EP3328900A1 - Novel method for the polymerisation of sugars - Google Patents

Novel method for the polymerisation of sugars

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Publication number
EP3328900A1
EP3328900A1 EP16745708.4A EP16745708A EP3328900A1 EP 3328900 A1 EP3328900 A1 EP 3328900A1 EP 16745708 A EP16745708 A EP 16745708A EP 3328900 A1 EP3328900 A1 EP 3328900A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plasma
polymerization
mannose
electrodes
saccharide monomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16745708.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
François JEROME
Karine DEOLIVEIRA VIGIER
Joakim DELAUX
Elodie FOURRE
Jean-Michel TATIBOUËT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Poitiers
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Poitiers
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Poitiers filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3328900A1 publication Critical patent/EP3328900A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2240/00Testing
    • H05H2240/20Non-thermal plasma

Definitions

  • the subject of the present invention is a new process for the polymerization of sugars, making it possible to obtain hyperbranched and / or compact polysaccharides in solid form.
  • Plasma is an ionized gas that may or may not be at thermodynamic equilibrium. This technology is widely used especially for surface treatment and the depollution of water or air. Plasma assisted polymerization is commonly used for the deposition of organic polymers on inorganic or organic substrates. However, in all cases, the use of volatile and ionizable monomers is necessary so that the latter can be in the gas phase in the plasma zone. Therefore, single monomers are mainly used among which include furans, acrylonitrile, styrene, acetylene, etc. In addition, in current processes, plasma-produced polymers are graft polymers as they develop on the surface of a solid support.
  • Another object of the present invention is to provide a rapid process with high productivity.
  • Another object of the present invention is to provide a dry process (ie without solvent), not requiring the use of a catalyst or a solid support.
  • the present invention relates to a process for preparing a polysaccharide comprising a non-thermal plasma polymerization step of a saccharide monomer.
  • the method of the invention therefore consists in polymerizing at least one saccharide monomer by plasma treatment. This polymerization is also called plasma assisted polymerization.
  • the specificity of the process of the invention is therefore the presence of a plasma for polymerizing sugars.
  • the present invention is based on the use of plasma technology to prepare polysaccharides from saccharide monomer.
  • the polymerization step is not carried out in the presence of a solid support.
  • the method of the invention is therefore different from a plasma surface treatment method because it does not consist in placing the saccharide monomer on a support to be treated.
  • the method of the invention makes it possible to dispense with the use of a solid support, which allows a gain in terms of efficiency because the process does not include a step of recovering and purifying the polysaccharide obtained.
  • a plasma is a partially or totally ionized gas. It consists of electrons and ions, possibly atoms or molecules. There are different types of plasma that can be globally differentiated between thermal plasma and non-thermal plasma.
  • the thermal plasma is in fact the state of a gas heated to a very high temperature (that is to say above 3000 ° C). At this temperature, the gas is strongly ionized. There is therefore simultaneous presence of free electrons and positively charged species, these different species being in a state of equilibrium, this state persisting as long as the temperature remains the same.
  • a very high temperature that is to say above 3000 ° C.
  • the non-thermal plasma (or cold plasma) or out of equilibrium corresponds to a transient state of ionization of the gas during which there has been formation of free electrons and thus of positively charged species, which will very quickly recombine or react to form again a neutral, non-ionized gas, the gas being mainly at a low or moderate temperature.
  • the gas In general, to create a non-thermal plasma, the gas must be subjected to an intense electric field in order to generate a process of acceleration of the few free electrons still present in the gases and resulting, for example, from the action of cosmic rays. These few electrons, very strongly accelerated by the electric field are then able, by inelastic shocks, to extract electrons from the gas molecules, which in turn will be accelerated.
  • This process is called an electronic avalanche and is the initiation step of the non-thermal plasma.
  • These highly energetic electrons are then able to activate the molecules of the gas, either by transferring some of their energy or even by breaking chemical bonds, thus making these species very reactive and therefore able to react, even if the average conditions gas would not allow it.
  • the device then consists of literally blowing the ions and electrons by a strong gas flow so as to always remain below the concentration of ions and electrons necessary for the formation of the electric arc.
  • a particular shape of the facing electrodes whose distance between them is not constant makes it possible to avoid a too high value of the electric field and the risk of formation of the arc.
  • the discharge is initiated at the point where the electrodes are closest, then develops, pushed by the gas stream into the area where the electrodes progressively diverge.
  • the plasma used according to the invention is a non-thermal atmospheric plasma (NTAP).
  • NTAP non-thermal atmospheric plasma
  • the process of the invention is carried out with a dielectric barrier discharge plasma.
  • the energy required for the creation of the cold plasma is obtained by applying a strong electric field between two electrodes generated by the application of a high electrical voltage between these electrodes, either in the form of a pulse of voltage or alternating voltage.
  • the dielectric barrier discharge plasma (DBD) is formed when a dielectric material (glass, quartz, ceramic, alumina ...) is placed between the two electrodes, thus avoiding the transition to the electric arc.
  • the presence of the dielectric material also allows the formation of a more homogeneous plasma, distributed over the entire surface of the electrodes.
  • the saccharide monomer is deposited directly between the electrodes without the presence of an additional solid support.
  • the saccharide monomer is a monosaccharide or a disaccharide.
  • the saccharide monomer is a monosaccharide.
  • Monosaccharides used according to the invention include glucose, mannose, galactose or xylose.
  • disaccharides used according to the invention mention may be made of maltulose, isomaltulose, maltose or turanose.
  • the saccharide monomer is in the form of a powder.
  • the polysaccharides obtained according to the process of the invention are polymers or copolymers. Indeed, the process of the invention may be a polymerization or copolymerization process.
  • the process of the invention makes it possible to synthesize polysaccharides which can also be indifferently called “sugars” or “carbohydrates”.
  • the polysaccharides obtained according to the invention are hyperbranched polymers and / or compact or related to dendritic polymers (or dendrimers). They are obtained in solid form.
  • the process of the invention advantageously makes it possible to obtain the polysaccharide directly and, preferably, does not comprise a subsequent purification step, contrary to the usual methods of the state of the art.
  • the process advantageously makes it possible to control the degree of polymerization of the polysaccharides obtained. It is therefore possible, for example, to stop the polymerization when it is desired and thus to control the degree of polymerization and the molecular weight.
  • the polysaccharides obtained according to the process of the invention have molar masses ranging from 1000 g / mol to 100,000 g / mol. They may have degrees of polymerization (DP) of from 3 to 400 and their hydrodynamic radii may vary from 0.8 to 40 nm.
  • the polymerization step is carried out at a temperature below the melting temperature of the saccharide monomer, which allows the process to be carried out at a temperature at which the saccharide monomer is solid.
  • the polymerization step is carried out at a temperature between 0 ° C and 140 ° C, preferably between 0 ° C and 100 ° C.
  • the polymerization step of the process of the invention is carried out in the absence of catalyst and solvent.
  • the polysaccharides obtained according to the invention are solid and white products which do not require a post-treatment stage (such as effluent recycling, purification, decolorization steps, etc.) after polymerization, contrary to the processes of the state of the art.
  • a post-treatment stage such as effluent recycling, purification, decolorization steps, etc.
  • the polymerization step is carried out for a period of less than 30 minutes, preferably of between 5 and 20 minutes.
  • the method according to the invention may comprise a first step which consists in placing at least one saccharide monomer in a gaseous medium capable of forming a plasma.
  • the saccharide monomer is placed between two electrodes, in particular insulated from each other by a dielectric material.
  • the method according to the invention also comprises a step consisting in forming the plasma, in particular by heating the gaseous medium at a very high temperature (thermal plasma) or by subjecting this medium to an intense electric field (non plasma). -thermal).
  • the gaseous medium is subjected to an electric field of at least 5.10 5 V / m
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • the voltage used for the method of the invention is between 8.5 kV and 10.5 kV.
  • the process of the invention may further comprise a preliminary step of heating or cooling the reaction medium (corresponding to the space (or reactor) formed by the electrodes ).
  • the mannose was placed in the solid state between two 25 cm 2 copper electrodes arranged in parallel and each insulated from each other by a dielectric (called DBD reactor).
  • DBD reactor dielectric
  • the gap between the two electrodes was set at 4 mm.
  • the plasma was created using a bipolar generator at a voltage of 9.5 kV and a frequency of 2.2 KHz.
  • the air flow is 100 mL / min.
  • mannose samples were taken after 10, 15 and 30 min and then analyzed by steric exclusion chromatography (SEC). It has thus been found that mannose is completely consumed after only 15 minutes of plasma treatment and that products of higher molecular weight are formed.
  • the polymerization of mannose can also be indirectly observed by X-ray diffraction analysis (XRD) and by 1 H and 13 C NMR. Indeed, after plasma treatment, a significant widening of the signals is observed in both types of analyzes what is often the signature of anarchic (or disordered) polymerization.
  • XRD X-ray diffraction analysis
  • 1 H and 13 C NMR 1 H and 13 C NMR
  • XPS X-ray photoelectron spectrometry
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the mannose polymers were analyzed by GC / MS using commercial standards for assignment of different peaks. More particularly, we focused on the dissincharide fraction in order to determine the different positions of the mannose involved in the polymerization. Disaccharide fraction analysis was performed at 43% conversion of mannose so that the signals could be more accurately quantified. These analyzes reveal that all of the hydroxyl groups are involved in the polymerization of mannose. However, the link between two mannose units is primarily between positions 1 and 6 (71% probability). The selectivity between the ⁇ -1, 6 and ⁇ -1, 6 bonds is respectively 27% and 44%. It is clear that the polymerization of mannose takes place in a disordered manner which rationalizes the signal widening observed by XRD and NMR.
  • the mannose polymers were analyzed by SEC / MALS to obtain information on the mass distribution and conformation of the mannose polymers. Elution profiles show at least three different types of populations that differ in their hydrodynamic volume, reflecting a strong polydispersity. These analyzes reveal that the molar masses of the mannose polymer range from 2 ⁇ 10 3 to 9 ⁇ 10 6 g / mol with a hydrodynamic radius ranging from 1.2 to 37.2 nm. More generally, the mannose polymers are characterized by an average molecular weight (M w ) of 95,590 g / mol, an intrinsic viscosity ( ⁇ ) of 7.7 ml / g and a hydrodynamic radius (Rh) of 3.3 nm. Mannose polymers also exhibit high polydispersity (M w / M n) of 15 which is, again, in accordance with a disordered polymerization mannose.
  • M w average molecular weight
  • intrinsic viscosity
  • Rh hydrodynamic radius
  • Rh and M w are bound together and obey equation (1) where Rh and M w are the hydrodynamic radius and the molar mass respectively, v h is the hydrodynamic coefficient and K h is a constant.
  • Rh K h M3 ⁇ 4. equate i 0n (1)
  • the hydrodynamic coefficient depends on the general shape of the macromolecules, the temperature and the macromolecule-solvent interactions.
  • a v h theoretical of 0.33 is obtained for a sphere, for a 0.5-0.6 shaped coil 1 and to a rod.
  • the v h obtained is 0.43.
  • a linear relationship between Rh and M w is obtained, meaning that the mannose polymers have similar conformations regardless of the degree of polymerization.
  • a v h value of 0.43 means that the mannose polymers adopt a conformation close to a sphere, which means that the mannose polymers have compact and / or hyperbranched structures. This statement is supported by the high solubility of mannose polymers in water (500 g / L).

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Abstract

The invention relates to a method for producing a polysaccharide, comprising a step of polymerising a saccharide monomer by means of non-thermal plasma processing.

Description

NOUVEAU PROCÉDÉ DE POLYMÉRISATION DE SUCRES  NEW PROCESS FOR POLYMERIZING SUGAR
La présente invention a pour objet un nouveau procédé de polymérisation de sucres, permettant d'obtenir des polysaccharides hyperbranchés et/ou compacts sous forme solide. The subject of the present invention is a new process for the polymerization of sugars, making it possible to obtain hyperbranched and / or compact polysaccharides in solid form.
Dans la recherche pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, l'industrie chimique fait face à des verrous scientifiques et technologiques majeurs pour adapter ou concevoir de nouveaux procédés et commercialiser de nouveaux produits. De manière à réduire durablement l'empreinte carbone tout en gardant à l'esprit les impératifs de compétitivité économique, sociétale et environnementale, l'industrie chimique recherche activement de nouvelles technologies. In research to reduce greenhouse gas emissions, the chemical industry faces major scientific and technological barriers to adapt or design new processes and commercialize new products. In order to sustainably reduce the carbon footprint while keeping in mind the imperatives of economic, societal and environmental competitiveness, the chemical industry is actively seeking new technologies.
Le plasma est un gaz ionisé pouvant être ou ne pas être à l'équilibre thermodynamique. Cette technologie est très utilisée notamment pour le traitement de surface et la dépollution de l'eau ou de l'air. La polymérisation assistée par plasma est communément employée pour le dépôt de polymères organiques sur des supports inorganiques ou organiques. Cependant, dans tous les cas, l'utilisation de monomères volatils et ionisables est nécessaire afin que ces derniers puissent être en phase gazeuse dans la zone plasma. Par conséquent, des monomères simples sont principalement utilisés parmi lesquels on peut citer les furanes, l'acrylonitrile, le styrène, l'acétylène, etc. De plus, dans les procédés actuels, les polymères produits par plasma sont des polymères greffés car ils se développent à la surface d'un support solide.  Plasma is an ionized gas that may or may not be at thermodynamic equilibrium. This technology is widely used especially for surface treatment and the depollution of water or air. Plasma assisted polymerization is commonly used for the deposition of organic polymers on inorganic or organic substrates. However, in all cases, the use of volatile and ionizable monomers is necessary so that the latter can be in the gas phase in the plasma zone. Therefore, single monomers are mainly used among which include furans, acrylonitrile, styrene, acetylene, etc. In addition, in current processes, plasma-produced polymers are graft polymers as they develop on the surface of a solid support.
A ce jour, la préparation de polysaccharides se fait essentiellement selon deux technologies, à savoir : les polymérisations par catalyse acide ou les procédés enzymatiques. Cependant, ces procédés présentent de nombreux inconvénients comme l'obtention de produits secondaires tels que des composés furaniques et humines, ce qui nécessite la mise en œuvre d'étapes de purification. De plus, les procédés enzymatiques sont effectués dans de l'eau et nécessitent une étape de traitement des effluents.  To date, the preparation of polysaccharides is essentially according to two technologies, namely: acid catalyzed polymerizations or enzymatic processes. However, these processes have many disadvantages such as obtaining secondary products such as furan compounds and humins, which requires the implementation of purification steps. In addition, the enzymatic processes are carried out in water and require an effluent treatment step.
Aussi, à ce jour, il existe un besoin de disposer d'un procédé permettant d'éviter les inconvénients susmentionnés, et notamment permettant de s'affranchir d'étapes de purification après la polymérisation. La présente invention a pour but de fournir un procédé rapide pour obtenir un polysaccharide et ne comprenant pas d'étape de purification dudit polysaccharide. Also, to date, there is a need for a method to avoid the aforementioned disadvantages, and in particular to overcome the purification steps after the polymerization. It is an object of the present invention to provide a rapid process for obtaining a polysaccharide and not including a step of purifying said polysaccharide.
Un autre but de la présente invention consiste à fournir un procédé rapide avec une productivité importante.  Another object of the present invention is to provide a rapid process with high productivity.
Un autre but de la présente invention consiste à fournir un procédé par voie sèche (c'est-à-dire sans solvant), ne nécessitant pas l'utilisation d'un catalyseur ou d'un support solide.  Another object of the present invention is to provide a dry process (ie without solvent), not requiring the use of a catalyst or a solid support.
Ainsi, la présente invention concerne un procédé de préparation d'un polysaccharide comprenant une étape de polymérisation par plasma non thermique d'un monomère saccharidique. Thus, the present invention relates to a process for preparing a polysaccharide comprising a non-thermal plasma polymerization step of a saccharide monomer.
Le procédé de l'invention consiste donc à polymériser au moins un monomère saccharidique par traitement plasma. Cette polymérisation est également nommée polymérisation assistée par plasma. La spécificité du procédé de l'invention est donc la présence d'un plasma pour polymériser des sucres.  The method of the invention therefore consists in polymerizing at least one saccharide monomer by plasma treatment. This polymerization is also called plasma assisted polymerization. The specificity of the process of the invention is therefore the presence of a plasma for polymerizing sugars.
La présente invention est basée sur l'utilisation de la technologie plasma pour préparer des polysaccharides à partir de monomère saccharidique.  The present invention is based on the use of plasma technology to prepare polysaccharides from saccharide monomer.
Selon le procédé de l'invention, l'étape de polymérisation n'est pas effectuée en présence d'un support solide. According to the process of the invention, the polymerization step is not carried out in the presence of a solid support.
Le procédé de l'invention est donc différent d'un procédé de traitement de surface par plasma car il ne consiste pas à placer le monomère saccharidique sur un support à traiter. Le procédé de l'invention permet de s'affranchir de l'utilisation d'un support solide, ce qui permet un gain en termes de rendement car le procédé ne comprend pas d'étape de récupération et de purification du polysaccharide obtenu.  The method of the invention is therefore different from a plasma surface treatment method because it does not consist in placing the saccharide monomer on a support to be treated. The method of the invention makes it possible to dispense with the use of a solid support, which allows a gain in terms of efficiency because the process does not include a step of recovering and purifying the polysaccharide obtained.
Un plasma est un gaz partiellement ou totalement ionisé. Il se compose d'électrons et d'ions, éventuellement d'atomes ou de molécules. Il existe différents types de plasma pouvant être globalement différenciés entre plasma thermique et plasma non-thermique. A plasma is a partially or totally ionized gas. It consists of electrons and ions, possibly atoms or molecules. There are different types of plasma that can be globally differentiated between thermal plasma and non-thermal plasma.
Le plasma thermique est en fait l'état d'un gaz chauffé à très haute température (c'est-à-dire supérieure à 3 000°C). A cette température, le gaz est fortement ionisé. Il y donc présence simultanée d'électrons libres et d'espèces chargées positivement, ces différentes espèces étant dans un état d'équilibre, cet état persistant tant que la température reste la même. En particulier, parmi les technologies de plasma thermique, on peut mentionner les technologies « Hautes Fréquences » (ou 'High Fréquence' en anglais) et plasma radio-fréquence. The thermal plasma is in fact the state of a gas heated to a very high temperature (that is to say above 3000 ° C). At this temperature, the gas is strongly ionized. There is therefore simultaneous presence of free electrons and positively charged species, these different species being in a state of equilibrium, this state persisting as long as the temperature remains the same. In particular, among the thermal plasma technologies, we can mention the technologies "High Frequency" (or "High Frequency" in English) and radio-frequency plasma.
Le plasma non-thermique (ou plasma froid) ou hors équilibre correspond à un état transitoire d'ionisation du gaz pendant lequel il y a eu formation d'électrons libres et donc d'espèces chargées positivement, qui très rapidement vont se recombiner ou réagir pour former à nouveau un gaz neutre, non ionisé, le gaz étant majoritairement à une température basse ou modérée. De manière générale, pour créer un plasma non-thermique il faut soumettre le gaz à un champ électrique intense afin d'engendrer un processus d'accélération des quelques électrons libres toujours présents dans les gaz et résultant, par exemple, de l'action des rayons cosmiques. Ces quelques électrons, très fortement accélérés par le champ électrique sont alors capables, par des chocs inélastiques, d'arracher des électrons aux molécules du gaz, qui à leur tour seront accélérés. Ce processus est appelé avalanche électronique et constitue l'étape d'initiation du plasma non-thermique. Ces électrons très énergétiques sont alors capables d'activer les molécules du gaz, soit en en leur transférant une partie de leur énergie soit même en brisant des liaisons chimiques, rendant ainsi ces espèces très réactives et donc capables de réagir, même si les conditions moyennes du gaz ne le permettrait pas.  The non-thermal plasma (or cold plasma) or out of equilibrium corresponds to a transient state of ionization of the gas during which there has been formation of free electrons and thus of positively charged species, which will very quickly recombine or react to form again a neutral, non-ionized gas, the gas being mainly at a low or moderate temperature. In general, to create a non-thermal plasma, the gas must be subjected to an intense electric field in order to generate a process of acceleration of the few free electrons still present in the gases and resulting, for example, from the action of cosmic rays. These few electrons, very strongly accelerated by the electric field are then able, by inelastic shocks, to extract electrons from the gas molecules, which in turn will be accelerated. This process is called an electronic avalanche and is the initiation step of the non-thermal plasma. These highly energetic electrons are then able to activate the molecules of the gas, either by transferring some of their energy or even by breaking chemical bonds, thus making these species very reactive and therefore able to react, even if the average conditions gas would not allow it.
La manière d'appliquer le champ électrique va alors différencier les types de plasma non-thermique. Pour réaliser un champ électrique intense, nécessaire à la formation du plasma, il faut appliquer une différence de potentiel électrique importante (souvent supérieure à 10 000V) entre deux électrodes.  The way of applying the electric field will then differentiate the types of non-thermal plasma. To achieve an intense electric field, necessary for the formation of the plasma, it is necessary to apply a significant electric potential difference (often greater than 10 000V) between two electrodes.
Il est possible, soit de générer le champ électrique entre deux électrodes de formes très différentes (une pointe et un plan, par exemple), soit d'isoler une ou les deux électrodes par un matériau diélectrique. Dans le cas d'électrodes de géométrie différente, on parlera de plasma "corona", ou de décharge couronne, le plasma ne se développant qu'autour de l'électrode présentant le plus petit rayon de courbure (effet de pointe) et ce plasma pourra être généré soit par une tension continue, soit par une tension alternative. Dans le cas des électrodes isolées par un matériau diélectrique, on parlera de "décharge à barrière diélectrique" et le plasma ne pourra être généré que par l'application d'une tension variable.  It is possible either to generate the electric field between two electrodes of very different shapes (a tip and a plane, for example), or to isolate one or both electrodes by a dielectric material. In the case of electrodes of different geometry, we speak of "corona" plasma, or corona discharge, the plasma only developing around the electrode having the smallest radius of curvature (peak effect) and this plasma can be generated either by a DC voltage or by an AC voltage. In the case of electrodes insulated by a dielectric material, it will be called "dielectric barrier discharge" and the plasma can be generated only by the application of a variable voltage.
A partir de ces conformations de base, il a été décliné beaucoup de géométries différentes, aussi bien en plasma "corona" qu'en décharge à barrière diélectrique. Dans le cas des décharges à barrière diélectrique, on peut également mentionner le plasma de surface qui présente la particularité d'être généré directement à la surface du diélectrique, les électrodes étant alors appliquées de part et d'autre de ce diélectrique. From these basic conformations, many different geometries have been declined, both in "corona" plasma and in dielectric barrier discharge. In the case of dielectric barrier discharges, it is also possible to mention the surface plasma which has the particularity of being generated directly to the surface of the dielectric, the electrodes then being applied on either side of this dielectric.
Une troisième voie existe, procédant à la fois de l'arc électrique et de la décharge "corona", appelé "décharge glissante" ou arc soufflé ou "Glidarc" et provient de la constatation que lors de la formation d'un arc électrique un plasma non-thermique est brièvement formé avant le déclenchement de l'arc électrique lors du début de l'ionisation du gaz sous l'influence du champ électrique. Le dispositif consiste alors à littéralement souffler les ions et électrons par un fort flux de gaz afin de rester toujours en deçà de la concentration d'ions et d'électrons nécessaire à la formation de l'arc électrique. Simultanément, une forme particulière des électrodes en regard dont la distance les séparant n'est pas constante permet d'éviter une valeur trop élevée du champ électrique et le risque de formation de l'arc. En pratique, la décharge est initiée au point où les électrodes sont les plus proches, puis se développe, poussée par le courant gazeux dans la zone où les électrodes s'écartent progressivement.  A third way exists, proceeding from both the electric arc and the discharge "corona", called "gliding discharge" or arc blown or "Glidarc" and comes from the observation that during the formation of an electric arc a Non-thermal plasma is briefly formed before the onset of the electric arc at the beginning of the ionization of the gas under the influence of the electric field. The device then consists of literally blowing the ions and electrons by a strong gas flow so as to always remain below the concentration of ions and electrons necessary for the formation of the electric arc. Simultaneously, a particular shape of the facing electrodes whose distance between them is not constant makes it possible to avoid a too high value of the electric field and the risk of formation of the arc. In practice, the discharge is initiated at the point where the electrodes are closest, then develops, pushed by the gas stream into the area where the electrodes progressively diverge.
Enfin, il est aussi possible de réaliser un véritable jet de plasma par formation d'un plasma non-thermique près de l'orifice d'un tube étroit dans lequel circule un flux gazeux rapide. Dans ce cas, les espèces générés par le plasma sont littéralement projetées à l'extérieur sous forme d'un dard équivalent à celui d'un chalumeau et permettent, par exemple, de traiter des surfaces de matériaux.  Finally, it is also possible to achieve a real plasma jet by forming a non-thermal plasma near the orifice of a narrow tube in which a fast gas flow circulates. In this case, the species generated by the plasma are literally projected outside in the form of a sting equivalent to that of a torch and allow, for example, to treat surfaces of materials.
Quel que soit le type de plasma considéré, il peut être réalisé sous pression réduite ou à pression atmosphérique, voire à une pression plus élevée.  Whatever the type of plasma considered, it can be carried out under reduced pressure or at atmospheric pressure, or even at a higher pressure.
Selon un mode de réalisation préféré, le plasma utilisé selon l'invention est un plasma atmosphérique non thermique (NTAP). According to a preferred embodiment, the plasma used according to the invention is a non-thermal atmospheric plasma (NTAP).
De préférence, le procédé de l'invention est effectué avec un plasma de décharge à barrière diélectrique. Selon ce mode de réalisation, l'énergie nécessaire à la création du plasma froid est obtenue en appliquant un fort champ électrique entre deux électrodes généré par l'application d'une haute tension électrique entre ces électrodes, soit sous forme d'un puise de tension ou d'une tension alternative. Le plasma de décharge à barrière diélectrique (DBD) est formé lorsqu'un matériau diélectrique (verre, quartz, céramique, alumine...) est placé entre les deux électrodes, évitant ainsi le passage à l'arc électrique. La présence du matériau diélectrique permet également la formation d'un plasma plus homogène, se répartissant sur toute la surface des électrodes. De préférence, en cas d'application d'un plasma de décharge à barrière diélectrique, le monomère saccharidique est déposé directement entre les électrodes, et ce sans la présence d'un support solide additionnel. Preferably, the process of the invention is carried out with a dielectric barrier discharge plasma. According to this embodiment, the energy required for the creation of the cold plasma is obtained by applying a strong electric field between two electrodes generated by the application of a high electrical voltage between these electrodes, either in the form of a pulse of voltage or alternating voltage. The dielectric barrier discharge plasma (DBD) is formed when a dielectric material (glass, quartz, ceramic, alumina ...) is placed between the two electrodes, thus avoiding the transition to the electric arc. The presence of the dielectric material also allows the formation of a more homogeneous plasma, distributed over the entire surface of the electrodes. Preferably, when a dielectric barrier discharge plasma is applied, the saccharide monomer is deposited directly between the electrodes without the presence of an additional solid support.
Selon un mode de réalisation, le monomère saccharidique est un monosaccharide ou un disaccharide. According to one embodiment, the saccharide monomer is a monosaccharide or a disaccharide.
De préférence, le monomère saccharidique est un monosaccharide.  Preferably, the saccharide monomer is a monosaccharide.
Parmi les monosaccharides utilisés selon l'invention, on peut citer le glucose, le mannose, le galactose ou le xylose.  Monosaccharides used according to the invention include glucose, mannose, galactose or xylose.
Parmi les disaccharides utilisés selon l'invention, on peut citer le maltulose, l'isomaltulose, le maltose ou le turanose.  Among the disaccharides used according to the invention, mention may be made of maltulose, isomaltulose, maltose or turanose.
De préférence, le monomère saccharidique est sous forme d'une poudre.  Preferably, the saccharide monomer is in the form of a powder.
Les polysaccharides obtenus selon le procédé de l'invention sont des polymères ou des copolymères. En effet, le procédé de l'invention peut être un procédé de polymérisation ou de copolymérisation. The polysaccharides obtained according to the process of the invention are polymers or copolymers. Indeed, the process of the invention may be a polymerization or copolymerization process.
Comme indiqué ci-dessus, le procédé de l'invention permet de synthétiser des polysaccharides qui peuvent également indifféremment être nommés "sucres" ou "hydrates de carbone".  As indicated above, the process of the invention makes it possible to synthesize polysaccharides which can also be indifferently called "sugars" or "carbohydrates".
Selon l'invention, les hydrates de carbone sont de formule générale Cx(H20)y. Ils peuvent également être fonctionnalisés, notamment par des groupements -C02H, -CHO, -NR2 (R = H, alkyl, aromatique), éther, phosphate ou sulfate. According to the invention, the carbohydrates have the general formula C x (H 2 0) y . They may also be functionalized, in particular with -C0 2 H, -CHO, -NR 2 (R = H, alkyl, aromatic), ether, phosphate or sulfate groups.
Les polysaccharides obtenus selon l'invention sont des polymères hyperbranchés et/ou compacts ou apparentés à des polymères dendritiques (ou dendrimères). Ils sont obtenus sous forme solide. The polysaccharides obtained according to the invention are hyperbranched polymers and / or compact or related to dendritic polymers (or dendrimers). They are obtained in solid form.
Le procédé de l'invention permet avantageusement d'obtenir directement le polysaccharide et, de préférence, ne comprend pas d'étape ultérieure de purification, contrairement aux procédés usuels de l'état de la technique.  The process of the invention advantageously makes it possible to obtain the polysaccharide directly and, preferably, does not comprise a subsequent purification step, contrary to the usual methods of the state of the art.
Le procédé permet de façon avantageuse de contrôler le degré de polymérisation des polysaccharides obtenus. Il est donc possible par exemple d'arrêter la polymérisation quand on le souhaite et donc de contrôler le degré de polymérisation et le poids moléculaire. De préférence, les polysaccharides obtenus selon le procédé de l'invention présentent des masses molaires pouvant aller de 1 000 g/mol à 100 000 g/mol. Ils peuvent présenter des degrés de polymérisation (DP) compris de 3 à 400 et leurs rayons hydrodynamiques peuvent varier de 0,8 à 40 nm. The process advantageously makes it possible to control the degree of polymerization of the polysaccharides obtained. It is therefore possible, for example, to stop the polymerization when it is desired and thus to control the degree of polymerization and the molecular weight. Preferably, the polysaccharides obtained according to the process of the invention have molar masses ranging from 1000 g / mol to 100,000 g / mol. They may have degrees of polymerization (DP) of from 3 to 400 and their hydrodynamic radii may vary from 0.8 to 40 nm.
Selon un mode de réalisation, l'étape de polymérisation est effectuée à une température inférieure à la température de fusion du monomère saccharidique, ce qui permet d'effectuer le procédé à une température à laquelle le monomère saccharidique est solide. According to one embodiment, the polymerization step is carried out at a temperature below the melting temperature of the saccharide monomer, which allows the process to be carried out at a temperature at which the saccharide monomer is solid.
De préférence, l'étape de polymérisation est effectuée à une température comprise entre 0°C et 140°C, de préférence entre 0°C et 100°C.  Preferably, the polymerization step is carried out at a temperature between 0 ° C and 140 ° C, preferably between 0 ° C and 100 ° C.
De façon avantageuse, l'étape de polymérisation du procédé de l'invention est effectuée en l'absence de catalyseur et de solvant. Advantageously, the polymerization step of the process of the invention is carried out in the absence of catalyst and solvent.
Les polysaccharides obtenus selon l'invention sont des produits solides et blancs qui ne nécessitent pas d'étape de post-traitement (comme des étapes de recyclage d'effluents, de purification, de décoloration, etc..) après polymérisation, contrairement aux procédés de l'état de la technique.  The polysaccharides obtained according to the invention are solid and white products which do not require a post-treatment stage (such as effluent recycling, purification, decolorization steps, etc.) after polymerization, contrary to the processes of the state of the art.
De préférence, l'étape de polymérisation est effectuée pendant une durée inférieure à 30 minutes, de préférence comprise entre 5 et 20 minutes. Preferably, the polymerization step is carried out for a period of less than 30 minutes, preferably of between 5 and 20 minutes.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une première étape qui consiste à placer au moins un monomère saccharidique dans un milieu gazeux susceptible de former un plasma. De préférence, le monomère saccharidique est placé entre deux électrodes, notamment isolées entre elles par un matériau diélectrique. The method according to the invention may comprise a first step which consists in placing at least one saccharide monomer in a gaseous medium capable of forming a plasma. Preferably, the saccharide monomer is placed between two electrodes, in particular insulated from each other by a dielectric material.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape consistant à former le plasma, notamment en chauffant le milieu gazeux à très haute température (plasma thermique) ou en soumettant ce milieu à un champ électrique intense (plasma non-thermique). De préférence, le milieu gazeux est soumis à un champ électrique d'au moins 5.105 V/m According to one embodiment, the method according to the invention also comprises a step consisting in forming the plasma, in particular by heating the gaseous medium at a very high temperature (thermal plasma) or by subjecting this medium to an intense electric field (non plasma). -thermal). Preferably, the gaseous medium is subjected to an electric field of at least 5.10 5 V / m
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :  According to a preferred embodiment, the method according to the invention comprises the following steps:
- le placement d'un monomère saccharidique entre deux électrodes isolées entre elles par un matériau diélectrique, et préférentiellement séparées par une distance comprise entre 4 mm et 10 mm ; - l'application d'un champ électrique entre les deux électrodes supérieur à 5.105 V/m pour générer une décharge plasma entre les deux électrodes ; placing a saccharide monomer between two electrodes insulated from each other by a dielectric material, and preferably separated by a distance of between 4 mm and 10 mm; the application of an electric field between the two electrodes greater than 5.10 5 V / m to generate a plasma discharge between the two electrodes;
- la formation d'un polysaccharide par polymérisation dudit monomère saccharidique ; et  the formation of a polysaccharide by polymerization of said saccharide monomer; and
- la récupération éventuelle du polysaccharide ainsi formé.  the possible recovery of the polysaccharide thus formed.
Selon un mode de réalisation, la tension utilisée pour le procédé de l'invention est comprise entre 8,5 kV et 10,5 kV. According to one embodiment, the voltage used for the method of the invention is between 8.5 kV and 10.5 kV.
Selon la température de fusion du monomère saccharidique, comme mentionné ci-dessus, le procédé de l'invention peut comprendre en outre une étape préalable de chauffage ou de refroidissement du milieu réactionnel (correspondant à l'espace (ou réacteur) formé par les électrodes). According to the melting temperature of the saccharide monomer, as mentioned above, the process of the invention may further comprise a preliminary step of heating or cooling the reaction medium (corresponding to the space (or reactor) formed by the electrodes ).
EXEMPLES EXAMPLES
Exemple 1 : Polymérisation du mannose Example 1 Polymerization of Mannose
Le mannose a été placé à l'état solide entre deux électrodes de cuivre de 25 cm2 disposées de manière parallèle et chacune isolées l'une de l'autre par un diélectrique (appelé DBD réacteur). De manière à maintenir la formation d'un plasma optimal, l'écart entre les deux électrodes a été fixé à 4 mm. Le plasma a été créé en utilisant un générateur bipolaire à une tension de 9,5 kV et une fréquence de 2,2 KHz. Le débit d'air est de 100 mL/min. Durant le traitement plasma, des échantillons de mannose ont été prélevés après 10, 15 et 30 min puis analysés par chromatographie d'exclusion stérique (SEC). Il a ainsi été constaté que le mannose est complètement consommé après seulement 15 min de traitement plasma et que des produits de plus hauts poids moléculaires sont formés. The mannose was placed in the solid state between two 25 cm 2 copper electrodes arranged in parallel and each insulated from each other by a dielectric (called DBD reactor). In order to maintain the formation of an optimal plasma, the gap between the two electrodes was set at 4 mm. The plasma was created using a bipolar generator at a voltage of 9.5 kV and a frequency of 2.2 KHz. The air flow is 100 mL / min. During the plasma treatment, mannose samples were taken after 10, 15 and 30 min and then analyzed by steric exclusion chromatography (SEC). It has thus been found that mannose is completely consumed after only 15 minutes of plasma treatment and that products of higher molecular weight are formed.
La polymérisation du mannose peut également être observée de manière indirecte par analyse de diffraction des rayons X (DRX) et par RMN 1 H et 13C. En effet, après traitement plasma, un élargissement important des signaux est observé dans les deux types d'analyse ce qui est souvent la signature d'une polymérisation anarchique (ou désordonnée). The polymerization of mannose can also be indirectly observed by X-ray diffraction analysis (XRD) and by 1 H and 13 C NMR. Indeed, after plasma treatment, a significant widening of the signals is observed in both types of analyzes what is often the signature of anarchic (or disordered) polymerization.
De manière intéressante, on peut observer sur les spectres MALDI-TOF que la polymérisation démarre réellement après 7 min de traitement plasma. De manière à obtenir plus d'informations sur cet aspect, la conversion du mannose en fonction du temps de traitement plasma a été étudiée par SEC. En accord avec les analyses MALDI-TOF, une période d'induction de 7 min a été observée par SEC après laquelle le mannose est rapidement polymérisé en seulement 3 min. Cette période d'induction est liée à l'augmentation de la température du réacteur plasma (assurée par l'énergie dissipée). En particulier, cette période d'induction correspond au temps nécessaire au réacteur pour atteindre 40°C. Afin de supporter cette hypothèse, le réacteur plasma a été refroidi initialement à -23°C. Dans ce cas, le temps nécessaire pour que le réacteur atteigne 40°C passe de 7 à 15 min ce qui coïncide avec un allongement de la période d'induction de 7 à 15 min. De manière similaire, lorsque le réacteur est placé à 65°C ou 75°C dès le début du traitement, il n'y a plus de période d'induction et la polymérisation commence quasi instantanément. Finalement, lorsque le réacteur plasma est successivement lancé puis stoppé de manière à éviter une augmentation de la température au-dessus de 40°C, aucune polymérisation n'a lieu et le mannose reste non converti. L'ensemble de ces résultats suggère que la polymérisation du mannose commence lorsque la température externe du réacteur atteint 40°C. Interestingly, it can be observed on the MALDI-TOF spectra that the polymerization actually starts after 7 min of plasma treatment. In order to obtain more information on this aspect, the conversion of mannose to Plasma treatment time was studied by SEC. In agreement with the MALDI-TOF analyzes, an induction period of 7 min was observed by SEC after which the mannose is rapidly polymerized in only 3 min. This induction period is related to the increase of the temperature of the plasma reactor (provided by the dissipated energy). In particular, this induction period corresponds to the time required for the reactor to reach 40 ° C. In order to support this hypothesis, the plasma reactor was initially cooled to -23 ° C. In this case, the time required for the reactor to reach 40 ° C. goes from 7 to 15 min which coincides with an extension of the induction period of 7 to 15 min. Similarly, when the reactor is placed at 65 ° C or 75 ° C from the start of treatment, there is no induction period and polymerization begins almost instantaneously. Finally, when the plasma reactor is successively started and then stopped in order to avoid an increase of the temperature above 40 ° C, no polymerization takes place and the mannose remains unconverted. All of these results suggest that the polymerization of mannose begins when the external temperature of the reactor reaches 40 ° C.
Analyse des polymères de mannose Analysis of mannose polymers
Les polymères de mannose ont été analysés par diverses techniques. Dans un premier temps, la spectroscopie IR et RAMAN a été utilisée. Aucun signal caractéristique d'un groupe C=0 ou C=C n'a été mis en évidence confirmant ainsi à nouveau la stabilité des unités mannose lors du traitement plasma. Une analyse par RMN solide ou liquide (1 H et 13C) confirme cette observation et aucun pic caractéristique d'un groupement C=0 n'a été observé. Ces résultats sont surprenants considérant que les espèces générées par le plasma sont souvent utilisées pour des réactions d'oxydation. Afin d'obtenir des informations complémentaires, les polymères de mannose ont été analysés par X-ray photoelectron spectrometry (XPS) qui fournit des informations sur la composition chimique d'une surface dans une couche de 10 nm. De manière intéressante, l'XPS révèle une oxydation de la surface des particules de polymères de mannose avec la présence de groupements 0-C=0 avec environ un -C=0 pour trois unités mannose. L'oxydation de la surface des particules de mannose est également supportée par la mesure du pH (à 10g/L) qui décroit de 6 à 4,2 après traitement plasma en accord avec la production d'une faible quantité de groupe C02H. Il est à noter que lorsque le mannose est imprégné par une solution d'acide acétique de manière à abaisser son pH à 4,2 puis traité à 50°C pendant 15 min à l'état solide, aucune polymérisation n'a lieu suggérant que les espèces acides formées à la surface du mannose ne sont pas responsables de la polymérisation observée. Par ailleurs, la vitesse de conversion du mannose reste similaire, quelle que soit la température initiale du réacteur plasma suggérant que l'énergie d'activation est très faible ce qui est en accord avec un mécanisme radicalaire. The mannose polymers have been analyzed by various techniques. At first, IR and RAMAN spectroscopy was used. No characteristic signal of a C = 0 or C = C group has been demonstrated thus again confirming the stability of the mannose units during the plasma treatment. Solid or liquid NMR analysis ( 1 H and 13 C) confirms this observation and no characteristic peak of a C = O group was observed. These results are surprising considering that the species generated by the plasma are often used for oxidation reactions. In order to obtain additional information, the mannose polymers were analyzed by X-ray photoelectron spectrometry (XPS) which provides information on the chemical composition of a surface in a 10 nm layer. Interestingly, XPS reveals oxidation of the surface of the mannose polymer particles with the presence of 0-C = O moieties with about one -C = 0 for three mannose units. The oxidation of the surface of the mannose particles is also supported by the measurement of the pH (at 10 g / L) which decreases from 6 to 4.2 after plasma treatment in agreement with the production of a small amount of C0 2 H group. It should be noted that when the mannose is impregnated with an acetic acid solution so as to lower its pH to 4.2 and then treated at 50 ° C. for 15 min in the solid state, no Polymerization does not suggest that the acidic species formed on the surface of mannose are not responsible for the observed polymerization. Moreover, the mannose conversion rate remains similar, regardless of the initial plasma reactor temperature, suggesting that the activation energy is very low, which is in agreement with a radical mechanism.
Afin de collecter plus d'informations à un niveau moléculaire, les polymères de mannose ont été analysés par GC/MS en utilisant des étalons commerciaux pour l'attribution des différents pics. Plus particulièrement, nous nous sommes concentrés sur la fraction dissacharidique dans le but de déterminer les différentes positions du mannose impliquées dans la polymérisation. L'analyse de la fraction disaccharidique a été réalisée à une conversion du mannose de 43% de manière à pouvoir quantifier de façon plus précise les signaux. Ces analyses révèlent que l'ensemble des groupements hydroxyle est impliqué dans la polymérisation du mannose. Le lien de deux unités mannose s'effectue toutefois prioritairement entre les positions 1 et 6 (71 % de probabilité). La sélectivité entre les liaisons a-1 ,6 et β-1 ,6 est respectivement de 27% et 44%. Il ressort clairement que la polymérisation du mannose a lieu de manière désordonnée ce qui rationalise les élargissements de signaux observés par DRX et RMN.  In order to collect more information at a molecular level, the mannose polymers were analyzed by GC / MS using commercial standards for assignment of different peaks. More particularly, we focused on the dissincharide fraction in order to determine the different positions of the mannose involved in the polymerization. Disaccharide fraction analysis was performed at 43% conversion of mannose so that the signals could be more accurately quantified. These analyzes reveal that all of the hydroxyl groups are involved in the polymerization of mannose. However, the link between two mannose units is primarily between positions 1 and 6 (71% probability). The selectivity between the α-1, 6 and β-1, 6 bonds is respectively 27% and 44%. It is clear that the polymerization of mannose takes place in a disordered manner which rationalizes the signal widening observed by XRD and NMR.
Les polymères de mannose ont été analysés par SEC/MALS afin d'obtenir des informations sur la distribution en masse et la conformation des polymères de mannose. Les profils d'élution montrent au moins trois types de populations différentes qui diffèrent par leur volume hydrodynamique reflétant ainsi une forte polydispersité. Ces analyses révèlent que les masses molaires du polymère de mannose vont de 2x103 à 9x106 g/mol avec un rayon hydrodynamique variant de 1 ,2 à 37,2 nm. Plus généralement les polymères de mannose sont caractérisés par une masse molaire moyenne (Mw) de 95 590 g/mol, une viscosité intrinsèque (η) de 7,7 ml/g et un rayon hydrodynamique (Rh) de 3,3 nm. Les polymères de mannose présentent également une forte polydispersité (Mw/Mn) de 15 ce qui est, là encore, en accord avec une polymérisation désordonnée du mannose. The mannose polymers were analyzed by SEC / MALS to obtain information on the mass distribution and conformation of the mannose polymers. Elution profiles show at least three different types of populations that differ in their hydrodynamic volume, reflecting a strong polydispersity. These analyzes reveal that the molar masses of the mannose polymer range from 2 × 10 3 to 9 × 10 6 g / mol with a hydrodynamic radius ranging from 1.2 to 37.2 nm. More generally, the mannose polymers are characterized by an average molecular weight (M w ) of 95,590 g / mol, an intrinsic viscosity (η) of 7.7 ml / g and a hydrodynamic radius (Rh) of 3.3 nm. Mannose polymers also exhibit high polydispersity (M w / M n) of 15 which is, again, in accordance with a disordered polymerization mannose.
La conformation des polymères de mannose a ensuite été étudiée en traçant le Rh en fonction de Mw. Rh et Mw sont liés ensemble et obéissent à l'équation (1 ) où Rh et Mw sont respectivement le rayon hydrodynamique et la masse molaire, vh est le coefficient hydrodynamique et Kh une constante. The conformation of the mannose polymers was then studied by plotting Rh as a function of M w . Rh and M w are bound together and obey equation (1) where Rh and M w are the hydrodynamic radius and the molar mass respectively, v h is the hydrodynamic coefficient and K h is a constant.
Rh = KhM¾. équati0n (1 ) Rh = K h M¾. equate i 0n (1)
Le coefficient hydrodynamique dépend de la forme générale des macromolécules, de la température et des interactions macromolécule-solvant. Un vh théorique de 0,33 est obtenu pour une sphère, 0,5-0,6 pour une forme en bobine et 1 pour un bâtonnet. Le vh obtenu est de 0,43. Une relation linéaire entre Rh et Mw est obtenue, signifiant que les polymères de mannose ont des conformations similaires quel que soit le degré de polymérisation. Une valeur de vh de 0,43 signifie que les polymères de mannose adoptent une conformation proche d'une sphère ce qui signifie que les polymères de mannose présentent des structures compactes et/ou hyperbranchées. Cette affirmation est par ailleurs supportée par la grande solubilité des polymères de mannose dans l'eau (500 g/L). The hydrodynamic coefficient depends on the general shape of the macromolecules, the temperature and the macromolecule-solvent interactions. A v h theoretical of 0.33 is obtained for a sphere, for a 0.5-0.6 shaped coil 1 and to a rod. The v h obtained is 0.43. A linear relationship between Rh and M w is obtained, meaning that the mannose polymers have similar conformations regardless of the degree of polymerization. A v h value of 0.43 means that the mannose polymers adopt a conformation close to a sphere, which means that the mannose polymers have compact and / or hyperbranched structures. This statement is supported by the high solubility of mannose polymers in water (500 g / L).
Exemple 2 : Polymérisation d'autres mono- et disaccharides Example 2 Polymerization of Other Mono- and Disaccharides
Trois mono- et quatre disaccharides ont été testés. Parce que les périodes d'induction varient en fonction de l'hydrate de carbone, le traitement plasma a été arbitrairement fixé à 30 min dans tous les cas. Les résultats sont résumés dans le tableau 1 ci-après. Remarquablement, le plasma est capable de polymériser l'ensemble des hydrates de carbone testés. Seuls les hydrates de carbone se liquéfiant dans le réacteur (par exemple le fructose) n'ont pas pu être polymérisés mais un refroidissement du réacteur plasma devrait permettre leur polymérisation. Une différence de période d'induction a été observée entre les différents hydrates de carbone, ce qui est lié à une température d'activation différente. Lorsque les disaccharides ont été utilisés, il a été observé par MALDI/TOF que l'unité disaccharidique était le motif de base du polymère suggérant que les liaisons glycosidiques ne sont pas rompues. Comme observé dans le cas du mannose, une poudre blanche est obtenue dans tous les cas.  Three mono- and four disaccharides were tested. Because induction periods vary with carbohydrate, plasma treatment was arbitrarily set at 30 min in all cases. The results are summarized in Table 1 below. Remarkably, the plasma is able to polymerize all the carbohydrates tested. Only the carbohydrates liquefying in the reactor (for example fructose) could not be polymerized but a cooling of the plasma reactor should allow their polymerization. A difference in induction period was observed between the different carbohydrates, which is related to a different activation temperature. When the disaccharides were used, it was observed by MALDI / TOF that the disaccharide unit was the basic unit of the polymer suggesting that the glycosidic linkages are not broken. As observed in the case of mannose, a white powder is obtained in all cases.
Les paramètres structuraux des polymères récupérés ont été déterminés comme précédemment. La masse molaire moyenne reste similaire dans tous les cas et va de 2 000 à 5 500 g/mol avec une polydispersité allant de 2 à 1 1 . Ces valeurs sont toutefois inférieures à celles obtenues au départ du mannose. Ce résultat n'est pas surprenant et provient du fait que le plasma a été optimisé pour le mannose et les paramètres appliqués ne sont certainement pas les paramètres optimaux pour chaque hydrate de carbone. C'est la raison pour laquelle le Mw et les conversions présentées dans le Tableau 1 diffèrent de celle du mannose. Néanmoins le tableau 1 illustre clairement le potentiel que représente le plasma pour la polymérisation des hydrates de carbones dans des conditions sèches. Comme réalisé précédemment avec les polymères de mannose, la conformation des polymères présentés dans le tableau 1 a été étudiée en traçant le Rh en fonction du Mw. Là encore, une corrélation linéaire a été obtenue. En particulier un vh aux alentours de 0,40 a été obtenu (valeurs allant de 0,37 à 0,44) indiquant que les polysaccharides ont des structures macromoléculaires très proches. Comme mentionné précédemment, un vh de 0,40 indique une organisation compacte et/ou hyperbranchée des polysaccharides. La formation de polysaccharides hyperbranchés par ailleurs confirme une polymérisation désordonnée des hydrates de carbones. Il est toutefois intéressant de souligner qu'à partir de l'isomaltulose et du turanose, les vh sont plus faibles suggérant un aspect encore plus compact et/ou hyperbranché pour les polysaccharides correspondant en accord avec le profil de distribution en masse. Tableau 1 . Polymérisation de divers hydrates de carbone induite par plasma The structural parameters of the recovered polymers were determined as before. The average molar mass remains similar in all cases and ranges from 2,000 to 5,500 g / mol with a polydispersity ranging from 2 to 1 1. These values are however lower than those obtained from mannose. This result is not surprising and comes from the fact that the plasma has been optimized for mannose and the parameters applied are certainly not the optimal parameters for each carbohydrate. This is the reason why the M w and the conversions presented in Table 1 differ from that of mannose. Nevertheless, Table 1 clearly illustrates the plasma potential for the polymerization of carbohydrates under dry conditions. As previously carried out with the mannose polymers, the conformation of the polymers presented in Table 1 was studied by plotting Rh as a function of M w . Again, a linear correlation was obtained. In particular, a v h at around 0.40 was obtained (values ranging from 0.37 to 0.44) indicating that the polysaccharides have very close macromolecular structures. As previously mentioned, a v h of 0.40 indicates a compact and / or hyperbranched organization of polysaccharides. The formation of hyperbranched polysaccharides also confirms a disordered polymerization of carbohydrates. However, it is interesting to note that from isomaltulose and turanose, v h are lower, suggesting a more compact appearance and / or hyperbranched for polysaccharides corresponding agreement with the mass distribution profile. Table 1. Polymerization of various plasma-induced carbohydrates
glucose galactose xylose glucose galactose xylose
maltulose Isomaltulose maltose  maltulose Isomaltulose maltose
Durée Temp. de  Duration Temp. of
Conv Mw Mn Rh η  Conv Mw Mn Rh η
Saccharides d'induction polymérisation DP  DP polymerization induction saccharides
(g/mol) (g/mol) (nm) (ml/g) vh (min) (°C) (%) (g / mol) (g / mol) (nm) (ml / g) v h (min) (° C) (%)
Glucose 15 66 70 5051 909 5,6 33 1 ,4 5,0 0,41  Glucose 15 66 70 5051 909 5.6 33 1, 4 5.0 0.41
Xylose 10 56 90 5368 1 121 5,3 45 1 ,4 5,3 0,42 Xylose 10 56 90 5368 1 121 5.3 45 1, 4 5.3 0.42
Galactose 20 72 62 3378 302 1 1 ,2 28 0,8 3,5 0,44 Galactose 20 72 62 3378 302 1 1, 2 28 0.8 3.5 0.44
Maltulose 7 40 92 3723 1746 2,1 26 1 ,2 4,2 0,4 Maltose 10 56 91 2325 835 2,8 15 1 ,0 4,2 0,42 Isomaltulose 15 64 87 3409 1207 2,8 25 1 ,0 3,5 0,38 Maltulose 7 40 92 3723 1746 2.1 26 1, 2 4.2 0.4 Maltose 10 56 91 2325 835 2.8 15 1, 0 4.2 0.42 Isomaltulose 15 64 87 3409 1207 2.8 25 1, 0 3.5 0.38
Turanose 30 80 80 2214 581 3,8 18 0,8 3,2 0,37 Turanose 30 80 80 2214 581 3.8 18 0.8 3.2 0.37

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un polysaccharide comprenant une étape de polymérisation par plasma non thermique d'un monomère saccharidique, ladite étape de polymérisation n'étant pas effectuée en présence d'un support solide. A process for preparing a polysaccharide comprising a step of non-thermal plasma polymerization of a saccharide monomer, said polymerization step not being carried out in the presence of a solid support.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le monomère saccharidique est un monosaccharide ou un disaccharide. The process according to claim 1, wherein the saccharide monomer is a monosaccharide or a disaccharide.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le monomère saccharidique est un monosaccharide. The process of claim 1 or 2, wherein the saccharide monomer is a monosaccharide.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape de polymérisation est effectuée à une température inférieure à la température de fusion du monomère saccharidique. 4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymerization step is carried out at a temperature below the melting temperature of the saccharide monomer.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape de polymérisation est effectuée à une température comprise entre 0°C et 140°C. 5. A process according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymerization step is carried out at a temperature between 0 ° C and 140 ° C.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape de polymérisation est effectuée pendant une durée inférieure à 30 minutes, de préférence comprise entre 5 et 20 minutes. 6. Process according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymerization step is carried out for a period of less than 30 minutes, preferably between 5 and 20 minutes.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le polysaccharide a une masse molaire comprise de 1 000 g/mol à 100 000 g/mol. 7. A process according to any one of claims 1 to 6, wherein the polysaccharide has a molar mass of from 1000 g / mol to 100,000 g / mol.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il ne comprend pas d'étape ultérieure de purification. 8. Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it does not comprise a subsequent purification step.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes : The method of any one of claims 1 to 8, comprising the steps of:
- le placement d'un monomère saccharidique entre deux électrodes isolées entre elles par un matériau diélectrique ;  placing a saccharide monomer between two electrodes insulated from one another by a dielectric material;
- l'application d'un champ électrique supérieur à 5.105 V/m entre les deux électrodes pour générer une décharge plasma entre les deux électrodes ; et the application of an electric field greater than 5.10 5 V / m between the two electrodes to generate a plasma discharge between the two electrodes; and
- la formation d'un polysaccharide par polymérisation dudit monomère saccharidique.  - The formation of a polysaccharide by polymerization of said saccharide monomer.
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