Brevet FR2804432A1 — publié le 20010803

La présente invention concerne de nouveaux agents tensioactifs et le procédé pour leur préparation. L'état de la technique comprend la description de plusieurs méthodes, ayant pour but d'augmenter le caractère hydrophile des alkylpolyglycosides. II y a par exemple, celle décrite dans la demande de brevet allemand publiée sous le numéro DE 4 335 947, qui consiste à condenser les alkylpolyglycosides avec la glycérine, celle décrite dans la demande de brevet allemand publiée sous le numéro DE 4 317 472 qui consiste à condenser les alkylpolyglycosides avec le glycidol, celle décrite dans la demande de brevet allemand publiée sous le nu méro DE 4 335 956, qui consiste à condenser les alkylpolyglycosides avec des oligoglycérines ou celle décrite dans la demande de brevet français publiée sous le numéro 2 765 876, qui consiste à modifier la structure des alkylpolygly- cosides, en préparant des glycosides hydrophiles de formule R'-O-CH2-CH(OR2)-CH2-O-[G]P dans laquelle R' représente une chaîne grasse et R2 représente un atome d'hydrogène ou R'. Les résultats, en terme d'hydrophilie, obtenus par les substitutions modi ficatrices de la structure des polyglycosides exposées ci-dessus, n'étant pas suffisamment satisfaisants, la demanderesse a cherché à développer de nou veaux alkylpolyglycosides modifiés à hydrophilie améliorée. C'est pourquoi, l'invention a pour objet un composé de formule (I) R-T-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]"-(G)X (I) dans laquelle R représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, T représente un des radicaux divalents -C(=0)-, -NH-C(=O)-, -O-CH(CH3)- ou -CH(OH)-CH2-, n représente un nombre entier compris entre 1 et 30, x représente un nombre décimal compris entre 1 et 5 et G représente le reste d'un saccharide, étant entendu que, lorsque T représente un radical -C(=0)- ou un radical - CH(OH)-CH2-, n est supérieur à 1. Par radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, compre nant de 6 à 30 atomes de carbone, on désigne notamment pour R un radical al kyle ou un radical alkényle. R représente plus particulièrement un radical com prenant de 8 à 22 atomes de carbone et tout particulièrement de 12 à 22 ato mes de carbone. Comme exemples de radical alkyle ou alkényle que repré sente R, il y a ceux choisis parmi les radicaux hexyle linéaire ou ramifié, heptyle linéaire ou ramifié, octyle linéaire ou ramifié, nonyle linéaire ou ramifié, décyle linéaire ou ramifié, décènyle linéaire ou ramifié, undécyle linéaire ou ramifié, undécènyle linéaire ou ramifié, dodécyle linéaire ou ramifié, tridécyle linéaire ou ramifié, tétradécyle linéaire ou ramifié, pentadécyle linéaire ou ramifié, hexadé- cyle linéaire ou ramifié, heptadécyle linéaire ou ramifié, octadécyle linéaire ou ramifié, octadécènyle linéaire ou ramifié, octadécadiènyle linéaire ou ramifié, octadécatriènyle linéaire ou ramifié, béhènyle linéaire ou ramifié. Par reste d'un saccharide, on désigne notamment le glucose ou dex trose, le fructose, le mannose, le galactose, l'altrose, l'idose, l'arabinose, le xy- lose , le ribose, le gulose, ou le lyxose. La structure oligomérique (G)X, peut se présenter sous toute forme d'isomérie, qu'il s'agisse d'isomérie optique, d'isomérie géométrique ou d'isomé rie de position ; elle peut aussi représenter un mélange d'isomères. Dans la formule (I), telle que définie précédemment, le groupe R-(T)p-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]" est lié à G par le carbone anomérique du reste saccharide, de manière à former une fonction acétal. Dans la formule (I) telle que définie précédemment, le groupe divalent -[CH2-CH(OH)-CH2-O]"- est issu de tout polyglycérol obtenu par oligomérisation de n molécules de glycérol, indépendamment de la position des liaisons entre les monomères. Ainsi, quand n est égal à 2, le groupe divalent -[CH2-CH(OH)-CH2-O]2- représente, soit le radical -CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2- CH(OH)-CH2-O-, soit le radical -[CH2-CH(CH2-OH)-O-CH2-CH(OH)-CH2-O]-, soit le radical -[CH2-CH(CH2-OH)-O-CH(CH20H)-CH2-O]-. Selon un aspect particulier de la présente invention, le groupe divalent -[CH2-CH(OH)-CH2-O]"- consiste en une séquence linéaire de groupes -CH2-CH(OH)-CH2-O-. Dans la formule (I), telle que définie précédemment, x représente le de gré moyen de polymérisation du saccharide. x est plus particulièrement compris entre 1,05 et 2,5 et tout particulièrement entre 1,1 et 2,0. Dans la formule (I), telle que définie précédemment, n représente plus particulièrement un nombre compris entre 2 et 15 et tout particulièrement entre 3 et 10. L'invention a aussi pour objet, un procédé de préparation d'un composé de formule (I), telle que définie précédemment, caractérisé en ce le sucre de formule (II) HO-G (II) est mis à réagir avec le polyol de formule (III) HO-[CH2-CH(OH)-CH2-O]n-H (11 1) pour former le composé de formule (IV) HO-[CH2-CH(OH)-CH2-01,-(G), (IV), qui est mis à réagir avec un composé susceptible de réagir avec une ou plu sieurs de ses fonctions hydroxyle, pour former le composé de formule (I). Dans le procédé tel que défini ci-dessus, la réaction de formation du composé de formule (IV), est effectuée en présence de catalyseurs acides forts, tels que par exemple les acides minéraux comme l'acide sulfurique, l'acide hy pophosphoreux ou un mélange de ces acides. Par composé susceptible de réagir avec une ou plusieurs des fonctions hydroxyle du composé de formule (IV), pour former le composé de formule (I), on désigne, dans le cadre de la présente invention, les composés susceptibles d'assurer en une ou plusieurs étapes, le greffage de chaîne hydrophobe R, au substrat polyglycéryle de formule (IV') -O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]n-(G)X (IV'). II s'agit par exemple des esters alkyliques d'acides gras, des isocyanates d'alcanoyle gras, des oxirannes substitués par une chaîne grasse, des éthers vinyliques d'alcools gras ou encore des acides gras dont la fonction acide car boxylique est activée, par exemple sous forme d'anhydride, de d'halogénures d'acide ou de fonction carbodiimide. Selon une première variante du procédé tel que défini précédemment, pour préparer un composé de formule (la), R-C(=O)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O],,-(G)x (la), correspondant à la formule (I) telle que définie précédemment, dans laquelle n' est supérieur à let T représente le radical divalent -C(=0)-, le dérivé de formule (IV), telle que définie précédemment, est soumis à une réaction de trans- estérification avec un composé de formule (V) R-C(=O)-X (V) dans laquelle X représente un atome d'hydrogène, un radical activateur de la fonction carboxylique, un atome d'halogène de préférence un atome de chlore ou de brome ou un radical OR' dans lequel R' représente radical alkyle com prenant de 1 à 4 atomes de carbone. La réaction de trans-estérification conduisant au composé de formule (la), est connue de l'homme du métier. Ainsi, lorsque le composé de formule (V) est un ester de formule R-C(=O)-OR', elle est réalisée par exemple, en pré sence de catalyseurs basiques, tels que les alcoolates alcalins comme le mé- thylate de sodium. Selon une deuxième variante du procédé tel que défini précédemment, pour préparer un composé de formule (lb) R-CH(OH)-CH2-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]"'-(G)x (lb), correspondant à la formule (I) dans laquelle n'est supérieur à 1 et T représente le radical divalent -CH(OH)-CH2-, le composé de formule (IV), telle que définie précédemment, est mis à réagir avec un époxyde de formule (VI) Selon une troisième variante du procédé tel que défini précédemment, pour préparer un composé de formule (1c) R-NH-C(=O)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-(:)In-(G), (1c) correspondant à la formule (I) dans laquelle T représente le radical divalent -NH-C(=O)-, le composé de formule (IV), telle que définie précédemment, est mis à réagir avec un composé de formule (VII) R-N=C=O (VII). Selon une quatrième variante du procédé tel que défini précédemment, pour préparer un composé de formule (Id) R-O-CH(CH3)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]n-(G), (Id), correspondant à la formule (I) dans laquelle T représente le radical divalent -O-CH(CH3)-, le composé de formule (IV), telle que définie précédemment, est mis à réagir avec un alkyl vinyl éther de formule (VIII) R-O-CH=CH2 (VI 11). Dans le procédé et ses variantes exposés ci-dessus, les composés de formule (V), (VI), (VII) ou (VIII), sont connus de l'homme du métier ou sont pré parés à partir de produits connus. Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci a pour objet une composition consistant en un mélange d'au moins deux composés de formule (1), susceptible d'être obtenue par le procédé ou l'une de ses variantes, tels qu'ils sont définis ci-dessus, en mettant en oeuvre un mélange de composés de formules (I11), à la place d'un seul composé de formule (III) et/ou un mélange de composés de formules (III), (V), (VI), (VII), (VIII) à la place respectivement, d'un seul composé de formule (III), (V), (VI), (VII) ou (VIII). Le mélange tel que défini ci-dessus, est plus particulièrement un mé lange de composés de formule (I), susceptible d'être obtenu par la mise ceuvre dans le procédé ou dans ses variantes, de mélanges de composés de formules (V), (VI), (VII) ou (VIII), dérivés de graisses ou d'huiles naturelles d'origine vé gétales ou animales comme, par exemple, l'huile de coprah, l'huile de palmiste, l'huile de palme, l'huile de soja, l'huile de colza, l'huile de ricin, l'huile de maïs, l'huile de tournesol, l'huile de suif de boeuf ou l'huile de hareng. Selon un autre aspect de la présente invention celle-ci a pour objet une composition (A) caractérisée en ce qu'elle comprend plus de 0% en poids et moins de 100% en poids et de préférence de 10% à 50% en poids, d'un composé de formule (I) ou d'un mélange de composés de formule (I) telle que définie précédemment et plus de 0% en poids et moins de 100% en poids et de préférence de 50 % à 90% en poids, d'au moins un composé de formule (lX) Zi-O-[CH2-CH(OZ2)-CH2-OjnZ3 (lX), dans laquelle n est tel que défini précédemment pour la formule (I), Zl, Z2 ou Z3, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe R-T, dans lequel R et T sont tels que définis précédemment pour la formule (I), étant entendu qu'au moins un des radicaux Zi, Z2 ou Z3, représente un groupe R-T. La composition A telle que définie ci-dessus, est préparée par exemple, en faisant réagir un excès de composé de formule (I11) avec le saccharide de formule (I1) pour former un mélange (B), de composés de formules (III) et (IV), mélange (B) qui est mis à réagir un composé susceptible de réagir avec les fonctions hydroxyles des composés de formules (111) et (IV) selon le procédé et ses variantes, tels que définis précédemment. Selon un dernier aspect de la présente invention, celle-ci a pour objet l'utilisation d'un composé de formule (I) d'un mélange de composés de formule (I) ou d'une composition (A) telle que décrits précédemment, comme agent de surface ou agent tensioactif, et notamment comme agent émulsionnant, comme agent moussant, comme agent mouillant ou comme agent solubilisant des agents anti-mousses. Les exemples suivants illustrent l'invention, sans toutefois la limiter. Exemple 1 a) Synthèse de HO-(CH2-CH(O H)-CH2-O1#,-H On introduit dans un réacteur 1500 g de glycérol puis 100 g de méthylate de sodium en solution à 30% dans le méthanol. Après distillation du méthanol, le mélange, agité et sous gaz inerte, est porté à environ 245 C et laissé Pen dant 10 heures. Après refroidissement, neutralisation à l'acide sulfurique, et fil tration, on obtient un mélange d'oligomères du glycérol ayant une distribution répartie entre 1 et 7 motifs et dont le degré moyen d'oligomérisation est d'envi ron 3. b) Synthèse de HO-fCH2-CH(OH)-CH2-Oln- On introduit dans un réacteur 1200 g du mélange d'oligomères du glycé- rol préparé au stade précédent, on chauffe à 70 C, on ajoute 360 g de glucose anhydre puis à 90 C un mélange d'acide sulfurique et d'acide hypophosphoreux et le mélange est ensuite porté à 110 C sous agitation et vide partiel et mainte nu 5 heures dans ces conditions puis il est refroidi et neutralisé par de la soude jusqu'à pH = 7. c) Synthèse de R-C(=O -O-fCH2-CH OH)-CH?-Oln---# On ajoute au composé obtenu au stade précédent, 24 g de méthylate de sodium à 30% dans le méthanol, on porte le mélange à 110 C puis on y coule en 2 heures, 1300 g de palmitate de méthyle commercialisé sous l'appellation EDENOR ME C16 92-94TM, en éliminant par distillation le méthanol formé. A près neutralisation jusqu'à pH = 7 par de l'acide phosphorique à 85%, on filtre et l'on obtient un mélange majoritairement constitué de palmitate de polyglycéryl- glucoside de formule (I) R-C(=O)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]n-(G), (I) dans laquelle R représente un radical pentadécyle, n représente un nombre entier compris entre 1 et 7 en moyenne égal à 3, x représente un nombre décimal compris entre 1 et 5 et G représente le reste du glucose. Exemple 2 a) Synthèse de H-O-CH2-CH(OH)-ÇHP-O-CH2-CH(OH -H2-_ O-(G)X On introduit dans un réacteur, 620 g de diglycérine à 92% commercial, on chauffe à 70 C, ajoute 220 g de glucose anhydre puis ajoute à 90 C, un mélange d'acide sulfurique et d'acide hypophosphoreux et le tout est porté à 110 C sous agitation et vide partiel et est maintenu 5 heures dans ces condi tions. Le composé résultant est refroidi et neutralisé par de la soude jusqu'à pH = 7. b) Synthèse de R-NH-C(=O)-O-CH2-CH(OH)-CH?-O-ÇH2-CH(OH)-CH2-O- G On ajoute à 80 C, au composé obtenu au stade précédent, 125 g de triéthylamine puis 1075 g d'isocyanate de cétostéaryle (35-65) commercial. Le mélange est maintenu à 80 C sous agitation pendant 15 heures. Après refroi dissement, neutralisation jusqu'à pH = 7 et filtration, on obtient un mélange émulsionnant constitué de composés de formule (1c) R NH-C(=O)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]n-(G), (1c) dans laquelle R représente un radical hexadécyle ou un radical octadécyle, T représente le radical divalent -NH-C(=O)- n est égal à 2, x représente un nombre décimal compris entre 1 et 5 et G représente le reste du glucose. Exemple 3 a) Synthèse de HO-ICH2-CH(OH)-CH2-O]n On introduit dans un réacteur 900 g de polyglycérol 4 commercial, cons titué d'un mélange d'oligomères du glycérol centré sur le tétraglycérol, chauffe à 70 C, on ajoute 90 g de glucose anhydre puis à 90 C un mélange d'acide sulfu rique et d'acide hypophosphoreux et le mélange est ensuite porté à 110 C sous agitation et vide partiel et maintenu 5 heures dans ces conditions puis refroidi à 60 C. b) Synthèse de R-CH(OH)-CH2-O-fCH2-CH(OH)-CH2-O1, -(G)x On ajoute, à 60 C, au composé non neutralisé obtenu au stade précé dent, 4 g de complexe acétique-trifluorure de bore et l'on chauffe à 75 C On coule ensuite pendant 2 heures, 720 g de VIKOLOXTM16 (époxyhexadécane) commercial, puis laisse le mélange à 80 C-85 C, sous agitation pendant 4 heu res. Après refroidissement à 40 C et neutralisation à pH = 7 par de la soude, on obtient un mélange émulsionnant constitué de composés de formule (lb) R-CH(OH)-CH2-O-[CH2-CH(OH)-CH2-Ojn-(G)X (lb) dans laquelle R représente un radical tétradécyle, n est en moyenne égal à environ 4, x représente un nombre décimal compris entre 1 et 5 et G représente le reste du glucose. Exemple 4 a) Synthèse de HO-[CH2-CH(OH)-CH2-O On introduit dans un réacteur 900 g de polyglycérol 4 commercial, cons titué d'un mélange d'oligomères du glycérol centré sur le tétraglycérol, chauffe à 70 C, on ajoute 90 g de glucose anhydre puis à 90 C un mélange d'acide sulfu rique et d'acide hypophosphoreux et le mélange est ensuite porté à 110 C sous agitation et vide partiel et maintenu 5 heures dans ces conditions puis refroidi à 60 C. b) Synthèse de R-O-CH(CH3)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-Oln- G On ajoute en une heure, à 80 C, au composé non neutralisé, obtenu au stade précédent, du vinyl octadécyl éther à raison d'une mole par mole de poly- glycérol 4 introduit initialement au stade précédent, en présence d'une quantité catalytique d'acide phosphorique concentré. Après 5 heures à 110 C, refroidis sement à 40 C et neutralisation à pH = 7 par de la soude, on obtient un mé lange émulsionnant constitué de composés de formule (Id) R-O-CH(CH3)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]"-(G)x (Id), dans laquelle R représente un radical octadécyle, n est en moyenne égal à environ 4, x représente un nombre décimal compris entre 1 et 5 et G représente le reste du glucose. REVENDICATIONS 1. Composé de formule (I) R-T-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O]n-(G), (I) dans laquelle R représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, comprenant de 6 à 30 atomes de carbone, T représente un des radicaux divalents -C(=0)-, -NH-C(=O)-, -O-CH(CH3)- ou -CH(OH)-CH2-, n représente un nombre entier compris entre 1 et 30, x représente un nombre décimal compris entre 1 et 5 et G représente le reste d'un saccharide, étant entendu que, lorsque T représente un radical -C(=0)- ou un radical -CH(OH)-CH2-, n est supérieur à 1. 2. Composé de formule (1), telle que définie à la revendication 1, dans laquelle R un radical comprenant de 8 à 22 atomes de carbone et tout particulièrement de 12 à 22 atomes de carbone. 3. Composé de formule (I), telle que définie à l'une des revendica tions 1 ou 2, dans laquelle G représente le reste du glucose. 4. Composé de formule (I), telle que définie à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle x est compris entre 1,05 et 2,5 et tout parti culièrement entre 1,1 et 2,0. 5. Composé de formule (I), telle que définie à l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle n représente un nombre compris entre 2 et 15 et tout particulièrement entre 3 et 10. 6. Composé de formule (I), telle que définie à l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le groupe divalent -[CH2-CH(OH)-CH2-O],- consiste en une séquence linéaire de groupes -CH2-CH(OH)-CH2-O-. 7. Procédé de préparation du composé de formule (I), telle que défi nie à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le sucre de formule (11) HO-G (II) est mis à réagir avec un polyol de formule (III) HO-[CH2-CH(OH)-CH2-O],-H (III) pour former le composé de formule (IV) HO-[CH2-CH(OH)-CH2-O]"-(G), (IV) qui est mis à réagir avec un composé susceptible de réagir avec une ou plu sieurs fonctions hydroxyle, pour former le composé de formule (I). 8. Variante du procédé tel que défini à la revendication 7, pour pré parer un composé de formule (la), R-C(=O)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O],,-(G)X (la), correspondant à la formule (I), dans laquelle n'est supérieur à 1 et T représente le radical divalent -C(=0)-, caractérisée en ce que le composé de formule (IV) HO-[CHZ-CH(OH)-CH2-01,-(G)x (IV), est mis à réagir avec un composé de formule (V) R-C(=O)-X (V) dans laquelle X représente un atome d'hydrogène, un radical activateur de la fonction carboxylique, un atome d'halogène de préférence un atome de chlore ou de brome ou un radical OR', dans lequel R' représente un radical alkyle comprenant de 1 à 4 atomes de carbone. 9. Variante du procédé tel que défini à la revendication 7, pour pré parer un composé de formule (lb), R-CH(OH)-CH2-O-[CH2-CH(OH)-CH2-O],-(G)x (lb), correspondant à la formule (I) dans laquelle n' est supérieur à 1 et T représente le radical divalent -CH(OH)-CH2-, caractérisée en ce que le composé de for mule (IV) est mis à réagir avec un époxyde de formule (VI) 10. Variante du procédé tel que défini à la revendication 7, pour pré parer un composé de formule ((c), R-NH-C(=O)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-01,-(G)X (1C) correspondant à la formule (I) dans laquelle T représente le radical divalent -NH-C(=O)-, caractérisée en ce que le composé de formule (IV) est mis à réagir avec un composé de formule (Vil) R-N=C=O (VII). 11. Variante du procédé tel que défini à la revendication 7, pour pré parer un composé de formule (Id) R-O-CH(CH3)-O-[CH2-CH(OH)-CH2-011-(G), (ld), correspondant à la formule (I) dans laquelle T représente le radical divalent -O-CH(CH3)-, caractérisée en ce que le composé de formule (IV) est mis à ré agir avec un alkyl vinyl éther de formule (VIII) R-O-CH=CH2 (VIII). 12. Composition consistant en un mélange d'au moins deux compo sés de formules (I), caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être préparée par le procédé ou ses variantes, tels que définis à l'une des revendications 7 à 11, dans lesquels un mélange de composés de formules (III) est mis en oeuvre à la place d'un seul composé de formule (III) et/ou un mélange de composés de formules (11l), (V), (VI), (VII) ou (VIII) est mis en oeuvre à la place respective ment d'un seul composé de formule (III), (V), (VI), (Vil) ou (VIII). 13. Composition telle que définie à la revendication 12, susceptible préparée par le procédé ou ses variantes, à partir de mélanges de composés de formules (V), (V(), (VII) ou (VIII), dérivés de graisses ou d'huiles naturelles d'origine végétales ou animales, et plus particulièrement, dérivés d'huile de co prah, d'huile de palmiste, d'huile de palme, d'huile de soja, d'huile de colza, d'huile de ricin, d'huile de maïs, d'huile de tournesol, d'huile de suif de boeuf ou d'huile de hareng. 14. Composition (A) caractérisée en ce qu'elle comprend plus de 0% en poids et moins de 100% en poids et de préférence de 10% à 50% en poids, d'un composé de formule (I) ou d'un mélange de composés de formule (I) telle que définie à l'une des revendications 1 à 6 et 12 à 13 et, plus de 0% en poids et moins de 100% en poids et de préférence de 50% à 90% en poids, d'au moins un composé de formule (IX) Zl-O-[CH2-CH(OZ2)-CH2-01,-Z3 (IX) dans laquelle n est tel que défini précédemment pour la formule (I), ZI, Z2 ou Z3, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe R-T, dans lequel R et T sont tels que définis précédemment pour la formule (I), étant entendu qu'au moins un des radicaux Zi, Z2 ou Z3 représente un groupe R-T. 15. Utilisation d'un composé de formule (I) ou d'un mélange de com posés de formule (I), tels que définis à l'une des revendications 1 à 6 et 12 et 13, comme agent de surface ou agent tensioactif, et plus particulièrement, comme agent émulsionnant, comme agent moussant, comme agent mouillant ou comme agent solubilisant des agents anti-mousses. 16. Utilisation d'une composition telle que définie à la revendication 14, comme agent de surface ou agent tensioactif, et plus particulièrement, comme agent émulsionnant, comme agent moussant, comme agent mouillant ou comme agent solubilisant des agents anti-mousses.