Brevet FR2745813A1 — publié le 19970912

AGGLOMERATS SPHERIQUES D'ACIDE 10-PHENOTHIAZINYLPROPANOIQUE ET LEUR PROCEDE DE PREPARATION La présente invention a pour objet de nouveaux agglomérats sphériques d'acide 10-phénothiazinylpropanoïque. L'invention vise également le procédé d'obtention desdits agglomérats. L'acide 1 0-phénothiazinylpropano7que est un produit organique, utilisé comme intermédiaire de synthèse. II est représenté par la formule suivante: Un mode de préparation dudit produit est décrit par Nathan L. SMITH J. Org. Chem X, pp. 1125 (1950). Le produit obtenu se trouve sous la forme d'un précipité qui présente des difficultés de séparation, par filtration ce qui implique nécessairement une étape de recristallisation dans un solvant organique, généralement un alcool. Par ailleurs, dans de multiples domaines d'application, on requiert que les produits mis en oeuvre se trouvent sous une forme telle qu'elle doit satisfaire à de nombreuses exigences: - le produit doit être aisément manipulable, - la répartition granulométrique du produit doit exclure des particules fines qui génèrent des poussières, - le produit doit présenter de bonnes propriétés d'écoulement et ne pas motter dans les installations de stockage temporaire, du type trémie ou lors d'une utilisation dans des processus de transformation ultérieure, ou au cours d'un stockage prolongé dans les emballages usuels. Pour satisfaire aux exigences précitées, la présente invention propose une nouvelle présentation d'acide 10-phénothiazinylpropano7que ainsi qu'un procédé d'obtention permettant de résoudre le problème de filtration. Plus précisément, la présente invention a pour objet des agglomérats sphériques d'acide 10-phénothiazinylpropanoïque. Dans l'exposé de la présente invention, on entend par "sphériques", des particules solides à forte sphéricité. La caractéristique du procédé de l'invention, en vue de préparer des agglomérats sphériques d'acide i 0-phénothiazinylpropano7que est de mettre sous agitation une suspension d'acide 10-phénothiazinylpropano7que dans l'eau, en présence d'un liquide liant non miscible à l'eau choisi parmi les esters d'acides carboxyliques comprenant au moins 5 atomes de carbone, les alcools aliphatiques comprenant au moins 5 atomes de carbone, les cétones aliphatiques ou cycloaliphatiques comprenant au moins 5 atomes de carbone. Les agglomérats obtenus selon l'invention présentent des caractéristiques physico-chimiques qui leur sont propres. Ils présentent une taille de particules essentiellement sous forme sphérique, ayant un diamètre qui peut varier dans une large gamme. Précisons que la détermination des tailles se fait par analyse d'image. Généralement, la taille des particules exprimée par le diamètre médian (d50) varie de 50 um à 3 000 clam, de préférence entre 500 pm et 1 000 clam. On définit le diamètre médian comme étant tel que 50 % en poids des particules ont un diamètre supérieur ou inférieur au diamètre médian. La figure 1 représente une photographie des agglomérats de l'invention prise au macroscope (grossissement = 16) et révèle donc la forme sphérique des particules obtenues. Conformément au procédé de l'invention, on prépare des agglomérats sphériques d'acide 10-phénothiazinylpropanoTque par agitation d'une suspension d'acide 10-phénothiazinylpropano7que dans l'eau en présence d'un liquide liant non miscible à l'eau tel que précité. Dans le choix du liquide liant, on fait appel à un solvant organique dans lequel l'acide 10-phénothiazinylpropanolque est très peu soluble, c'est-à-dire qu'il présente une solubilité inférieure à 5 %, et de préférence inférieure à 1 %. Les esters d'acides aliphatiques utilisés sont en particulier les acétates de propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, pentyle, isopentyle. Comme exemples d'alcools aliphatiques, on peut mentionner notamment l'isopentanol et l'octanol. En ce qui concerne les cétones, on citera plus particulièrement la cyclohexanone. L'acide 1 0-phénothiazinylpropanolque de départ peut être du produit cristallisé ou broyé. La taille des particules exprimée par le diamètre médian (d50) varie largement, par exemple de 1 pm à 100 clam. La quantité d'eau par rapport à l'acide 10-phénothiazinylpropanoTque n'est pas critique ; toutefois, on préfère utiliser des suspensions correspondant à environ 400 à 2000 cm3 d'eau, de préférence, de 800 à 1000 cm3 pour 100 9 d'acide 10-phénothiazinylpropanolque. Le mélange est maintenu sous agitation. Le type d'agitation n'est pas critique, toutefois, on préfère utiliser une agitation cisaillante de type turbine Rushton8), par exemple. La vitesse d'agitation du mélange doit être suffisante pour obtenir une suspension homogène d'acide 10-phénothiazinylpropanoTque dans l'eau et une dispersion homogène du liquide liant. Une vitesse de 500 à 800 Vmn est généralement utilisée lorsque l'on opère dans un réacteur de 1 litre. La quantité de liquide liant par rapport à l'acide 10phénothiazinylpropanoïque est critique. En dessous d'une quantité minimale de liquide liant, I'agglomération ne se produit pas ; en revanche, si l'on utilise une trop grande quantité de liquide liant, les particules solides sont dispersées dans le liquide liant et elles se déforment facilement. Pour chaque liquide liant, la détermination des proportions entre lesquelles les agglomérats sphériques se forment et restent stables peut être effectuée de la manière suivante. A une suspension de 100 g d'acide 10-phénothiazinylpropanoTque dans 900cm3 d'eau maintenue sous agitation énergique (vitesse de rotation 700 time), on ajoute goutte à goutte le liquide liant. Des parties aliquotes de la suspension sont prélevées au cours de l'addition dont l'examen permet de déterminer la quantité minimale de liquide liant nécessaire à la formation des agglomérats sphériques. L'addition du liquide liant est poursuivie pour déterminer à partir de quelle quantité dudit liquide les agglomérats sphériques commencent à se désagréger. On précisera, à titre indicatif, que lors de la mise en oeuvre d'un ester aliphatique, la quantité à utiliser varie avantageusement entre 0,4 et 0,7 g par g d'acide 10-phénothiazinylpropanolque. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il n'est pas nécessaire d'ajouter progressivement le liquide liant ; la quantité de celui-ci nécessaire pour la formation des agglomérats sphériques peut être ajoutée en une seule fois à la suspension aqueuse agitée d'acide 10phénothiazinylpropanolque. D'une manière générale, la formation des agglomérats sphériques se produit quelques minutes après l'addition du liquide liant. Le diamètre des agglomérats croît ensuite à peu près linéairement par rapport à la durée de l'agitation puis reste pratiquement constant. II est donc possible d'arrêter la croissance des agglomérats lorsque ceux-ci ont atteint la dimension désirée. Les agglomérats sphériques peuvent être séparés du milieu de formation selon les techniques classiques de séparation solide/liquide, de préférence par filtration. Les constituants (eau et liquide liant) de la phase liquide peuvent être séparés, par exemple par distillation azéotropique, et recyclés dans des opérations ultérieures. Conformément à l'invention, il est à noter que la taille des agglomérats peut être augmentée en réalisant après l'étape d'agglomération et avant l'étape de séparation solide/liquide, une addition supplémentaire d'acide 10phénothiazinylpropanoïque en suspension dans l'eau ou d'acide 10phénothiazinylpropanoïque pulvérulent au milieu agité contenant les agglomérats. L'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque solide ajouté se fixe à la surface des grains formés et les enrobe ainsi d'une couche solide. La quantité d'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque ajoutée peut représenter de 5 à 50 % en poids d'acide 10-phénothiazinylpropano7que solide initialement aggloméré. Les agglomérats obtenus selon le procédé de l'invention peuvent être ensuite séchés selon les techniques classiques connues de l'Homme du Métier. Le séchage est généralement conduit sous pression atmosphérique ou sous pression réduite. Le séchage est effectué le plus souvent à l'air à une température qui peut aller de la température ambiante, par exemple 20"C jusqu'à une température de 100"C, de préférence entre 50"C et 90"C. La durée du séchage est poursuivie jusqu'à obtention d'un poids constant. Généralement, elle varie de 30 mn à 12 heures, selon la température choisie. Les agglomérats sphériques obtenus selon le procédé de l'invention, et qui constituent eux-mêmes un autre objet de l'invention, présentent une bonne tenue mécanique, des propriétés intéressantes de coulabilité et sont aisément manipulés. De plus, ils sont très facilement filtrables. Selon une variante du procédé de l'invention, il a été trouvé que l'acide 10phénothiazinylpropanoïque s'agglomérait plus facilement, lorsque l'on faisait une étape préalable de mouillage de la poudre à granuler. Ainsi, on met en suspension aqueuse, L'acide 10phénothiazinylpropanoïque. La quantité d'eau mise en oeuvre pour effectuer cette opération dépend de la granulométrie de la poudre de départ. On précisera à titre indicatif qu'une quantité d'eau de 500 cm3 à 2000 cm3 est avantageusement mise en oeuvre pour 100 g d'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque. La mise en contact de l'eau et de la poudre se fait de préférence sous agitation pendant une durée variant, par exemple, entre 5 mn et 20 mn. Ensuite, on sépare la poudre par toute méthode adéquate de préférence par filtration puis on soumet la poudre ainsi obtenue à une étape d'agglomération conduite selon le procédé de l'invention. Selon une autre variante du procédé de l'invention, il a été trouvé qu'il pouvait être souhaitable de faire avant l'opération d'agglomération définie selon l'invention, une première étape d'adsorption d'au moins un solvant organique quasiment hydrosoluble. Comme exemples de solvants organiques convenant pour cette adsorption, on peut citer les éthers aliphatiques, de préférence, I'éther isopropylique, les hydrocarbures aromatiques, halogénés ou non, de préférence, le toluène ou le monochlorobenzène. On peut également utiliser un mélange de solvants organiques qui peuvent être mis en oeuvre successivement ou simultanément, avec éventuellement des étapes intermédiaires de séparation et de remise en suspension. La quantité de solvant(s) organique(s) mise en oeuvre n'est pas critique et peut être très variable. Ainsi, elle peut représenter de 1 à 200 % du poids d'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque, de préférence entre 1 et 10 %. L'adsorption de ces produits est réalisée en les dispersant dans une suspension aqueuse d'acide 10-phénothiazinylpropanoïque sous agitation vigoureuse. La suspension est ensuite soumise à une opération de séparation, de préférence, une filtration. Le produit obtenu est alors soumis au procédé d'agglomération selon l'invention. Selon une variante du procédé de l'invention on peut conduire l'agglomération en présence d'un sel minéral présentant de préférence une force ionique important. Comme exemples de sels, on peut mentionner, notamment les sels de calcium, de préférence, le carbonate de calcium, le sulfate de calcium et les sels d'aluminium, de préférence, le sulfate d'aluminium. L'ajout d'un tel sel favorise l'agglomération. La quantité de sel mise en oeuvre est avantageusement choisie dans une gamme allant de 0,5 à 5 % du poids d'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque. Ainsi, le procédé de l'invention conduit à des agglomérats dont l'agglomération peut être facilitée par des opérations préalables de mouillage à l'aide d'un liquide aqueux ou organique. On donne ci-après différents exemples illustrant les modes de réalisation de l'invention. Les exemples suivants, sont donnés à titre illustratif sans caractère limitatif. Exemple 1: L'agglomération de l'acide 10-phénothiazinylpropanoïque est effectuée selon deux étapes successives. opération de lavage: Une suspension aqueuse à 10% d'acide 1 0-phénothiazinylpropano7que (50 g d'acide 10-phénothiazinylpropano7que dans 450 g d'eau) est agitée à 600 tours par minute au moyen d'une turbine Rushton dans un réacteur d'un litre, pendant 10 mn. L'opération est menée à température ambiante. Les caractéristiques granulométriques de l'acide 10-phénothiaziny- propanoique de départ sont les suivantes: - D10= 0,9 pm, - 3,4 Mm, - Dgo = 12 pm. La suspension est alors filtrée sur bûcher puis lavée avec un litre d'eau. Le gâteau de filtration est utilisé dans l'étape suivante. - pération de granulation: Elle est réalisée sur l'acide 10-phénothiazinylpropano7que préparé lors de l'opération précédente. L'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque a été granulé après ajout de 31,6 g d'acétate d'isopropyle dans la suspension. Après agitation pendant 2 h 05 mn à 750 t/mn, les agglomérats formés sont séchés en étuve à 70 C sous pression atmosphérique pendant 2 heures. Les caractéristiques granulométriques des granulés obtenus sont les suivantes: - D10=881 pm, - D50 = 1130 pm, - D90 = 1280 m. Exemple 2: L'agglomération d'acide 1 0-phénothiazinylpropano7que est réalisée par adsorption préalable de monochlorobenzène sur l'acide 10phénothiazinylpropanoïque et par ajout de carbonate de calcium pour favoriser l'agglomération. - Opération d'adsorntïon. L'opération est menée à température ambiante. Les caractéristiques granulométriques de l'acide 1 0-phénothiazinylpropanoique de départ sont les suivantes: - D10 = 0,9 m, - D50 = 3,4 m, - Dgo= 12 lim. 0,5 g de monochlorobenzène est ajouté à une suspension aqueuse à 10% d'acide 1 0-phénothiazinylpropano7que (50 g d'acide 10phénothiazinylpropanoïque dans 450 g d'eau) et 10% d'acétate d'isopropyle agitée à 600 tours par minute, au moyen d'une turbine Rushton dans un réacteur d'un litre. Le système est agité pendant 30 mn. Le contenu du réacteur est ensuite filtré. Le gâteau de filtration est alors lavé avec 1 litre d'eau. modération de granulation: Le gâteau de filtration de l'essai précédent est ajouté à 450 g d'eau et 0,3 g de carbonate de calcium dans le réacteur. Le système est agité pendant 1 heure. 30 g d'acétate d'isopropyle sont alors ajoutés dans le réacteur. Le système est agité pendant 1 heure. 0,2 g de carbonate de calcium sont ensuite ajoutés dans le réacteur. Des granulés de taille inférieure au millimètre sont alors formés après 1 h 30 mn d'agitation. REVENDICATIONS 1 - Agglomérats sphériques d'acide 10-phénothiazinylpropano7que. 2 - Agglomérats d'acide 10-phénothiazinylpropanoïque ayant un diamètre médian (d50) variant de 50 pm à 3 000 clam, de préférence entre 500 um et 1 000 pm. 3- Procédé de préparation d'agglomérats sphériques d'acide 10phénothiazinylpropanoïque selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre sous agitation une suspension d'acide 10phénothiazinylpropanoîque dans l'eau, en présence d'un liquide liant non miscible à l'eau choisi parmi les esters d'acides carboxyliques comprenant au moins 5 atomes de carbone, les alcools aliphatiques comprenant au moins 5 atomes de carbone, les cétones aliphatiques ou cycloaliphatiques comprenant au moins 5 atomes de carbone. 4- Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'ester d'acide aliphatique utilisé est choisi parmi les acétates de propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, pentyle, isopentyle. 5- Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'alcool aliphatique est choisi parmi l'isopentanol et l'octanol. 6- Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la cétone utilisée est la cyclohexanone. 7 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisé par le fait que l'on effectue au préalable une étape de mouillage de la poudre de départ par mise en contact avec de l'eau, de l'acide 10-phénothiazinylpropano7que, de préférence sous agitation. 8 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé par le fait que l'on soumet la poudre d'acide 1 0-phénothiazinylpropanoïque à une première étape d'adsorption d'au moins un solvant organique quasiment hydrosoluble. 9- Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le ou les solvants organiques convenant pour cette adsorption, sont les éthers aliphatiques, de préférence, I'éther isopropylique, les hydrocarbures aromatiques, halogénés ou non, de préférence, le toluène ou le monoch lorobenzène. 10- Procédé selon la revendication 9 caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange de solvants organiques qui peuvent être mis en oeuvre successivement ou simultanément, avec éventuellement des étapes intermédiaires de séparation et de remise en suspension. 1 1 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisé par le fait que l'on utilise un sel minéral pour favoriser l'agglomération. 12 - Procédé selon la revendication 11 à caractérisé par le fait que le sel ajouté est choisi parmi les sels de calcium, de préférence, le carbonate de calcium, le sulfate de calcium et les sels d'aluminium, de préférence, le sulfate d'aluminium.