Brevet FR2743006A1 — publié le 19970704

Dispositif aspirant permettant de dissocier des fines particules solides d'avec un liquide. La présente invention a pour objet un procédé et un appareillage pour la mis en oeuvre de procédés de préparation de produits chimiques susceptibles de fonctionner de manière automatique. La synthèse de produits chimiques de manière automatique se développe de plus en plus pour toutes sortes de raison, notamment à cause du besoin d'accroissement de sécurité. Par ailleurs la synthèse de produits de plus en plus compliqués mettant en oeuvre un grand nombre d'étapes réactionnelles requiert une main d'oeuvre excessive qu'on cherche à réduire en changeant de méthode de synthèse. Ces méthodes de préparation de produits chimiques par voie automatique comprennent souvent une étape de fixation de certains réactifs sur un support solide, généralement polymérique (également appelé résine), puis après avoir effectué de manière adéquate les réactions sur les dits supports solides, il est nécessaire de séparer le support solide d'avec les participants de la réaction, ce support solide étant lui-même rattaché soit à des réactifs soit à des produits de réactions. Par participants à une réaction chimique, on entend non seulement les réactifs, mais aussi les produits de réaction et les autres produits chimiques coopérant à la réaction tels que solvants, cosolvants, catalyseurs, cocatalyseurs, émulsifiants, dispersants, antimousses, adjuvants, etc. Cette séparation d'un support réactionnel solide pose divers problèmes pratiques, ces problèmes étant d'autant plus marqués que les réactions de synthèse automatique ne se bornent pas à une réaction unique, mais comprennent généralement un enchaînement de réactions. Chacune de ces réactions met en oeuvre des participants de réaction très variés et il est désirable que les séparations soient faites le mieux possible, à défaut de quoi les mélanges deviennent de plus en plus complexes et les réactions secondaires ou parasites se multiplient et les produits obtenus sont de plus en plus impurs. Une difficulté supplémentaire pour la réalisation de ces réactions est liée à ce que de telles réactions se font souvent en atmosphère particulière, par exemple en atmosphère inerte, et qu'il est difficile d'effectuer la séparation désirée sans modifier l'atmosphère ou sans lui faire perdre ses caractères particuliers. Un but de la présente invention est donc de fournir des moyens de séparation des supports réactionnels solides résolvant les problèmes pratiques qui se posent et qui ont été décrits ci-dessus. Un autre but de la présente invention est de fournir des moyens de séparation des supports réactionnels solides permettant d'effectuer des réactions chimiques automatiques et enchaînées avec une séparation simple et commode des supports solides réactionnels. Un autre but de la présente invention est de fournir des moyens de séparation des supports réactionnels solides permettant d'effectuer des réactions chimiques automatiques en perturbant au minimum l'atmosphère régnant au-dessus du milieu réactionnel. Il a maintenant été trouvé que ces buts pouvaient être atteints grâce au dispositif selon la présente invention, ainsi que grâce au procédé de préparation de produits chimiques selon la présente invention L'invention concerne donc un procédé de séparation d'un participant solide à un milieu réactionnel chimique comprenant des particules solides et un liquide situés dans une enceinte réactionnelle close, le dit participant solide au dit milieu réactionnel chimique étant un support lié chimiquement à un réactif ou produit de réaction, le dit procédé comprenant une phase d'aspiration de la phase liquide du dit milieu réactionnel à l'aide de moyens aspirants, l'aspiration ayant lieu sans perturbation substantielle de l'atmosphère de la dite enceinte, les dits moyens aspirant étant capables de traverser une paroi de la dite enceinte sans modifier substantiellement les échanges gazeux entre l'intérieur et l'extérieur de la dite enceinte, et les dits moyens aspirants étant capables de pénétrer dans la dite enceinte et d'en ressortir sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz lorsque les dits moyens aspirants ressortent de la dite enceinte, les dits moyens aspirants comprenant des moyens de perforation de la dite paroi sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz, les dits moyens aspirants comprenant encore des moyens de véhiculage du liquide aspiré vers l'extérieur de la dite enceinte, ces moyens de véhiculage de liquide n'étant pas capables de véhiculer les particules solides situées dans la dite enceinte, les dits moyens aspirants comprenant encore des moyens permettant de dissocier des fines particules solides d'avec un liquide sans donner naissance à un phénomène de bouchage. Par ailleurs, la présente invention concerne aussi un dispositif aspirant permettant l'aspiration d'un liquide hors d'une enceinte close, les dits moyens aspirants étant capables de traverser une paroi de la dite enceinte sans modifier substantiellement les échanges gazeux entre l'intérieur et l'extérieur de la dite enceinte, et les dits moyens aspirants étant capables de pénétrer dans la dite enceinte et d'en ressortir sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz lorsque les dits moyens aspirants ressortent de la dite enceinte, et les dits moyens aspirants comprenant des moyens de perforation de la dite paroi sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz, et les dits moyens aspirants comprenant encore des moyens de véhiculage du liquide aspiré vers l'extérieur de la dite enceinte, ces moyens de véhiculage de liquide n'étant pas capables de véhiculer les particules solides situées dans la dite enceinte, et les dits moyens aspirants comprenant encore des moyens permettant de dissocier des fines particules solides d'avec un liquide sans donner naissance à un phénomène de bouchage. Par ailleurs, la présente invention concerne aussi un appareillage pour effectuer des réactions chimiques comprenant une enceinte réactionnelle close, ainsi que des moyens d'aspiration de liquide hors de la dite enceinte, les dits moyens aspirant étant capables de traverser une paroi de la dite enceinte sans modifier substantiellement les échanges gazeux entre l'intérieur et l'extérieur de la dite enceinte, et les dits moyens étant capables de pénétrer dans la dite enceinte et d'en ressortir sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz lorsque les dits moyens aspirants ressortent de la dite enceinte, et les dits moyens comprenant des moyens de perforation de la dite paroi sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz, et les dits moyens comprenant encore des moyens de véhiculage du liquide aspiré vers l'extérieur de la dite enceinte, ces moyens de véhiculage de liquide n'étant pas capables de véhiculer les particules solides situées dans la dite enceinte, et les dits moyens comprenant encore des moyens permettant de dissocier des fines particules solides d'avec un liquide sans donner naissance à un phénomène de bouchage. De manière préférentielle, les moyens aspirants mis en oeuvre dans l'invention comprennent: une source aspirante capable d'aspirer un liquide, des moyens de véhiculage du liquide comprenant principalement un canal d'évacuation du liquide avec les parois de ce canal, un embout à l'une des extrémités de ce canal, cet embout comprenant d'une part des moyens tranchants permettant de passer à travers des membranes de type polymérique ou caoutchouteux, et d'autre part des moyens de filtration capables de séparer des particules solides d'avec un liquide. De manière encore préférentielle, les dits moyens aspirants sont tels que leur canal d'évacuation et les moyens tranchants et l'embout sont tous constitués de métal inoxydable, avantageusement du même métal, et/ou d'une seule pièce métallique. Pour être approprié de manière efficace au procédé selon l'invention, les dits moyens aspirants ont un embout avec des moyens de filtration capables de distinguer entre le liquide et des particules solides d'un diamètre inférieur à 50 microns, ou même inférieur à 25 microns. A titre illustratif et non limitatif, la résine devant être filtrée peut être de type Wang ou Merrifield ou de tout autre type connu en soi. Les résines les plus courantes sont les résines polystyrène réticulé, par example au divinylbenzéne, avec fixation de groupes chimiques réactifs adéquats, comme des groupes hydroxy ou amino ou autre. Ces techniques sont bien connues de l'homme de métier. Ces moyens de filtration sont préférentiellement capables de ne pas se boucher par les particules solides. Ceci peut être obtenu par le fait qu'ils comprennent d'une part une paroi bouchant le canal d'évacuation du liquide de manière à ce que celui-ci n'ait pas d'accès direct à la phase liquide de l'enceinte close, et d'autre part une pluralité de fins interstices, avantageusement disposés latéralement par rapport au canal d'évacuation. Selon une variante de l'invention, cette pluralité de fins interstices est constituée d'une multitude (plusieurs dizaines) de petits trous rectilignes de diamètre inférieur à 50 microns, ou mieux inférieur à 25 microns. De manière avantageuse, ces trous sont disposés radialement à partir du centre du canal d'évacuation en direction de l'extérieur de ce canal. Selon une autre variante de l'invention, cette pluralité de fins interstices est constituée d'une pluralité de fentes (généralement disposées selon la longueur du canal d'évacuation de liquide, c'est à dire parallèlement à la direction de cette longueur) de largeur inférieure à 50 microns, ou mieux inférieure à 25 microns, la longueur des dites fentes étant généralement supérieure à 1 mm et/ou inférieure à 5 mm. Selon une autre variante de l'invention, les moyens de filtration sont constitués par un embout poreux fixé (généralement soudé) au canal d'évacuation, les porosités de cet embout poreux correspondant à des interstices de diamètre inférieur à 50 microns, ou mieux inférieur à 25 microns. Selon l'aspect de l'invention concernant un appareillage pour effectuer des réactions chimiques comprenant une enceinte réactionnelle close, ainsi que des moyens d'aspiration de liquide hors de la dite enceinte, la dite enceinte comprend généralement, à titre de paroi susceptible d'être perforée par les moyens aspirants, une paroi ou opercule en matériau polymérique ou caoutchouteux. Une telle paroi peut être constituée d'une pastille telle que celles quelque fois désignées par le terme de septum. Une description plus particulière d'une réalisation particulière du dispositif et de l'appareillage selon l'invention sont donnés dans la figure 1. Sur cette figure on trouve une enceinte close (8) pourvue d'une paroi perforable ou septum (3). Cette enceinte contient une atmosphère (2) et une phase liquide (1) dans laquelle sont en suspension des particules de résine de taille égale à environ 25 microns. Les moyens d'aspiration comprennent une source aspirante (7), un canal d'évacuation de liquide (6), et les moyens de filtration. Ceux-ci comprennent la paroi bouchante (4) bouchant le canal (6) et une multitude (plus de 50) de perforations latérales (5a) et (5b) de taille inférieure à 25 microns. Le canal d'évacuation (6) avec sa paroi bouchante (4) est en forme d'aiguille (12) de diamètre intérieur compris entre 0.1 mm et 3 mm. Cette aiguille (12) avec la canal (6) appartient aux moyens de véhiculage de liquide. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend la mise en oeuvre d'une réaction chimique dans l'enceinte (8), puis le passage de l'aiguille (12) à travers la paroi (3) jusqu'à atteindre le liquide (1) [ce qui ne perturbe pas l'atmosphère (2)]. L'aspiration du liquide a alors lieu par l'effet de la source aspirante (7) aspirant à travers le canal (6) et les agents de filtration (5). Après retrait de l'aiguille (12) hors de l'enceinte, il reste au fond de l'enceinte le solide non aspiré et, au-dessus, l'atmosphère (2) non perturbée. Une variante des moyens d'aspiration est décrite dans la figure 2 où l'on voit que les moyens de filtration comprennent une pluralité de fentes (9) outre la paroi bouchante (4). Ces fentes ont, selon un example non limitatif de réalisation, une largeur de 30 microns et une longueur de2mm. Une variante des moyens d'aspiration est décrite dans la figure 3a où l'on voit que les moyens de filtration comprennent une pluralité de trous (10) outre la paroi bouchante (4). Ces trous peuvent soit être réalisés directement dans la masse des parois de l'aiguille (12), ou encore sur une prolongation soudée de cette dite aiguille. Ces trous ont, selon un example non limitatif de réalisation, un diamètre de 30 microns, alors que le diamètre de l'aiguille (12) filtrante est de 2 mm. La figure 3b illustre une section transversale de l'aiguille (12) montrant le canal d'évacuation (6) à l'intérieur de l'aiguille (12) et la disposition radiale des trous (10). Une variante des moyens d'aspiration est décrite dans la figure 4 où l'on voit que les moyens de filtration comprennent un embout poreux (11) (à porosité latérale) soudé au canal d'évacuation, outre la paroi bouchante (4). Le procédé selon l'invention est avantageusement mis en oeuvre à l'aide du dispositif selon l'invention, et il consiste à séparer un participant solide à un milieu réactionnel chimique comprenant des particules solides et un liquide situés dans une enceinte réactionnelle close (2), le dit participant solide au dit milieu réactionnel chimique étant un support lié chimiquement à un réactif ou produit de réaction, et le dit procédé comprenant une phase d'aspiration de la phase liquide du dit milieu réactionnel à l'aide des moyens aspirants, l'aspiration ayant lieu sans perturbation substantielle de l'atmosphère de la dite enceinte. La figure 5a illustre une aiguille (12) à fentes (9) plongeant dans un milieu réactionnel comprenant un solvant (13) et une résine (14). Le solvant peut comprendre des réactifs ou certains produits de réaction solubles. La résine (14) peut comprendre un produit de réaction fixé sur la dite résine. A titre illustratif et non limitatif, la résine peut être un polymère réticulé insoluble polyhydroxylé ayant réagi totalement ou partiellement avec un ester par réaction de transestérification, ce qui produit une résine comprenant une pluralité de groupe esters fixés sur elle. La résine est donc la participant solide au milieu réactionnel chimique. La figure 5b illustre ce qui s'est passé après application du procédé selon l'invention, c'est-à-dire lors de la séparation par aspiration selon le procédé de l'invention, tandis que la figure 5a illustre l'état avant la séparation par aspiration. Dans cette figure 5b, le solvant (13) a disparu, et la résine (14) est encore aspirée contre les fentes (9) ou trous (10) de l'aiguille (12). Revendications 1. Dispositif aspirant (4+5+6+7+12) permettant l'aspiration d'un liquide, notamment un milieu réactionnel chimique, hors d'une enceinte close (8), les dits moyens aspirants étant capables de traverser une paroi (3) de la dite enceinte sans modifier substantiellement les échanges gazeux entre l'intérieur et l'extérieur de la dite enceinte, et les dits moyens aspirants étant capables de pénétrer dans la dite enceinte et d'en ressortir sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz (2) lorsque les dits moyens aspirants ressortent de la dite enceinte, et les dits moyens aspirants comprenant des moyens de perforation (12) de la dite paroi sans que celle-ci perde son étanchéité aux gaz, et les dits moyens aspirants comprenant encore des moyens de véhiculage (5a, 5b) du liquide aspiré vers l'extérieur de la dite enceinte, ces moyens de véhiculage de liquide n'étant pas capables de véhiculer les particules solides situées dans la dite enceinte, et les dits moyens aspirants comprenant encore des moyens (9, 10, 11) permettant de dissocier des fines particules solides d'avec un liquide (1) sans donner naissance à un phénomène de bouchage. 2. Dispositif selon la revendication 1 comprenant: une source aspirante (7) capable d'aspirer un liquide, un canal d'évacuation du liquide (6), un embout (4) à l'une des extrémités de ce canal, cet embout (4) comprend d'une part des moyens tranchants (12) permettant de passer à travers des membranes de type polymérique ou caoutchouteux, et d'autre part des moyens de filtration (5, 9, 10, 11) capables de séparer des particules solides d'avec un liquide. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel le canal d'évacuation et les moyens tranchants et l'embout sont tous constitués de métal inoxydable, de préférence du même métal, et/ou d'une seule pièce métallique. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens aspirants ayant un embout avec des moyens de filtration capables de distinguer entre un liquide et des particules solides d'un diamètre inférieur à 50 microns, ou même inférieur à 25 microns. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens de filtration sont préférentiellement capables de ne pas se boucher par les particules solides. 6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel les moyens de filtration comprennent d'une part une paroi bouchant le canal d'évacuation du liquide de manière à ce que celui-ci n'ait pas d'accès direct à la phase liquide de l'enceinte close, et d'autre part une pluralité de fins interstices disposés latéralement. 7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel la pluralité de fins interstices est constituée d'une multitude de petits trous rectilignes de diamètre inférieur à 50 microns, de préférence inférieur à 25 microns. 8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel les trous sont disposés radialement à partir du centre du canal d'évacuation en direction de l'extérieur de ce canal. 9. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel la pluralité de fins interstices est constituée d'une pluralité de fentes de largeur inférieure à 50 microns, de préférence inférieure à 25 microns. 10. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel la longueur des fentes est supérieure à 1 mm et/ou inférieure à 5 mm. 11. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel les moyens de filtration sont constitués par un embout poreux fixé (de préférence soudé) au canal d'évacuation, les porosités de cet embout poreux correspondant à des interstices de diamètre inférieur à 50 microns, ou mieux inférieur à 25 microns. 12. Appareillage pour effectuer des réactions chimiques comprenant une enceinte réactionnelle close et un dispositif selon l'une des revendications précédentes. 13. Appareillage selon la revendication 12 dans lequel l'enceinte réactionnelle close comprend, à titre de paroi susceptible d'être perforée par les moyens aspirants, une paroi ou opercule ou septum en matériau polymérique ou caoutchouteux. 14. Procédé de séparation d'un participant solide à un milieu réactionnel chimique comprenant des particules solides et un liquide situés dans une enceinte réactionnelle close d'un appareillage selon l'une des revendications 12 ou 13, le dit participant solide au dit milieu réactionnel chimique étant un support lié chimiquement à un réactif ou produit de réaction, le dit procédé comprenant une phase d'aspiration de la phase liquide du dit milieu réactionnel à l'aide des moyens aspirants du dit appareillage.