WO2022008856A1 - Method for preparation of a heptanoic acid triglyceride - Google Patents

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WO2022008856A1
WO2022008856A1 PCT/FR2021/051284 FR2021051284W WO2022008856A1 WO 2022008856 A1 WO2022008856 A1 WO 2022008856A1 FR 2021051284 W FR2021051284 W FR 2021051284W WO 2022008856 A1 WO2022008856 A1 WO 2022008856A1
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WO
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heptanoic acid
glycerin
excess
acid
implemented
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Application number
PCT/FR2021/051284
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French (fr)
Inventor
Stéphanie LEBRUN
Frédéric MANDON
Nathalie VERCHERE
Original Assignee
Arkema France
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of a triglyceride of heptanoic acid.
  • the invention also relates to the triglyceride obtained from this process as well as the use of this triglyceride as a nutritional supplement.
  • Medium chain fatty acid triglycerides are non-toxic compounds that are commonly used in the food industry as a solubilizer, mold release agent for bakery products and sweets, as a lubricant or viscosity regulator.
  • medium chain length triglycerides are used in various human pharmaceutical preparations, suitable for special diets, especially in patients with metabolic disorders and as an energy alternative.
  • conventional oils in veterinary applications as an energy source and in cosmetics as an emollient, to adjust the viscosity of formulations and to help disperse pigments
  • C8 triglycerides and C8/C10 are used as nutritional supplements in s animal and/or human food.
  • Medium chain length fatty acid triglycerides are usually synthesized by esterification of glycerol (or glycerin) with saturated fatty acids with a chain length of 6 to 12 carbon atoms, in the presence of a catalyst (which can be for example an acid or an enzyme such as lipase).
  • a catalyst which can be for example an acid or an enzyme such as lipase.
  • the low purity of the triglyceride obtained by these known techniques often requires a decolorization step and a purification step which makes the large-scale preparation process complex.
  • the presence of catalysts during the implementation of the reaction results in obtaining products having a high content of heavy metals which could pose a problem in the case of use of the products obtained in food. animal and human.
  • Document CA 620604 describes the synthesis of triglycerides from a mixture of C6/C8/C10 fatty acids with an excess of 10% in acids relative to the weight of glycerin.
  • the product is purified with a solution of sodium hydroxide (NaOH), and it is then washed, dried, bleached and filtered under vacuum.
  • NaOH sodium hydroxide
  • the excess fatty acid mixture cannot be easily recycled and reused.
  • Document WO 2013/126990 describes a process for the synthesis of C6-C12 medium-chain monocarboxylic fatty acid triglycerides which consists of the reaction of the free fatty acid and glycerol in the presence of a metal catalyst (such as oxide or chloride of tungsten, molybdenum, calcium, zinc, chromium or magnesium).
  • a metal catalyst such as oxide or chloride of tungsten, molybdenum, calcium, zinc, chromium or magnesium.
  • Document CN 1266107 describes the synthesis of medium chain C6-C12 triglycerides using solidified phosphotungstic acid as catalyst.
  • Document FR 1060166 describes the synthesis of fatty acid esters, in particular triheptanoate from the glycerol of heptanoic acid obtained from castor oil and in the presence of sulfuric acid as a catalyst.
  • Document US 2007/0148746 relates to the enzymatic synthesis of fatty acid esters.
  • it is an enzyme such as a lipase, phospholipase and/or esterase which makes it possible to catalyze the glycerol esterification reaction.
  • the invention relates firstly to a method for preparing a triglyceride, comprising a step of bringing glycerin into contact with heptanoic acid (also called n-heptanoic acid or C7 acid), the heptanoic acid being in excess with respect to glycerin, a heating step being implemented under vacuum by lowering in partial vacuum in a progressive manner, typically in stages, and the process being implemented in the absence of catalyst.
  • heptanoic acid also called n-heptanoic acid or C7 acid
  • the heptanoic acid is in molar excess of at least 30% compared to the glycerin.
  • the method comprises a step of heating to a temperature of 180 to 250°C, preferably of 180 to 230°C, for example of 200 to 230°C.
  • the heating step lasts from 3 to 20 hours and preferably from 6 to 12 hours.
  • the excess heptanoic acid is recovered and recycled for contacting with the glycerin.
  • the method comprises a distillation step to remove excess heptanoic acid, and optionally a triglyceride purification step.
  • heptanoic acid is derived from castor oil.
  • the method is implemented in the absence of solvent.
  • the invention also relates to a heptanoic acid triglyceride obtained by the process described above, having a heavy metal content of less than or equal to 5 ppm, preferably less than or equal to 1 ppm, and even more preferably less than or equal to 0.5 ppm.
  • the invention also relates to the use of the triglyceride described above, as a nutritional supplement in animal and/or human food.
  • the present invention makes it possible to meet the need expressed above. It more particularly provides an effective process which makes it possible to synthesize triglycerides of fatty acids of medium chain length, and more particularly triglycerides of heptanoic acid in order to obtain good quality products devoid of heavy metals and which can be used in animal and human food, while at the same time reducing the cost of the process and the complexity of the process.
  • the process of the present invention is implemented in the absence of a catalyst, which makes it possible to obtain products devoid of heavy metals and which can be used in animal and human food.
  • the process of the present invention can be implemented by using an excess of heptanoic acid compared to glycerin in order to obtain a triglyceride of heptanoic acid (also called triheptanoin or glycerol triheptanoate).
  • the fact of carrying out the reaction in the absence of a catalyst makes it possible to avoid the use of alkaline aqueous solutions (for the treatment and purification of the product obtained) which therefore makes it possible to reduce the consumption of water as well as the consumption of chemicals used (such as sodium hydroxide and desiccants).
  • the products obtained are colorless, so it is not necessary to carry out a discoloration step. This therefore makes it possible to reduce the number of stages of the process in order to make it simpler and more efficient (compared to a process implemented in the presence of a catalyst).
  • the process according to the invention makes it possible to obtain the desired triglyceride with good yields and purities and with a relatively low acid number.
  • the excess heptanoic acid can be recovered during and/or at the end of the process in order to be recycled and reused in the synthesis of triheptanoin. This not only reduces the cost of the process related to the use of chemicals and raw materials but also provides a more environmentally friendly process with less waste while ensuring an efficient production process.
  • the process of the present invention makes it possible to obtain a triglyceride of heptanoic acid otherwise called triheptanoin or glycerol triheptanoate (MCT Cl).
  • Triheptanoin is thus synthesized from glycerin and three molecules of heptanoic acid.
  • the heptanoic acid is derived from a natural source.
  • the heptanoic acid is derived from castor oil.
  • the heptanoic acid used in the context of the present invention may be the product Oleris® marketed by the company Arkema.
  • the glycerin (or glycerol) used in the context of the invention is of vegetable origin.
  • the glycerin can be of animal origin.
  • the method according to the invention comprises a step of bringing glycerin into contact with an excess of heptanoic acid. This molar excess can be at least 30% heptanoic acid relative to glycerin.
  • this molar excess can be from 30 to 35%; or 35 to 40%; or 40 to 45%; or 45-50% heptanoic acid to glycerin.
  • the heptanoic acid is in molar excess of 30 to 40% compared to the glycerin.
  • heptanoic acid for 1 mole of glycerine, at least 3.9 moles of heptanoic acid can be used, i.e. 0.9 moles more than the 3 moles necessary to react with the glycerine (this ratio therefore being 30% molar).
  • this excess can be from 0.9 to 1 mole; or from 1 to 1.5 moles; or from 1.5 to 2 moles; or from 2 to 2.5 moles; or 2.5 to 3 moles; or 3.5 to 4 moles; or 4 to 4.5 moles; or 4.5 to 5 moles.
  • the process of the present invention is implemented in the absence of catalyst.
  • catalyst is meant a substance used to trigger a reaction and which is practically not consumed during this reaction.
  • the catalyst typically used in a triglyceride esterification reaction can be an acid catalyst, a metal catalyst or an enzyme, or any catalyst well known to those skilled in the art for esterification reactions.
  • metal catalysts can be based on zinc, copper, tin, titanium, zirconium or tungsten, such as for example zinc powder, tin powder, zinc chloride, tungsten, molybdenum chloride, calcium chloride, zinc chloride, chromium chloride or magnesium chloride, zinc caprylate, tin sulphate, tin chloride, and combinations thereof.
  • acid catalysts can be sulfuric acid, amidosulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, sulfosuccinic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, as well as phosphorous acids or acidic ion exchangers, or mixtures thereof.
  • enzymes can be for example the lipase, the phospholipase, or the esterase of microorganisms such as: Alcaligenes, Aspergillus, Candida, Chromobacterium, Rhizomucor, Penicilium, Pseudomonas, Rhizopus, Thermomyces, Geotrichum, Mucor, Burkholderia, as well as their combinations.
  • the process according to the invention is implemented in the absence of the aforementioned catalysts.
  • the process according to the invention is preferably carried out in the absence of solvent.
  • the glycerin and the heptanoic acid are directly brought into contact without being dissolved beforehand in a solvent.
  • the step of bringing glycerin into contact with an excess of heptanoic acid can be carried out at a temperature ranging from 15 to 40°C and preferably from 18 to 25°C.
  • this step may include stirring the mixture obtained after bringing the glycerin into contact with the heptanoic acid.
  • the step of bringing the glycerin into contact with the heptanoic acid is implemented wholly or partly under an inert atmosphere, for example under a nitrogen or argon atmosphere.
  • the process of the invention may comprise a step of heating the mixture of glycerin and heptanoic acid (or in other words reaction medium), to a temperature of 180 to 250° C. and preferably of 200 to 230° C.
  • This temperature can be for example from 180 to 185° C.; or 185 to 190°C; or 190 to 195°C; or 195 to 200°C; or 200 to 205°C; or 205 to 210°C; or 210 to 215°C; or 215 to 220°C; or 220 to 225°C; or 225 to 230°C.
  • the temperature of the heating step on the one hand and the excess of heptanoic acid on the other hand can be adjusted according to the yield and the purity that one wishes to achieve, as illustrated in the experimental part below. below.
  • the temperature may be at least 220° C. for a molar excess of at least 30% heptanoic acid; or the temperature may be at least 210°C for a molar excess of at least 40% heptanoic acid.
  • this step can last from 3 to 20 hours and preferably from 6 to 12 hours.
  • this duration can be from 3 to 5 hours; or 5 to 7 hours; or from 7 to 9 a.m.; or from 9 to 11 a.m.; 11 a.m. to 1 p.m.; or from 1 p.m. to 3 p.m.; 3 to 5 p.m.; or from 5 to 8 p.m.
  • the heating step is implemented wholly or partly under an inert atmosphere, for example under a nitrogen or argon atmosphere.
  • the heating step is implemented wholly or partly under partial vacuum.
  • This partial vacuum can be from 0.5 to 750 mbar, preferably from 1 to 500 mbar, or even from 1 to 150 mbar, and more preferably from 1 to 50 mbar.
  • the heating step is implemented under partial vacuum, preferably by lowering the partial vacuum gradually, typically in stages.
  • the descent into partial vacuum by stage can be adjusted according to the yield and the purity that one wishes to achieve, as illustrated in the experimental part below.
  • grade is meant a vacuum descent by at least one vacuum stage, which may be from 2 to 10 stages, preferably from 2 to 5 stages.
  • the duration of a stage can be more than 15 minutes, typically from 30 minutes to 2 hours, preferably 1 to 2 hours.
  • the descent in partial vacuum comprises a partial vacuum stage between 800 mbar and 600 mbar, and/or a partial vacuum stage between 600 mbar and 400 mbar, and/or a partial vacuum stage between 400 mbar and 200 mbar, and/or a partial vacuum stage between 200 mbar and 100 mbar, preferably between 180 mbar and 120 mbar, and/or a partial vacuum stage between 100 mbar and 30 mbar, preferably between 80 mbar and 50 mbar, and/or a partial vacuum stage between 50 mbar and 1 mbar, and/or a vacuum stage below 1 mbar.
  • One of the advantages of the process according to the invention is that it makes it possible to optimize the use of heptanoic acid during the preparation of triheptanoin, namely, to propose a process making it possible to easily recover the excess acid used, while retaining enhanced conversion of heptanoic acid to triheptanoin.
  • the recovered acid can then be reused.
  • the heating step is implemented partly under partial vacuum.
  • the heating step is, initially, implemented under an inert atmosphere, and then under partial vacuum.
  • the heating step can, in a first, be implemented under an inert atmosphere in order to reach a stable theoretical volume of water to be collected and then, the heating step can be implemented under partial vacuum in order to facilitate the conversion of heptanoic acid into triheptanoin .
  • the partial vacuum is implemented in the reaction medium as soon as the theoretical quantity of water recovered is reached in order on the one hand to shift the reaction equilibrium to promote the formation of the triester and on the other hand to remove the excess acid by simultaneous distillation.
  • the stirring of the mixture of glycerin with heptanoic acid continues for the duration of the step.
  • a so-called crude product, namely triheptanoin, is obtained at the end of the heating step.
  • the process may comprise a step of cooling the reaction medium to a temperature ranging from 15 to 40°C and preferably from 18 to 25°C.
  • the raw product obtained, after or before cooling, can then be isolated and preferably purified in order to eliminate, if necessary, the remaining excess of heptanoic acid as well as to remove impurities such as mono- and/or heptanoic acid di-glycerides present in the crude product.
  • the process according to the invention makes it possible to obtain the desired raw product with an esterification rate greater than or equal to 95% in triglycerides.
  • This rate can thus be from 95 to 96%; or 96 to 97%; or from 97 to 98%; or from 98 to 99%; or greater than 99%.
  • the remainder can be, for example, mono- and/or di-glycerides of heptanoic acid.
  • the method according to the invention may comprise a step making it possible to eliminate the remaining excess of heptanoic acid.
  • This step is preferably a distillation step. This distillation can for example be carried out at a temperature of 200 to 230° C. and under a vacuum of 150 mbar to less than 1 mbar.
  • the crude product after the end of the reaction and of the heating step, the crude product is not isolated but directly undergoes a step making it possible to eliminate the excess heptanoic acid.
  • the void partial can be lowered to a value below 1 mbar in order to continue the distillation of the excess unreacted heptanoic acid.
  • a first fraction comprising triheptanoin as well as certain impurities such as mono- and / or di-glycerides of heptanoic acid and a second fraction comprising l heptanoic acid.
  • the heptanoic acid thus recovered in the second fraction can then be recycled and reused in the synthesis of triheptanoin.
  • This second fraction can be used as it is or preferably by removing the remaining water by decantation.
  • this may preferably undergo an additional purification step.
  • this step may be bringing the first fraction into contact with activated basic alumina followed by filtration.
  • the contacting of the first fraction with activated basic alumina can be carried out at room temperature, or preferably a temperature of 40 to 100° C., and preferably of 50 to 90° C. for a period of 10 minutes. to 3 hours and preferably from 30 minutes to 1 hour.
  • This step makes it possible to obtain the pure desired product, i.e. triheptanoin comprising very low levels of mono- and/or di-glycerides of heptanoic acid (as detailed below).
  • This step also reduces the residual acidity of the final product.
  • the process according to the invention may comprise a treatment with epoxy esters or by neutralization with any suitable alkaline material such as lime, alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates or basic alumina.
  • a treatment with epoxy esters is carried out, a second distillation under reduced pressure can be carried out to remove the excess epoxy ester.
  • a water wash can be performed to remove excess unreacted alkaline material.
  • the method according to the invention does not have a treatment step using alkaline aqueous solutions (such as sodium hydroxide for example).
  • alkaline aqueous solutions such as sodium hydroxide for example.
  • This not only makes it possible to reduce the cost linked to the use of these chemical products but also to provide a simplified method, devoid of a drying step implemented in the presence of desiccants such as magnesium sulphate or calcium chloride.
  • the process according to the invention makes it possible to obtain triheptanoin with a mass yield (relative to the glycerine consumed) greater than or equal to 70%. This yield can be 70 to 75%; or 75 to 80%; or 80 to 85%; or 85 to 90%; or 90 to 95%; or from 95 to 99%; or greater than 99%.
  • the process according to the invention also makes it possible to obtain triheptanoin with a mass purity greater than or equal to 90%, and preferably greater than or equal to 95%.
  • This purity can be from 90 to 92%; or 92 to 94%; or 94 to 96%; or 96 to 98%; or from 98 to 99%; or 99 to 99.5%.
  • This purity is measured by gas phase chromatography as illustrated in the examples.
  • the purified product obtained at the end of the purification step, can have a mass content of heavy metals less than or equal to 5 ppm, preferably less than or equal to 1 ppm, and even more preferably less than or equal to 0.5 ppm. .
  • This content may in particular be from 5 to 4 ppm; or 4 to 3 ppm; or 3 to 2 ppm; or from 2 to 1 ppm; or 1 to 0.5 ppm; or less than 0.5 ppm.
  • This content is measured by high frequency induced plasma mass spectrometry (ICP-MS) integrating a mineralization step and a detection step for the determination of heavy metals.
  • ICP-MS high frequency induced plasma mass spectrometry
  • the purified product obtained may have an acid number less than or equal to 1 mg KOH/g, preferably less than or equal to 0.5 mg KOH/g, and even more preferably less than or equal to 0.1 mg KOH/g.
  • This acid number is measured according to the ISO 660:2020 standard (“Fatty substances of animal and vegetable origin — Determination of acid number and acidity”).
  • This purified product may also have a 1,3-diglyceride content of less than or equal to 2% by mass, and preferably less than or equal to 1% by mass. This content is measured by gas chromatography as illustrated in the examples.
  • This purified product may also have a 1,2-diglyceride content of less than or equal to 1% by mass, and preferably less than or equal to 0.5% by mass. This content is measured by gas chromatography as illustrated in the examples.
  • the product obtained by the process of the present invention can be used in particular as a nutritional supplement.
  • nutritional supplement is meant a substance or composition used to remedy a deficiency or with a view to improving physical and/or cognitive performance.
  • This nutritional supplement can be used in animal and/or human food in order to feed, for example, humans or animals that are malnourished, undernourished or needing occasional nutritional supplements.
  • Glycerine (purity >99%, 15.0 g, 0.16 mol) and n-heptanoic acid (Oleris® purity >99%, 83.1 g, 0.63 mol, 30% molar excess per compared to glycerine) are loaded into a glass three-necked flask equipped with a stirrer, a temperature probe, a Vigreux column, a condenser and an inlet for nitrogen.
  • the reaction mixture is placed under a nitrogen atmosphere, with stirring (800 rpm) and heated at 210° C. for a period of 4 hours until the theoretical quantity of water to be collected is stable.
  • Zirconium tetrabutanolate 80% in butanol, 0.5% (test 1) or 1% (test 2) by weight/total weight of the reactants) is then added to the reactor.
  • the assembly is placed under progressive vacuum in stages from 750 mbar to 150 mbar in 40 minutes, then maintained at 150 mbar for at least 1 hour, at 50 mbar for 20 minutes and at less than 1 mbar for 1.5 hours in order to distil excess unreacted acid.
  • Example 2 (according to the invention - tests 3 to 6)
  • Glycerin purity >99%, 15.0g, 0.16mol
  • n-heptanoic acid Olethyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl-N-phenyl
  • the assembly is placed under progressive vacuum in 5 stages from 750 mbar to 150 mbar in 40 minutes, then maintained at 150 mbar for at least 1 hour, at 50 mbar for 20 minutes and at less than 1 mbar for 1.5 hours in order to distill off excess unreacted acid.
  • the results are shown in the table below.
  • the chemical composition of the product was established by gas chromatography in an Agilent GC 6890 apparatus and with an HT5 REF 54641 12m/320pm/0.1pm column.
  • the flow rate of the carrier gas (helium) was 2 ml/min
  • the temperature of the injector was 280°C
  • the split was 50.
  • the temperature of the oven was 40°C for the first 5 minutes then varying from 10°C/min up to 360°C and the detector temperature was 365°C.
  • an amount of 25 mg was used.
  • Heptanoic acid recycling tests were carried out by recovering the excess n-heptanoic acid distilled during the previous test 5. All the tests were carried out at 220° C. with a 30% molar excess of n- heptanoic.
  • test 7 20 g of distilled n-heptanoic acid from test 5 were used and mixed with 63.1 g of fresh n-heptanoic acid in order to have the 83.1 g of n-heptanoic acid necessary to launch the protocol according to example 2 (test 7).
  • the triheptanoin of test 7 displays a purity greater than 98% and a residual acidity less than 100 ppm.
  • test 8 the recycling of the n-heptanoic acid continues using 20 g of distilled n-heptanoic acid from test 7, which are mixed with 63.1 g of fresh n-heptanoic acid in order to dispose of the 83 1 g of n-heptanoic acid necessary to launch the reference protocol according to example 2 (test 8).
  • the triheptanoin of test 8 still displays a purity greater than 98% and a residual acidity less than 100 ppm.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a method for preparation of a triglyceride, comprising a step of bringing glycerin into contact with heptanoic acid, the heptanoic acid being in excess relative to the glycerin and the method being carried out in the absence of catalysts. The invention also relates to a triglyceride obtained from the method as well as the use of said triglyceride as a nutritional supplement in animal and/or human food.

Description

Procédé de préparation d’un triqlvcéride d’acide heptanoïque Process for the preparation of a triqlvceride of heptanoic acid
Domaine de l’invention Field of invention
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un triglycéride d’acide heptanoïque. L’invention concerne également le triglycéride obtenu à partir de ce procédé ainsi que l’utilisation de ce triglycéride en tant que supplément nutritionnel. The present invention relates to a process for the preparation of a triglyceride of heptanoic acid. The invention also relates to the triglyceride obtained from this process as well as the use of this triglyceride as a nutritional supplement.
Arrière-Plan technique Technical background
Les triglycérides d'acides gras de longueur moyenne de chaîne (Medium Chain Triglycérides « MCTs », acronyme anglais pour "Triglycérides à Chaîne Moyenne) sont des composés non toxiques qui sont couramment utilisés dans l’industrie alimentaire comme solubilisant, agent de démoulage pour les produits de boulangerie et les bonbons, comme lubrifiant ou encore régulateur de viscosité. De plus, les triglycérides de longueur moyenne de chaîne sont utilisés dans diverses préparations pharmaceutiques humaines, adaptés aux régimes alimentaires spéciaux notamment chez les patients souffrant de troubles métaboliques et comme alternative énergétique aux huiles conventionnelles, dans des applications vétérinaires comme source d’énergie et dans les cosmétiques comme émollient, pour ajuster la viscosité des formulations et pour aider à disperser les pigments. Enfin, vu leur rôle fondamental de réserve d'énergie, les triglycérides en C8 et C8/C10 sont utilisés en tant que suppléments nutritionnels dans l’alimentation animale et/ou humaine. Medium chain fatty acid triglycerides (Medium Chain Triglycerides "MCTs") are non-toxic compounds that are commonly used in the food industry as a solubilizer, mold release agent for bakery products and sweets, as a lubricant or viscosity regulator.In addition, medium chain length triglycerides are used in various human pharmaceutical preparations, suitable for special diets, especially in patients with metabolic disorders and as an energy alternative. to conventional oils, in veterinary applications as an energy source and in cosmetics as an emollient, to adjust the viscosity of formulations and to help disperse pigments Finally, given their fundamental role as an energy reserve, C8 triglycerides and C8/C10 are used as nutritional supplements in s animal and/or human food.
Les triglycérides d'acides gras de longueur moyenne de chaîne sont généralement synthétisés par estérification du glycérol (ou glycérine) avec des acides gras saturés d’une longueur de chaîne de 6 à 12 atomes de carbone, en présence d’un catalyseur (pouvant être par exemple un acide ou une enzyme tel que la lipase). Toutefois, la faible pureté du triglycéride obtenue par ces techniques connues nécessite souvent une étape de décoloration et une étape de purification qui rend complexe le procédé de préparation à grande échelle. De plus, la présence des catalyseurs lors de la mise en œuvre de la réaction résulte en l’obtention de produits ayant une teneur importante en métaux lourds ce qui pourrait poser un problème dans le cas d’une utilisation des produits obtenus dans l’alimentation animale et humaine. Par ailleurs, les produits obtenus sont généralement colorés, ce qui nécessite une étape supplémentaire de décoloration afin de fournir des produits finaux incolores et de meilleure apparence et qualité. L’article « Medium Chain Triglycérides : A brief review » de Radzuan J. et al. décrit la synthèse de triglycérides d'acides gras de longueur moyenne de chaîne (notamment celle de la tricapryline « MCT C8 ») par estérification de glycérine en présence de catalyseurs métalliques ou acides. Medium chain length fatty acid triglycerides are usually synthesized by esterification of glycerol (or glycerin) with saturated fatty acids with a chain length of 6 to 12 carbon atoms, in the presence of a catalyst (which can be for example an acid or an enzyme such as lipase). However, the low purity of the triglyceride obtained by these known techniques often requires a decolorization step and a purification step which makes the large-scale preparation process complex. In addition, the presence of catalysts during the implementation of the reaction results in obtaining products having a high content of heavy metals which could pose a problem in the case of use of the products obtained in food. animal and human. Furthermore, the products obtained are generally colored, which requires an additional bleaching step in order to provide colorless final products of better appearance and quality. The article “Medium Chain Triglycerides: A brief review” by Radzuan J. et al. describes the synthesis of fatty acid triglycerides of medium chain length (in particular that of tricaprylin “MCT C8”) by esterification of glycerin in the presence of metal or acid catalysts.
Le document CA 620604 décrit la synthèse de triglycérides à partir d’un mélange d’acides gras en C6/C8/C10 avec un excès de 10 % en acides par rapport au poids de glycérine. Le produit est purifié avec une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH), et il est ensuite lavé, séché, blanchi et filtré sous vide. Cependant, le mélange d’acides gras en excès ne peut pas être facilement recyclé et réutilisé. Document CA 620604 describes the synthesis of triglycerides from a mixture of C6/C8/C10 fatty acids with an excess of 10% in acids relative to the weight of glycerin. The product is purified with a solution of sodium hydroxide (NaOH), and it is then washed, dried, bleached and filtered under vacuum. However, the excess fatty acid mixture cannot be easily recycled and reused.
Le document WO 2013/126990 décrit un procédé de synthèse de triglycérides d'acides gras monocarboxyliques à chaîne moyenne C6-C12 qui consiste en la réaction de l'acide gras libre et du glycérol en présence d'un catalyseur métallique (tel que l’oxyde ou le chlorure de tungstène, de molybdène, de calcium, de zinc, de chrome ou de magnésium). Document WO 2013/126990 describes a process for the synthesis of C6-C12 medium-chain monocarboxylic fatty acid triglycerides which consists of the reaction of the free fatty acid and glycerol in the presence of a metal catalyst (such as oxide or chloride of tungsten, molybdenum, calcium, zinc, chromium or magnesium).
Le document CN 1266107 décrit la synthèse des triglycérides à chaîne moyenne en C6-C12 en utilisant de l'acide phosphotungstique solidifié comme catalyseur. Document CN 1266107 describes the synthesis of medium chain C6-C12 triglycerides using solidified phosphotungstic acid as catalyst.
Le document FR 1060166 décrit la synthèse d'esters d'acides gras, notamment de triheptanoate à partir du glycérol de l’acide heptanoïque obtenu à partir de l’huile de ricin et en présence de l’acide sulfurique comme catalyseur. Document FR 1060166 describes the synthesis of fatty acid esters, in particular triheptanoate from the glycerol of heptanoic acid obtained from castor oil and in the presence of sulfuric acid as a catalyst.
Le document US 2007/0148746 concerne la synthèse enzymatique d'esters d'acides gras. Dans ce cas, c’est une enzyme telle qu’une lipase, phospholipase et/ou estérase qui permet de catalyser la réaction d’estérification du glycérol. Document US 2007/0148746 relates to the enzymatic synthesis of fatty acid esters. In this case, it is an enzyme such as a lipase, phospholipase and/or esterase which makes it possible to catalyze the glycerol esterification reaction.
Le document « Chemical synthesis of tricaproin, trienantin and tricaprylin », da Rocha Ataide et al. International Journal of Food Science and Technology, 2007, 42, 1504-1508, décrit la synthèse d’un triester à partir de glycérol et l’acide énantique en excès de 50% en mole. La synthèse a été mise en œuvre sous vide partiel poussé (à 10 mmHg) et avec un temps de réaction relativement long (pendant 29h). La mise en place de ce type de procédé est coûteuse du point de vue industriel. The document “Chemical synthesis of tricaproin, trienantin and tricaprylin”, da Rocha Ataide et al. International Journal of Food Science and Technology, 2007, 42, 1504-1508, describes the synthesis of a triester from glycerol and enantic acid in excess of 50 mol%. The synthesis was carried out under high partial vacuum (at 10 mmHg) and with a relatively long reaction time (for 29 h). The implementation of this type of process is costly from an industrial point of view.
Il existe donc un réel besoin de fournir un procédé efficace qui permet de synthétiser des triglycérides d'acides gras de longueur moyenne de chaîne, et plus particulièrement des triglycérides d’acide heptanoïque (C7) afin d’obtenir des produits de bonne qualité pouvant être utilisés dans l’alimentation animale et humaine, en diminuant en même temps le coût et la complexité du procédé. There is therefore a real need to provide an effective process which makes it possible to synthesize triglycerides of fatty acids of medium chain length, and more particularly triglycerides of heptanoic acid (C7) in order to obtain products of good quality which can be used in animal and human food, while at the same time reducing the cost and complexity of the process.
Résumé de l’invention Summary of the invention
L’invention concerne en premier lieu un procédé de préparation d’un triglycéride, comprenant une étape de mise en contact de glycérine avec de l’acide heptanoïque (aussi dénommé acide n-heptanoïque ou acide C7), l’acide heptanoïque étant en excès par rapport à la glycérine, une étape de chauffage étant mise en œuvre sous vide par descente en vide partiel de manière progressive, typiquement par palier, et le procédé étant mis en œuvre en absence de catalyseur. The invention relates firstly to a method for preparing a triglyceride, comprising a step of bringing glycerin into contact with heptanoic acid (also called n-heptanoic acid or C7 acid), the heptanoic acid being in excess with respect to glycerin, a heating step being implemented under vacuum by lowering in partial vacuum in a progressive manner, typically in stages, and the process being implemented in the absence of catalyst.
Selon certains modes de réalisation, l’acide heptanoïque se trouve en excès molaire d’au moins 30 % par rapport à la glycérine. According to certain embodiments, the heptanoic acid is in molar excess of at least 30% compared to the glycerin.
Selon certains modes de réalisation, le procédé comprend une étape de chauffage à une température de 180 à 250°C, de préférence de 180 à 230°C, par exemple de 200 à 230°C. According to certain embodiments, the method comprises a step of heating to a temperature of 180 to 250°C, preferably of 180 to 230°C, for example of 200 to 230°C.
Selon certains modes de réalisation, l’étape de chauffage a une durée de 3 à 20 heures et de préférence de 6 à 12 heures. According to certain embodiments, the heating step lasts from 3 to 20 hours and preferably from 6 to 12 hours.
Selon certains modes de réalisation, l’excès d’acide heptanoïque est récupéré et recyclé pour la mise en contact avec la glycérine. According to certain embodiments, the excess heptanoic acid is recovered and recycled for contacting with the glycerin.
Selon certains modes de réalisation, le procédé comprend une étape de distillation pour éliminer l’excès d’acide heptanoïque, et optionnellement une étape de purification du triglycéride. According to certain embodiments, the method comprises a distillation step to remove excess heptanoic acid, and optionally a triglyceride purification step.
Selon certains modes de réalisation, l’acide heptanoïque est dérivé de l'huile de ricin. According to some embodiments, heptanoic acid is derived from castor oil.
Selon certains modes de réalisation, le procédé est mis en œuvre en absence de solvant. According to certain embodiments, the method is implemented in the absence of solvent.
L’invention concerne également un triglycéride d’acide heptanoïque obtenu par le procédé décrit ci-dessus, présentant une teneur en métaux lourds inférieure ou égale à 5 ppm, de préférence inférieure ou égale à 1 ppm, et encore de préférence inférieure ou égale à 0,5 ppm. The invention also relates to a heptanoic acid triglyceride obtained by the process described above, having a heavy metal content of less than or equal to 5 ppm, preferably less than or equal to 1 ppm, and even more preferably less than or equal to 0.5 ppm.
L’invention concerne également l’utilisation du triglycéride décrit ci- dessus, comme supplément nutritionnel dans l’alimentation animale et/ou humaine. The invention also relates to the use of the triglyceride described above, as a nutritional supplement in animal and/or human food.
La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un procédé efficace qui permet de synthétiser des triglycérides d'acides gras de longueur moyenne de chaîne, et plus particulièrement des triglycérides d’acide heptanoïque afin d’obtenir des produits de bonne qualité dépourvus de métaux lourds et pouvant être utilisés dans l’alimentation animale et humaine, en diminuant en même temps le coût du procédé et la complexité du procédé. The present invention makes it possible to meet the need expressed above. It more particularly provides an effective process which makes it possible to synthesize triglycerides of fatty acids of medium chain length, and more particularly triglycerides of heptanoic acid in order to obtain good quality products devoid of heavy metals and which can be used in animal and human food, while at the same time reducing the cost of the process and the complexity of the process.
Plus particulièrement, le procédé de la présente invention est mis en œuvre en absence de catalyseur ce qui permet d’obtenir des produits dépourvus de métaux lourds et pouvant être utilisés dans l’alimentation animale et humaine. Ainsi, le procédé de la présente invention peut être mis en œuvre en utilisant un excès d’acide heptanoïque par rapport à la glycérine afin d’obtenir un triglycéride d’acide heptanoïque (également appelé triheptanoïne ou glycérol triheptanoate). De plus, le fait d’effectuer la réaction en absence de catalyseur permet d’éviter l’utilisation de solutions aqueuses alcalines (pour le traitement et la purification du produit obtenu) ce qui permet donc de diminuer la consommation d’eau ainsi que la consommation des produits chimiques utilisés (tels que l’hydroxyde de sodium et les déshydratants). Par ailleurs, les produits obtenus sont incolores, il n’est donc pas nécessaire d’effectuer une étape de décoloration. Cela permet donc de diminuer le nombre d’étapes du procédé afin de le rendre plus simple et efficace (par rapport à un procédé mis en œuvre en présence d’un catalyseur). Ainsi, le procédé selon l’invention permet d’obtenir le triglycéride souhaité avec de bons rendements et puretés et avec un indice d’acide relativement bas. More particularly, the process of the present invention is implemented in the absence of a catalyst, which makes it possible to obtain products devoid of heavy metals and which can be used in animal and human food. Thus, the process of the present invention can be implemented by using an excess of heptanoic acid compared to glycerin in order to obtain a triglyceride of heptanoic acid (also called triheptanoin or glycerol triheptanoate). In addition, the fact of carrying out the reaction in the absence of a catalyst makes it possible to avoid the use of alkaline aqueous solutions (for the treatment and purification of the product obtained) which therefore makes it possible to reduce the consumption of water as well as the consumption of chemicals used (such as sodium hydroxide and desiccants). Furthermore, the products obtained are colorless, so it is not necessary to carry out a discoloration step. This therefore makes it possible to reduce the number of stages of the process in order to make it simpler and more efficient (compared to a process implemented in the presence of a catalyst). Thus, the process according to the invention makes it possible to obtain the desired triglyceride with good yields and purities and with a relatively low acid number.
Avantageusement, l’acide heptanoïque en excès peut être récupéré pendant et/ou à la fin du procédé afin d’être recyclé et réutilisé dans la synthèse de la triheptanoïne. Cela permet non seulement de diminuer le coût du procédé lié à l’utilisation des produits chimiques et matières premières mais aussi de fournir un procédé plus respectueux de l’environnement avec moins de déchets tout en garantissant un processus de production efficace. Advantageously, the excess heptanoic acid can be recovered during and/or at the end of the process in order to be recycled and reused in the synthesis of triheptanoin. This not only reduces the cost of the process related to the use of chemicals and raw materials but also provides a more environmentally friendly process with less waste while ensuring an efficient production process.
Description détaillée detailed description
L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit. The invention is now described in more detail and in a non-limiting manner in the description which follows.
Le procédé de la présente invention permet d’obtenir un triglycéride d’acide heptanoïque autrement appelé triheptanoïne ou glycérol triheptanoate (MCT Cl). La triheptanoïne est ainsi synthétisée à partir de la glycérine et de trois molécules d’acide heptanoïque. The process of the present invention makes it possible to obtain a triglyceride of heptanoic acid otherwise called triheptanoin or glycerol triheptanoate (MCT Cl). Triheptanoin is thus synthesized from glycerin and three molecules of heptanoic acid.
Selon certains modes de réalisation, l’acide heptanoïque est issu d’une source naturelle. De préférence, l’acide heptanoïque est issu de l’huile de ricin. Par exemple, l’acide heptanoïque utilisé dans le cadre de la présente invention peut être le produit Oleris® commercialisé par la société Arkema. De plus, selon certains modes de réalisation, la glycérine (ou glycérol) utilisée dans le cadre de l’invention est d’origine végétale. According to certain embodiments, the heptanoic acid is derived from a natural source. Preferably, the heptanoic acid is derived from castor oil. For example, the heptanoic acid used in the context of the present invention may be the product Oleris® marketed by the company Arkema. In addition, according to certain embodiments, the glycerin (or glycerol) used in the context of the invention is of vegetable origin.
Selon certains modes de réalisation, la glycérine peut être d’origine animale. According to certain embodiments, the glycerin can be of animal origin.
Dans un premier temps, le procédé selon l’invention comprend une étape de mise en contact de glycérine avec un excès d’acide heptanoïque. Cet excès molaire peut être d’au moins 30 % d’acide heptanoïque par rapport à la glycérine. Initially, the method according to the invention comprises a step of bringing glycerin into contact with an excess of heptanoic acid. This molar excess can be at least 30% heptanoic acid relative to glycerin.
Par exemple cet excès molaire peut être de 30 à 35 % ; ou de 35 à 40 % ; ou de 40 à 45 % ; ou de 45 à 50 % d’acide heptanoïque par rapport à la glycérine. For example, this molar excess can be from 30 to 35%; or 35 to 40%; or 40 to 45%; or 45-50% heptanoic acid to glycerin.
Selon un mode de réalisation, l’acide heptanoïque est en excès molaire de 30 à 40% par rapport à la glycérine. According to one embodiment, the heptanoic acid is in molar excess of 30 to 40% compared to the glycerin.
En d’autres termes, pour 1 mole de glycérine, au moins 3,9 moles d’acide heptanoïque peuvent être utilisés, soit 0,9 moles de plus des 3 moles nécessaires pour réagir avec la glycérine (ce rapport étant donc de 30 % molaire). Ainsi cet excès peut être de 0,9 à 1 mole ; ou de 1 à 1 ,5 moles ; ou de 1 ,5 à 2 moles ; ou de 2 à 2,5 moles ; ou de 2,5 à 3 moles ; ou de 3,5 à 4 moles ; ou de 4 à 4,5 moles ; ou de 4,5 à 5 moles. In other words, for 1 mole of glycerine, at least 3.9 moles of heptanoic acid can be used, i.e. 0.9 moles more than the 3 moles necessary to react with the glycerine (this ratio therefore being 30% molar). Thus this excess can be from 0.9 to 1 mole; or from 1 to 1.5 moles; or from 1.5 to 2 moles; or from 2 to 2.5 moles; or 2.5 to 3 moles; or 3.5 to 4 moles; or 4 to 4.5 moles; or 4.5 to 5 moles.
Le procédé de la présente invention est mis en œuvre en absence de catalyseur. The process of the present invention is implemented in the absence of catalyst.
Par « catalyseur » on entend une substance utilisée pour déclencher une réaction et qui n'est pratiquement pas consommée pendant cette réaction. Le catalyseur typiquement utilisé dans une réaction d’estérification de triglycéride peut être un catalyseur acide, un catalyseur métallique ou une enzyme, ou n’importe quel catalyseur bien connu de l’homme du métier pour les réactions d’estérification. By “catalyst” is meant a substance used to trigger a reaction and which is practically not consumed during this reaction. The catalyst typically used in a triglyceride esterification reaction can be an acid catalyst, a metal catalyst or an enzyme, or any catalyst well known to those skilled in the art for esterification reactions.
Des exemples de catalyseurs métalliques peuvent être à base de zinc, de cuivre, d'étain, de titane, de zirconium ou de tungstène, comme par exemple la poudre de zinc, la poudre d’étain, le chlorure de zinc, le chlorure de tungstène, le chlorure de molybdène, le chlorure de calcium, le chlorure de zinc, le chlorure de chrome ou le chlorure de magnésium, le caprylate de zinc, le sulfate d’étain, le chlorure d’étain, ainsi que leurs combinaisons. Examples of metal catalysts can be based on zinc, copper, tin, titanium, zirconium or tungsten, such as for example zinc powder, tin powder, zinc chloride, tungsten, molybdenum chloride, calcium chloride, zinc chloride, chromium chloride or magnesium chloride, zinc caprylate, tin sulphate, tin chloride, and combinations thereof.
Des exemples de catalyseurs acides peuvent être l’acide sulfurique, l’acide amidosulfonique, l’acide paratoluènesulfonique, l’acide sulfosuccinique, l’acide chlorhydrique, l’acide phosphorique, ainsi que des acides phosphoreux ou des échangeurs d'ions acides, ou des mélanges de ceux-ci. Des exemples d’enzymes peuvent être par exemple la lipase, la phospholipase, ou l’estérase des microorganismes tels que : Alcaligenes, Aspergillus, Candida, Chromobacterium, Rhizomucor, Penicilium, Pseudomonas, Rhizopus, Thermomyces, Geotrichum, Mucor, Burkholderia, ainsi que leurs combinaisons. Examples of acid catalysts can be sulfuric acid, amidosulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, sulfosuccinic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, as well as phosphorous acids or acidic ion exchangers, or mixtures thereof. Examples of enzymes can be for example the lipase, the phospholipase, or the esterase of microorganisms such as: Alcaligenes, Aspergillus, Candida, Chromobacterium, Rhizomucor, Penicilium, Pseudomonas, Rhizopus, Thermomyces, Geotrichum, Mucor, Burkholderia, as well as their combinations.
Le procédé selon l’invention est mis en œuvre en absence de catalyseurs précités. The process according to the invention is implemented in the absence of the aforementioned catalysts.
Le procédé selon l’invention est de préférence effectué en absence de solvant. En d’autres termes dans le cadre de la présente invention, la glycérine et l’acide heptanoïque sont directement mis en contact sans être préalablement dissous dans un solvant. The process according to the invention is preferably carried out in the absence of solvent. In other words, in the context of the present invention, the glycerin and the heptanoic acid are directly brought into contact without being dissolved beforehand in a solvent.
L’étape de mise en contact de glycérine avec un excès d’acide heptanoïque peut être effectuée à une température allant de 15 à 40°C et de préférence de 18 à 25°C. De plus, cette étape peut comprendre l’agitation du mélange obtenu après la mise en contact de la glycérine avec l’acide heptanoïque. The step of bringing glycerin into contact with an excess of heptanoic acid can be carried out at a temperature ranging from 15 to 40°C and preferably from 18 to 25°C. In addition, this step may include stirring the mixture obtained after bringing the glycerin into contact with the heptanoic acid.
De préférence, l’étape de mise en contact de la glycérine avec l’acide heptanoïque est mise en œuvre tout ou partie sous atmosphère inerte, par exemple sous atmosphère d'azote ou d'argon. Preferably, the step of bringing the glycerin into contact with the heptanoic acid is implemented wholly or partly under an inert atmosphere, for example under a nitrogen or argon atmosphere.
Ensuite, le procédé de l’invention peut comprendre une étape de chauffage du mélange de glycérine et d’acide heptanoïque (ou autrement dit milieu réactionnel), à une température de 180 à 250°C et de préférence de 200 à 230°C. Cette température peut être par exemple de 180 à 185°C ; ou de 185 à 190°C ; ou de 190 à 195°C ; ou de 195 à 200°C ; ou de 200 à 205°C ; ou de 205 à 210°C ; ou de 210 à 215°C ; ou de 215 à 220°C ; ou de 220 à 225°C ; ou de 225 à 230°C. Then, the process of the invention may comprise a step of heating the mixture of glycerin and heptanoic acid (or in other words reaction medium), to a temperature of 180 to 250° C. and preferably of 200 to 230° C. This temperature can be for example from 180 to 185° C.; or 185 to 190°C; or 190 to 195°C; or 195 to 200°C; or 200 to 205°C; or 205 to 210°C; or 210 to 215°C; or 215 to 220°C; or 220 to 225°C; or 225 to 230°C.
La température de l’étape de chauffage d’une part et l’excès d’acide heptanoïque d’autre part peuvent être ajustés en fonction du rendement et de la pureté que l’on souhaite atteindre, comme illustré dans la partie expérimentale ci-dessous. A titre d’illustration, la température peut être d’au moins 220°C pour un excès molaire d’au moins 30 % d’acide heptanoïque ; ou la température peut être d’au moins 210°C pour un excès molaire d’au moins 40 % d’acide heptanoïque. The temperature of the heating step on the one hand and the excess of heptanoic acid on the other hand can be adjusted according to the yield and the purity that one wishes to achieve, as illustrated in the experimental part below. below. By way of illustration, the temperature may be at least 220° C. for a molar excess of at least 30% heptanoic acid; or the temperature may be at least 210°C for a molar excess of at least 40% heptanoic acid.
De plus cette étape peut avoir une durée de 3 à 20 heures et de préférence de 6 à 12 heures. Ainsi, cette durée peut être de 3 à 5 heures ; ou de 5 à 7 heures ; ou de 7 à 9 heures ; ou de 9 à 11 heures ; 11 à 13 heures ; ou de 13 à 15 heures ; 15 à 17 heures ; ou de 17 à 20 heures. Selon d’autres modes de réalisation, l’étape de chauffage est mise en œuvre tout ou partie sous atmosphère inerte, par exemple sous atmosphère d'azote ou d'argon. In addition, this step can last from 3 to 20 hours and preferably from 6 to 12 hours. Thus, this duration can be from 3 to 5 hours; or 5 to 7 hours; or from 7 to 9 a.m.; or from 9 to 11 a.m.; 11 a.m. to 1 p.m.; or from 1 p.m. to 3 p.m.; 3 to 5 p.m.; or from 5 to 8 p.m. According to other embodiments, the heating step is implemented wholly or partly under an inert atmosphere, for example under a nitrogen or argon atmosphere.
L’étape de chauffage est mise en œuvre tout ou partie sous vide partiel. Ce vide partiel peut être de 0,5 à 750 mbar, de préférence de 1 à 500 mbar, ou encore de 1 à 150 mbar, et encore de préférence de 1 à 50 mbar. The heating step is implemented wholly or partly under partial vacuum. This partial vacuum can be from 0.5 to 750 mbar, preferably from 1 to 500 mbar, or even from 1 to 150 mbar, and more preferably from 1 to 50 mbar.
De préférence, l’étape de chauffage est mise en œuvre sous vide partiel, de préférence, par une descente en vide partiel de manière progressive, typiquement par palier. La descente en vide partiel par palier peut être ajustée en fonction du rendement et de la pureté que l’on souhaite atteindre, comme illustré dans la partie expérimentale ci-dessous. Preferably, the heating step is implemented under partial vacuum, preferably by lowering the partial vacuum gradually, typically in stages. The descent into partial vacuum by stage can be adjusted according to the yield and the purity that one wishes to achieve, as illustrated in the experimental part below.
Il a été observé que la descente en vide partiel de manière progressive permettait de récupérer pendant l’étape de chauffage l’acide heptanoïque en excès sans impacter la conversion de l’acide heptanoïque en triheptanoïne. It was observed that the gradual descent into partial vacuum made it possible to recover excess heptanoic acid during the heating step without impacting the conversion of heptanoic acid into triheptanoin.
Par « de manière progressive », on entend une descente en vide par au moins un palier de vide, pouvant être de 2 à 10 paliers, de préférence de 2 à 5 paliers. By “gradually”, is meant a vacuum descent by at least one vacuum stage, which may be from 2 to 10 stages, preferably from 2 to 5 stages.
La durée d’un palier peut être de plus de 15 minutes, typiquement de 30 minutes à 2 heures, de préférence 1 à 2 heures. The duration of a stage can be more than 15 minutes, typically from 30 minutes to 2 hours, preferably 1 to 2 hours.
Selon un mode de réalisation, la descente en vide partiel comprend un palier de vide partiel entre 800 mbar et 600 mbar, et/ou un palier de vide partiel entre 600 mbar et 400 mbar, et/ou un palier de vide partiel entre 400 mbar et 200 mbar, et/ou un palier de vide partiel entre 200 mbar et 100 mbar, de préférence entre 180 mbar et 120 mbar, et/ou un palier de vide partiel entre 100 mbar et 30 mbar, de préférence entre 80 mbar et 50 mbar, et/ou un palier de vide partiel entre 50 mbar et 1 mbar, et/ou un palier de vide à moins de 1 mbar. According to one embodiment, the descent in partial vacuum comprises a partial vacuum stage between 800 mbar and 600 mbar, and/or a partial vacuum stage between 600 mbar and 400 mbar, and/or a partial vacuum stage between 400 mbar and 200 mbar, and/or a partial vacuum stage between 200 mbar and 100 mbar, preferably between 180 mbar and 120 mbar, and/or a partial vacuum stage between 100 mbar and 30 mbar, preferably between 80 mbar and 50 mbar, and/or a partial vacuum stage between 50 mbar and 1 mbar, and/or a vacuum stage below 1 mbar.
Un des avantages du procédé selon l’invention est qu’il permet d’optimiser l’utilisation de l’acide heptanoïque lors de la préparation de triheptanoïne, à savoir, proposer un procédé permettant de récupérer aisément l’acide en excès utilisé, tout en conservant une conversion améliorée de l’acide heptanoïque en triheptanoïne. One of the advantages of the process according to the invention is that it makes it possible to optimize the use of heptanoic acid during the preparation of triheptanoin, namely, to propose a process making it possible to easily recover the excess acid used, while retaining enhanced conversion of heptanoic acid to triheptanoin.
L’acide récupéré peut ensuite être réutilisé. The recovered acid can then be reused.
Selon un mode de réalisation, l’étape de chauffage est mise en œuvre en partie sous vide partiel. According to one embodiment, the heating step is implemented partly under partial vacuum.
Selon encore d’autres modes de réalisation préférés, l’étape de chauffage est, dans un premier temps, mise en œuvre sous atmosphère inerte, et ensuite sous vide partiel. De préférence, l’étape de chauffage peut, dans un premier temps, être mise en œuvre sous atmosphère inerte afin d’atteindre un volume d’eau théorique à collecter stable et ensuite, l’étape de chauffage peut être mise en œuvre sous vide partiel afin de faciliter la conversion d’acide heptanoïque en triheptanoïne. According to still other preferred embodiments, the heating step is, initially, implemented under an inert atmosphere, and then under partial vacuum. Preferably, the heating step can, in a first, be implemented under an inert atmosphere in order to reach a stable theoretical volume of water to be collected and then, the heating step can be implemented under partial vacuum in order to facilitate the conversion of heptanoic acid into triheptanoin .
Selon ce mode de réalisation, on met en œuvre le vide partiel dans le milieu réactionnel sitôt que la quantité d’eau théorique récupérée est atteinte afin d’une part de déplacer l’équilibre réactionnel pour favoriser la formation du triester et d’autre part pour éliminer par une distillation simultanée l’excès d’acide. According to this embodiment, the partial vacuum is implemented in the reaction medium as soon as the theoretical quantity of water recovered is reached in order on the one hand to shift the reaction equilibrium to promote the formation of the triester and on the other hand to remove the excess acid by simultaneous distillation.
Ceci est particulièrement intéressant car la durée pendant laquelle le milieu réactionnel est sous vide partiel est réduit. Le procédé est donc adapté pour une application à l’échelle industrielle. This is particularly interesting because the time during which the reaction medium is under partial vacuum is reduced. The process is therefore suitable for application on an industrial scale.
Pendant l’étape de chauffage il est préférable que l’agitation du mélange de la glycérine avec l’acide heptanoïque continue pour toute la durée de l’étape. During the heating step, it is preferable that the stirring of the mixture of glycerin with heptanoic acid continues for the duration of the step.
On obtient un produit dit brut, à savoir la triheptanoïne à l’issue de l’étape de chauffage. A so-called crude product, namely triheptanoin, is obtained at the end of the heating step.
Selon certains modes de réaction, à l’issue de cette étape de chauffage, le procédé peut comprendre une étape de refroidissement du milieu réactionnel à une température allant de 15 à 40°C et de préférence de 18 à 25°C. According to certain reaction modes, at the end of this heating step, the process may comprise a step of cooling the reaction medium to a temperature ranging from 15 to 40°C and preferably from 18 to 25°C.
Le produit brut obtenu, après ou avant le refroidissement, peut ensuite être isolé et de préférence purifié afin d’éliminer, le cas échéant, l’excès restant d’acide heptanoïque ainsi qu’enlever les impuretés telles que les mono- et/ou des di-glycérides d’acide heptanoïque présentes dans le produit brut. The raw product obtained, after or before cooling, can then be isolated and preferably purified in order to eliminate, if necessary, the remaining excess of heptanoic acid as well as to remove impurities such as mono- and/or heptanoic acid di-glycerides present in the crude product.
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir le produit brut souhaité avec un taux d’estérification supérieur ou égal à 95 % en triglycérides. Ce taux peut ainsi être de 95 à 96 % ; ou de 96 à 97 % ; ou de 97 à 98 % ; ou de 98 à 99 % ; ou supérieur à 99 %. Le reste peut être par exemple des mono- et/ou des di-glycérides d’acide heptanoïque. The process according to the invention makes it possible to obtain the desired raw product with an esterification rate greater than or equal to 95% in triglycerides. This rate can thus be from 95 to 96%; or 96 to 97%; or from 97 to 98%; or from 98 to 99%; or greater than 99%. The remainder can be, for example, mono- and/or di-glycerides of heptanoic acid.
Ainsi, le procédé selon l’invention peut comprendre une étape permettant d’éliminer l’excès restant d’acide heptanoïque. Cette étape est de préférence une étape de distillation. Cette distillation peut être par exemple effectuée à une température de 200 à 230°C et sous un vide de 150 mbar à moins de 1 mbar. Thus, the method according to the invention may comprise a step making it possible to eliminate the remaining excess of heptanoic acid. This step is preferably a distillation step. This distillation can for example be carried out at a temperature of 200 to 230° C. and under a vacuum of 150 mbar to less than 1 mbar.
Selon d’autres modes de réalisation, après la fin de la réaction et de l’étape de chauffage, le produit brut n’est pas isolé mais subit directement une étape permettant d’éliminer l’excès d’acide heptanoïque. Dans ce cas, le vide partiel peut être abaissé à une valeur inférieure à 1 mbar afin de poursuivre la distillation de l’excès d’acide heptanoïque n’ayant pas réagi. According to other embodiments, after the end of the reaction and of the heating step, the crude product is not isolated but directly undergoes a step making it possible to eliminate the excess heptanoic acid. In this case, the void partial can be lowered to a value below 1 mbar in order to continue the distillation of the excess unreacted heptanoic acid.
A la fin de l’étape de chauffage, il est ainsi possible d’obtenir une première fraction comprenant la triheptanoïne ainsi que certaines impuretés telles que les mono- et/ou des di-glycérides d’acide heptanoïque et une deuxième fraction comprenant de l’acide heptanoïque. L’acide heptanoïque ainsi récupéré dans la deuxième fraction peut ensuite être recyclé et réutilisé dans la synthèse de triheptanoïne. Cette deuxième fraction peut être utilisée telle qu’elle est ou de préférence en enlevant l’eau restante par décantation. At the end of the heating step, it is thus possible to obtain a first fraction comprising triheptanoin as well as certain impurities such as mono- and / or di-glycerides of heptanoic acid and a second fraction comprising l heptanoic acid. The heptanoic acid thus recovered in the second fraction can then be recycled and reused in the synthesis of triheptanoin. This second fraction can be used as it is or preferably by removing the remaining water by decantation.
Concernant la première fraction, celle-ci peut de préférence subir une étape additionnelle de purification. Selon certains modes de réalisation, cette étape peut être la mise en contact de la première fraction avec de l’alumine basique activée suivie d’une filtration. La mise en contact de la première fraction avec de l’alumine basique activée peut être effectuée à la température ambiante, ou de préférence une température de 40 à 100°C, et de préférence de 50 à 90°C pendant une durée de 10 minutes à 3 heures et de préférence de 30 minutes à 1 heure. Cette étape permet d’obtenir le produit souhaité pur, c’est-à-dire de la triheptanoïne comprenant des teneurs très faibles en mono- et/ou di-glycérides d’acide heptanoïque (comme détaillé ci-dessous). Cette étape permet également de diminuer l’acidité résiduelle du produit final. As regards the first fraction, this may preferably undergo an additional purification step. According to certain embodiments, this step may be bringing the first fraction into contact with activated basic alumina followed by filtration. The contacting of the first fraction with activated basic alumina can be carried out at room temperature, or preferably a temperature of 40 to 100° C., and preferably of 50 to 90° C. for a period of 10 minutes. to 3 hours and preferably from 30 minutes to 1 hour. This step makes it possible to obtain the pure desired product, i.e. triheptanoin comprising very low levels of mono- and/or di-glycerides of heptanoic acid (as detailed below). This step also reduces the residual acidity of the final product.
Selon d’autres modes de réalisation, dans le cas où de l’acide heptanoïque est toujours présent avec le produit (dans la première fraction) après distillation, le procédé selon l’invention peut comprendre un traitement avec des esters époxy ou par neutralisation avec n’importe quel matériau alcalin approprié tel que la chaux, les hydroxydes de métal alcalin, les carbonates de métal alcalin ou l'alumine basique. Lorsqu’un traitement avec des esters époxy est effectué, une deuxième distillation sous pression réduite peut être effectuée pour éliminer l’ester époxy en excès. Lorsqu’un traitement alcalin est effectué un lavage à l’eau peut être réalisé pour éliminer le matériau alcalin en excès n’ayant pas réagi. According to other embodiments, in the case where heptanoic acid is still present with the product (in the first fraction) after distillation, the process according to the invention may comprise a treatment with epoxy esters or by neutralization with any suitable alkaline material such as lime, alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates or basic alumina. When a treatment with epoxy esters is carried out, a second distillation under reduced pressure can be carried out to remove the excess epoxy ester. When an alkaline treatment is carried out a water wash can be performed to remove excess unreacted alkaline material.
Selon des modes de réalisation préférés, et grâce à l’absence de catalyseur, le procédé selon l’invention est dépourvu d’étape de traitement utilisant des solutions aqueuses alcalines (telles que l’hydroxyde de sodium par exemple). Cela permet non seulement de diminuer le coût lié à l’utilisation de ces produits chimiques mais aussi de fournir un procédé simplifié, dépourvu d’étape de séchage mise en œuvre en présence de déshydratants tels que le sulfate de magnésium ou le chlorure de calcium. Le procédé selon l’invention permet d’obtenir de la triheptanoïne avec un rendement massique (par rapport à la glycérine consommée) supérieur ou égale à 70 %. Ce rendement peut être de 70 à 75 % ; ou de 75 à 80 % ; ou de 80 à 85 % ; ou de 85 à 90 % ; ou de 90 à 95 % ; ou de 95 à 99 % ; ou supérieur à 99 %. According to preferred embodiments, and thanks to the absence of a catalyst, the method according to the invention does not have a treatment step using alkaline aqueous solutions (such as sodium hydroxide for example). This not only makes it possible to reduce the cost linked to the use of these chemical products but also to provide a simplified method, devoid of a drying step implemented in the presence of desiccants such as magnesium sulphate or calcium chloride. The process according to the invention makes it possible to obtain triheptanoin with a mass yield (relative to the glycerine consumed) greater than or equal to 70%. This yield can be 70 to 75%; or 75 to 80%; or 80 to 85%; or 85 to 90%; or 90 to 95%; or from 95 to 99%; or greater than 99%.
Le procédé selon l’invention permet également d’obtenir de la triheptanoïne avec une pureté massique supérieure ou égale à 90 %, et de préférence supérieure ou égale à 95 %. Cette pureté peut être de 90 à 92 % ; ou de 92 à 94 % ; ou de 94 à 96 % ; ou de 96 à 98 % ; ou de 98 à 99 % ; ou de 99 à 99,5 %. Cette pureté est mesurée par chromatographie en phase gazeuse comme illustré dans les exemples. The process according to the invention also makes it possible to obtain triheptanoin with a mass purity greater than or equal to 90%, and preferably greater than or equal to 95%. This purity can be from 90 to 92%; or 92 to 94%; or 94 to 96%; or 96 to 98%; or from 98 to 99%; or 99 to 99.5%. This purity is measured by gas phase chromatography as illustrated in the examples.
Le produit purifié, obtenu à l’issue de l’étape de purification, peut avoir une teneur massique en métaux lourds inférieure ou égale à 5 ppm, de préférence inférieure ou égale à 1 ppm, et encore de préférence inférieure ou égale à 0.5 ppm. Cette teneur peut notamment être de 5 à 4 ppm ; ou de 4 à 3 ppm ; ou de 3 à 2 ppm ; ou de 2 à 1 ppm ; ou de 1 à 0,5 ppm ; ou inférieure à 0,5 ppm. Cette teneur est mesurée par spectrométrie de masse avec plasma induit par haute fréquence (ICP-MS) intégrant une étape de minéralisation et une étape de détection pour le dosage des métaux lourds. De plus, le produit purifié obtenu peut avoir un indice d’acide inférieur ou égale à 1 mg KOH/g, de préférence inférieur ou égale à 0,5 mg KOH/g, et encore de préférence inférieur ou égale à 0,1 mg KOH/g. Cet indice d’acidité est mesuré selon la norme ISO 660:2020 (« Corps gras d'origines animale et végétale — Détermination de l'indice d'acide et de l'acidité »). The purified product, obtained at the end of the purification step, can have a mass content of heavy metals less than or equal to 5 ppm, preferably less than or equal to 1 ppm, and even more preferably less than or equal to 0.5 ppm. . This content may in particular be from 5 to 4 ppm; or 4 to 3 ppm; or 3 to 2 ppm; or from 2 to 1 ppm; or 1 to 0.5 ppm; or less than 0.5 ppm. This content is measured by high frequency induced plasma mass spectrometry (ICP-MS) integrating a mineralization step and a detection step for the determination of heavy metals. In addition, the purified product obtained may have an acid number less than or equal to 1 mg KOH/g, preferably less than or equal to 0.5 mg KOH/g, and even more preferably less than or equal to 0.1 mg KOH/g. This acid number is measured according to the ISO 660:2020 standard (“Fatty substances of animal and vegetable origin — Determination of acid number and acidity”).
Ce produit purifié peut également avoir une teneur en 1 ,3-diglycéride inférieure ou égale à 2 % en masse, et de préférence inférieure ou égale à 1 % en masse. Cette teneur est mesurée par chromatographie en phase gazeuse comme illustré dans les exemples. This purified product may also have a 1,3-diglyceride content of less than or equal to 2% by mass, and preferably less than or equal to 1% by mass. This content is measured by gas chromatography as illustrated in the examples.
Ce produit purifié peut également avoir une teneur en 1 ,2-diglycéride inférieure ou égale à 1 % en masse, et de préférence inférieure ou égale à 0,5 % en masse. Cette teneur est mesurée par chromatographie en phase gazeuse comme illustré dans les exemples. This purified product may also have a 1,2-diglyceride content of less than or equal to 1% by mass, and preferably less than or equal to 0.5% by mass. This content is measured by gas chromatography as illustrated in the examples.
Grâce à sa pureté élevée, le produit obtenu par le procédé de la présente invention peut être utilisé notamment comme supplément nutritionnel. Par « supplément nutritionnel » on entend une substance ou composition utilisée pour pallier une carence ou dans une optique d'amélioration des performances physiques et/ou cognitives. Ce supplément nutritionnel peut être utilisé dans l’alimentation animale et/ou humaine afin de nourrir par exemple des humains ou des animaux mal nourris, sous-nourris ou nécessitant un complément nutritionnel ponctuel. Thanks to its high purity, the product obtained by the process of the present invention can be used in particular as a nutritional supplement. By “nutritional supplement” is meant a substance or composition used to remedy a deficiency or with a view to improving physical and/or cognitive performance. This nutritional supplement can be used in animal and/or human food in order to feed, for example, humans or animals that are malnourished, undernourished or needing occasional nutritional supplements.
EXEMPLES EXAMPLES
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter. The following examples illustrate the invention without limiting it.
Exemple 1 (comparatif-essais 1 et 2) Example 1 (comparison-tests 1 and 2)
La glycérine (pureté > 99 %, 15,0 g, 0,16 mol) et l’acide n-heptanoïque (Oleris® pureté > 99 %, 83,1 g, 0,63 mol, 30 % d’excès molaire par rapport à la glycérine) sont chargés dans un tricol en verre équipé d’un agitateur, d'une sonde thermométrique, d’une colonne Vigreux, d’un réfrigérant et d'une entrée pour l’azote. Glycerine (purity >99%, 15.0 g, 0.16 mol) and n-heptanoic acid (Oleris® purity >99%, 83.1 g, 0.63 mol, 30% molar excess per compared to glycerine) are loaded into a glass three-necked flask equipped with a stirrer, a temperature probe, a Vigreux column, a condenser and an inlet for nitrogen.
Le mélange réactionnel est mis sous atmosphère d’azote, sous agitation (800 tr/min) et chauffé à 210°C pendant une durée de 4 heures jusqu’à ce que la quantité d'eau théorique à collecter soit stable. Du tétrabutanolate de zirconium (à 80 % dans le butanol, 0,5 % (essai 1 ) ou 1 % (essai 2) massique/masse totale des réactifs) est ensuite ajouté dans le réacteur. Le montage est mis sous vide progressif par paliers de 750 mbar à 150 mbar en 40 minutes, puis maintenu à 150 mbar pendant au moins 1 heure, à 50 mbar pendant 20 minutes et à moins de 1 mbar pendant 1 ,5 heures afin de distiller l’excès d’acide n’ayant pas réagi. The reaction mixture is placed under a nitrogen atmosphere, with stirring (800 rpm) and heated at 210° C. for a period of 4 hours until the theoretical quantity of water to be collected is stable. Zirconium tetrabutanolate (80% in butanol, 0.5% (test 1) or 1% (test 2) by weight/total weight of the reactants) is then added to the reactor. The assembly is placed under progressive vacuum in stages from 750 mbar to 150 mbar in 40 minutes, then maintained at 150 mbar for at least 1 hour, at 50 mbar for 20 minutes and at less than 1 mbar for 1.5 hours in order to distil excess unreacted acid.
On récupère 69,5 g de produit brut qui sont traités avec de l’alumine basique activée (23,2 g, soit 25 % en poids de la formulation) in-situ dans le tricol à 80°C sous agitation (800 tr/min) et sous atmosphère d'azote pendant 1 heure. Le mélange est filtré sous pression à chaud sur filtre millipore 0,2 pm et conduit à une masse de produit traité de 47,6 g (rendement global de 68 %), d’aspect jaune et trouble. 69.5 g of crude product are recovered, which are treated with activated basic alumina (23.2 g, i.e. 25% by weight of the formulation) in situ in the three-necked flask at 80° C. with stirring (800 rev/ min) and under a nitrogen atmosphere for 1 hour. The mixture is filtered under hot pressure on a 0.2 μm millipore filter and results in a mass of treated product of 47.6 g (overall yield of 68%), with a yellow and cloudy appearance.
Les résultats sont illustrés dans le tableau ci-dessous. The results are shown in the table below.
Exemple 2 (selon l’invention- essais 3 à 6) Example 2 (according to the invention - tests 3 to 6)
La glycérine (pureté > 99 %, 15,0 g, 0,16mol) et l’acide n-heptanoïque (Oleris® pureté > 99 %, 30 %, ou 40 % d’excès molaire par rapport à la glycérine) sont chargés dans un tricol en verre équipé d’un agitateur, d'une sonde thermométrique, d’une colonne Vigreux, d’un réfrigérant et d'une entrée pour l’azote. Le mélange réactionnel est mis sous atmosphère d’azote, sous agitation à 800 tr/min et chauffé à une température de 210°C ou 220°C ou 230°C pendant une durée de 4 heures jusqu’à ce que la quantité d'eau théorique à collecter soit stable. Le montage est mis sous vide progressif par 5 paliers de 750 mbar à 150 mbar en 40 minutes, puis maintenu à 150 mbar pendant au moins 1 heure, à 50 mbar pendant 20 minutes et à moins de 1 mbar pendant 1 ,5 heures afin de distiller l’excès d’acide n’ayant pas réagi. Glycerin (purity >99%, 15.0g, 0.16mol) and n-heptanoic acid (Oleris® purity >99%, 30%, or 40% molar excess over glycerin) are loaded in a glass three-necked flask equipped with a stirrer, a temperature probe, a Vigreux column, a condenser and an inlet for nitrogen. The reaction mixture is placed under a nitrogen atmosphere, with stirring at 800 rpm and heated to a temperature of 210° C. or 220° C. or 230° C. for a period of 4 hours until the quantity of water theor i that collecting is stable. The assembly is placed under progressive vacuum in 5 stages from 750 mbar to 150 mbar in 40 minutes, then maintained at 150 mbar for at least 1 hour, at 50 mbar for 20 minutes and at less than 1 mbar for 1.5 hours in order to distill off excess unreacted acid.
On récupère 68,2 g de produit brut qui sont traités avec de l’alumine basique activée (22,7 g, soit 25 % en poids de la formulation) in-situ dans le 10 tricol à 80°C sous agitation (800 tr/min) et sous atmosphère d'azote pendant 1 heure. Le mélange est filtré sous pression à chaud sur filtre millipore 0,2 pm et conduit à une masse de produit traité de 55,1 g (rendement global de 79 %), qui se présente sous la forme d’un liquide incolore. 68.2 g of crude product are recovered, which are treated with activated basic alumina (22.7 g, i.e. 25% by weight of the formulation) in situ in the three-necked flask at 80° C. with stirring (800 rpm / min) and under a nitrogen atmosphere for 1 hour. The mixture is filtered under hot pressure on a 0.2 μm millipore filter and leads to a mass of treated product of 55.1 g (overall yield of 79%), which is in the form of a colorless liquid.
15 Les résultats sont illustrés dans le tableau ci-dessous.
Figure imgf000013_0001
La composition chimique du produit a été établie par chromatographie gazeuse dans un appareil GC 6890 Agilent et avec une colonne HT5 REF 54641 12m/320pm/0.1pm. Le débit du gaz vecteur (hélium) était de 2 ml/min, la température de l’injecteur était de 280°C et le split était de 50. La température du four était de 40°C pour les 5 premières minutes puis variant de 10 °C/min jusqu’à 360°C et la température du détecteur était de 365°C. Pour la préparation des échantillons, une quantité de 25 mg a été utilisée. 0,5 mL de dichlorométhane, 0,5 mL de N,0-bis(triméthylsilyl)trifiuoroacétamide (BSTFA)-trimethylchlorosilane, 0,05 mL pentadécane à 1,01 mg/ml dans le dichlorométhane et 10 pL de triéthylamine ont été ajoutés. Les flacons comprenant les échantillons ont été posés sur une surface chauffée à 80°C pendant 2 heures. Enfin l’étalonnage de l’acide C 7 a été effectué à partir d’acide C 7 à 0,0235 mg/ml dans le dichlorométhane. 15 The results are shown in the table below.
Figure imgf000013_0001
The chemical composition of the product was established by gas chromatography in an Agilent GC 6890 apparatus and with an HT5 REF 54641 12m/320pm/0.1pm column. The flow rate of the carrier gas (helium) was 2 ml/min, the temperature of the injector was 280°C and the split was 50. The temperature of the oven was 40°C for the first 5 minutes then varying from 10°C/min up to 360°C and the detector temperature was 365°C. For sample preparation, an amount of 25 mg was used. 0.5 mL of dichloromethane, 0.5 mL of N,0-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (BSTFA)-trimethylchlorosilane, 0.05 mL pentadecane at 1.01 mg/ml in dichloromethane and 10 μL of triethylamine were added . The vials containing the samples were placed on a surface heated to 80° C. for 2 hours. Finally, the calibration of the C 7 acid was carried out using C 7 acid at 0.0235 mg/ml in dichloromethane.
On constate que le procédé selon l’invention permet l’obtention du produit (essais 3 à 6) avec de meilleurs rendements et avec une meilleure apparence. Les produits obtenus selon le procédé de l’invention (sans catalyseur) ont des teneurs élevées en triheptanoïne et des teneurs basses en 1 ,2- et 1 ,3- diglycérides ainsi qu’en acide (C7) heptanoïque. Exemple 3 (recyclage) It is found that the process according to the invention makes it possible to obtain the product (tests 3 to 6) with better yields and with a better appearance. The products obtained according to the process of the invention (without catalyst) have high contents of triheptanoin and low contents of 1,2- and 1,3-diglycerides as well as (C7) heptanoic acid. Example 3 (recycling)
Des essais de recyclage de l’acide heptanoïque ont été réalisés en récupérant l’acide n-heptanoïque en excès distillé lors du précédent essai 5. Tous les essais ont été réalisés à 220°C avec un excès molaire de 30 % en acide n-heptanoïque. Heptanoic acid recycling tests were carried out by recovering the excess n-heptanoic acid distilled during the previous test 5. All the tests were carried out at 220° C. with a 30% molar excess of n- heptanoic.
Ainsi 20 g d’acide n-heptanoïque distillé de l’essai 5 ont été utilisés et mélangés avec 63,1 g d’acide n-heptanoïque frais afin de disposer des 83,1 g d’acide n-heptanoïque nécessaires pour lancer le protocole selon l’exemple 2 (essai 7). La triheptanoïne de l’essai 7 affiche une pureté supérieure à 98 % et une acidité résiduelle inférieure à 100 ppm. Thus 20 g of distilled n-heptanoic acid from test 5 were used and mixed with 63.1 g of fresh n-heptanoic acid in order to have the 83.1 g of n-heptanoic acid necessary to launch the protocol according to example 2 (test 7). The triheptanoin of test 7 displays a purity greater than 98% and a residual acidity less than 100 ppm.
Ensuite, le recyclage de l’acide n-heptanoïque se poursuit en utilisant 20 g d’acide n-heptanoïque distillé de l’essai 7, lesquels sont mélangés avec 63,1 g d’acide n-heptanoïque frais afin de disposer des 83,1 g d’acide n-heptanoïque nécessaires pour lancer le protocole de référence selon l’exemple 2 (essai 8). La triheptanoïne de l’essai 8 affiche encore une pureté supérieure à 98 % et une acidité résiduelle inférieure à 100 ppm. Then, the recycling of the n-heptanoic acid continues using 20 g of distilled n-heptanoic acid from test 7, which are mixed with 63.1 g of fresh n-heptanoic acid in order to dispose of the 83 1 g of n-heptanoic acid necessary to launch the reference protocol according to example 2 (test 8). The triheptanoin of test 8 still displays a purity greater than 98% and a residual acidity less than 100 ppm.
Ces résultats démontrent que l’acide n-heptanoïque peut être réutilisé plusieurs fois.
Figure imgf000015_0001
These results demonstrate that n-heptanoic acid can be reused several times.
Figure imgf000015_0001

Claims

Revendications Claims
1. Procédé de préparation d’un triglycéride, comprenant : 1. Process for the preparation of a triglyceride, comprising:
- une étape de mise en contact de glycérine avec de l’acide heptanoïque, l’acide heptanoïque étant en excès par rapport à la glycérine, - a step of bringing glycerin into contact with heptanoic acid, the heptanoic acid being in excess relative to the glycerin,
- une étape de chauffage étant mise en œuvre sous vide par descente en vide partiel de manière progressive, typiquement par palier, et le procédé étant mis en œuvre en absence de catalyseur. - A heating step being implemented under vacuum by lowering in partial vacuum gradually, typically in stages, and the process being implemented in the absence of catalyst.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’acide heptanoïque se trouve en excès molaire d’au moins 30 % par rapport à la glycérine. 2. Method according to claim 1, in which the heptanoic acid is in a molar excess of at least 30% relative to the glycerine.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape de mise en contact est mise en œuvre tout ou partie sous atmosphère inerte. 3. Method according to claim 1 or 2, in which the contacting step is implemented wholly or partly under an inert atmosphere.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant une étape de chauffage à une température de 180 à 250°C, et de préférence de 180 à 230°C, par exemple de 200 à 230°C. 4. Method according to one of claims 1 to 3, comprising a step of heating to a temperature of 180 to 250°C, and preferably of 180 to 230°C, for example from 200 to 230°C.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’étape de chauffage a une durée de 3 à 20 heures et de préférence de 6 à 12 heures. 5. Method according to claim 4, in which the heating step lasts from 3 to 20 hours and preferably from 6 to 12 hours.
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de chauffage est mise en œuvre en partie sous vide partiel. 6. Method according to one of the preceding claims, wherein the heating step is implemented partly under partial vacuum.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de chauffage est mise en œuvre sous atmosphère interne et ensuite sous vide partiel. 7. Method according to one of the preceding claims, in which the heating step is carried out under an internal atmosphere and then under partial vacuum.
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant une étape de distillation pour éliminer l’excès d’acide heptanoïque, et optionnellement une étape de purification du triglycéride. 8. Method according to one of claims 1 to 7, comprising a distillation step to remove excess heptanoic acid, and optionally a triglyceride purification step.
9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’excès d’acide heptanoïque est récupéré et recyclé pour la mise en contact avec la glycérine. 9. Method according to one of claims 1 to 8, wherein the excess heptanoic acid is recovered and recycled for contacting with glycerin.
10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’acide heptanoïque est dérivé de l'huile de ricin. 10. Method according to one of claims 1 to 9, in which the heptanoic acid is derived from castor oil.
11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, étant mis en œuvre en absence de solvant. 11. Method according to one of claims 1 to 10, being implemented in the absence of solvent.
12. Triglycéride d’acide heptanoïque obtenu par le procédé selon l’une des revendications 1 à 11, présentant une teneur en métaux lourds inférieure ou égale à 5 ppm, de préférence inférieure ou égale à 1 ppm, et encore de préférence inférieure ou égale à 0,5 ppm. 12. Heptanoic acid triglyceride obtained by the process according to one of claims 1 to 11, having a heavy metal content less than or equal to 5 ppm, preferably less than or equal to 1 ppm, and even more preferably less than or equal to at 0.5ppm.
13. Utilisation du triglycéride selon la revendication 12, comme supplément nutritionnel dans l’alimentation animale et/ou humaine. 13. Use of the triglyceride according to claim 12, as a nutritional supplement in animal and/or human food.
PCT/FR2021/051284 2020-07-10 2021-07-09 Method for preparation of a heptanoic acid triglyceride WO2022008856A1 (en)

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