonate solution. The present invention also relates to a composition comprising at least one polymer derived from acrolein as described above or obtained according to the method described above.
La composition selon l'invention peut être sous forme de solution ou sous forme d'émulsion.The composition according to the invention may be in the form of a solution or in the form of an emulsion.
L'émulsion selon l'invention peut comprendre une phase huileuse polymérique, une phase aqueuse, un émulsifiant, un ou plusieurs stabilisants.The emulsion according to the invention may comprise a polymeric oily phase, an aqueous phase, an emulsifier or one or more stabilizers.
La composition peut comprendre en outre des additifs tels que des dispersants, des pigments, des biocides, etc.The composition may further include additives such as dispersants, pigments, biocides, etc.
La présente invention a aussi pour objet l'utilisation du polymère dérivé de l'acroléine tel que décrit précédemment ou obtenu selon le procédé décrit précédemment dans des compositions pour leur conférer des propriétés biocides ou désinfectantes.The present invention also relates to the use of the acrolein-derived polymer as described above or obtained according to the method described above in compositions to impart biocidal or disinfecting properties.
La présente invention a aussi pour objet l'utilisation du polymère dérivé de l'acroléine tel que décrit précédemment ou obtenu selon le procédé décrit précédemment pour préparer des médicaments destinés au traitement ou la prévention d'infections, des additifs alimentaires pour bétail, des compositions dermatologiques, ou comme conservateur ou biocide dans les applications de boues de forage, peintures, plastiques, encres, papier et textile.The subject of the present invention is also the use of the acrolein-derived polymer as described above or obtained according to the process described above for preparing medicaments intended for the treatment or prevention of infections, feed additives for livestock, compositions dermatological, or as a preservative or biocide in drilling mud applications, paints, plastics, inks, paper and textiles.
Les exemples qui suivent illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée.The following examples illustrate the present invention without limiting its scope.
EXEMPLESEXAMPLES
Exemple 1 : Préparation d'acroléine à partir de glycérolExample 1: Preparation of acrolein from glycerol
On utilise un réacteur en pyrex contenant un lit de catalyseur retenu par un fritte. On charge tout d'abord un catalyseur tel que le catalyseur de déshydratation Zircone Tungstée de Dailchi Kigenso KK, de référence Z1044 ayant une masse de 6,6 g environ dilué avec 7 ml de carbure de silicium de fine granulométhe (0,125 mm). Ensuite on charge, une série de lits de carbure de silicium de granulométhes différentes : 2ml en 0,125 mm , 7 ml en 0,5 mm et enfin 1 ,19 mm jusqu'en haut du réacteur. Le réacteur est ensuite connecté à l'installation de test. La température du catalyseur est régulée en température à 305 0C mesurée au niveau de laA Pyrex reactor containing a catalyst bed retained by a frit is used. A catalyst such as the Dailchi Kigenso KK Zinc-Tungsten dehydration catalyst, reference Z1044, having a mass of about 6.6 g diluted with 7 ml of fine granular silicon carbide (0.125 mm) is first charged. Then we load a series of silicon carbide beds of different granulomethes: 2ml in 0.125 mm, 7 ml in 0.5 mm and finally 1, 19 mm to the top of the reactor. The reactor is then connected to the test facility. The temperature of the catalyst is regulated at a temperature of 305 ° C., measured at the level of the
« couche de déshydratation »."Dehydration layer".
Le réacteur est alimenté par un mélange gazeux de Hélium-Krypton / Eau-The reactor is fed with a gaseous mixture of Helium-Krypton / Water-
Glycérol. Le mélange gazeux Hélium-Krypton contient 4,92 % de Krypton qui sert d'étalon interne. Le mélange eau-glycérol contient 30 % en poids de glycérol.Glycerol. The Helium-Krypton gas mixture contains 4.92% Krypton which serves as internal standard. The water-glycerol mixture contains 30% by weight of glycerol.
La constitution du mélange injecté est la suivante exprimée en pourcentage molaire :The constitution of the injected mixture is the following expressed in molar percentage:
Hélium/Krypton/O2/ Eau/Glycérol : 50 / 2,6 / 3,4 / 40,6 / 3,4.Helium / Krypton / O 2 / Water / Glycerol: 50 / 2,6 / 3,4 / 40,6 / 3,4.
Le débit d'introduction du mélange de charge est tel que la vitesse volumique horaire (VVH) sera de 2 000 h"1. Ce débit d'introduction est exprimé en WH , c'est-à-dire en débit de mélange rapporté au volume de catalyseur utilisé.The rate of introduction of the charge mixture is such that the hourly volume velocity (VVH) will be 2,000 h -1 .This introduction rate is expressed in WH, that is to say in the mixture rate reported in FIG. catalyst volume used.
Les effluents sont collectés en sortie du réacteur par un piège froid à glace permettant de séparer les effluents liquides des incondensables. L'acroléine, l'hydroxypropanone et l'acide acrylique, sont dosés par analyse chromatographique.The effluents are collected at the outlet of the reactor by a cold ice trap for separating the liquid effluents from the incondensables. Acrolein, hydroxypropanone and acrylic acid are determined by chromatographic analysis.
Les effluents sont cumulés dans le piège pendant une durée de 60 minutes.The effluents are accumulated in the trap for a period of 60 minutes.
Les gaz non condensables sont analysés pendant la durée du bilan. Le rendement en acroléine produite est de 70 mole %, et la teneur de l'effluent en acide acrylique de 2 mole % et la teneur en hydroxyacétone de 0,5 mole % .Non-condensable gases are analyzed during the balance sheet. The yield of acrolein produced is 70 mole%, and the content of the acrylic acid effluent of 2 mole% and the content of hydroxyacetone of 0.5 mole%.
Exemple 2 : Préparation de polymère d'acroléineExample 2 Preparation of Acrolein Polymer
Dans un réacteur en verre comprenant une agitation mécanique, on introduit 100 g d'acroléine obtenu dans l'exemple 1 stabilisé par de l'hydroquinone et diluée dans 1 litre d'eau déminéralisée, à température ambiante proche de 200C. Puis on ajoute une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium 0,2 M de façon à amener la solution d'acroléine à un pH de l'ordre de 10,5. Presque immédiatement, on observe la formation d'un précipité blanc. Après 30 minutes, on arrête l'agitation, et on récupère le produit solide par filtration puis lavage à l'eau. Après séchage à température ambiante pendant 2 jours sur papier filtre, on récupère 42 g de polymère solide. In a glass reactor comprising mechanical stirring, 100 g of acrolein obtained in Example 1 stabilized with hydroquinone and diluted in 1 liter of demineralized water, at ambient temperature close to 20 ° C., are introduced. add an aqueous solution of 0.2 M sodium hydroxide so as to bring the acrolein solution to a pH of the order of 10.5. Almost immediately, the formation of a white precipitate is observed. After 30 minutes, the stirring is stopped, and the solid product is recovered by filtration and then washing with water. After drying at room temperature for 2 days on filter paper, 42 g of solid polymer are recovered.

Claims

REVENDICATIONS
1. Polymère dérivé de l'acroléine comprenant des motifs de type :1. A polymer derived from acrolein comprising units of the type:
- CH2- CH - CH2 - CH - (I) CHO CHO pouvant être sous la forme hydratée, hémi-acétal ou acétal, caractérisé en ce qu'il contient une teneur en masse de 14C tel que le ratio 14C /12C est compris entre 0,2 x10"12 et 1 ,2 x10"12 selon la norme ASTM D 6866.- CH 2 - CH - CH 2 - CH - (I) CHO CHO may be in the form of hydrated, hemi-acetal or acetal, characterized in that it contains a mass content of 14 C such that the ratio 14 C / 12 C is between 0.2 x 10-12 and 1.2 x 10-12 according to ASTM D 6866.
2. Polymère selon la revendication 1 caractérisé en ce que les motifs (I) résultent de l'homopolymérisation de l'acroléine, ou de la copolymérisation de l'acroléine avec au moins un co-monomère polymérisable.2. Polymer according to claim 1 characterized in that the units (I) result from the homopolymerization of acrolein, or the copolymerization of acrolein with at least one polymerizable comonomer.
3. Polymère selon la revendication 2 caractérisé en que le co-monomère est choisi parmi les acroléines substituées en β telles que les acroléines arylées, aryl alcoylées, alcoylées et alcoyl arylées, les dérivés aldéhyde de l'acroléine, les monomères contenant au moins un groupe éthylénique, de préférence un groupe CH2=CH-, tels que le butadiène, l'isoprène, le méthylpentadiène, le cyclopentadiène, le chloroprène, l'éthylène, le propylène, le butylène, l'octène, l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, la vinylpyridine, le vinylnaphtalène, le styrène, le vinylcyclohexane, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, les dérivés acryliques, tels que l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, les esters comme le méthacrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, les composés allyliques, comme l'acétate d'allyle, l'alcool allylique, l'allylamine, le succinate de diallyle.3. Polymer according to claim 2, characterized in that the comonomer is chosen from β-substituted acroleins such as arylated, alkylated aryl, alkylated and alkylated acroleins, the aldehyde derivatives of acrolein, the monomers containing at least one ethylenic group, preferably a CH 2 = CH- group, such as butadiene, isoprene, methylpentadiene, cyclopentadiene, chloroprene, ethylene, propylene, butylene, octene, vinyl acetate vinyl propionate, vinylpyridine, vinylnaphthalene, styrene, vinylcyclohexane, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylic derivatives, such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile esters such as methyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, allyl compounds, such as allyl acetate, allyl alcohol, allylamine, diallyl succinate.
4. Procédé de préparation d'un polymère dérivé de l'acroléine comprenant des motifs de type :4. Process for the preparation of a polymer derived from acrolein comprising units of the type:
- CH2- CH - CH2 - CH - (I) CHO CHO pouvant être sous la forme hydratée, hémi-acétal ou acétal, tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant les étapes suivantes :- CH 2 - CH - CH 2 - CH - (I) CHO CHO which may be in the hydrated, hemi-acetal or acetal form, as defined in any one of claims 1 to 3, comprising the following steps:
(a) la déshydratation de glycérol à partir d 'une solution aqueuse de glycérol en présence d'un catalyseur acide, pour produire dans un premier réacteur un mélange d'acroléine et d'eau ;(a) dehydrating glycerol from an aqueous glycerol solution in the presence of an acid catalyst to produce in a first reactor a mixture of acrolein and water;
(b) la purification éventuelle du produit obtenu à l'étape (a) ;(b) optionally purifying the product obtained in step (a);
(c) la polymérisation dans un second réacteur de l'acroléine produite en (a) ou (b) ;(c) polymerizing in a second reactor the acrolein produced in (a) or (b);
(d) la récupération du polymère produit en (c), suivie éventuellement d'étapes de lavage, séchage et/ou distillation moléculaire et activation sous air.(d) recovering the polymer produced in (c), optionally followed by steps of washing, drying and / or molecular distillation and activation in air.
5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'étape (b) comprend une condensation partielle de l'eau et des sous-produits lourds.5. Method according to claim 4 characterized in that step (b) comprises a partial condensation of water and heavy by-products.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que la polymérisation dans le second réacteur est réalisée en présence d'au moins un co-monomère polymérisable avec l'acroléine, tel que l'acide acrylique.6. Method according to claim 4 or 5 characterized in that the polymerization in the second reactor is carried out in the presence of at least one co-monomer polymerizable with acrolein, such as acrylic acid.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la réaction de polymérisation est effectuée en solution aqueuse en présence d'une base, en présence d'air et/ou d'oxygène.7. Method according to one of claims 1 to 6 characterized in that the polymerization reaction is carried out in aqueous solution in the presence of a base, in the presence of air and / or oxygen.
8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire (e) consistant à chauffer le polymère récupéré en (d), à l'état sec, à une température allant de la température ambiante à 1100 C, de préférence de 600C à 85°C en présence d'air pour oxyder au moins partiellement les fonctions aldéhydes dudit polymère.8. Method according to one of claims 4 to 7 characterized in that it comprises an additional step (e) of heating the polymer recovered in (d), in the dry state, at a temperature ranging from room temperature at 110 0 C, preferably from 60 0 C to 85 ° C in the presence of air to at least partially oxidize the aldehyde functions of said polymer.
9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire (e) consistant à chauffer le polymère en présence d'eau, éventuellement en présence d'un polyéthylène glycol, un polyol ou un alcanol, à une température allant de 400C à 1500C, de préférence de 40°C à 115°C, pendant une durée allant de 1 à 1400 heures, de préférence de 10 à 60 heures.9. Method according to one of claims 4 to 7 characterized in that it comprises an additional step (e) of heating the polymer in the presence of water, optionally in the presence of a polyethylene glycol, a polyol or an alkanol, at a temperature ranging from 40 0 C to 150 0 C, preferably from 40 ° C to 115 ° C, for a period ranging from 1 to 1400 hours, preferably from 10 to 60 hours.
10. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire (e) consistant à solubiliser le polymère récupéré à l'étape (d), dans un alcool ou un polyol, éventuellement en présence d'eau, pour former une solution de pH inférieur ou égal à 7, à chauffer la solution ainsi obtenue pour former un produit de réaction entre ledit polymère et l'alcool ou le polyol.10. Method according to one of claims 4 to 7 characterized in that it comprises an additional step (e) of solubilizing the polymer recovered in step (d), in an alcohol or a polyol, optionally in the presence of water, to form a solution of pH less than or equal to 7, to heat the solution thus obtained to form a reaction product between said polymer and the alcohol or the polyol.
11. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire (e) consistant en une solubilisation du polymère récupéré à l'étape (d), dans un solution aqueuse basique telle qu'une solution de carbonate de sodium.11. Method according to one of claims 4 to 7 characterized in that it comprises an additional step (e) consisting of a solubilization of the polymer recovered in step (d), in a basic aqueous solution such as a solution of sodium carbonate.
12. Composition comprenant au moins un polymère selon l'une des revendications 1 à 3, ou au moins un polymère obtenu selon le procédé selon l'une des revendications 4 à 11.12. Composition comprising at least one polymer according to one of claims 1 to 3, or at least one polymer obtained by the method according to one of claims 4 to 11.
13. Composition selon la revendication 12 sous forme de solution ou sous forme d'émulsion.13. Composition according to claim 12 in the form of a solution or in the form of an emulsion.
14. Utilisation du polymère selon l'une des revendications 1 à 3 ou obtenu selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 12 pour préparer des médicaments destinés au traitement ou la prévention d'infections, des additifs alimentaires pour bétail, des compositions dermatologiques, ou comme conservateur ou biocide dans les applications de boues de forage, peintures, plastiques, encres, papier et textile. 14. Use of the polymer according to one of claims 1 to 3 or obtained according to the method according to any one of claims 4 to 12 for preparing drugs for the treatment or prevention of infections, feed additives for livestock, dermatological compositions, or as a preservative or biocide in drilling mud, paint, plastic, ink, paper and textile applications.
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