Brevet FR2975991A1 — publié le 20121207

Procédé de préparation de dérivés alcoxylés du bisphénol La présente invention concerne un procédé de préparation de dérivés alcoxylés du bisphénol (BP) ainsi que l'utilisation desdits produits pour diverses applications. Les dérivés faiblement alcoxylés du BP (comprenant au maximum 5 moles d'adduits) sont généralement utilisés pour préparer des polymères tels que : - des polyesters insaturés par réaction avec des diacides insaturés ou avec des anhydrides insaturés ; - des polyesters saturés par réaction avec des diacides saturés ou avec des anhydrides saturés ; - des polyuréthanes par réaction avec des diisocyanates ; - des résines époxy, après conversion des dérivés de BP faiblement alcoxylés en diglycidyl éthers, puis réaction de ces derniers avec des réactifs appropriés, comme par exemple des polyamines, pour obtenir lesdites résines époxy. On peut utiliser également les BP faiblement alcoxylés pour préparer des monomères acryliques ou méthacryliques, par la suite utilisés dans des applications de type Radcure pour préparer par exemple des encres, des vernis. Ces matériaux sont ensuite utilisés pour de nombreuses applications industrielles telles que le revêtement, l'isolation, la préparation d'objets divers. La qualité des bisphénol A(BPA) faiblement alcoxylés est importante : ces intermédiaires ne doivent comprendre qu'une très faible quantité de produits de dégradation du BPA, tels que le phénol et l'isopropényl phénol. En effet, ces produits de dégradation du BPA sont monofonctionnels et leur présence dans les réactions ultérieures conduit à des rendements faibles, et ne permet pas d'atteindre des matériaux polymériques de poids moléculaire suffisamment élevé, ce qui se traduit par exemple par des qualités mécaniques altérées desdits matériaux polymériques. L'homme du métier peut les considérer comme des poisons de la réaction ultérieure et dans les utilisations ultérieures. D'autre part, une teneur trop importante de fonctions hydroxy-phénoliques dans les compositions de BPA faiblement alcoxylés ne permet pas une réticulation efficace dans les réactions ultérieures de formation des polymères. Cette réticulation est réalisée par exemple, dans la préparation de polyesters insaturés, par l'utilisation de péroxydes. Par exemple, un polyester avec une réticulation de moindre qualité engendrera un matériau de moindre qualité mécanique. Par « fonction hydroxy-phénoliques », on entend les fonctions chimiques hydroxy non alcoxylés présentes sur un noyau aromatique. On peut juger de la qualité de ces BPA faiblement alcoxylés par : - la teneur en produits de dégradation ; - la teneur en produits présentant des fonctions « hydroxyphénoliques » ; - la teneur en dérivés difonctionnels dont la structure chimique ne contient pas de fonctions hydroxy-phénoliques. Le procédé connu utilisé pour préparer des BPA faiblement alkoxylés consiste à surchauffer le BPA pour le fondre (son point de fusion est égal à 156-157°C) et le mener à 170°C, puis d'ajouter la quantité désirée d'au moins un oxyde d'alkylène (oxyde d'éthylène et/ou oxyde de propylène et/ou oxyde de butylène) en présence d'un système catalytique basique (KOH, NaOH, Triphenylphosphine, triéthylamine, ...). Cependant, à cette température de réaction, le BPA se dégrade fortement en dérivés monofonctionnels et la qualité résultante du BPA alcoxylé obtenue est pénalisante pour sa transformation chimique ultérieure en polyesters, polyuréthanes ou résines époxydes. Un autre procédé consiste à utiliser un milieu solvant, comme par exemple du toluène, du diméthylsulfoxyde, des solvants cétoniques comme par exemple la méthyl isobutyl cétone (MIBK) et la méthyl éthyl cétone (MEK). Cela permet de diminuer la température de la réaction d'alkoxylation (à 120°C-130°C) et de limiter la formation de dérivés monofonctionnels de dégradation. Cependant, ce procédé présente l'inconvénient d'utiliser un solvant volatile, présentant des problèmes d'hygiène et de sécurité des travailleurs du fait de sa volatilité. De plus, la nécessité de mettre en oeuvre une étape ultérieure de distillation du solvant, de prévoir sa destruction ou son recyclage constitue un inconvénient supplémentaire. L'économie du procédé de préparation en est alors pénalisée. Ces méthodes sont par exemple décrites dans les documents suivants : US4 , 8 4 6, 9 9 6, U S 6, 6 2 4, 3 3 3, US2007/0282079, WO2010/040464, WO2009/052463. Il existe donc une nécessité de mettre en oeuvre un nouveau procédé de préparation de BPA faiblement alkoxylé qui : - limite la teneur en produits de dégradation monofonctionnels du BPA ; - permette une bonne conversion du BPA en produits difonctionnels ; - limite la teneur en dérivés comportant des fonctions hydroxyphénoliques ; - améliore la productivité du procédé (diminution du nombre d'étapes du procédé) et n'implique pas des matières premières inflammables et/ou dangereuses pour la santé. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, la présente invention a pour objet une composition comprenant pour 100% de sa masse : - de 55% à 85% massique d'un dérivé alcoxylé du bisphénol de formule (I) : R' R" H R"' dans laquelle R', R" et R"' identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou un radical éthyle, x représente un nombre décimal strictement supérieur à 0 et inférieur ou égal à 5, y représente un nombre décimal supérieur ou égal 0 et strictement inférieur à 5, et x+y Selon un mode particulier l'invention a pour objet un procédé de préparation d'un dérivé alcoxylé du bisphénol de formule (I) : R' R" R"' R"' H dans laquelle R', R" et R"' identiques ou différents, représentent 15 indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou un radical éthyle, x+y est l'isosorbide de formule (II) : OH HO 0 OH Par exemple, le produit de formule (IV) peut être choisi parmi Bisphénol A Bisphénol Cl He. f:*-----%:\ Çl' ...en:. \ Bisphénol C ci mo-'l Bisphénol AP Bisphénol AF Bisphénol B Bisphénol BP çi-13 i »OF.l .. . . .. . Ci.'i.i .2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propane 1,1 -Bis(4-hydroxyphenyl)- 1 -phenylethane 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butane Bis-(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane 2,2-Bis(3 -methyl-4-hydroxyphenyl)propane Bis(4-hydroxyphenyl)-2,2-dichlorethylene e' t 1.: " y / =T.\ H{3- -( > i ^ ....... 5i ^ rit >.. » '^ 5' k.." Ei:r; >I^ E..e. QH Q i .j:»',, W..- , .: .. ,: .. (''Ml Bisphénol PH ..?'. HQ: 't ( r,';,K>,1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethane Bis(4-hydroxydiphenyl)methane 2,2-Bis(4-hydroxy-3-isopropylphenyl)propane 1,3-Bis(2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl)benzene Bis(4-hydroxyphenyl)sulfone 1,4-Bis(2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl)benzene 5,5' -(1-Methylethyliden)-bis[l,l'-(bisphenyl)-2-ol]propane Bisphénol E Bisphénol F Bisphénol G Bisphénol M Bisphénol S Bisphénol P ',,,.... Bisphénol TMC 1,1-Bis(4-hydroyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane Bisphénol Z 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-cyclohexane De manière préférée, le produit de formule (IV) est choisi parmi le bisphénol A, le bisphénol S, le bisphénol F et le bisphénol TMC. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus dans lequel le produit (A) est choisi parmi l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène, et leurs mélanges. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus dans lequel R' et R" sont tous les deux un radical méthyle. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus dans lequel le catalyseur est choisi parmi la triphénylphosphine, la triéthylamine, la potasse, la soude. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus caractérisé en ce que la quantité molaire du produit (A) est comprise entre 1 et 5. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus caractérisé en ce que dans le mélange réactionnel de l'étape a), le rapport massique dérivé du bisphénol (IV) sur isosorbide (II) est compris entre 1 et 3. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus caractérisé en ce que dans le mélange réactionnel de l'étape a), le rapport massique dérivé du bisphénol (IV) sur isosorbide (II) est égal à 1. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un procédé tel que défini ci-dessus caractérisé en ce que dans le mélange réactionnel de l'étape a), le rapport massique dérivé du bisphénol (IV) sur isosorbide (II) est égal à 70/30. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet l'utilisation de la composition telle que définie ci-dessus pour la préparation de matériaux polyesters et/ou de matériaux polyépoxy. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet l'utilisation de la composition telle que définie ci-dessus pour la préparation de matériaux polyuréthane. Selon un mode particulier, l'invention a pour objet un matériau polyuréthane 30 obtenu par réaction de la composition telle que définie ci-dessus avec au moins un composé diisocyanate. 5 Les matériaux polyuréthanes préparés à partir des compositions issues du procédé selon l'invention se présentent sous la forme d'élastomères thermoplastiques ou thermodurcissables, de mousses flexibles ou rigides, de films, de colles et d'adhésifs. Ainsi la réaction de l'étape a) telle que décrite ci-dessus est résumée par le schéma suivant : OH -OH OH Isosorbide R"' \ / o Catalyseur R"' H OH o OH + H Isosorbide H H 10 L'alcoxylation des dérivés du Bisphénol fait intervenir actuellement des catalyseurs alcalins tels que la triphénylphosphine (TPP), la triéthylamine (TEA), la potasse, la soude, des alcoolates de métaux alcalins comme par exemple le méthylate de sodium, l'éthylate de sodium, le tertio-butylate de sodium, le méthylate de potassium, l'éthylate de potassium, le tertio-butylate de potassium, 15 ainsi que l'utilisation de solvants comme par exemple l'eau, les cétones, le toluène, etc. L'utilisation de l'isosorbide présente les mêmes avantages que l'utilisation d'un autre solvant à savoir : - Obtention de dérivés alcoxylés sélectifs ; - Températures d'alcoxylation plus basses ; - Réduction des produits de dégradation. De plus son utilisation présente d'autres avantages parmi lesquels : -Aucune élimination de solvant nécessaire, donc aucun composé volatile organique, assujetti à la règlementation VOC (Volatile Organic Compound), présent dans la mise en oeuvre du procédé ; - Préservation de la difonctionnalité en fonctions hydroxyles ; - Obtention de produits respectant l'environnement et les contraintes écologiques, augmentation du pourcentage de carbone renouvelable dans le produit. L'utilisation d'un catalyseur alcalin, et plus particulièrement sélectionné parmi le groupe constitué de la soude, de la potasse, de la triphényl phosphine, de la triethylamine permet de limiter les produits d'alcoxylation de l'isosorbide et donc de conserver la proportion d'isosorbide dans le produit. Cette voie de synthèse permet donc d'obtenir de nouvelles compositions pouvant être utilisées comme produits alternatifs aux dérivés actuels alcoxylés de bisphénol, avec un avantage d'augmentation de la température de transition vitreuse des matériaux polymériques obtenus à partir desdites compositions. Les exemples qui suivent permettent d'illustrer davantage le procédé objet de la présente invention. 10 15 Exemple 1 : Bisphénol A + 2 OP (oxyde de propylène) en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (66,7/33,3 mass.) Procédé : - Chargement de 350g d'Isosorbide (2,395 moles) dans 5 l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de Bisphénol A ou 4,4'isopropylidènediphénol (3,066 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse par introduction de Triphénylphosphine (TPP) à 0,33% molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,2 moles d'oxyde de propylène (OP) sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 392g (6,745 moles). - Introduction de l'OP à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OP. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 1 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OP et BPA + OP Distribution BPA + OP : n OP % normalisé 0 0,0 1 0,0 2 95,4 3 4,0 4 0,3 n OP moyen sur 2,05 BPA Produit de 0,3 dégradation (%) Distribution Isosorbide + OP : n OP % normalisé 0 (Isosorbide) 89,5 1 10,5 n OP moyen sur Isosorbide 0,10 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,0 Bisphénol A + 1 OP 0,0 Bisphénol A + 2 OP 71,65 Bisphénol A + 3 OP 3,0 Bisphénol A + 4 OP 0,2 Produits de dégradation 0,25 Isosorbide 22,28 Isosorbide + 1 OP 2,62 Isosorbide + 2 OP 0,0 Exemple 2 : Bisphénol A + 2 OP en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (50/50 mass.) Procédé : - Chargement de 500g d'Isosorbide (3,42 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 500g de BPA (2,19 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triéthyl amine (TEA) à 0,33% molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,2 moles d'OP sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 275g (4,73 moles). - Introduction de l'OP à 140-145°C. Dégressivité à 125°C après introduction de 1 mole d'OP. 12 - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 2 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OP et BPA + OP 5 Distribution BPA + OP : n OP % normalisé 0 0,0 1 0,0 2 96,3 3 3,2 4 0,3 n OP moyen sur BPA 2,04 Produits de dégradation 0,2 Distribution Isosorbide + OP : n OP % normalisé 0 (Isosorbide) 91,9 1 8,1 n OP moyen sur Isosorbide 0,08 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,0 Bisphénol A + 1 OP 0,0 Bisphénol A + 2 OP 58,7 Bisphénol A + 3 OP 1,95 Bisphénol A + 4 OP 0,2 Produits de dégradation 0,12 Isosorbide 35,88 Isosorbide + 1 OP 3,15 Isosorbide + 2 OP 0,0 Exemple 3 : Bisphénol A + 2,4 OP en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (70/30 mass.) Procédé : Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de BPA (3,07 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33 % molaire par 10 rapport au BPA. - Ajout de 2,5 moles d'OP sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 445g (7,66 moles). - Introduction de l'OP à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OP. 15 - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 3 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OP et BPA + OP Distribution BPA + OP : n OP % normalisé 0 0,0 1 0,0 2 78,1 3 15,7 4 5,9 n OP moyen sur BPA 2,28 Produits de dégradation 0,3 Distribution Isosorbide + OP : n OP % normalisé 0 (Isosorbide) 82,8 1 17,2 n OP moyen sur Isosorbide 0,17 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,0 Bisphénol A + 1 OP 0,0 Bisphénol A + 2 OP 61,85 Bisphénol A + 3 OP 12,5 Bisphénol A + 4 OP 4,7 Produits de dégradation 0,25 Isosorbide 17,1 Isosorbide + 1 OP 3,6 Exemple 4 : Bisphénol A + 2 OE (oxyde d'éthylène) en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (70/30 mass.) Procédé : - Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de BPA (3,07 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33% molaire par rapport au BPA. Ajout de 2,2 moles d'oxyde d'éthylène (0E) sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 300g. - Introduction de l'OE à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OE. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 4 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OE et BPA + OE Distribution BPA + OE : n OE % normalisé 0 0,0 1 0,0 2 91,25 3 7,85 4 0,65 5 0,1 n OE moyen sur BPA 2,09 Produits de dégradation 0,15 Distribution Isosorbide + OE : n OE % normalisé 0 (Isosorbide) 85,6 1 13,5 2 0,9 n OE moyen sur Isosorbide 0,15 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,0 Bisphénol A + 1 OE 0,0 Bisphénol A + 2 OE 70,25 Bisphénol A + 3 OE 6,05 Bisphénol A + 4 OE 0,5 Bisphénol A + 5 OE 0,08 Isosorbide 19,7 Isosorbide + 1 OE 3,1 Isosorbide + 2 OE 0,2 Exemple 5 : Bisphénol A + 2,4 OE en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (70/30 mass.) Procédé : - Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de BPA (3,07 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33 % molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,5 moles d'OE sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 338g (7,67 moles). 17 - Introduction de l'OE à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OE. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 5 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OE et BPA + OE Distribution BPA + OE : n OE % normalisé 0 0,0 1 0,0 2 73,4 3 19,5 4 6,4 5 0,5 n OE moyen sur BPA 2,33 Produits de dégradation 0,2 Distribution Isosorbide + OE : n OE % normalisé 0 (Isosorbide) 83,8 1 13,4 2 2,8 n OE moyen sur Isosorbide 0,19 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,0 Bisphénol A + 1 OE 0,0 Bisphénol A + 2 OE 56,94 Bisphénol A + 3 OE 15,1 Bisphénol A + 4 OE 5,0 Bisphénol A + 5 OE 0,4 Produits de degradation 0,16 Isosorbide 18,8 Isosorbide + 1 OE 3,0 Isosorbide + 2 OE 0,6 Exemple 6 : Bisphénol A + 2 OB 5 (oxyde de butylene) en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (70/30 mass.) Procédé : Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de BPA (3,07 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33% molaire par 10 rapport au BPA. - Ajout de 2,1 moles d'oxyde de butylène (OB) sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 465g (6,45 moles). - Introduction de l'OB à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OB. 15 - Introduction en l h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 6 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OB et BPA + OB Distribution BPA + OB : n OB % normalisé 0 0,0 1 0,01 2 96,9 3 2,6 4 0,09 Produits de dégradation 0,4 n OB moyen sur BPA 2,03 Distribution Isosorbide + OB : n OB % normalisé 0 (Isosorbide) 96,8 1 3,2 n OB moyen sur Isosorbide 0,03 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,0 Bisphénol A + 1 OB 0,01 Bisphénol A + 2 OB 77,05 Bisphénol A + 3 OB 2,05 Bisphénol A + 4 OB 0,07 Produits de degradation 0,35 Isosorbide 19,8 Isosorbide + 1 OB 0,67 Exemple 7 : Bisphénol TMC + 2 OP en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPTMC/Isosorbide (70/30 mass.) H BisPhénol TriMéthyl Cyclohexane (BPTMC) HO Procédé : - Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de 1,1 bis-(4-hydroxyphényl)-3,3,5-triméthyl cyclohexane -BPTMC (2,26 moles) en maintenant la température à 150°C. Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33% molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,2 moles d'oxyde de propylène (OP) sur charges par rapport au BPTMC uniquement, soit 289g (4,97 moles). - Introduction de l'OP à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OP. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 7 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OP et BPTMC + OP Distribution BPTMC + OP : n OP % normalisé 0 0,0 1 0,2 2 96,5 3 3,1 4 0,2 n OP moyen sur BPTMC 2,04 Distribution Isosorbide + OP : n OP % normalisé 0 (Isosorbide) 90,4 1 9,6 n OP moyen sur Isosorbide 0,09 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol TMC 0,0 Bisphénol TMC + 1 OP 0,15 Bisphénol TMC + 2 OP 74,0 Bisphénol TMC + 3 OP 2,4 Bisphénol TMC + 4 OP 0,15 Isosorbide 21,1 Isosorbide + 1 OP 2,2 Isosorbide + 2 OP 0,0 15 Exemple 8 : Bisphénol TMC + 2,4 OP en phase solvant Isosorbide à partir d'un mélange BPTMC/Isosorbide (70/30 mass.) Procédé : - Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans 5 l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de BPTMC (2,26 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33 % molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,5 moles d'OP sur charges par rapport au BPTMC uniquement, soit 328g (5,65 moles). - Introduction de l'OP à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OP. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 8 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OP et BPTMC + OP Distribution BPTMC + OP : n OP % normalisé 0 0,0 1 0,0 2 75,4 3 17,8 4 6,8 n OP moyen sur BPTMC 2,31 20 Distribution Isosorbide + OP : n OP % normalisé 0 (Isosorbide) 85,4 1 14,6 n OP moyen sur Isosorbide 0,15 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol TMC 0,0 Bisphénol TMC + 1 OP 0,0 Bisphénol TMC + 2 OP 58,4 Bisphénol TMC + 3 OP 13,8 Bisphénol TMC + 4 OP 5,2 Isosorbide 19,3 Isosorbide + 1 OP 3,3 Isosorbide + 2 OP 0,0 Exemple 9 : Bisphénol TMC + 2 OE en phase solvant Isosorbide à partir 5 d'un mélange BPTMC/Isosorbide (70/30 mass.) Procédé : - Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700 g de BPTMC (2,26 moles) en 10 maintenant la température à 150°C. - Catalyse Triphénylphosphine (TPP) à 0,33 % molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,2 moles d'OE sur charges par rapport au BPTMC uniquement, soit 218g (4,95 moles). 15 Introduction de l'OE à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OP. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. 24 Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Exemple 9 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OE et BPTMC + OE Distribution BPTMC + OE : n OE % normalisé 0 0,0 1 0,25 2 88,7 3 9,7 4 1,0 0,35 n OE moyen sur BPTMC 2,13 Distribution Isosorbide + OE : n OE % normalisé 0 (Isosorbide) 88,0 1 12,0 n OE moyen sur Isosorbide 0,12 5 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol TMC 0,0 Bisphénol TMC + 1 OE 0,2 Bisphénol TMC + 2 OE 66,85 Bisphénol TMC + 3 OE 7,3 Bisphénol TMC + 4 OE 0,75 Bisphénol TMC + 5 OE 0,25 Isosorbide 21,65 Isosorbide + 1 OE 3,0 Isosorbide + 2 OE 0,0 Référence 1 : Bisphénol A + 2,1 OP en phase solvant Methyl IsoButyl ketone (MIBK) et catalyse TEA : DianolTM 320 Procédé : - Chargement de 390g de MIBK dans l'autoclave et mis en 5 chauffe à 50°C. - Chargement progressif de 500g de Bisphénol A ou 4,4'isopropylidenediphenol (2,19 moles) en maintenant la température à 50°C. - Catalyse Triéthylamine (TEA) à hauteur de 0,33% molaire par rapport au BPA. 10 Ajout de 2,1 moles d'oxyde de propylène (OP) sur charges par rapport au BPA, soit 267,2g (4,6 moles). - Introduction de l'OP à 125-130°C. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Distillation sous vide de la MIBK jusque 135°C pendant 4 15 heures. - Stripping vapeur sous vide à 110°C pendant 2 heures. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Référence 1 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OP et BPA + OP 20 Distribution BPA + OP : nOP % normalisé 0 0,0 1 0,01 2 97,05 3 2,7 4 0,1 n OP moyen sur BPA 2,03 Produit de dégradation (%) 0,15 Référence 2 : Bisphénol A + 2,1 OP en phase "fondu" et catalyse TEA Procédé : - Fonte de 700g de Bisphénol A ou 4,4'isopropylidènediphénol (3,066 moles) dans le fondoir à 170°C. - Transfert vers le réacteur d'alcoxylation - Catalyse Triéthylamine (TEA) à hauteur de 0,33% molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,1 moles d'oxyde de propylène (OP) sur charges par rapport au BPA, soit 383g (6,59 moles). - Introduction de l'OP à 170-175°C. Dégressivité à 145°C après introduction de 1 mole d'OP. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Référence 2 : 15 Distribution BPA + OP : n OP % normalisé 0 0,1 1 4,1 2 89,7 3 3,2 4 0,0 n OP moyen sur BPA 1,99 Produit de dégradation (%) 29 10 Référence 3 : Bisphénol A + 2,15 OP en phase solvant Isosorbide et catalyse alcaline (Potasse) à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (66,7/33,3 mass.) Procédé : *Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. *Chargement progressif de 700g de Bisphénol A ou 4,4'isopropylidènediphénol (3,066 moles) en maintenant la température à 150°C. *Catalyse pastilles potasse 85% à hauteur de 0,33% molaire par rapport au BPA. -Ajout de 2,15 moles d'oxyde de propylène (OP) sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 383g (6,59 moles). *Introduction de l'OP à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OP. *Introduction en 1 h30 et cooking. *Vidange du produit fini. Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Référence 3 : Distribution BPA + OP : n OP % normalisé 0 0,2 1 6,9 2 85,3 3 5,7 4 0,7 n OP moyen sur BPA 2,00 Produit de dégradation 1,2 (%) Distribution Isosorbide + OP : n OP % normalisé 0 (Isosorbide) 94,5 1 5,5 n OP moyen sur Isosorbide 0,05 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,15 Bisphénol A + 1 OE 5,4 Bisphénol A + 2 OE 66,85 Bisphénol A + 3 OE 4,45 Bisphénol A + 4 OE 0,55 Bisphénol A + 5 OE 0,05 Produit de dégradation (%) 0,95 Isosorbide 20,40 Isosorbide + 1 OE 1,2 Référence 4 : Bisphénol A + 2,15 OE en phase solvant Isosorbide et catalyse alcaline (Potasse) à partir d'un mélange BPA/Isosorbide (66,7/33,3 mass.) Procédé : - Chargement de 300g d'Isosorbide (2,05 moles) dans l'autoclave et mis en chauffe à 140-150°C. - Chargement progressif de 700g de Bisphénol A ou 4,4'isopropylidènediphénol (3,066 moles) en maintenant la température à 150°C. - Catalyse pastilles potasse 85% à hauteur de 0,33% molaire par rapport au BPA. - Ajout de 2,15 moles d'oxyde d'éthylène (0E) sur charges par rapport au BPA uniquement, soit 290g (6,59 moles). - Introduction de l'OE à 150-155°C. Dégressivité à 135°C après introduction de 1 mole d'OE. - Introduction en 1 h30 et cooking. - Vidange du produit fini. 29 20 30 Analyse en Chromatographie Gaz (GC) Référence 4 : On observe la présence d'une distribution Isosorbide + OE et BPA + OE Distribution BPA + OE : n OE % normalisé 0 0,2 1 6,4 2 82,8 3 8,1 4 0,7 0,6 6 0,1 n OE moyen sur BPA 2,05 Produit de dégradation (%) 1,1 Distribution Isosorbide + OE : n OE % normalisé 0 (Isosorbide) 93,7 1 6,3 n OE moyen sur Isosorbide 0,06 Composition du produit fini par GC : adduits % normalisé Bisphénol A 0,15 Bisphénol A + 1 OE 4,9 Bisphénol A + 2 OE 63,6 Bisphénol A + 3 OE 6,20 Bisphénol A + 4 OE 0,55 Bisphénol A + 5 OE 0,45 Produit de dégradation 0,85 (%) Isosorbide 21,8 Isosorbide + 1 OE 1,5 Tableaux analytiques récapitulatifs : Tableau - 1 : Tableau analytique des synthèses sur BPA/Isosorbide avec catalyse TPP Analyses Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 Exemple 5 Exemple 6 Nature du BPA BPA BPA BPA BPA BPA Bisphénol Ratio massique 66,6/33,3 50/50 70/30 70/30 70/30 70/30 BPA/Isosorbide départ Nature et 2 OP 2 OP 2,4 OP 2 OE 2,4 OE 2 OB stoechiométrie en oxyde Aspect à 20°C Liquide Liquide Liquide Solide Liquide Liquide très très très après 4 très très visqueux visqueux visqueux visqueux Surfusion Surfusion Surfusion Surfusion semaines àvisqueux TA Surfusion Couleur (APHA) à 143 107 78 150 114 59 TA Indice 431,6 492,8 403,9 440,1 424,0 392,5 d'Hydroxyle (mg KOH/g) Teneur en 2,6 3,15 3,6 3,3 3,6 0,7 isosorbide alcoxylé (GC) % aire Nombre d'Oxyde 2,05 2,04 2,28 2,09 2,33 2,03 moyen sur BPA (GC) Tableau - 2 : Tableau analytique des synthèses sur BPTMC/Isosorbide avec catalyse TPP Analyses Exemple 7 Exemple 8 Exemple 9 Nature du Bisphénol BPTMC BPTMC BPTMC Ratio massique 70/30 70/30 70/30 BPTMC/Isosorbide départ Nature et stoechiométrie en OP 2,4 OP 2 OE oxyde Aspect à 20°C Liquide très Liquide très Liquide très visqueux visqueux visqueux amorphe amorphe amorphe Couleur (APHA) à TA 120 95 160 Indice d'Hydroxyle 374,6 361,0 394,8 (mg KOH/g) Teneur en isosorbide 2,2 3,3 3,0 alcoxylé (GC) % aire Nombre d'Oxyde moyen 2,04 2,31 2,13 sur BPTMC (GC) 33 Tableau - 3: Comparaison de la proportion des différents adduits d'alcoxylation du BPA en fonction du procédé et de la catalyse Analyses Référence 1 Référence 2 Référence 3 Référence 4 Exemple 1 Exemple 2 Exemple 4 Nature du Bisphénol BPA BPA BPA BPA BPA BPA BPA Ratio massique 56/44 BK 100/0 70/30 70/30 66,6/33,3 50/50 70/30 BPA/Isosorbide BPA/Ml Phase départ fondue Catalyse TEA à 0,33% molairmolair0,33% KOH à KOH à TPP à TEA à TPP à /BPA TEA à 0,33°A molaire 0,33% 0,33% 0,33% 0,33% mole /BPA molaire molaire molaire molaire 1BPA /BPA /BPA /BPA /BPA Nature et 2,27 OP 2,1 OP 2,15 OP 2,15 OE 2,2 OP 2,2 OP 2,2 OE stoechiométrie en oxyde Distribution CPG sur BPA : N oxyde sur BPA 0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1 0,05 4,3 7,0 6,5 0,0 0,0 0,0 2 97,2 92,3 86,0 83,9 95,7 96,5 91,4 3 2,75 3,3 5,8 8,2 4,0 3,2 7,85 4 - - 0,7 0,7 0,3 0,3 0,65 5 - - - 0,6 - - 0,1 % produits de 0,15 29 0,3 0,2 0,15 dégradation Teneur en - - 1,65 1,9 2,6 3,15 3,3 isosorbide alcoxylé (GC) % aire REVENDICATIONS1. Composition comprenant pour 100% de sa masse : - de 55% à 85% massique d'un dérivé alcoxylé du bisphénol de 5 formule (I) : R"' 1»-' (I), O R"' dans laquelle R', R" et R"' identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou 10 un radical éthyle, x représente un nombre décimal strictement supérieur à 0 et inférieur ou égal à 5, y représente un nombre décimal supérieur ou égal 0 et strictement inférieur à 5, et x+y55; - de 10% à 40% massique d'isosorbide de formule (Il) : OH OH (Il); 15 - de 0,5% à 5% massique d'un dérivé alcoxylé de l'isosorbide de formule (III) : O O 1m H H I O R"' R"' 2. Composition selon la revendication précédente, comprenant pour 100% de sa masse : - de 61% à 80% massique d'un dérivé alcoxylé du bisphénol de formule (I) ; - de 15% à 35% massique d'isosorbide de formule (II) ; - de 2% à 4% massique d'un dérivé alcoxylé de l'isosorbide de formule 3. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 caractérisée en ce que dans la formule (I), x+y est compris entre 2 et 3,5, de préférence entre 2 et 3. 4. Procédé de préparation d'un dérivé alcoxylé du bisphénol de formule O ix H (I), 15 R"' i O H y R"' O dans laquelle R', R" et R"' identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou un radical éthyle, x+y5.5, de préférence x+y est compris entre 2 et 3, et x#0, 20 comprenant au moins l'étape : a) réaction d'un oxyde d'alkylène de formule (A) R"' \/ O (A), dans laquelle R"' est choisi parmi le groupe constitué par un atome d'hydrogène, un radical méthyle et un radical éthyle ; avec un dérivé du bisphénol de formule (IV) : 25Ô Ô HO OH (IV) dans laquelle R' et R" identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou un radical éthyle; en présence d'un catalyseur et d'un solvant, caractérisé en ce que le solvant est l'isosorbide de formule (II) : OH OH 5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel le produit (A) est choisi parmi l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène, et leurs 10 mélanges. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5 dans lequel R' et R" sont tous les deux un radical méthyle. 15 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6 dans lequel le catalyseur est choisi parmi la triphénylphosphine, la triéthylamine, la potasse, la soude. 8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que 20 la quantité molaire du produit (A) est comprise entre 1 et 5. 9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que dans le mélange réactionnel de l'étape a), le rapport massique dérivé du bisphénol (IV) sur isosorbide (Il) est compris entre 1 et 3. 25 10. Procédé selon la revendication 4 à 9 caractérisé en ce que dans le mélange réactionnel de l'étape a), le rapport massique dérivé du bisphénol (IV) sur isosorbide (II) est égal à 1. 11. Procédé selon la revendication 4 à 9 caractérisé en ce que dans le mélange réactionnel de l'étape a), le rapport massique dérivé du bisphénol (IV) sur isosorbide (II) est égal à 70/30. 12. Utilisation de la composition telle que définie à l'une des 10 revendications 1 à 3 pour la préparation de matériaux polyesters et/ou de matériaux polyépoxy. 13. Utilisation de la composition telle que définie à l'une des revendications 1 à 3 pour la préparation de matériaux polyuréthane. 14. Matériau polyuréthane obtenu par réaction de la composition telle que définie à l'une des revendications 1 à 3 avec au moins un composé diisocyanate. 15