Brevet FR2526631A1 — publié le 19831118

La présente invention concerne un procédé de fabrication de globules encapsulables, applicable notamment à la fabrication de substrats d'élevage de divers types d'in- sectes entomophages, en particulier d'oeufs artificiels de lépidoptères utilisables pour l'élevage en masse des tricho- grammes Le procédé est par ailleurs applicable à tout frac- tionnement d'un milieu artificiel en unités de petite taille faciles à conserver et à manipuler sans dégradation. Dans le cas des oeufs artificiels de lépidoptè- res, chaque unité de milieu nutritionnel encapsulé est desti- née à permettre, à l'intérieur de la capsule, le développement d'un ou de plusieurs organismes qui y auront été introduits, ou bien de servir d'unité nutritionnelle ou proie à des orga- nismes susceptibles de les exploiter. Pour une telle application, la réalisation de l'encapsulation est très complexe: d'une part, le milieu doit satisfaire l'ensemble du processus vital du parasite et assurer sa survie, sa nutrition, sa croissance, son organo- génèse en fournissant, dans un volume fini, tous les consti- tuants d'un adulte viable et fécond D'autre part, l'enveloppe de la capsule doit satisfaire à de nombreuses exigences simul- tanées telles que taille des oeufs, épaisseur et consistance de la coque, perméabilité aux gaz, imperméabilité à l'eau, inertie vis-à-vis des constituants du milieu; elle doit en outre permettre une oviposition normale. Compte-tenu cependant de la composition des milieux à enrober, qui sont constitués de plusieurs dizaines de composés appropriés dont une partie se présente sous la forme d'une émulsion lipidique particulièrement fragile, l'en- capsulation ne peut être effectuée par l'intermédiaire de la coacervation connue dans d'autres domaines, mais par dépôt en phase vapeur d'une substance polymérisable en pellicule mince sur des globules congelés Du fait cependant de la composition rappelée ci-dessus du milieu à congeler, il était nécessaire de mettre au point un procédé de fabrication de tels globules. La présente invention vise donc un tel procédé et indique un procédé d'obtention économique du composé apte à former l'enveloppe d'encapsulation, à savoir, le 2,2-para- cyclophane, connu en soi par ailleurs pour des applications similaires mais portant sur des milieux moins complexes ou mêmes des solutions d'un seul constituant. Conformément à l'invention, on pulvérise par désintégration d'un jet la substance à congeler sur une grille à alvéoles maintenue à la surface d'un bain de liquide cryo- génique ayant une masse spécifique inférieure à celle de ladite substance, et l'on tamise les globules congelés sur au moins un tamis immergé dans le bain au-dessous de ladite grille à alvéoles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques d'appareil- lage illustrant le procédé de congélation selon l'invention. Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant à la figure 1, le liquide cryo- génique avantageux est de l'azote liquide constituant un bain 1 contenu dans un récipient 2 Comme indiqué plus haut, le milieu à congeler présente un temps de congélation relative- ment long, interdisant par exemple la technique de congélation de gouttes en chute libre dans un gaz froid, ce qui condui- rait à une hauteur de chute prohibitive Selon l'invention, une goutte 3, malgré sa masse spécifique supérieure à celle du bain 1, flotte à la surface du bain par un phénomène de caléfaction Lorsqu'au contraire la goutte est congelée en un globule 4, la caléfaction cesse et elle tombe au fond du récipient 2 (en 5) dont on l'extrait par tout moyen approprié connu en soi On peut bien entendu remplacer l'azote par tout autre gaz liquéfié convenable. Lorsque plusieurs gouttes voisines flottent à la surface du même bain, elles ont tendance à se rassembler. Pour éviter cette agglomération, on isole chaque goutte 3 de ses voisines dans un alvéole 6 d'une grille 7 du type nid d'abeille, que l'on maintient à la surface du bain 1 au moyen d'un flotteur 8. En se référant à la figure 2, la substance à congeler s'écoule à partir d'une réserve 9 et l'on pulvérise le jet 10 au moyen d'une buse pneumatique 11 Bien entendu, le jet 10 est issu d'un orifice calibré 12 dont le diamètre est fonction de la dimension de globule souhaitée Par exem- pie, dans le cas d'oeufs artificiels de lépidoptères, le dia- mètre des globules peut être compris entre 0,3 et 1,5 mm suivant les espèces. On effectue en outre une agitation par rotation du bain 1 par l'intermédiaire d'un agitateur 13 La rotation du bain, associée à la dispersion pneumatique du jet 10 permettent d'éviter que deux gouttes 3 tombent dans le même alvéole 6 pendant la congélation Comme indiqué plus haut, on tamise les globules congelés 4 pendant leur chute dans le bain 1 sur au moins un tamis convenablement calibré 14, 15, immergé dans le bain au-dessous de la grille à alvéoles 7. L'encapsulation des globules congelés obtenus au moyen du procédé tel que décrit ci-dessus est effectuée de manière connue en soi par polymérisation in situ, sous vide et à basse température, d'une vapeur de monomère de di-para- xylylène ou 2,2-paracyclophane, après sublimation et pyrolyse de ce composé par passage dans des fours successifs appropriés. On introduit les globules dans l'enceinte de dépôt par un sas, lui-même maintenu à basse température, et on les dépose de préférence dans un récipient vibrant afin d'éviter le col- lage des glaçons sur les parois. De façon avantageuse, on met en oeuvre un composé d'encapsulation résultant du procédé d'obtention qui sera mieux décrit ci-après et consistant essentiellement à partir du dichloro a,a' paraxylène, à former le dimercapto- méthyl-1,4 benzène, à condenser ce dernier avec le dichloro ac,' paraxylène, puis à effectuer une désulfuration photo- chimique du produit de condensation en présence de triéthyl- phosphite. L'exemple S'uivant, donné à titre illustratif, donne le détail des réactions et du mode opératoire mis en oeuvre. Exemple Synthèse du 2,2 paracyclophane: CH -C 6 H 4-'CH 2 CH 2-C 6 H 4-CH 2 (tricyclo 8,2,2,24 '7 hexadéca 4,6,10,12,13,15 hexaène). La matière première est le dichloro a,à'para- xylène qui est un produit commercialisé. Les différentes étapes de la synthèse sont les suivantes: 1 ) Synthèse du dimercapto-méthyl-l,4 benzène: l /OHZ HC 2 Ct 4 C 25 Cl-CH 2-C 6 H 4- CH 2 Cl + S=C(NH 2)2 /H SH-CH-C 6 H 4-CH 2-SH /H+ 2 -) Condensation du dimercapto-méthyl-1,4 benzène avec le aa' dichloro paraxylène en milieu dilué et en présence de soude. C Ha OCH -CH HS-CH 2-C 6 H 4-CH 2 SH + Cl-CH -C 6 H 4-CH-Cl Na OH/H 2 C 6 4 52 2 6 4 2 2 6 4 2 CH 2 CH 4 CH 3 ) Désulfuration photochimique en présence de triéthylphosphite /CH-C 6 H -CH 2 C 12,-C 6 H 4 CH 2 N h CH -C H -CH S S + P(O Et)3 2 6 4 1 2 + SP(O Et) CH 2-C 6 H 4-CH 2/ CH 2-C 6 H 4-CH 2 2 6 2 CHC 6 4 2 Mode opératoire Etape 1 A une solution dea,a' dichloro paraxylène ( 87,5 g 0,5 mole) dans l'isopropanol ( 350 ml) on ajoute en agitant une solution de thiourée ( 95 g 1,25 mole) dans l'eau ( 150 ml) On porte ensuite à reflux, toujours en agitant, pendant 30 minutes Après refroidissement, on verse 125 ml d'ammoniac à 21 %a, on chauffe à nouveau 30 min à reflux et l'on acidifie avec de l'acide chlorhydrique concentré. La masse cristallisée obtenue est filtrée, lavée à l'eau froide et recristallisée dans 300 ml d'hexane. Poids obtenu: 76 g Rendement: 90 %. Etape 2 Dans un réacteur de 6 litres, on porte à re- flux 4,4 litres d'alcool à 95 % On verse simultanément avec des vitesses identiques, deux solutions: 10,5 g ( 60 mmoles) de ac' dichloro paraxylène dans 500 ml de benzène. ,2 g ( 60 mmoles) de para dimercapto-méthyl benzène et 4,8 g de soude dans 500 ml d'alcool à 95 % (il est néces- saire pour obtenir cette solution de dissoudre la soude dans le minimum d'eau ( 5 ml)). La vitesse d'addition doit être faible pour éviter la réaction de condensation intermoléculaire. Une vitesse de 50 ml/h est préférée On a opé- ré avec un débit de 100 ml/h par portions de 100 ml, avec des interruptions entre les additions, les 500 ml étant versés en 8 heures. Après la fin de l'addition, le reflux est maintenu-une nuit ( 14 heures), puis les solvants sont évaporés ( 4 à 5 heures) Le résidu est extrait, à chaud, deux fois avec 250 ml de benzène. Au refroidissement de ces solutions benzéniques, il y a cristallisation du produit que l'on recueille par filtration ( 8 à 9 grammes). Le filtrat est ensuite évaporé, le résidu est recristallisé dans le chloroforme ( 2 g dans 30 cm 3) On ré- cupère environ 1 g de produit. Poids obtenu 10 g; rendement 62 % Point de fusion: 284 C RMN (CDC 13) d= 3,75 ppm ( 8 H) d= 6,85 ppm ( 8 H). Etape 3 Pour l'apport d'énergie lumineuse, on utilise une lampe à vapeur de mercure, haute pression de 400 watts. g d'hétérocycle soufré sont mis en suspen- sion dans 500 cm 3 de triéthylphosphite par agitation magnéti- que et un courant d'azote La durée d'irradiation est de 2 heures, pendant lesquelles une circulation d'eau de refroi- dissement est nécessaire Une irradiation trop longue diminue le rendement Il y a dissolution totale. On évapore le solvant sous vide léger ( 20 mm) et l'on termine l'évaporation sous vide plus poussé. Triéthylphosphite: Eb = 1500 C à la pression atmosphérique SP (G Et)3: Eb 20 = 106 C. On reprend le résidu avec un peu d'acétone ( 10 ml) et l'on filtre Le résidu récupéré ( 3 g) est recris- tallisé dans le toluène ( 70 ml) On obtient 2,2 g de produit blanc au point de fusion correct ( 2850 C), au spectre de RMN également en accord avec la littérature Mais ce produit contient une impureté fluorescente en UV, qui n'est pas éliminée par sublimation Son élimination se fait par filtra- tion sur silice. Une solution de 2 g dans 300 ml de benzène est passée sur une colonne de 2 cm de diamètre remrplie avec g de silice L'impureté ne migre pas Pour récupérer la totalité du paracyclophane il est nécessaire d'éluer avec 300 ml de benzène. Pour augmenter les rendements: la recristallisation dans le toluène est faite après regroupement de plusieurs irradiations. A partir des résidus de recrictallisation dans le toluène et des filtrats de lavage à l'acétone, on peut récupérer du paracyclophane ( 3 opérations 0,6 g). Paracyclophane: P F = 2851 C (sublimation) RMN (CDC 13) 6 = 3,15 ( 8 H) 6 = 6,60 ( 8 H>. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'y titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modifi- cation utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication de globules encap- sulables au moyen d'une pellicule de 2,2 paracyclophane polymérisée in situ, applicable notamment à la fabrication de substrats d'élevage d'insectes entomophages sous forme d'oeufs artificiels de lépidoptères, procédé du type dans lequel on congèle des gouttes ( 3) en vue de leur encapsula- tion, caractérisé par le fait que l'on pulvérise par désinté- gration d'un jet la substance à congeler sur une grille ( 7) à alvéoles maintenue à la surface d'un bain de liquide cryogé- nique ( 1) ayant une masse spécifique inférieure à celle de la- dite substance, et l'on tamise les globules congelés ( 4, 5) issus des gouttes sur au moins un tamis ( 14, 15) immergé dans le bain au-dessous de ladite grille à alvéoles. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que le bain de liquide cryogénique est cons- titué par de l'azote liquide ou tout autre gaz liquéfié. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le jet est issu d'une ré- serve munie d'un orifice calibré dont le diamètre est fonction de la dimension des globules à obtenir. 4 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on pulvérise le jet au moyen d'une buse pneumatique et que l'on met le bain cryogénique en rotation, afin d'éviter l'agglomération des gouttes à congeler. CABINET SIMONNOT Mandataire