FR3110593A1 - Utilisation d’huiles comprenant des additifs anti-usure non neurotoxiques - Google Patents
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- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
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Abstract
L’invention concerne l’utilisation une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique, notamment en cas d’événement de fumée. Elle concerne également l’huile en tant que telle.Figure pour l’abrégé : Pas de figure
Description
La présente invention concerne le domaine technique des additifs anti-usure utilisés dans des huiles telles que des huiles pour lubrifier des turbines d’avion ou aérodérivées ou des huiles hydrauliques.
Arrière-plan technologique
Les moteurs de turbines d’avions ou aérodérivées utilisent des lubrifiants synthétiques comprenant généralement une base ester et une variété d’additifs anti-usure issus de la famille des organophosphates tels que les triarylphosphates. L’additif anti-usure le plus utilisé commercialement est le tricrésylphosphate (TCP), qui possède des propriétés anti-usure singulières pouvant être considérées comme uniques à ce jour. Ses analogues tri-arylphosphates sont également des additifs anti-usure intéressants.
Des fuites de lubrifiants, notamment ceux contenant du tricrésylphosphate ou un de ses analogues tri-arylphosphates, dans l’air des cabines d’avion peuvent prendre source au niveau de joints usés ou défectueux, ou même dans des conditions normales d’utilisation par passage des lubrifiants dans l’air destiné à la pressurisation de la cabine. Ces fuites répétées sont explicitées (Michaelis S.et al. Public Health Panorama 2017,3, 2, p.198-211) comme étant dues à des variations de pression entre la chambre de roulements et le circuit d’air exercées par les conditions normales d’opération (augmentation de la puissance moteur, décollage, …). Dans certaines circonstances, la fuite peut devenir très importante, généralement suite à la casse d’un roulement dans la turbine, celle-ci conduisant à un évènement de fumée, ou brouillard blanc visible en cabine.
Le syndrome aérotoxique est un état pathologique mêlant symptômes physiques et neurologiques, causé par les effets à court et à long termes d'une exposition à de l'air de cabine d'avion, contaminé par des huiles hydrauliques ou des huiles de moteurs ou tout autre polluant organique présent sous forme de gaz et/ou d’aérosols. Les symptômes reportés sont généralement non-spécifiques, et les études de qualité de l’air en cabine indiquent des niveaux de contaminants qui sont inférieurs aux limites d’exposition et non dangereux pour la santé humaine, la difficulté étant de mesurer en continu et en service des émanations d’huiles, par définition non gazeuses, véhiculées dans l’air, se déposant et se concentrant, épisodiquement, à différentes localisations de l’avion (Kasper Solbuet al. J. Environ. Monit . 2011,13, 1393).
Des symptômes similaires à ceux du syndrome aérotoxique peuvent également être observés dans des environnements au sol en présence de turbines aérodérivées, par exemple au niveau de plateformes offshore. Les turbines aérodérivées ont un fonctionnement identique à celui des turbines d’avions et mettent en œuvre des lubrifiants de composition similaire, notamment en termes d’agents anti-usure.
Néanmoins, un certain nombre d’études (Michaelis, S.et al. Public Health Panorama 2017,3, 2, p.198-211) ont mis en évidence une relative relation de cause à effet entre l’exposition aiguë et/ou chronique à des substances contaminant l’air de cabines d’avion et des symptômes neurologiques, neurocomportementaux et respiratoires.
Les additifs anti-usure organophosphates classiques tels que le tricrésylphosphate (TCP), notamment son isomère tri-ortho-crésylphosphate (ToCP), sont connus pour présenter un effet neurotoxique puissant (Craig P.et al. Journal of Toxicology and Environmental HealthPart B : Critical Reviews1999,2, 4, p.281-300). Au-delà de la toxicité générique associée aux organophosphates employés très largement dans divers domaines, notamment en tant qu’insecticides et pesticides, une des raisons spécifique et reconnue à cet effet neurotoxique est la conversion rapidein vivodes isomères de tricrésylphosphate comprenant au moins une substitution en ortho en un métabolite nommé saligénine qui est un inhibiteur puissant des cholinestérases. L’empoisonnement au ToCP conduit à une pathologie dénommée neuropathie différée induite par les phosphates organiques (Organophosphate-induced delayed neuropathy (OPIDN) en anglais) dont le mécanisme a été largement étudié.
Des huiles comprenant comme additif anti-usure du TCP ne comprenant pas d’isomèreorthoont été développées. Néanmoins, malgré l’absence de ToCP dans le TCP, le niveau d’inhibition des cholinestérases dans le sérum de rats exposés au TCP n’est pas nul et, bien que faible, il est persistant (Mackerer CRet al. J . Toxicol . Env. HealthPart A199957(5) :293-328). De même, des travaux plus anciens démontrent des problèmes de démyélinisation de la moelle épinière faisant suite à une exposition à du TCP présent sous ses formes méta et para (W.N. Aldridge,Biochemical Journal 1954 56, 185-189).
Des études très récentes montrent que le tricrésylphosphate et ses analogues tri-arylphosphates agissent également sur d’autres cibles biologiques, notamment à l’échelle cellulaire (A.V. Terry,Pharmacology and Therapeutics 2012,134, p.355-365 ; Al Salemet al. Chemosphere 2019, 237, 124519).
Toutes ces études et ce long historique constituent un faisceau de preuves et d’éléments qui font du tricrésylphosphate et de ses analogues tri-arylphosphates des additifs particulièrement préoccupants. Afin d’augmenter le niveau de sécurité des huiles hydrauliques et des huiles utilisées dans les turbines d’avions et aérodérivées, il semble nécessaire de développer des additifs anti-usure alternatifs au tricrésylphosphate et à ses analogues tri-arylphosphates.
L’identification d’additifs anti-usure alternatifs au tricrésylphosphate et à ses analogues tri-arylphosphates est une problématique identifiée, même si la nécessité de s’affranchir du tricrésylphosphate et de ses analogues tri-arylphosphates ne fait pas l’unanimité. A la connaissance de la Demanderesse, aucune étude n’a permis l’identification d’additifs anti-usure alternatifs présentant à la fois un effet anti-usure satisfaisant et une non-neurotoxicité démontrée. A titre d’exemple, les études récentes portant sur la caractérisation de la neurotoxicité potentielle des nouveaux organophosphates développés et commercialisés en tant que retardateurs de flamme de nouvelle génération sont pour la grande majorité d’un niveau de danger prétendu équivalent à celui des substances usuelles comme le TCP (Zhanget al. Neurotoxicology and Teratology 2019,73, p.54-66, Ryanet al. Neurotoxicology 2016,53, 271-281, Sirenkoet al. Toxicolog . Sci . 2019,167, p.58-76). La question de la neurotoxicité des composés organophosphorés reste à ce jour entière et non élucidée.
En outre, le TCP étant également connu pour être reprotoxique, le développement d’additifs anti-usure alternatifs au tricrésylphosphate et à ses analogues tri-arylphosphates pour lesquels une absence de neurotoxicité et de reprotoxicité serait établie serait avantageuse et permettrait d’augmenter le niveau de sécurité dans l’aviation et autres applications aérodérivées.
La demande de brevet US2016/0002565 décrit une huile pour turbine exempte de tricrésylphosphate qui comprend au moins une huile de base, au moins un alkylpolyglycoside et un dérivé phénolique tel que le 3,5-di-tert-butyl-hydroxytoluène. Le remplacement du tricrésylphosphate par le dérivé phénolique contribue à la prévention du syndrome aérotoxique lorsque cette huile est utilisée dans des turbines d’avions. Néanmoins, la mise en œuvre d’une telle huile dans des turbines d’avions ne semble pas pouvoir procurer la même efficacité que celle de l’huile contenant du tricrésylphosphate qu’elle est censée remplacer, d’une part car la formulation décrite ne comprend aucun agent présentant un effet anti-usure permettant de remplacer celui du TCP, et d’autre part car la formulation comprend des alkylpolyglycosides qui sont thermosensibles.
A ce jour, seuls des composés phosphorés ont démontré une efficacité suffisante comme agents anti-usure dans des huiles pour turbines d’avions ou aérodérivées. Sans vouloir être liés par une quelconque théorie, ceci peut être lié au fait que le phosphore permet la formation d’une couche de protection, communément appelée tribofilm, même aux hautes températures impliquées par les applications visées.
La demande de brevet WO2010/149690 décrit l’effet diminué sur la butyrylcholinestérase, par rapport au TCP notamment, de triarylphosphates spécifiques dans lesquels les groupements phényles sont substitués par un à trois groupements isopropyles outert-butyles. Ces résultats d’inhibition suggèrent une possible réduction de la neurotoxicité associée à ces composés par rapport à celle observée pour le TCP. Néanmoins, la simple démonstration d’un effet limité sur une cholinestérase unique ne semble pas suffisante pour garantir un niveau de sécurité suffisant pour les attentes de l’aviation.
Dans ce cadre, la Demanderesse a démontré que des composés diphosphorés, notamment des composés diphosphorés aryliques, qui présentent des propriétés anti-usure et de stabilité thermique satisfaisantes, voire améliorées, présentent une neurotoxicité fortement réduite au regard de celle des dérivés anti-usure monophosphates tels que le TCP, voire nulle, et peuvent donc être avantageusement utilisés dans des huiles, notamment pour lubrifier des turbines d’avions ou aérodérivées, pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique, notamment en cas d’événement de fumée. Les propriétés anti-usure de certains composés diphosphorés, des diphosphates d’aryle, ont par exemple été démontrées dans l’art antérieur, notamment dans les demandes de brevet WO96/20263, US 2012/0329693, WO2012/015873, EP 0612837 et WO2015/026566 ou dans la publication Zhaoet al.Ind. Eng. Chem. Res.2013, 52, 22, 7419-7424.
Bien que l’utilisation de composés diphosphorés tels que des diphosphates d’aryle en tant qu’additifs anti-usure ait déjà été envisagée dans l’art antérieur, à la connaissance de la Demanderesse aucune étude n’a permis de démontrer leur non-neurotoxicité et par conséquent leur intérêt pour prévenir le syndrome aérotoxique. En outre, la Demanderesse a également démontré l’absence de reprotoxicité des composés diphosphorés, ce qui renforce leur intérêt comme alternative au TCP en tant qu’agent anti-usure dans des huiles telles que des huiles hydrauliques ou des huiles de turbines.
Ainsi, la présente invention concerne l’utilisation d’une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I) :
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5,
pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique.
pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique.
Les composés de formule (I) présentent des propriétés anti-usure intéressantes, qui peuvent être comparables à celles du tricrésylphosphate ou de ses analogues triarylphosphates. Ils présentent également un niveau de risque très faible, voire nul, en termes de toxicité. Ainsi, ils sont non toxiques en termes d’action sur les cholinestérases, non neurotoxiques et non reprotoxiques.
L’invention concerne également une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I)
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Brève description des figures
Description détaillée
Un premier objet de l’invention est l’utilisation d’une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I)
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5,
pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique.
pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique.
De façon préférée, l’utilisation d’une huile selon l’invention est pour la prophylaxie du système aérotoxique en cas d’événement de fumée.
Par « huile », on désigne dans la présente invention toute substance organique, notamment toute huile hydraulique ou de turbine, susceptible de créer une pollution sous forme de gaz et/ou d’aérosol en cabine. Dans certains modes de réalisation, l’huile est choisie dans le groupe constitué par les huiles pour turbines d’avions ou aérodérivées, les huiles de transmission pour hélicoptère et les fluides pour armes. De préférence, dans la présente invention, l’huile est une huile pour turbines d’avion ou aérodérivées.
Dans le cas des turbines aérodérivées, la pathologie désignée par les termes « syndrome aérotoxique » est une pathologie comportant au moins en partie les mêmes symptômes neurologiques et sur la reproduction que ceux observés dans les avions pour le syndrome aérotoxique, mais qui est contracté par exposition aux organophosphates tels que le tricrésylphosphate dans des installations comportant des turbines industrielles au sol telles que des plateformes offshores.
L’huile est de préférence utilisée pour lubrifier des turbines d’avions ou aérodérivées.
Par « groupe alkyle » on désigne un groupe hydrocarboné saturé linéaire ou ramifié. Chaque groupe alkyle comprend de 1 à 36 atomes de carbone (C1à C36), de préférence 1 à 18 atomes de carbone (C1à C18), de préférence de 1 à 10 atomes de carbone (C1à C10), en particulier de 1 à 4 atomes de carbone (C1à C4). Parmi les exemples de groupes alkyles selon l’invention, on peut citer notamment les groupes méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, n-butyle et tert-butyle. Un groupe alkyle peut être éventuellement substitué, au niveau d’un ou plusieurs de ses atomes, par au moins un substituant choisi dans le groupe constitué par les groupes alkyles en C1à C18, éventuellement perfluorés, le groupe hydroxyle OH, un groupe amine primaire NH2ou secondaire NHR avec R groupe alkyle ou aryle, un groupe O-phosphate tel que le groupe O-diphénylphosphate, et les atomes d’halogène.
La substitution des groupes alkyles ou aryles dans les composés diphosphorés utilisés selon la présente invention par chaque type de susbtituant permet de conférer au composé des propriétés souhaitées. Par exemple, la substitution par des atomes d’halogène pourrait permettre une amélioration des effets extrême-pression et/ou anti-usure des composés.
Par « groupe O-alkyle », on désigne un groupe alkyle relié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’un atome d’oxygène.
Par « groupe aryle », on désigne un groupe monocyclique ou polycyclique aromatique carboné, éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes pouvant notamment être choisis dans le groupe constitué par un atome d’azote, un atome d’oxygène, et un atome de soufre. Chaque cycle aromatique ou polyaromatique comprend 5 à 14 atomes. Chaque cycle peut être éventuellement substitué, au niveau d’un ou plusieurs de ses atomes, par au moins un substituant choisi dans le groupe constitué par les groupes alkyles en C1à C18, éventuellement perfluorés, le groupe hydroxyle OH, un groupe amine primaire NH2ou secondaire NHR avec R groupe alkyle ou aryle, un groupe O-phosphate tel que le groupe O-diphénylphosphate O-P(=O)(OPh)2, et les atomes d’halogène.
Lorsque le groupe aryle est un groupe polycyclique dans lequel au moins deux cycles sont reliés par au moins une liaison covalente entre deux atomes distincts appartenant chacun à un des cycles, la liaison covalente entre les deux cycles peut être interrompue par au moins un groupe alkyle tel qu’un groupe C(CH3)2, un groupe carbonyle ou un hétéroatome ou groupe hétéroatomique tel qu’un atome d’oxygène, un atome de soufre, un groupe amine NH ou NR ou un groupe sulfite OS(=O)O.
Par « groupe O-aryle », on désigne un groupe aryle relié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’un atome d’oxygène.
Parmi les exemples de groupes aryles monocycliques, on peut citer notamment le groupe phényle.
Lorsque A est ou comprend un groupe aryle monocyclique tel qu’un phényle, un thiophène ou une pyridine, X1et X2sont de préférence diamétralement opposés, notamment en position 1,4 lorsque le groupe aryle monocyclique comprend 6 atomes. A est de préférence un groupe 1,4-phényle.
Lorsque A est ou comprend un groupe polycylique, ou un groupe polyaromatique comprenant par exemple deux cycles fusionnés, tel que le naphtalène, X1et X2sont de préférence diamétralement opposés afin de maximiser la distance entre X1et X2.
Dans certains modes de réalisation, au moins un parmi R1, R2, R3 et R4 est un groupe alkyle ou O-alkyle. Dans ce cas, de préférence chaque groupe alkyle est un groupe alkyle comprenant 8 à 22 atomes de carbone (C8à C22).
Dans certains modes de réalisation préférés, au moins un parmi R1, R2, R3 et R4 est un groupe aryle ou O-aryle. De préférence, au moins deux parmi R1, R2, R3 et R4 sont des groupes aryles ou O-aryles. En particulier, R1, R2, R3 et R4 sont quatre groupes aryles ou O-aryles.
Dans certains modes de réalisation, au moins un parmi R1, R2, R3 et R4 est un groupe phényle non substitué. De préférence, R1, R2, R3 et R4 sont des groupes phényles non substitués.
Dans certains modes de réalisation, au moins un parmi R1, R2, R3 et R4 est un groupe O-phényle non substitué. De préférence, R1, R2, R3 et R4 sont des groupes O-phényles non substitués.
Dans certains modes de réalisation, au moins un parmi R1, R2, R3 et R4 est un groupe aryle substitué.
Parmi les exemples de groupes aryles polycycliques, on peut citer notamment le 4,4’-biphényle, le 4,4’-diphénylthioéther, le 4,4’-diphényléther, le 4,4’-diphénylphényléthylidène, le 4,4’-diméthyldiphénylméthylidène, le 4,4’-diphénylsulfone, le 4,4’benzophénone, le 2,2’benzophénone, le 1,4-naphtalène, le 1,3-naphtalène, le 2,7-naphtalène, le 2,6-anthracène, le 9,10-anthracène et le phénanthrène.
Par « groupe aralkyle », on désigne un groupe alkyle lié de façon covalente à un groupe aryle. Parmi les exemples de groupes aralkyles, on peut citer notamment le groupe 4,4’-[diphényl(diméthyl)méthylidène] et le groupe 4,4’-diphénylhexafluoropropane.
Dans certains modes de réalisation, A est choisi dans le groupe constitué par un groupe 1,4-phényle, un groupe 4,4’-biphényle, un groupe 4,4’-diphénylthioéther, un groupe 4,4’-diphényléther, un groupe 1,3-(5 O-[(diphényl)phosphate)]phényle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-butyl)propyle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-[méthyl O-diphénylphosphate])propyle, un groupe 4,4’-[diphényl(diméthyl)méthylidène], un groupe 2,2’-benzophénone, un groupe 2,7-naphtalène, un groupe 1,2-éthyle, un groupe 4,4’-[diphénylphényléthylidène], un groupe 4,4’-diphénylsulfone, un groupe 4,4’-diphénylhexafluoropropane, un groupe 1,4-[(2-phényl)phényle], un groupe 1,4-[(2,5-ditertbutyl)phényle], le groupe 1,4-[(2-chloro)phényle], un groupe 4,4’-benzophénone, un groupe 1-hydroxy 3-thiophényle, un groupe 1,6-hexyle, un groupe 1,4-naphtalène, un groupe 2,6-anthracène, un groupe 9,10-anthracène, un groupe 1,10-décyle, un groupe 2,5-diméthyl 2,5-hexyle, un groupe 1,12-dodécyle et un groupe 1,3-naphtalène.
Dans certains modes de réalisation préférés, A est choisi dans le groupe constitué par un groupe 1,4-phényle, un groupe 4,4’-biphényle, un groupe 4,4’-diphénylthioéther, un groupe 4,4’-diphényléther, un groupe 1,3-(5 O-[(diphényl)phosphate)]phényle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-butyl)propyle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-[méthyl O-diphénylphosphate])propyle, un groupe 4,4’-[diphényl(diméthyl)méthylidène], un groupe 2,2’-benzophénone, un groupe 2,7-naphtalène et un groupe 1,2-éthyle.
Dans certains modes de réalisation encore préférés, A est choisi dans le groupe constitué par un groupe 1,4-phényle, un groupe 4,4’-biphényle, un groupe 4,4’-diphénylthioéther, un groupe 4,4’-diphényléther, un groupe 1,3-(5 O-[(diphényl)phosphate)]phényle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-butyl)propyle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-[méthyl O-diphénylphosphate])propyle.
En particulier, A est choisi dans le groupe constitué par un groupe 4,4’-diphénylthioéther, un groupe 4,4’-diphényléther, un groupe 1,3-(5 O-[(diphényl)phosphate)]phényle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-butyl)propyle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-[méthyl O-diphénylphosphate])propyle.
Dans un mode de réalisation, A est un groupe alkyle éventuellement substitué, un groupe aryle monocyclique substitué ou un groupe aryle polycyclique dans lequel au moins deux cycles sont reliés par au moins une liaison covalente entre deux atomes distincts appartenant chacun à un des cycles, la liaison covalente entre les deux cycles étant interrompue par au moins un hétéroatome ou groupe hétéroatomique.
Par « atome d’halogène », on désigne un atome choisi dans le groupe constitué par le chlore, le brome, le fluor et l’iode.
Chacun de X1et X2est choisi indépendamment dans le groupe constitué par une liaison simple, un atome d’oxygène et un atome d’azote. Dans certains modes de réalisation préférés, X1et X2sont deux atomes d’oxygène ; dans d’autres modes de réalisation, X1et X2sont deux atomes d’azote ; enfin, dans de derniers modes de réalisation, l’un parmi X1et X2est un atome d’oxygène et l’autre parmi X1et X2est un atome d’azote.
Lorsque X1ou X2est un atome d’azote, il peut être sous la forme d’un groupe NH ou d’un groupe NR, R étant un groupe alkyle ou aryle.
Lorsque X1ou X2est une liaison simple, cela signifie que A est relié directement par une seule liaison simple à l’atome de phosphore du groupe P(=O)R1R2 ou P(=O)R3R4.
n est un entier compris entre 1 et 5. n peut notamment être égal à 1, 2, 3, 4 ou 5. Dans certains modes de réalisation, n est égal à 1. Lorsque la valeur de n n’est pas explicitement précisée, un composé diphosphoré désigne au moins un parmi les oligomères comprenant 1 à 5 motifs –X1-A-X2-P(O)R4-, ou un mélange quelconque d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, il peut s’agir d’un mélange d’oligomères comprenant 1 à 3 motifs –X1-A-X2-P(O)R4-.
Dans certains modes de réalisation, les composés diphosphorés utilisés selon l’invention sont des diphosphates d’aryle, c’est-à-dire qu’ils sont tels que X1et X2sont deux atomes d’oxygène, et chacun de R1, R2, R3 et R4 est un groupe O-aryle éventuellement substitué.
De façon surprenante, la Demanderesse a démontré la non-toxicité, en particulier la non-neurotoxicité et la non-reprotoxicité, des composés diphosphorés de formule (I).
Les propriétés anti-usure de certains composés diphosphorés, notamment les diphosphates d’aryle, sont connues dans l’art et ont déjà été démontrées précédemment. Ainsi, les composés diphosphorés, notamment les composés diphosphorés aryliques, présentent une efficacité anti-usure au moins aussi intéressante que celle obtenue avec les additifs anti-usure classiques tels que le TCP.
Par « prophylaxie du syndrome aérotoxique », on désigne la diminution de l’occurrence et/ou de l’intensité, voire la quasi-disparition ou la disparition totale, d’au moins un symptôme identifié comme étant lié à une exposition aiguë ou chronique des individus à de l’air de cabine d’avion contaminé par des huiles telles que des huiles de turbine ou des huiles hydrauliques sous forme de gaz et/ou d’aérosols. Dans certains modes de réalisation, la prophylaxie du syndrome aérotoxique désigne la diminution de l’occurrence, voire la quasi-disparition ou la disparition totale, de plusieurs symptômes, de préférence de tous les symptômes, identifiés comme étant liés à une exposition aiguë ou chronique des individus à de l’air de cabine d’avion contaminé par des huiles telles que des huiles de turbine ou des huiles hydrauliques sous forme de gaz et/ou d’aérosols.
En particulier, le symptôme peut être un symptôme neurologique, neurocomportemental, neuromoteur et/ou lié à la reproduction. Parmi les symptômes dont l’occurrence et/ou l’intensité peut être diminuée par l’utilisation selon l’invention, on peut citer par exemple des troubles psychologiques ou psychosomatiques, un syndrome de fatigue chronique, des migraines sévères, une sensibilité chimique multiple, des infections virales mystérieuses, des troubles du sommeil, la dépression, le stress et l’anxiété.
Par « évènement de fumée », on désigne l’exposition aiguë ou chronique, de préférence aiguë, d’au moins un individu à de l’air de cabine d’avion contaminé par des huiles telles que des huiles de turbine ou des huiles hydrauliques sous forme de gaz et/ou d’aérosol. Un évènement de fumée, s’il est important, peut notamment être détecté par la perception d’une odeur caractéristique désagréable, typique de « chaussettes sales » ou de « chien mouillé ». Dans les cas les plus sévères, par exemple suite à la casse d’un roulement dans la turbine, une fumée ou un épais brouillard blanc pourra être visible.
Par « une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate », on désigne une huile dans laquelle la quantité de tricrésylphosphate, quel que soit son type de substitution (ortho, méta, para) est inférieure à la limite de détection des techniques d’analyse usuelles telles que la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse par exemple. Une technique adaptée pour la détection du tricrésylphosphate dans une huile est décrite par exemple dans De Nola G.et al. J. Chromatogr . A 2008;1200(2), p.211-216.
Dans certains modes de réalisation, l’huile utilisée selon l’invention ne comprend substantiellement pas, de préférence ne comprend pas, d’additif anti-usure monophosphate d’aryle, quel qu’il soit.
Dans certains modes de réalisation, l’huile utilisée selon l’invention ne comprend substantiellement pas, de préférence ne comprend pas, d’additif anti-usure organophosphate autre que le ou les additifs composés diphosphorés.
Dans certains modes de réalisation, l’huile utilisée selon l’invention ne comprend substantiellement pas, de préférence ne comprend pas, d’autre additif anti-usure que le ou les additifs composés diphosphorés.
Dans un mode de réalisation, le composé diphosphoré présent dans l’huile utilisée selon l’invention est choisi dans le groupe constitué par :
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther ,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther,
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol,
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol,
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphénylphényléthylidène,
- le bis(diphénylphosphate) 4,4’-dihydroxydiphénylsulfone,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybenzophénone,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,2’-dihydroxybenzophénone,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphénylhexafluoropropane,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxynaphtalène,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,3-dihydroxynaphtalène,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,7-dihydroxynaphtalène,
- le diphénylphosphate, diphénylphosphoroamidate d’éthanolamine,
- le bis(diphénylphosphoroamidate) de 4,4’-diaminodiphényléther,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,6-dihydroxyanthracène,
- le bis(diphénylphosphate) de 9,10-dihydroxyanthracène,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxy[(2-phényl)phényle],
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxy[(2,5-ditertbutyl)phényle],
- le bis(diphénylphosphate)de 1,4-dihydroxy[(2-chloro)phényle],
- le bis(diphénylphosphate) de 1,3-dihydroxythiophène,
- le bis(bis(diphénylphosphate) de 1,6-hexanediol,
- le bis(diphénylposphate) de 1,10-décanediol,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,5-diméthyl 2,5-hexanediol, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther ,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther,
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol,
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol,
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphénylphényléthylidène,
- le bis(diphénylphosphate) 4,4’-dihydroxydiphénylsulfone,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybenzophénone,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,2’-dihydroxybenzophénone,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphénylhexafluoropropane,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxynaphtalène,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,3-dihydroxynaphtalène,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,7-dihydroxynaphtalène,
- le diphénylphosphate, diphénylphosphoroamidate d’éthanolamine,
- le bis(diphénylphosphoroamidate) de 4,4’-diaminodiphényléther,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,6-dihydroxyanthracène,
- le bis(diphénylphosphate) de 9,10-dihydroxyanthracène,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxy[(2-phényl)phényle],
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxy[(2,5-ditertbutyl)phényle],
- le bis(diphénylphosphate)de 1,4-dihydroxy[(2-chloro)phényle],
- le bis(diphénylphosphate) de 1,3-dihydroxythiophène,
- le bis(bis(diphénylphosphate) de 1,6-hexanediol,
- le bis(diphénylposphate) de 1,10-décanediol,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,5-diméthyl 2,5-hexanediol, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
Dans un mode de réalisation, le composé diphosphoré présent dans l’huile utilisée selon l’invention est choisi dans le groupe constitué par :
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane
- le bis(diphénylphosphate) de 2,2’-dihydroxybenzophénone
- le bis(diphénylphosphate) de 2,7-dihydroxynaphtalène
- le diphénylphosphate, diphénylphosphoroamidate d’éthanolamine
- le bis(diphénylphosphoroamidate) de 4,4’-diaminodiphényléther, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane
- le bis(diphénylphosphate) de 2,2’-dihydroxybenzophénone
- le bis(diphénylphosphate) de 2,7-dihydroxynaphtalène
- le diphénylphosphate, diphénylphosphoroamidate d’éthanolamine
- le bis(diphénylphosphoroamidate) de 4,4’-diaminodiphényléther, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
Dans un mode de réalisation, le composé diphosphoré présent dans l’huile utilisée selon l’invention est choisi dans le groupe constitué par :
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
Dans un mode de réalisation, le composé diphosphoré présent dans l’huile utilisée selon l’invention est choisi dans le groupe constitué par :
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane, et
- l’un quelconque de leurs mélanges.
Les composés diphosphorés sont présents dans l’huile utilisée dans la présente invention en une quantité telle que celles classiquement utilisées dans l’art. Par exemple, ils peuvent être utilisés en une quantité de 0,1 à 10% en poids, de préférence 0,5 à 5% en poids, par rapport au poids total de l’huile.
L’huile utilisée selon l’invention peut comprendre tous les constituants et additifs classiques connus dans l’art pour ce type d’huile.
L’huile utilisée selon l’invention comprend de préférence une base ester, au moins un antioxydant aminé, et au moins un additif anti-usure diphosphoré de formule (I).
Dans certains modes de réalisation, l’huile utilisée selon l’invention comprend également au moins un autre additif. L’au moins un autre additif peut notamment être choisi dans le groupe constitué par des agents lubrifiants, d’autres additifs anti-usure, des antioxydants, des inhibiteurs de corrosion de métaux, des passivants, des agents améliorant l’indice de viscosité, des détergents ou agents dispersants, des agents anti-mousse, des tensioactifs, des agents gonflants, des agents tackifiants, des stabilisants, des agents de charge, des agents de stabilisation contre l’hydrolyse, des additifs adaptés aux pressions extrêmes, des pigments et des agents qui masquent les odeurs. De tels additifs et agents sont bien connus de l’homme du métier et sont couramment disponibles dans le commerce.
La base ester est une base ester classique, bien connue dans l’art. Il s’agit typiquement d’une huile synthétique qui peut être choisie parmi les esters de mono-alcool ou de polyol, de préférence de polyol, avec un réactif acide mono ou dicarboxylique.
Des polyols particulièrement adaptés sont les néo-polyols tels que le néopentylglycol, le 2-éthyl 2-méthylpropane 1,3-diol, le triméthyloléthane, le triméthylolpropane, le triméthylolbutane et le mono-, di- ou tri-pentaérythritol.
Comme autre polyol adapté, on peut citer n’importe quel polyol de formule
dans laquelle R est un groupement hydrocarboné aliphatique linéaire, ramifié ou cyclique éventuellement substitué et p est un entier supérieur ou égal à 2. Le polyol peut être choisi dans le groupe constitué par le 2-éthyl-1,3-hexanediol, le 2-propyl-3,3-heptanediol, le 2-butyl-1,3-butanediol, le 2,4-dimethyl-1,3-butanediol, l’éthylène glycol, le propylène glycol et les polyalkylène glycols.
Des mono-alcools particulièrement adaptés sont les néo-alcools tels que le 2,2,4-triméthylpentanol et le 2,2-diméthylpropanol. Alternativement, le mono-alcool peut être choisi dans le groupe constitué par les alcools méthylique, butylique, isooctylique et octadécylique.
Le réactif acide carboxylique utilisé pour former l’ester avec le polyol ou le mono-alcool peut être choisi parmi les acides carboxyliques aliphatiques éventuellement substitués comprenant une ou deux fonctions acides carboxyliques ou un quelconque de leurs mélanges. L’homme du métier saura sélectionner les acides carboxyliques à utiliser en fonction des propriétés désirées pour l’ester et du mono-alcool ou du polyol utilisé.
Parmi les bases esters susceptibles d'être contenues dans une huile utilisée selon l'invention, on peut citer les monoesters d'acétate d'octyle, d'acétate de décyle, d'acétate d'octadécyle, de myristate de méthyle, de stéarate de butyle, d'oléate de méthyle, ainsi que les polyesters de phthalate de dibutyle, d'adipate de di-octyle, d'azélate de di-2- éthylhexyle et de sébacate d'ethylhexyle. L'huile de base du type ester de polyol peut être une huile préparée à partir de pentaérythritol technique ou de triméthylol propane et d'un mélange d'acides carboxyliques ayant de 4 à 12 atomes de carbone. Le pentaérythritol technique est un mélange qui comprend environ de 85% à 92% en poids de monopentaérythritol et de 8% à 15% en poids de dipentaérythritol.
Un pentaérythritol technique classique du commerce contient environ 88% en poids de monopentaérythritol et environ 12% en poids de dipentaérythritol, par rapport au poids total de ladite huile de base du type ester. Le pentaérythritol technique peut contenir également une certaine quantité de tri- et tétra-pentaérythritols qui sont habituellement formés comme sous-produits au cours de la production du pentaérythritol technique.
Les antioxydants aminés aromatiques sont bien connus dans l’art et peuvent être des antioxydants aminés aromatiques monomériques ou polymériques, appartenant à la famille des amines aromatiques et/ou des composés phénoliques.
Les antioxydants aminés aromatiques monomériques peuvent comprendre notamment au moins une diphénylamine non substituée ou substituée par au moins un groupe hydrocarboné, au moins une naphthylphénylamine non substituée ou substituée par au moins un groupe hydrocarboné, au moins une phénothiazine non substituée ou substituée par au moins un groupe hydrocarboné, ou un mélange quelconque de celles-ci. Les groupes hydrocarbonés substituant les amines sont des groupes alkyles en C1à C30, ou du styrène.
Les antioxydants aminés aromatiques polymériques sont les produits de polymérisation des antioxydants aminés aromatiques tels que définis ci-avant, soit entre eux, soit en présence d’un co-monomère différent. Des exemples d’antioxydants aminés aromatiques oligomériques ou polymériques pouvant être utilisés dans des huiles pour turbine selon l’invention sont notamment décrits dans les demandes de brevets FR 2 924 122 et WO 2009/071857.
L’invention concerne également une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I)
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5,
pour son utilisation pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique, notamment en cas d’événement de fumée.
pour son utilisation pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique, notamment en cas d’événement de fumée.
Un autre objet de l’invention est une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I)
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5.
Bien entendu, les différents modes de réalisation décrits ci-avant pour les composés diphosphorés dans la section concernant l’utilisation de l’huile s’appliquent également à l’huile pour son utilisation pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique en tant qu’événement de fumée et à l’huile en tant que telle.
En particulier, dans un mode de réalisation, l’huile selon l’invention est telle que A est un groupe alkyle éventuellement substitué, un groupe aryle monocyclique substitué ou un groupe aryle polycyclique dans lequel au moins deux cycles sont reliés par au moins une liaison covalente entre deux atomes distincts appartenant chacun à un des cycles, la liaison covalente entre les deux cycles étant interrompue par au moins un hétéroatome ou groupe hétéroatomique.
Dans la présente invention, sauf précision contraire, le terme « comprendre » et ses dérivés doivent être compris comme non limitatifs et n’excluant pas la présence d’autres composants ou étapes. Dans certains modes de réalisation particulier, le terme « comprendre » peut être compris comme « être constitué essentiellement de » ou « être constitué de ».
Sauf précision contraire, les intervalles mentionnés dans la présente invention s’entendent bornes incluses.
Exemples
Exemple 1 : Etude de toxicité
Les composés diphosphorés selon l’invention ont été étudiés et comparés à d’autres composés phosphorés, notamment au TCP, en termes d’inhibition de cholinestérases, de modélisation moléculaire 3D par harmoniques sphériques, et en termes de modélisation QSAR pour la neurotoxicité et pour la reprotoxicité. La corrélation des résultats obtenus a permis de déterminer un « niveau de sécurité » pour l’utilisation de ces composés en tant qu’agent anti-usure dans des huiles pour turbines d’avion ou aérodérivées.
Protocole des différents tests réalisés :
Mesure des concentrations inhibitrices sur deux cholinestérases
:
Dans la mesure où l’activité toxique du TCP passe notamment par son action sur les cholinestérases, l’effet des composés utilisés selon l’invention, ainsi que des composés comparatifs, sur deux cholinestérases a été étudié. Les valeurs de concentration de chaque composé nécessaires pour inhiber 50% de l’activité de deux cholinestérases ont été mesurées. Plus la concentration inhibitrice à 50% (IC50) est élevée, moins le composé est neurotoxique puisqu’il a une action plus faible sur la cholinestérase.
La capacité inhibitrice des composés sur l’activité biologique de l’acétylcholinestérase (AChE) et de la butyrylcholinestérase (BuChE) a été évaluée en utilisant la méthode spectrométrique de Ellman (Ellmanet al.,Biochem . Pharm. 1961,7, 88-95).
L’iodure d’acétylthiocholine et de butyrylthiocholine, et l’acide 5,5-dithiobis (2-nitrobenzoïque) (DTNB) ont été achetés auprès de Sigma Aldrich (Steinheim, Allemagne).
La BuChE lyophilisée à partir de sérum équin (eqBuChE, Sigma Aldrich) a été dissoute dans un tampon phosphate à 0,1M (pH 7,4) pour obtenir des solutions stock d’enzyme avec une activité enzymatique de 2,5 unités/mL. L’AChE d’érythrocytes humains (hAChE, solution tampon aqueuse, ≥500 unités/mg de protéine (BCA), Sigma Aldrich) a été diluée dans un tampon HEPES à 20 mM à pH 8 avec 0,1% de Triton X-100 pour obtenir une solution enzymatique avec une activité enzymatique de 0,25 unités/mL.
Dans la procédure, 100 µL de DTNB à 0,3 mM dissous dans un tampon phosphate à pH 7,4 ont été ajoutés dans les plaques 96-puits, suivis par 50 µL de solution du composé à tester et de 50 µL d’enzyme (0,05 U finale). Après 5 minutes de préincubation à 25°C, la réaction a été initiée par injection de 50 µL de solution d’iodure d’acétyl ou de butyrylthiocholine à 0,1 mM. L’hydrolyse de l’acétyl ou de la butyrylthiocholine a été suivie par la formation de l’anion 5-thio 2-nitrobenzoate jaune, en tant que produit de la réaction du DTNB avec la thiocholine relarguée par l’hydrolyse enzymatique de l’acétyl ou de la butyrylthiocholine, à une longueur d’onde de 412 nm, en utilisant un lecteur de microplaques (Synergy 2, Biotek, Colmar, France). Les composés à tester ont été dissous à 5x10-3M dans du DMSO de grade analytique. Le Donepezil ou la tacrine ont été utilisés comme standards de référence. Le taux d’augmentation d’absorption à 412 nm a été déterminé 4 minutes après l’ajout de la solution d’iodure d’acétyl ou butyrylthiocholine. Les essais ont été réalisés avec un blanc contenant tous les composés à l’exception de l’acétyl ou butyrylthiocholine, afin de tenir compte des réactions non enzymatiques.
Le pourcentage d’inhibition dû à la présence des composés à tester a été calculé par l’expression suivante :
((v 0 – v i ) / v 0 ) x 100
((v 0 – v i ) / v 0 ) x 100
dans laquellev i est le taux calculé en présence de l’inhibiteur, etv 0 est l’activité enzymatique.
Les valeurs d’IC50ont été déterminées graphiquement en traçant le pourcentage d’inhibition en fonction du logarithme de six concentrations d’inhibiteur dans la solution d’essai en utilisant le logiciel GraphPadPrism (version 6.01, GraphPad Software, La Jolla, CA, USA). Toutes les expériences ont été réalisées en n=3.
Modélisation moléculaire par harmoniques sphériques
La méthode de modélisation 3D employée dans l’invention est décrite dans la publication : « Benchmarking of HPCC: A novel 3D molecular representation combining shape and pharmacophoric descriptors for efficient molecular similarity assessments », Karabogaet al. 2013Journal of Molecular Graphics and Modelling 41 ; 20-30.
Deux clusters (clusters 1 et 2) ont été définis par similarité à partir notamment des composés monophosphates connus pour être neurotoxiques et reprotoxiques tels que le tri(ortho-crésyl)phosphate ToCP, tri(méta-crésyl)phosphate, tri(para-crésyl)phosphate, trixylylphosphate et crésylphosphate de saligénine.
Un troisième cluster de composés probablement toxiques a été identifié (cluster 5), incluant notamment un composé cancérigène mutagène reprotoxique CMR comme le tri(n-butylphosphate).
L’étude des composés diphosphorés utilisés selon l’invention a mis en évidence leur appartenance à un cluster différent (cluster 3), associé à des molécules non toxiques selon les études toxicologiques décrites à ce jour.
Modélisation par QSAR
Les degrés de neurotoxicité et de reprotoxicité de différents composés utilisés selon l’invention et d’autres composés monophosphates ont été évalués par modélisation QSAR (relation structure-activité quantitative).
Sélection des jeux d’entraînement et de validation
Le jeu d’entraînement a été défini avec des structures chimiques compilées à partir de plusieurs sources publiquement disponibles : HSBD (Hazardous Substances Data Bank), EPA (U.S. Environmental Protection Agency), l’ECHA (European Chemicals Agency) et NTP (National Toxicology Program). 247 composés ont été classifiés comme composés neurotoxiques, 2214 composés ont été classifiés comme composés reprotoxiques, et 1697 composés ont été classifiés comme ni neurotoxiques ni reprotoxiques et formant le jeu d’entraînement non toxique.
Le jeu de validation a été construit en utilisant des composés issus de jeux de données différents de ceux utilisés pour le jeu d’entraînement. Les molécules déjà présentes dans le jeu d’entraînement ont été retirées. Le jeu de validation était composé de 70 composés classifiés comme composés neurotoxiques, 506 composés classifiés comme reprotoxiques et 256 composés classifiés comme ni neurotoxiques ni reprotoxiques et formant le jeu de validation non toxique.
Performance du modèle QSAR
Une méthode de modèle linéaire généralisé (GLM) a été choisie pour réaliser une approche de relation structure/activité quantitative (QSAR). Les modèles GLM ont été entraînés séparément pour discriminer les structures chimiques (i) entre composés neurotoxiques et non-neurotoxiques et (ii) entre composés reprotoxiques et non-reprotoxiques. Cette approche a résulté en un modèle GLM avec 210 descripteurs significatifs au sein des jeux d’entraînement. Pendant l’entraînement, la performance des modèles QSAR a été mesurée par des courbes ROC (Receiver Operator Characteristic) et a donné naissance à des valeurs d’aire sous la courbe (AUC) de 0,90 et plus pour la prédiction de la neurotoxicité et de la reprotoxicité, respectivement.
Pour valider la robustesse des modèles QSAR, ils ont été ensuite utilisés pour prédire (i) les catégories de neurotoxicité des composés du jeu de validation (c’est-à-dire la catégorisation neurotoxiques/non neurotoxiques), (ii) les catégories de reprotoxicité des composés du jeu de validation (c’est-à-dire la catégorisation reprotoxiques/non reprotoxiques). Pendant la validation, la performance des modèles QSAR a été mesurée par des valeurs d’aire sous la courbe (AUC) et a fourni des valeurs significatives de 0,70 et plus pour la prédiction de la neurotoxicité et de la reprotoxicité, respectivement.
Les modèles QSAR basés GLM ont été ensuite utilisés pour étudier les composés diphosphorés selon l’invention.
Synthèse des composés
diphosphorés
selon l’invention
Dans un ballon tétracol équipé d’un barreau aimanté, d’un réfrigérant, d’une ampoule de coulée, d’une gaine thermométrique et d’un barboteur d’azote sont introduits 1 équivalent molaire du réactif A (dialcool, diamine, ou aminoalcool) et 3,35 équivalents molaires de triéthylamine. Le milieu réactionnel est dilué avec du toluène, environ 10 volumes par rapport au réactif A. Suivant la nature du réactif A le milieu réactionnel est chauffé entre 25-110°C puis à l’aide de l’ampoule de coulée, 2,2 équivalents molaires de chlorure de phosphate sont introduits goutte à goutte. A la fin de la réaction, le sel de triéthylamine formé est éliminé par filtration puis lavé avec 5 volumes d’acétate d'éthyle. Le filtrat est ensuite lavé deux fois avec une solution de HCl à 0,1N, deux fois avec une solution de KOH à 0,1 N puis à l’eau jusqu'à pH neutre. La phase organique est ensuite séchée avec MgSO4, filtrée puis concentrée sous pression réduite. Le brut réactionnel ainsi obtenu est purifié soit par chromatographie sur gel de silice, soit par extraction liquide-liquide, soit par précipitation. Les produits ainsi obtenus sont caractérisés par chromatographies GC (chromatographie gazeuse) ou GPC (chromatographie par perméation de gel), par analyses RMN1H et/ou31P. Les rendements obtenus varient entre 15 et 75%.
Résultats
Les résultats des tests réalisés sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous. La dernière colonne correspond à un score de niveau de risque vis-à-vis de la sécurité de ces molécules utilisables dans des huiles telle que des huiles turbine et de leur prétendue toxicité en cabine. Un score de 5 correspond à un risque très élevé en termes de neurotoxicité et/ou reprotoxicité, tandis que des scores de 0 ou 1 correspondent à un niveau de risque très faible ou inexistant. Le niveau de risque est déterminé par la somme des facteurs correspondant à chacun des risques évalués indépendamment basés sur les résultats expérimentaux in vitrod’inhibition (IC50hAChE et IC50eqBuChE), de prédiction semi-empirique (modèles QSAR neurotoxicité et QSAR reprotoxicité), et de modélisation moléculaire via les harmoniques sphériques (classement en clusters) et il peut aller de 0 à 5. Une valeur de 0 indique une absence de risque, et une valeur de 5 indique un risque multiple très important. Pour chaque risque, un facteur 0 ou 1 est attribué selon si la valeur est au-dessus ou au-dessous d’un seuil. Les seuils suivants sont appliqués : 15 mg/L pour l’IC50pour hAChE, 15 mg/L pour l’IC50pour eqBuChE, 0,2% pour la neurotoxicité, 3% pour la reprotoxicité.
| Composé | IC50hAChE (mg/L) | IC50eqBuChE (mg/L) | Cluster (harmoniques sphériques) | QSAR neurotoxicité (%) | QSAR reprotoxicité (%) | Niveau de risque |
| Composé A | 12,7 | 0,7 | Cluster 1 | 0,39 | 1,93 | 4 |
| Composé B | 15 | 3,7 | Cluster 1 | 7,35 | 6,28 | 5 |
| Composé C | 9,3 | 2,3 | Cluster 1 | 6,99 | 3,69 | 5 |
| Composé D | 9,7 | 42,7 | Cluster 1 | 8,36 | 0,74 | 3 |
| Composé P | 16,9 | 0,7 | Cluster 1 | Oui | Oui | 4 |
| Composé E | ND | ND | Cluster 1 | 2,23 | 1,41 | ND |
| Composé F | 5,6 | 8,7 | Cluster 1 | ND | ND | >3 |
| Composé G | 15,8 | 145,5 | Cluster 1 | 0,05 | 5,56 | 2 |
| Composé H | 12,1 | 122,8 | Cluster 1 | 0,07 | 3,49 | 3 |
| Composé I | 8,4 | 96 | Cluster 1 | 0,32 | 1,74 | 3 |
| Composé J | ND | 0,7 | Cluster 2 | 5,61 | 1,67 | 4 |
| Composé K | 9,5 | 33,9 | Cluster 2 | 1,13 | 4,4 | 4 |
| Composé 1 | 24,1 | 107 | Cluster 3 | 0,09 | 0,08 | 0 |
| Composé 2 | 25 (n=1) | 101 (n=1) | Cluster 3 | 0 | 0,12 | 0 |
| 83(n=1,5) | 159 (n=1,5) | |||||
| Composé 3 | 23,2 | 113,2 | Cluster 3 | 0 | 0,04 | 0 |
| Composé 4 | 22,6 | 78,6 | Cluster 3 | 0 | 0,09 | 0 |
| Composé 5 | 22,7 | 82,6 | Cluster 3 | 0.10 | 0,50 | 0 |
| Composé 6 | 16,4 | 58,5 | Cluster 3 | 0 | 0,52 | 0 |
| Composé 7 | 18,3 | 120,2 | Cluster 3 | 0 | 0 | 0 |
| Composé L | 12,2 | 121 | Cluster 5 | 0 | 0,26 | 2 |
| Composé M | 7,9 | 21 | Cluster 5 | 9,98 | 0,23 | 3 |
| Composé N | 8,2 | 89,8 | Cluster 5 | 0,59 | 2980 | ND |
| Composé O | 9,1 | 13,9 | Cluster 5 | 26,31 | 1,82 | 4 |
ND signifie non déterminé.
Les composés sont numérotés comme suit :
Composé A : 2-éthylhexyldiphénylphosphate
Composé B : Tri(ortho-crésyl)phosphate ToCP
Composé C : Tri(méta-crésyl)phosphate
Composé D : Tri(para-crésyl)phosphate
Composé P : Tricrésylphosphate (Durad 125)
Composé E : Trixylylphosphate
Composé F : Tri(2,6-difluorophényl)phosphate
Composé G : Tri(4-isopropylbenzoate)phosphate
Composé H: di (p-tertbutylphényl)phénylphosphate
Composé I: Tri(p-tert-butylphényl)phosphate
Composé J: Crésylphosphate de saligénine
Composé K: Diphénylphosphoroamidate
Composé 1: bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP
Composé 2: bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle BDP et ses oligomères
Composé 3: bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
Composé 4: bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
Composé 5: tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
Composé 6: bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
Composé 7: tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane
Composé M: tri(n-butylphosphate)
Composé N: tris(chloroéthyl)phosphate
Composé O: tri(isobutyl)phosphate.
Composé A : 2-éthylhexyldiphénylphosphate
Composé B : Tri(ortho-crésyl)phosphate ToCP
Composé C : Tri(méta-crésyl)phosphate
Composé D : Tri(para-crésyl)phosphate
Composé P : Tricrésylphosphate (Durad 125)
Composé E : Trixylylphosphate
Composé F : Tri(2,6-difluorophényl)phosphate
Composé G : Tri(4-isopropylbenzoate)phosphate
Composé H: di (p-tertbutylphényl)phénylphosphate
Composé I: Tri(p-tert-butylphényl)phosphate
Composé J: Crésylphosphate de saligénine
Composé K: Diphénylphosphoroamidate
Composé 1: bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP
Composé 2: bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle BDP et ses oligomères
Composé 3: bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther
Composé 4: bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther
Composé 5: tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol
Composé 6: bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol
Composé 7: tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane
Composé M: tri(n-butylphosphate)
Composé N: tris(chloroéthyl)phosphate
Composé O: tri(isobutyl)phosphate.
Les composés 1 à 7 qui répondent à la formule (I) selon l’invention présentent des valeurs d’IC50élevées pour hAChE et eqBuChE, appartiennent à un cluster de molécules non toxiques, présentent une faible neurotoxicité et une faible reprotoxicité, et donc un niveau de risque égal à 0.
Sans vouloir être liés par une quelconque théorie, il semble que la structure des composés de formule (I) leur permet d’atteindre une structure tridimensionnelle particulière, différente de celle des composés toxiques tels que le TCP, qui leur confère un caractère non toxique.
Les composés du cluster 1 se présentent, selon l’approche de modélisation 3D des harmoniques sphériques, sous la forme d’une « hélice tripale » sur la base de deux plans perpendiculaires au niveau du centre ou du cœur de la molécule alors que les composés du cluster 3 présentent une forme plutôt déployée et aplanie s’apparentant à une forme papillon. Les molécules issues du travail de modélisation par les harmoniques sphériques sont représentées sur la figure 1. Ces composés sont donc des alternatives non neurotoxiques et non reprotoxiques au tricrésylphosphate et ses analogues tri-arylphosphates.
Comparativement, le composé I, décrit dans la demande de brevet WO2010/149690, présente une inhibition réduite sur la butyrylcholinestérase, mais se révèle actif vis-à-vis de l’acétylcholinestérase. La modélisation classe ce dernier comme faisant partie du cluster 1, ce qui confirme le résultat expérimental sur l’acétylcholinestérase.
Exemple 2 :
P
erformances anti-usure des composés
diphosphorés
utilisés selon l’invention
La performance anti-usure des huiles pour turbines utilisées selon l’invention a été mesurée en utilisant le test d’usure à 4 billes selon la norme ASTM D4172. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 2 ci-dessous.
| Composé anti-usure formulé en huile turbine aviation | Usure 4 billes (en mm) |
| Sans additif anti-usure | 0,83 |
| TCP | 0,46 |
| Composé 1 | 0,45 |
| Composé 2 | 0,45 (n=1) |
| 0,42 (n=1 à 4, n moyen = 1,5) | |
| Composé 3 | 0,57 |
| Composé 4 | 0,50 |
| Composé 5 | 0,47 |
| Composé 6 | 0,45 |
| Composé 7 | 0,48 |
Les résultats confirment que les composés diphosphorés utilisés selon l’invention dans des huiles possèdent des propriétés anti-usure intéressantes et potentiellement analogues à celles du TCP, donc qu’ils sont compatibles avec une utilisation efficace dans des huiles, notamment des huiles pour turbines d’avions ou aérodérivées.
Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées.
Claims (10)
- Utilisation d’une huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I)
[Chem 7]
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5,
pour la prophylaxie du syndrome aérotoxique. - Utilisation selon la revendication 1, dans laquelle l’huile est choisie dans le groupe constitué par les huiles pour turbines d’avions ou aérodérivées, les huiles de transmission pour hélicoptère et les fluides pour armes.
- Utilisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle R1, R2, R3et R4sont des groupes O-phényles non substitués.
- Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle A est choisi dans le groupe constitué par un groupe 1,4-phényle, un groupe 4,4’-biphényle, un groupe 4,4’-diphénylthioéther, un groupe 4,4’-diphényléther, un groupe 1,3-(5 O-[(diphényl)phosphate)]phényle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-butyl)propyle, un groupe 1,3-(2-éthyl 2-[méthyl O-diphénylphosphate])propyle, un groupe 4,4’-[diphényl(diméthyl)méthylidène], un groupe 2,2’-benzophénone, un groupe 2,7-naphtalène, un groupe 1,2-éthyle, un groupe 4,4’-[diphénylphényléthylidène], un groupe 4,4’-diphénylsulfone, un groupe 4,4’-diphénylhexafluoropropane, un groupe 1,4-[(2-phényl)phényle], un groupe 1,4-[(2,5-ditertbutyl)phényle], le groupe 1,4-[(2-chloro)phényle], un groupe 4,4’-benzophénone, un groupe 1-hydroxy 3-thiophényle, un groupe 1,6-hexyle, un groupe 1,4-naphtalène, un groupe 2,6-anthracène, un groupe 9,10-anthracène, un groupe 1,10-décyle, un groupe 2,5-diméthyl 2,5-hexyle, un groupe 1,12-dodécyle et un groupe 1,3-naphtalène.
- Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle A est un groupe alkyle éventuellement substitué, un groupe aryle monocyclique substitué ou un groupe aryle polycyclique dans lequel au moins deux cycles sont reliés par au moins une liaison covalente entre deux atomes distincts appartenant chacun à un des cycles, la liaison covalente entre les deux cycles étant interrompue par au moins un hétéroatome ou groupe hétéroatomique.
- Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le composé diphosphoré est choisi dans le groupe constitué par :
- le bis(diphénylphosphate) d’hydroquinone HDP,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybiphényle et ses oligomères,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’dihydroxydiphénylthioéther ,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphényléther,
- le tris(bis(diphénylphosphate)) de 1,3,5-phloroglucinol,
- le bis(diphénylphosphate) de 2-butyl 2-éthyl 1,3-propanediol,
- le tris(diphénylphosphate) de triméthylolpropane,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphénylphényléthylidène,
- le bis(diphénylphosphate) 4,4’-dihydroxydiphénylsulfone,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxybenzophénone,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,2’-dihydroxybenzophénone,
- le bis(diphénylphosphate) de 4,4’-dihydroxydiphénylhexafluoropropane,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxynaphtalène,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,3-dihydroxynaphtalène,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,7-dihydroxynaphtalène,
- le diphénylphosphate, diphénylphosphoroamidate d’éthanolamine,
- le bis(diphénylphosphoroamidate) de 4,4’-diaminodiphényléther,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,6-dihydroxyanthracène,
- le bis(diphénylphosphate) de 9,10-dihydroxyanthracène,
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxy[(2-phényl)phényle],
- le bis(diphénylphosphate) de 1,4-dihydroxy[(2,5-ditertbutyl)phényle],
- le bis(diphénylphosphate)de 1,4-dihydroxy[(2-chloro)phényle],
- le bis(diphénylphosphate) de 1,3-dihydroxythiophène,
- le bis(bis(diphénylphosphate) de 1,6-hexanediol,
- le bis(diphénylposphate) de 1,10-décanediol,
- le bis(diphénylphosphate) de 2,5-diméthyl 2,5-hexanediol, et
- l’un quelconque de leurs mélanges. - Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l’huile comprend en outre une base ester et au moins un antioxydant aminé.
- Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le au moins un composé diphosphoré est compris dans l’huile en une quantité de 0,1 à 10% en poids, de préférence 0,5 à 5% en poids, par rapport au poids total de l’huile.
- Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle l’huile ne comprend pas d’autre additif anti-usure que le ou les additifs composés diphosphorés.
- Huile ne comprenant pas de tricrésylphosphate et comprenant comme additif anti-usure au moins un composé diphosphoré de formule (I)
[Chem 8]
dans laquelle chacun de R1, R2, R3 et R4 est indépendamment un groupe alkyle ou aryle ou un groupe O-alkyle ou O-aryle, A est un groupe alkyle, aryle ou aralkyle, chacun de X1et X2est indépendamment une liaison simple, un atome d’oxygène ou un atome d’azote, et n est un nombre entier compris entre 1 et 5,
et dans laquelle A est un groupe alkyle, un groupe aryle monocyclique substitué ou un groupe aryle polycyclique dans lequel au moins deux cycles sont reliés par au moins une liaison covalente entre deux atomes distincts appartenant chacun à un des cycles, la liaison covalente entre les deux cycles étant interrompue par au moins un hétéroatome ou groupe hétéroatomique.
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