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Patent 3038306 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 3038306
(54) English Title: METHOD FOR PRODUCING ALKOXYLATED POLYPHENOLS
(54) French Title: PROCEDE DE FABRICATION DE POLYPHENOLS ALCOXYLES
Status: Granted
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C08H 7/00 (2011.01)
  • C08G 18/64 (2006.01)
(72) Inventors :
  • GILLET, JEAN-PHILIPPE (France)
  • BEILLON, THIERRY (France)
(73) Owners :
  • ARKEMA FRANCE (France)
(71) Applicants :
  • ARKEMA FRANCE (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2021-03-16
(86) PCT Filing Date: 2017-10-03
(87) Open to Public Inspection: 2018-04-12
Examination requested: 2019-03-25
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2017/052722
(87) International Publication Number: WO2018/065728
(85) National Entry: 2019-03-25

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
1659586 France 2016-10-04

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a method for producing at least one alkoxylated polyphenol, comprising the following consecutive steps: (a) reacting at least one polyphenol, at least one alkoxylating agent and at least one catalyst, in the presence of at least one poly(oxyalkyleneglycol) acting as solvent, at a temperature of 80°C to 200°C, preferably 100°C to 170°C, and a pressure of 0.15 MPa to 2 MPa, preferably 0.2 MPa to 1.8 MPa; and b) removing the residual alkoxylating agent.


French Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'au moins un polyphénol alcoxylé comprenant les étapes successives suivantes : (a) faire réagir au moins un polyphénol, au moins un agent alcoxylant, au moins un catalyseur, en présence d'au moins un poly(oxyalkylèneglycol) en tant que solvant, à une température allant de 80°C à 200°C, de préférence de 100°C à 170°C, sous une pression allant de 0,15 MPa à 2 MPa, de préférence de 0,2 MPa à 1,8 MPa; puis (b) éliminer l'agent alcoxylant résiduel.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'au moins un polyphénol alcoxylé comprenant les
étapes successives suivantes :
(a) faire réagir au moins un polyphénol, au moins un agent alcoxylant, au
moins un catalyseur, en présence d'au moins un poly(oxyalkylèneglycol)
en tant que solvant, à une température allant de 80°C à 200°C,
sous une
pression allant de 0,15 MPa à 2 MPa ; puis
(b) éliminer l'agent alcoxylant résiduel.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (a) est mise en
ceuvre à
une température allant de 100°C à 170°C.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étape (a) est mise
en ceuvre
à une pression allant de 0,2 MPa à 1,8 MPa.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel
ledit
polyphénol est choisi dans le groupe constitué par les tanins, les lignines et
les
polyphénols naturels différents des tanins et des lignines.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit polyphénol est
choisi dans le
groupe constitué par les lignines.
6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit polyphénol est une
lignine
choisie dans le groupe constitué par la lignine kraft, les lignosulfonates et
les
lignines de type organosolv.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel
ledit
agent alcoxylant est de formule (l) suivante :
Image
dans laquelle R1 désigne un atome d'hydrogène ou un radical alkyle en C1-C6.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel
ledit

12
agent alcoxylant est choisi dans le groupe constitué par l'oxyde d'éthylène,
l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène, et leurs mélanges.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le
ratio
massique polyphénol/agent alcoxylant va de 0,05 à 2.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le
ratio
massique polyphénol/agent alcoxylant va de 0,1 à 1.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le
ratio
massique polyphénol/agent alcoxylant va de 0,15 à 0,9.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le
ratio
massique polyphénol/agent alcoxylant va de 0,15 à 0,7.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel
le
catalyseur est choisi dans le groupe constitué par les hydroxydes de métal
alcalin, les alcoolates de sodium, les alcoolates de potassium, et des amines
tertiaires choisies dans le groupe constitué par les trialkylamines et la
tétraméthylguanidine.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le catalyseur est choisi
dans le
groupe constitué par les hydroxydes de métal alcalin.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel
ledit
poly(oxyalkylèneglycol) est choisi dans le groupe constitué par le
polypropylèneglycol, le polybutylèneglycol, les copolymères blocs obtenus à
partir de ces monomères, les copolymers alternés obtenus à partir de ces
monomères, les copolymers statistiques obtenus à partir de ces monomères, et
leurs mélanges.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel
ledit
poly(oxyalkylèneglycol) est choisi dans le groupe constitué par le dipropylène

glycol, le tripropylène glycol, le tétrapropylène glycol, le polypropylène
glycol
220, le polypropylène glycol 400 et leurs mélanges.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel
ledit

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poly(oxyalkylèneglycol) est choisi dans le groupe constitué par le
polypropylène
glycol 220, le polypropylène glycol 400 et leurs mélanges.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, dans lequel
le ratio
massique polyphénol/poly(oxyalkylèneglycol) est inférieur ou égal à 2.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, dans lequel
le ratio
massique polyphénol/poly(oxyalkylèneglycol) est inférieur ou égal à 1.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, dans lequel
le ratio
massique polyphénol/poly(oxyalkylèneglycol) est inférieur ou égal à 0,5.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, dans lequel
il est
effectué en batch, en semi-continu ou en continu.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, comprenant en
outre
une étape (c) de récupération du polyphénol alcoxylé obtenu à l'issue de
l'étape
(b).
23. Utilisation du polyphénol alcoxylé obtenu par le procédé tel que défini
à l'une
quelconque des revendications 1 à 22 pour fabriquer des tensioactifs non
ioniques ou cationiques, ou des précurseurs biosourcés de fibre de carbone.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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Procédé de fabrication de polyphénols alcoxylés
.. [0001] L'invention concerne un procédé de fabrication de polyphénols
alcoxylés, plus
précisément de lignines alcoxylées.
[0002] La lignine constitue l'un des principaux composants du bois, avec la
cellulose et
l'hémicellulose. La lignine est le biopolymère le plus abondant sur Terre
après la cellulose.
Elle assure la rigidité du bois en interpénétrant le réseau de cellulose tout
en conférant une
io résistance à l'eau et à certains parasites du bois.
[0003] Bien qu'abondante, force est de constater que la lignine est peu
valorisée en tant
que telle. Jusqu'à présent et aujourd'hui encore, la valorisation première de
la lignine est
une valorisation énergétique, notamment via le brûlage des liqueurs noires.
Cette
valorisation est importante pour l'équilibre économique des usines de pâtes à
papier.
Cependant, face à la baisse de production de la pâte à papier et à des
excédants de
lignines, des travaux sont conduits pour une meilleure valorisation de celle-
ci.
[0004] Ainsi, l'intérêt concernant l'utilisation de la lignine a grandi au fil
de ces dernières
années. Un domaine dans lequel les propriétés de la lignine sont exploitées
est le
renforcement d'une multitude de polymères, notamment les polymères à base
d'uréthane.
zo En effet, la lignine peut être utilisée en vue de la fabrication de
dérivés de mousses de
polyuréthane. La lignine étant un polyphénol, elle présente un grand nombre de
fonctions
alcools susceptibles de réagir, par exemple avec des isocyanates pour former
les dérivés
de polyuréthanes. Toutefois, ces fonctions alcools étant difficilement
accessibles au sein
de ce polyphénol, il est nécessaire de procéder au préalable à une réaction de
propoxylation de ces fonctions, conduisant à des fonctions alcools moins
encombrées (plus
éloignées du noyau du polyphénol), et de ce fait plus accessibles.
[0005] En règle générale, le procédé utilisé par différents auteurs consiste
tout d'abord
en une propoxylation de la lignine en faisant réagir la lignine avec l'oxyde
de propylène en
présence d'un catalyseur puis de faire réagir le produit obtenu avec par
exemple de
risocyanate.
[0006] Concernant l'étape de propoxylation de la lignine, les auteurs opèrent
généralement dans des autoclaves ou des bombes de Parr. La totalité de la
lignine, par
exemple la lignine de type kraft, est chargée avec l'oxyde de propylène et un
catalyseur
basique dans des proportions adéquates sous atmosphère d'azote. Le réacteur
est ensuite
fermé puis chauffé.
[0007] La réaction est amorcée autour de 150 C avec une forte exothermie qui
provoque

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une brusque montée en température vers 250 C et en pression de quelques bars à
plus de
20 bars. Les auteurs estiment que la réaction est terminée lorsque la pression
et la
température diminuent et atteignent un palier stable.
[0008] Etant donné la forte exothermie de la réaction, les auteurs doivent
assurer un
s contrôle et une maîtrise stricts des conditions de réaction pour des
raisons de sécurité. Le
procédé employé couramment n'est donc pas transposable industriellement.
[0009] D'après la thèse intitulée Lignin-based Polyurethanes:
Characterisation,
Synthesis and Applications Borges Cateto, (2008), la lignine, l'oxyde de
propylène et un
catalyseur sont introduits dans un réacteur qui est fermé et qui est ensuite
chauffé jusqu'à
/o 160 C. La pression et la température augmentent jusqu'à un maximum qui
dépend d'un
certain nombre de paramètres. La lignine propoxylée est récupérée en fin de
réaction. Il est
indiqué dans ce document que la réaction s'est déroulée sur des échantillons
de 100 g.
[0010] Par ailleurs, étant donné les conditions de température, de pression et
la présence
résiduelle d'eau, une partie de l'oxyde de propylène peut être
homopolymérisée, comme le
/5 mentionne le document EP2816052. La lignine propoxylée est alors
mélangée aux
poly(propylène) glycols, qui ne peuvent pas être séparés facilement de la
lignine
propoxylée.
[0011] Cela étant dit, certains auteurs ont réussi à s'affranchir du problème
de contrôle
de l'exothermie tel que mentionné ci-avant. En effet, le document
W02015/083092 décrit
zo un procédé dans lequel une dispersion de lignine solide est réalisée
dans un dispersant
polyéthylèneglycol, di ou tétraéthylèneglycol ou glycérol propoxylé suivi de
l'addition d'une
base. Puis, de l'oxyde de propylène est ajouté en continu.
[0012] Néanmoins, le produit fabriqué est un mélange de lignine propoxylée et
de
dispersant, éventuellement propoxylé, difficile à séparer de la lignine
propoxylée. Il est
25 également à noter que les temps de réaction sont extrêmement longs, que
la température
lors de la réaction est basse et que la pression lors de la réaction utilisée
est faible.
[0013] De même, le document US2015/0038665 décrit un procédé dans lequel de
l'oxyde
de propylène est additionné en continu dans un mélange consistant en de la
lignine, du
glycérol, de la lignine polyol et un catalyseur. Toutefois, ce procédé
présente le grand
30 désavantage de laisser dans le produit fini un mélange de lignine
propoxylée avec du
glycérol ou du glycérol propoxylé.
[0014] Par ailleurs, il est à noter que la lignine se trouve sous forme
solide. De ce fait, il
est difficile de l'engager sous la forme d'un milieu réactionnel homogène.
Elle a, de plus,
tendance à générer des dépôts qui peuvent boucher différents composants d'une
35 installation, comme par exemple des réacteurs, des tuyauteries, des
vannes, des conduits,
etc... Pour cette raison, elle est également difficilement manipulable sur le
plan industriel.

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[0015] Les références ci-dessus divulguent des mises en suspension de la
lignine dans
des dispersants, qui peuvent solubiliser au moins en partie ou toute la
lignine. Toutefois,
ces procédés nécessitent des étapes de séparation ultérieures pour isoler la
lignine
propoxylée des sous-produits de réaction du dispersant avec les réactifs. De
plus, les
s conditions de réaction employées ne sont pas nécessairement compatibles
avec une
utilisation sur le plan industriel.
[0016] Ainsi, il est recherché un procédé industriel d'alcoxylation, et
notamment de
propoxylation, de polyphénols, tels que la lignine, permettant une
solubilisation suffisante
et conduisant à un produit directement utilisable, c'est-à-dire qui peut être
directement
/o engagé dans l'étape suivante, sans qu'une étape intermédiaire de
séparation soit
nécessaire.
[0017] La présente invention a pour objet de proposer une solution permettant
de
résoudre l'ensemble des problèmes mentionnés ci-dessus.
[0018] Ainsi, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication
d'au moins un
15 polyphénol alcoxylé comprenant les étapes successives suivantes :
(a) faire réagir au moins un polyphénol, au moins un agent alcoxylant, au
moins un
catalyseur, en présence d'au moins un poly(oxyalkylèneglycol) en tant que
solvant, à
une température allant de 80 C à 200 C, de préférence de 100 C à 170 C, sous
une
pression allant de 0,15 à 2 MPa, de préférence de 0,2 MPa à 1,8 MPa ; puis
zo (b) éliminer l'agent alcoxylant résiduel.
[0019] Le procédé selon l'invention permet de synthétiser le polyphénol
alcoxylé dans de
bonnes conditions de sécurité, de telle sorte qu'il peut être réalisé à une
échelle industrielle.
En effet, les conditions opératoires en termes de température et de pression
sont contrôlées
grâce au procédé selon l'invention. L'exothermie de la réaction est notamment
maîtrisée.
25 De plus, le procédé selon l'invention permet d'obtenir un polyphénol
alcoxylé avec un bon
rendement et selon des durées de réaction tout à fait raisonnables,
compatibles avec une
utilisation industrielle.
[0020] Par ailleurs, le polyphénol alcoxylé obtenu par le procédé selon
l'invention peut
être utilisé brut sans purification. Le procédé selon l'invention présente
également
30 l'avantage de ne pas restreindre l'utilisation d'agent alcoxylant au
seul oxyde de propylène.
L'oxyde d'éthylène et/ou l'oxyde de butylène ou leurs mélanges peuvent être
par exemple
également utilisés.
[0021] II est précisé que les expressions de... à... utilisées dans la
présente
description doivent s'entendre comme incluant chacune des bornes mentionnées.
Tout au
35 long du texte, les pressions sont exprimées en Mégapascals (MPa)
absolus.
[0022] Étape (a) : Le procédé selon l'invention comprend une étape (a)
faisant réagir au

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moins un polyphénol, au moins un agent alcoxylant, au moins un catalyseur, en
présence
d'au moins un poly(oxyalkylèneglycol) en tant que solvant, à une température
allant de 80 C
à 200 C, de préférence de 100 C à 170 C, sous une pression allant de 0,15 MPa
à 2 MPa,
de préférence de 0,2 MPa à 1,8 MPa.
s [0023] Les polyphénols: Les polyphénols mis en oeuvre dans le procédé
selon l'invention
peuvent être choisis parmi les tanins, les lignines et les polyphénols
naturels différents des
tanins et des lignines. Avantageusement, ledit polyphénol est une lignine, de
préférence
choisie parmi la lignine kraft, les lignosulfonates et les lignines de type
organosolv.
[0024] La lignine kraft est issue du procédé papetier du même nom. En ce qui
concerne
ici .. la structure chimique, la lignine kraft est une combinaison de trois
composés phénoliques,
l'alcool coumarylique, l'alcool coniférylique et l'alcool sinapylique. Comme
exemple de
lignine kraft, on peut utiliser entre autres l'Indulin ATTm commercialisée par
la société
lngevity, la lignine kraft commercialisée par la société Fibria, ou encore la
lignine
commercialisée par la société Stora Enso.
15 [0025] Les lignosulfonates diffèrent structurellement de la lignine
kraft par l'ajout de
fonctions sulfoniques généralement salifiées, ce qui leur assure une meilleure
solubilité
dans l'eau. Des exemples de lignosulfonates sont des lignosulfonates de type
BorresperseTM, UltrazineTm, UfoxaneTM ou encore VanisperseTm.
[0026] Les lignines de type organosolv sont obtenues par attaque chimique de
plantes
zo ligneuses, telles que de la paille de céréales, au moyen de divers
solvants, tels que l'acide
formique ou l'acide acétique. Parmi les différentes sources de lignines de
type organosolv,
on trouve la BioligninTM commercialisée par la société CIMV ou commercialisée
par la
société Fibria.
[0027] De préférence, le polyphénol utilisé est la lignine.
25 [0028] Les agents alcoxylants : Les agents alcoxylants mis en oeuvre
dans le procédé
selon l'invention peuvent être choisis ceux de formule (I) suivante :
0
/ \
R1
I),
dans laquelle R1 désigne un atome d'hydrogène ou un radical alkyle en C1-C6.
[0029] De manière préférée, R1 désigne un atome d'hydrogène ou un radical
alkyle en
30 C1-C2. Ainsi, l'agent alcoxylant est de manière particulièrement
préférée choisi parmi
l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène, et leurs
mélanges, de
préférence l'oxyde de propylène.
[0030] De préférence, le ratio massique polyphénol/agent alcoxylant va de 0,05
à 2,

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préférentiellement de 0,1 à 1, plus préférentiellement de 0,15 à 0,9, encore
plus
préférentiellement de 0,15 à 0,7.
[0031] Catalyseur : Le catalyseur mis en oeuvre dans le procédé selon
l'invention peut
être choisi parmi les hydroxydes de métal alcalin, les alcoolates de sodium ou
de
s potassium, et des amines tertiaires choisies parmi les trialkylamines et la
tétraméthylguanidine, de préférence choisi parmi les hydroxydes de métal
alcalin.
[0032] Plus préférentiellement, le catalyseur mis en oeuvre dans le procédé
selon
l'invention peut être choisi parmi l'hydroxyde de lithium, l'hydroxyde de
sodium, l'hydroxyde
de potassium et l'hydroxyde de césium.
/o [0033] Avantageusement, le catalyseur représente de 0,01% à 10% en poids,
préférentiellement de 1% à 6% en poids par rapport au poids de polyphénol.
[0034] Poly(oxyalkylèneglycol) : Avantageusement, ledit
poly(oxyalkylèneglycol) est
choisi parmi le polypropylèneglycol, le polybutylèneglycol, les copolymères
blocs, alternés
ou statistiques obtenus à partir de ces monomères, et leurs mélanges. Le
polyphénol
15 alcoxylé obtenu en utilisant ce poly(oxyalkylèneglycol) spécifique est
avantageusement un
produit liquide et homogène.
[0035] De préférence, le poly(oxyalkylèneglycol) mis en oeuvre dans le procédé
selon
l'invention est choisi parmi le dipropylène glycol, le tripropylène glycol, le
tétrapropylène
glycol, le polypropylène glycol 220, le polypropylène glycol 400 et leurs
mélanges, plus
zo préférentiellement choisi parmi le polypropylène glycol 220, le
polypropylène glycol 400 et
leurs mélanges.
[0036] De préférence, la masse molaire du poly(oxyalkylèneglycol) est
supérieure ou
égale à 100 g.m01-1, plus particulièrement va de 100 g.mo1-1 à 6000 g.m01-1,
et de manière
encore plus préférée de 150 g.m01-1 à 2000 g.mo1-1.
25 [0037] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le ratio
massique
polyphénol/poly(oxyalkylèneglycol) est inférieur ou égal à 2, de préférence
inférieur ou égal
à 1, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,5.
[0038] De manière préférée, le ratio massique
polyphénol/poly(oxyalkylèneglycol) est
supérieur ou égal à 0,05. Avantageusement, le ratio massique polyphénol/poly
30 (oxyalkylèneglycol) va de 0,05 à 0,5. Selon un mode de réalisation
préféré du procédé selon
l'invention, le poly(oxyalkylèneglycol) constitue le seul solvant du milieu
réactionnel de
l'étape (a).
[0039] Conditions de réaction : L'étape (a) selon l'invention s'effectue à une
température
allant de 80 C à 200 C, de préférence de 100 C à 170 C. La pression de
réaction va de
35 0,15 MPa à 2 MPa, de préférence de 0,2 MPa à 1,8 MPa, plus
préférentiellement de
0,2 MPa à 0,6 MPa.

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[0040] De préférence, la durée de l'étape (a) varie de quelques minutes à
plusieurs
heures, préférentiellement de 5 minutes à 72 heures, plus préférentiellement
de 10 minutes
à 24 heures, encore plus préférentiellement de 10 minutes à 12 heures.
[0041] Étape (b) : Comme indiqué ci-avant, le procédé selon l'invention
comprend une
.. étape (b) d'élimination de l'agent alcoxylant résiduel. On entend au sens
de la présente
invention par agent alcoxylant résiduel un agent alcoxylant qui n'a pas
réagi.
[0042] De préférence, ladite étape d'élimination de l'agent alcoxylant
résiduel est réalisée
par cooking, c'est-à-dire par un maintien en température allant de 70 C à 170
C,
préférentiellement de 70 C à 130 C, pour consommer l'agent alcoxylant
résiduel, et/ou par
io une étape de stripping sous courant de gaz inerte. Alternativement,
ladite étape de stripping
peut être réalisée à la vapeur ou sous vide.
[0043] De préférence, après ladite étape (b), la teneur massique en agent
alcoxylant
résiduel est inférieure ou égale à 1% par rapport au poids de polyphénol
alcoxylé obtenu à
l'issue de l'étape (b), préférentiellement inférieure ou égale à 0,1%, plus
préférentiellement
/5 inférieure ou égale à 0,01%.
[0044] Le polyphénol alcoxylé obtenu se présente sous la forme d'un liquide
visqueux de
couleur foncée.
[0045] Le produit brut est directement utilisable tel quel en vue de la
fabrication de dérivés
de mousses polyuréthanes (PU) rigides, pour isolation thermique par exemple.
Pour
zo d'autres applications, il est possible d'éliminer par les méthodes
connues de l'homme de
l'art, les traces de catalyseur.
[0046] De manière préférée, le procédé selon l'invention comprend les étapes
successives suivantes :
(ai) mélanger dans un réacteur au moins un polyphénol, au moins un
25 poly(oxyalkylèneglycol) en tant que solvant selon les proportions pré-
citées, et au
moins un catalyseur ;
(a2) optionnellement sécher le mélange ;
(a3) ajouter dans le mélange au moins un agent alcoxylant.
[0047] Avantageusement, l'étape (a) est réalisée à une température allant de
80 C à
30 200 C, de préférence de 100 C à 170 C, sous une pression allant de 0,15
MPa à 2 MPa,
de préférence de 0,2 MPa à 1,8 MPa.
[0048] De préférence, l'étape optionnelle (b) de séchage du mélange est
réalisée par
stripping à l'azote ou à la vapeur.
[0049] Par ailleurs, le procédé peut être mis en oeuvre en batch, en semi-
continu ou en
35 continu.
[0050] Selon une première variante du procédé selon l'invention, le procédé
selon

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l'invention est de type batch ou semi-continu. Dans cette variante, l'étape
(a) peut être
décomposée en 3 étapes successives suivantes :
(ai) mélanger dans un réacteur au moins un polyphénol, au moins un
poly(oxyalkylèneglycol) en tant que solvant selon les proportions pré-citées,
et au
moins un catalyseur, à une température allant de 80 à 200 C, de préférence de
100
à 170 C, sous une pression allant de 0,15 à 2 MPa, de préférence de 0,2 à 1,8
MPa;
(a2) optionnellement sécher le mélange ;
(a3) ajouter dans le mélange en au moins une étape en semi-continu au moins un
agent
alcoxylant.
[0051] L'étape (a2) optionnelle consiste à éliminer l'eau éventuellement
formée lors de la
réaction du catalyseur sur le polyphénol ou amenée par le catalyseur en
solution aqueuse.
Cette étape de séchage (a2) peut être effectuée par stripping d'azote à chaud,
c'est-à-dire
à une température allant de 50 C à 130 C, et éventuellement sous pression
réduite entre
0,002 MPa et 0,1 MPa.
[0052] Lors de l'étape (a3), le réacteur est purgé à l'azote. On pressurise à
une pression
allant de 0,15 MPa à 0,4 MPa, et on chauffe le milieu réactionnel sous
agitation à une
température allant de 100 C à 150 C.
[0053] On introduit ensuite en semi-continu l'agent alcoxylant ou le mélange
d'agents
alcoxylants à une vitesse d'introduction permettant de maitriser la
température et la
zo pression de sécurité. La réaction s'opère à une température allant de 80
C à 200 C avec
une préférence de 100 C à 170 C. La pression varie en fonction du type de
réacteur et du
taux de remplissage de ce dernier et varie de 0,15 MPa à 2 MPa.
[0054] En fin de réaction, on procède à l'étape (b) d'élimination de l'agent
alcoxylant
résiduel, qui consiste à consommer le reste d'agent alcoxylant par maintien en
température.
On constate une baisse de pression jusqu'à obtenir la pression théorique due à
l'azote seul.
On peut également réaliser une étape de stripping avec un gaz inerte, tel que
l'azote, ou à
la vapeur et/ou sous vide, pour éliminer les dernières traces d'agent
alcoxylant.
[0055] Une seconde variante du procédé selon l'invention est un procédé de
type continu,
comprenant les étapes successives suivantes :
(ai) mélanger dans un réacteur au moins un polyphénol, au moins un
poly(oxyalkylèneglycol) en tant que solvant selon les proportions pré-citées,
et au
moins un catalyseur, à une température allant de 80 à 200 C, de préférence de
100
à 170 C, sous une pression allant de 0,15 à 2 MPa, de préférence de 0,2 à 1,8
MPa, ledit polyphénol, ledit poly(oxyalkylèneglycol) et ledit catalyseur étant
ajoutés
en continu,
(a2) optionnellement sécher le mélange ;

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(a3) ajouter en au moins une étape en continu au moins un agent alcoxylant, le
milieu
réactionnel étant soutiré en continu.
[0056] L'étape (ai) est réalisée en alimentant le polyphénol, le
poly(oxyalkylèneglycol) et
le catalyseur dans un réacteur. Le réacteur peut être une cuve agitée ou un
dispositif de
s mélange tel une extrudeuse. Cette étape peut être réalisée en continu
avec une
alimentation continue des réactifs et un soutirage continu du mélange
réactionnel formé.
[0057] Elle peut aussi être réalisée en batch avec une alimentation
séquentielle des
réactifs, puis une étape de mélange et une étape de séchage comme décrit dans
la
première variante. Le mélange réactionnel produit peut ensuite être envoyé en
continu vers
/o l'étape (a3).
[0058] Dans l'étape (a3), le mélange réactionnel issu de l'étape (ai) ou
éventuellement
de l'étape (a2) et au moins un agent alcoxylant sont ajoutés en continu dans
un système
de réacteur, pouvant être constitué d'une cuve agitée continue ou d'une
cascade de cuves
agitées continues ou d'une extrudeuse. Le polyphénol alcoxylé brut est soutiré
en continu
/5 du système de réacteur.
[0059] De préférence, l'étape (a3) comprend une cascade de 2 à 6 cuves agitées

continues. La première cuve est alimentée en continu par le mélange
réactionnel issu de
l'étape (ai) ou de l'étape (a2) et chaque cuve suivante est alimentée en
continu par le flux
soutiré de la cuve précédente.
zo [0060] Avantageusement, chaque cuve agitée continue est alimentée en
continu par une
partie du flux d'agent alcoxylant, afin d'obtenir une polydispersité plus
resserrée de
polyphénol alcoxylé produit.
[0061] De manière préférée, le procédé selon l'invention comprend une étape
(c) de
récupération du polyphénol alcoxylé obtenu à l'issue de l'étape (b).
25 [0062] La présente invention a également pour objet un polyphénol
alcoxylé susceptible
d'être obtenu par le procédé selon l'invention.
[0063] L'invention a également pour objet l'utilisation de
poly(oxyalkylèneglycol) en tant
que solvant dans un procédé de fabrication de polyphénols alcoxylés, notamment
tel que
celui défini ci-dessus.
30 [0064] La présente invention a enfin pour objet l'utilisation du
polyphénol alcoxylé obtenu
par le procédé selon l'invention pour fabriquer des polyuréthanes, des
polyesters, des
tensioactifs non ioniques ou cationiques, des précurseurs biosourcés de fibre
de carbone.
[0065] La présente invention est en outre illustrée par les exemples non
limitatifs suivants.

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EXEMPLES
Exemple 1 (selon l'invention) : Synthèse de lignine propoxylée en présence de
PPG 220
[0066] Dans un autoclave de 6 L, on charge 208,4 g de lignine lndulin ATTm,
préalablement séchée en étuve, dans 479,3 g de polypropylène glycol 220 (PPG
220) et
s 8,3 g d'hydroxyde de césium finement broyé. Le ratio massique lignine /
PPG 220 est de
43,5% en poids et le ratio massique catalyseur/lignine est de 4% en poids.
[0067] On procède à 3 purges successives avec de l'azote. On procède également
aux
tests d'étanchéité. On augmente progressivement la température sous agitation
du milieu
réactionnel jusqu'à 80 C. On se remet sous pression d'azote à 0,25 MPa, puis
on introduit
io une fraction de 50 g d'oxyde de propylène. La température est montée
progressivement à
une température de 120 C, température à laquelle on peut constater
l'accrochage de la
réaction.
[0068] On introduit la totalité de l'oxyde de propylène, soit 488 g, à une
température allant
de 120 C à 130 C, à une pression maximale de 0,6 MPa et à un débit moyen de
140 g.h-i.
/5 On maintient la température à 130 C jusqu'à atteindre un palier de
pression. En fin
d'addition, on laisse sous agitation pendant une heure de telle sorte que
l'intégralité de
l'oxyde de propylène soit consommée, puis on strippe le résiduel à l'azote
pendant 1 heure
à 80 C.
[0069] On récupère 1125 g de produit sous forme d'un liquide visqueux foncé.
Le produit
zo est homogène et ne contient pas de grain de lignine non réagi. Son
indice d'hydroxyle (10H)
est de 290 mg de KOH.e.
Exemple 2 (selon l'invention) : Synthèse de lignine propoxylée en présence de
PPG 400
[0070] Dans un autoclave de 6 L, on charge 215 g de lignine lndulin AT TM,
préalablement
25 séchée en étuve, dans 500 g de polypropylène glycol 400 (PPG 400) et 8,6
g d'hydroxyde
de césium finement broyé. Le ratio massique lignine / PPG 400 est de 43% en
poids et le
ratio massique catalyseur/lignine est de 4% en poids.
[0071] On procède à 3 purges successives avec de l'azote. On procède également
aux
tests d'étanchéité. On augmente progressivement la température sous agitation
du milieu
30 réactionnel jusqu'à 80 C. On se remet sous pression d'azote à 0,25 MPa
puis on introduit
une fraction de 50 g d'oxyde de propylène. La température est montée
progressivement à
une température de 130 C, température à laquelle on peut constater
l'accrochage de la
réaction.
[0072] On introduit la totalité de l'oxyde de propylène, soit 500 g, à une
température allant
35 de 130 C à 140 C et à une pression maximale de 0,6 MPa à un débit moyen
de 85 g.h-i.
On maintient la température à 130 C jusqu'à atteindre un palier de pression.
En fin

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d'addition, on laisse sous agitation pendant une heure de telle sorte que
l'intégralité de
l'oxyde de propylène soit consommée, puis on strippe le résiduel à l'azote
pendant 1 heure
à 80 C.
[0073] On récupère 1100 g de produit sous forme d'un liquide visqueux foncé.
Le produit
est homogène et ne contient pas de grain de lignine non réagi. Son indice
d'hydroxyle (10H)
est de 202 mg de KOH.g-1.

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Claims 2020-05-06 3 107
Examiner Requisition 2020-07-17 4 200
Amendment 2020-10-23 13 474
Claims 2020-10-23 3 106
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Cover Page 2021-02-17 1 29
Abstract 2019-03-25 1 67
Claims 2019-03-25 2 78
Description 2019-03-25 10 510
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2019-03-25 1 39
International Search Report 2019-03-25 6 154
Declaration 2019-03-25 2 32
National Entry Request 2019-03-25 3 95
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