Brevet FR2700539A1 — publié le 19940722

i La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'acide maléamique. Classiquement l'acide maléamique est préparé à partir d'anhydride maléique et d'ammoniac Les procédés correspondants connus mettent en oeuvre l'anhydride maléïque soit sous une forme soluble ou sous sa forme vaporisée. Le brevet JP 7 435 325 décrit plus particulièrement une voie de synthèse en milieu solvant organique à une température fluctuant entre la température ambiante et 100 'C L'ammoniac y est introduit sous forme gazeuse au sein du solvant Une étape d'isolement subséquente conduit au produit attendu. L'anhydride maléïque, chauffée à au moins sa température de vaporisation c'est à dire à au moins 215 'C, conduit également avec l'ammoniac gazeux à l'acide maléamique Toutefois, cette réaction nécessite la présence d'un catalyseur Il peut notamment s'agir d'un mélange de V 205, P 205 et A 1203, (USSR 36282). La présente invention a pour objet la mise au point d'une nouvelle voie de synthèse de l'acide maléamique plus économique que celles déjà existantes. De manière inattendue, il a été mis en évidence que la réaction entre l'anhydride maléique et l'ammoniac gazeux pouvait être réalisée efficacement en absence de tout solvant organique et de tout catalyseur L'emploi de l'anhydride maléique sous une forme fondue permet de s'affranchir de la présence de ces deux composés. Plus précisément la présente invention a pour objet un procédé de préparation de l'acide maléamique à partir de l'anhydride maléïque et de l'ammoniac gazeux caractérisé en ce que l'anhydride maléïque se présente sous une forme fondue et est mis en présence de l'ammoniac gazeux dans des conditions opératoires telles que la surface de contact entre les deux composés soit optimisée. Ce procédé a pour avantage de conduire directement à l'acide maléamique sans nécessiter la mise en oeuvre d'étapes de purification de type filtration, concentration, subséquentes Ceci présente un grand intérêt tant sur le plan économique que sur celui de la mise en oeuvre à l'échelle industrielle. Il ne nécessite pas en outre la présence annexe d'un solvant organique et/ou d'un catalyseur. Selon le procédé selon l'invention, l'anhydride maléïque est au préalable porté, dans un milieu de préférence anhydre et désoxygéné, à une température comprise entre environ sa température de fusion c'est à dire 50 'C et 150 'C et plus particulièrement entre 60 et 130 'C Il est clair que la fusion de l'anhydride maléïque peut être obtenue par mise en oeuvre de tout moyen de chauffage quelconque. Afin d'optimiser la réaction entre l'anhydride malélque fondue et l'ammoniac, on use de tout moyen technique quelconque susceptible d'accroître la surface de contact entre les deux composés. Les conditions opératoires favorables à un contact étroit entre les deux composants peuvent notamment être acquises grâce à une agitation vigoureuse du récipient contenant l'anhydride maléïque sous une forme fondue Cette agitation de part la force centrifugeuse correspondante, disperse uniformément la masse de l'anhydride maléique fondue à la surface des parois du récipient en un film d'épaisseur très réduite Il en résulte une surface importante de contact entre l'anhydride maléique ainsi dispersé et l'ammoniac injecté dans le récipient. Il est clair qu'il est à la portée de l'homme de l'art de sélectionner et:ou d'adapter parmi le matériel déjà existant, le dispositif adéquat pour privilégier le contact entre les deux réactifs Il peut s'agir de réacteurs agités, de sécheurs, d'atomiseurs La réaction entre l'anhydride malélique fondue et l'ammoniac est de préférence réalisée en milieu anhydre et à une température compatible avec la fusion dudit anhydride Préférentiellement cette température se situe entre environ 50 et 150 et plus particulièrement entre 60 et 130 'C. L'ammoniac gazeux est, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, introduit en continu à la surface de l'anhydride maléïque fondu. Dans le cadre de la présente invention, l'ammoniac gazeux est introduit seul ou en mélange avec un gaz inerte Il peut en particulier s'agir d'argon ou d'azote. L'introduction de l'ammoniac en mélange avec un gaz inerte a notamment pour intérêt de permettre un meilleur contrôle de la température de réaction. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'anhydride maléique, introduit dans un récipient de type réacteur par exemple, au préalable désoxygéné, est porté à une température supérieure ou égale à sa température de fusion mais qui demeure inférieure à 150 'C De préférence, on applique un chauffage compris entre 60 et 130 'C L'anhydride maléique étant sous forme fondue, on fait circuler au sein du récipient un courant d'ammoniac gazeux avec un flux contrôlé Afin d'optimiser la surface de contact entre l'anhydride maléique et l'ammoniac, on procède à une agitation vigoureuse de préférence mécanique, du milieu réactionnel L'évolution de la réaction est contrôlée à l'aide d'une sonde de température et d'un débitmètre pour NH 3 La durée de la réaction est bien entendu fonction du débit selon lequel est introduit la quantité d'ammoniac gazeux nécessaire à la conversion de l'anhydride maléique en acide maléamique A la fin de la réaction, on récupère directement l'acide maléamique attendu avec un rendement quasiment quantitatif et une pureté très satisfaisante. L'acide maléamique ainsi obtenu est entre autre très intéressant à titre de produit de départ pour préparer le polysuccinimide et/ou l'acide polyaspartique. L'exemple présenté ci-après à titre non limitatif de l'invention permettra de mettre en évidence d'autres avantages du procédé revendiqué. EXEMPLE: 6,4 g d'anhydride maléique solide sont introduits dans un réacteur en verre de forme tricol d'un volume de 100 mi et muni d'un agitateur ancre raclant ainsi que d'une sonde de température Après avoir purgé à l'azote, l'ensemble du dispositif le réacteur est introduit dans un bain d'huile préchauffé à 80 'C Lorsque l'anhydride maléique est fondu, on impose une forte agitation de manière à le répartir uniformément en une couche mince sur les parois du réacteur Quant la température au sein du réacteur atteint 80 'C on introduit un courant gazeux à température ambiante d'un mélange d'ammoniac et d'azote dans un rapport de 0,85 exprimé en volume 1,11 g d'ammoniac, correspondant à la stoechiométrie, sont ainsi introduits en 51 minutes. On obtient 7,35 g d'un solide blanc soit avec un rendement de 97,9 % qui possède les caractéristiques suivantes: I.R: 3383 cm-1, 3208 cm-1 (NH 2); 1715 cm-1 (CO acide); 1618 cm-1 (CO amide) Analyse thermique différentielle ( 100 C/min): 1 pic endothermique de fusion de 1700 C. REVENDICATIONS 1 Procédé de préparation d'acide maléamique à partir d'anhydride maléique et d'ammoniac caractérisé en ce que l'anhydride maléique se présente sous une forme fondue et est mis en présence de l'ammoniac gazeux dans des conditions opératoires telles que la surface de contact entre les deux composés soit optimisée. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anhydride maléique fondu et l'ammoniac gazeux sont mis en présence à une température comprise entre 50 et 150 'C. 3 Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la température est de préférence comprise entre 60 et 1300 C. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il ne nécessite pas la présence annexe d'un solvant organique et/ou d'un catalyseur. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ammoniac gazeux est introduit sous la forme d'un mélange avec un gaz inerte. 6 Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que le gaz inerte est de préférence l'azote. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ammoniac gazeux est introduit en continu sur l'anhydride maléique fondu. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la réaction entre l'anhydride maléique fondu et l'ammoniac gazeux est réalisée sous des conditions d'agitation vigoureuses de manière à optimiser la surface de contact entre les deux composants. 9 Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la réaction est mise en oeuvre dans un dispositif adéquat pour privilégier le contact entre ces deux réactifs. 10 Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il peut s'agir d'un réacteur agité, d'un atomiseur ou d'un sécheur.