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procédé pour exécuter des réactions photochimiques en irradiant une substance dissoute dans le vide ou dans une atmosphère indifférente.
On sait que l'irradiation de certaines substances produit des réactions chimiques, par lesquelles ces substances sont converties en d'autres substances et qui sont appelées ci-après "réactions photochimiques".
Ces réactions photochimiques permettent de préparer, par exemple, la vitamine D, qui possède une grande valeur comme remède contre le rachitisme. On peut en effet, préparer la vitamine D en exposant de l'ergostérine à la lumière ultra- violette. A cet effet,l'ergostérinhe peut être dissoute dans
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un dissolvant convenable, par exemple de l'alcool ou de l'hexane, tandis que les rayons ultraviolets peuvent être engendrés, par exemple, par une décharge électrique dans de la vapeur de mercure.
Dans bien des cas on a trouvé avantageux d'irradier les substances dans le vide ou dans une atmosphère indiffé- rente, étant donné que la présence d'oxygène, par exemple, agit défavorablement sur le procédé. En effet, la vitamine D produite peut être partiellement contaminée par la présen- ce d'oxygène lors de la préparation.
L'irradiation dans le vide ou dans une atmosphère gazeuse indifférente implique la nécessité de faire le vide dans le dispositif renfermant la substance à irradier ou bien de le remplir d'un gaz indifférent, après l'introduction des substances à traiter.Après l'irradiation il faut ouvrir le' dispositif, ce qui doit être effectué très soigneusement, tandis qu'après l'introduction d'une nouvelle quantité de substance à traiter il faut refaire le vide dans le dispositif.
Ce procédé dans lequel il.est nécessaire d'ouvrir, de remplir et de vider le dispositif à plusieurs reprises, prend beau- coup de temps, de sorte qu'on ne peut traiter qu'une quantité de substance assez faible en un temps donné.
La présente invention concerne un procédé permettant d'exécuter des réactions photochimiques en irradiant une substance dissoute dans le vide ou dans une atmosphère indif- férente, et elle a également pour but d'obvier aux susdits i inconvénients.
Conformément à l'invention, on fait évaporer et con- denser au moins partiellement le dissolvant après l'irradia- tion de la solution, après quoi une autre partie de la substan- ceà traiter, enfermée dans le dispositif ou bien dans un es- @
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pace qui peut facilement être mis en communication avec le dis- positif, est dissoute dans le dissolvante puis cette solution est irradiée à son tour. Ce procédé peut être continué jusqu'à ce que toute la substance introduite dans le dispositif ait été traitée. Pendant toute la durée du procédé, le dispositif demeure fermé, ce qui permet de réaliser une grande économie de temps, et par suite de traiter une grande quantité de substance, c'est-à-dire de préparer une grande quantité de vitamine D en peu de temps.
Du fait qu'on peut utiliser plu- sieurs fois le même dissolvant, il suffit d'introduire une faible quantité de dissolvant dans le dispositif ce qui est favorable au point de vue des dimensions de celui-ci et per- met en outre d'obtenir une solution concentrée du produit à préparer.
La continuité du procédé peut être augmentée en fai- sant passer la solution à irradier le long de la source de rayons, par exemple une décharge électrique. Entre la source de rayons et la solution on peut disposer un écran absorbant les rayons indésirables engendrés par cette source. En faisant couler la solution sous forme d'une mince nappe le long de la source de rayons il est possible d'irradier uniformément tou- tes les parties de la solution, surtout si l'on prend soin de maintenir constante sa vitesse d'écoulement. A cet effet la vitesse d'écoulement est réglée, de préférence, à l'aide d'une soupape sur laquelle le liquide courant exerce une certaine pression, tandis qu'un aimant exerce une force antagoniste sur cette soupape de façon à la maintenir en équilibre.
La sec- tion de passage et par suite la vitesse d'écoulement peuvent être réglées en modifiant la force exercée par l'aimant.
La description faite ci-après avec référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment le procédé suivant l'invention peut être réalisé.
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On décrira un procédé de préparation de la vitamine D au moyen du dispositif montré sur le dessin.
Pour la préparation de la vitamine D on utilise de l'ergostérine, qui peut être convertie en vitamine D en l'ex- posant aux rayons ultraviolets. Une certaine quantité d'er- gostérine 1 est disposée sur un organe cribleur 2 qui est monté dans le récipient 3 et ensuite une certaine quantité d'un dissolvant convenable, par exemple, de l'alcool ou de l'hexane, est introduite dans le récipient 3 à travers le tube 4, après quoi on fait le vide dans le dispositif. Le dissolvant suinte à travers le tamis 2 tout en dissolvant une partie de l'ergostérine. Quand on lève la soupape 5, ce qui peut s'effectuer à l'aide d'un aimant, la solution entre dans le récipient 6. A cet effet la soupape 5 est faite.en une matière magnétisable, par exemple du fer.
Par le tuyau 7, le récipient 6 communique avec le récipient 8 renfermant l'espace de décharges 9. Dans cet es- pace sont disposées deux électrodes au magnésium 10 et 11 en- tre lesquelles jaillit une décharge à arc électrique. On sait qu'une décharge dans de la vapeur de magnésium produit de la lumière ultraviolette qui sort à travers la paroi du réci- pient 9. A cet effet'cette paroi est faite en une matière transparente aux rayons ultraviolets. Ces rayons frappent la solution d'ergostérine, de sorte que l'ergostérine est con- vertie en vitamine D.
Suivant le brevet n 371.967 du 15 Juillet 1930 il est avantageux de ne faire agir qu'une partie déterminée de la lumière ultraviolette sur l'ergos- térine et à cet effet on peut placer un écran entre la: so- lution d'ergostérine et la source de rayons, cet écran ab- sorbant les rayons indésirables. Suivant ce même brevet cet écran peut être avantageusement formé par une certaine n -
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quantité de benzol qui, dans le dispositif montré sur le dessin, est contenue dans l'espace 12. Du fait que la chaleur produite par la décharge agit parfois défavorablement sur la substance formant écran, tandis que cette substance subit sou- vent une réaction photochimique, il est à recommander de la faire circuler dans l'espace 12.
A cet effet elle est amenée et évacuée par les tuyaux 13 et 14 respectivement.
La solution irradiée sort du récipient 8 par le tuyau 15, dans lequel est montée une soupape faite en une matière magnétisable, par exemple du fer. La pression exercée par le liquide courant tend à ouvrir cette soupape, tandis que l'électro-aimant 17 tend à la fermer. La section de passage de la soupape dépend de l'intensité de la force exercée par l'aimant et peut être réglée en modifiant le courant traver- sant l'enroulement de celui-ci. En outre, la vitesse d'écoule- ment dépend de la hauteur de la colonne liquide renfermée dans le récipient 6.
Dans le cas où cette hauteur varie considéra- blement, il est à recommander de mettre le tuyau 15 en commu- nication avec un tube 18 indiqué en pointillés,et de faire déboucher ce tuyau dans la partie inférieure du récipient 6, de façon que la pression, exercée par le liquide sur la soupape 16, soit déterminée par la différence de niveau entre le dé- bouché du tuyau 18 et la soupape 16. Il est naturellement aussi possible de monter la soupape de telle façon qu'elle soit pous- sée contre son siège par le liquide, tandis que l'aimant exerce sur elle une force antagoniste. Au delà de la soupape 16, la solution irradiée est recueillie dans le récipient 19, d'où elle peut être amenée dans le récipient 21 en ouvrant le robinet 20.
Ensuite on fait évaporer le dissolvant en chauffant le récipient 21. La vapeur monte dans le tube 22, tandis que @ --
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la vitamine D produite reste dans le récipient 21. Après avoir parcouru le tuyau 22, le dissolvant vaporisé atteint le ser- pentin 23 autour duquel circule un réfrigérant, qui est amené et évacué par les tuyaux 24 et 25, respectivement. Après avoir été condensé, le dissolvant entre dans le récipient 3 où il dissoudra de nouveau une partie de l'ergostérine, après quoi cette solution commence à son tour à circuler à travers le dispositif.
Le dissolvant peut circuler à travers le dispositif jusqu'à ce que toute la quantité d'ergostérine enfermée dans le dispositif,soit irradiée.
.Il est aussi possible d'introduire l'ergostérine dans différents espaces qu'on peut facilement mettre en commu- nication avec le dispositif. L'ergostérine peut être renfer- mée par exemple, dans plusieurs petites ampoules qu'on peut facilement mettre en communication avec l'intérieur du dis- positif en brisant une paroi fragile. En dissolvant successi- vement le contenu des ampoules dans le dissolvant on peut toujours faire circuler une solution uniforme à travers le dispositif. Au cours du procédé faisant l'objet de l'inven- tion il n'est pas nécessaire d'ouvrir le dispositif dans le- quel on a fait le vide au péalable ou bien que l'on a rempli- éventuellement d'un: gaz indifférent, ce qui permet de prépa- rer une grande quantité de vitamine D en relativement peu de temps.
En outre une petite quantité du dissolvant suffit, ce qui réduit considérablement les frais de production.
Il est visible que les robinets 5 et 20 permettent d'irradier la solution renfermée dans le récipient 6 pendant que se produisent l'évaporation et la condensation du dissol- vant renfermé dans le récipient 21. Par conséquent, il y a pour ainsi dire deux portions de dissolvant circulant alter- nativement à travers le dispositif de radiation proprement dit.,
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Il faut remarquer encore que, par "atmosphère indif- férente", on entend un remplissage gazeux qui n'agit pas défa- vorablement sur le produit à préparer. La vitamine D est par- tiellement contaminée, par exemple, par l'oxygène. C'est pour- quoi on fait le vide dans le dispositif ou bien on le remplit éventuellement d'un gaz, par exemple de l'azote.
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method of carrying out photochemical reactions by irradiating a dissolved substance in a vacuum or in an indifferent atmosphere.
It is known that the irradiation of certain substances produces chemical reactions, by which these substances are converted into other substances and which are hereinafter referred to as "photochemical reactions".
These photochemical reactions make it possible to prepare, for example, vitamin D, which is of great value as a remedy for rickets. Vitamin D can in fact be prepared by exposing ergosterine to ultra-violet light. For this purpose, ergosterin can be dissolved in
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a suitable solvent, for example alcohol or hexane, while ultraviolet rays can be generated, for example, by an electric discharge in mercury vapor.
In many cases it has been found advantageous to irradiate the substances in vacuum or in an indifferent atmosphere, since the presence of oxygen, for example, adversely affects the process. In fact, the vitamin D produced can be partially contaminated by the presence of oxygen during preparation.
Irradiation in a vacuum or in an indifferent gas atmosphere implies the need to create a vacuum in the device containing the substance to be irradiated or else to fill it with an indifferent gas, after the introduction of the substances to be treated. irradiation it is necessary to open the device, which must be done very carefully, while after the introduction of a new quantity of substance to be treated it is necessary to renew the vacuum in the device.
This process, in which it is necessary to open, fill and empty the device several times, takes a long time, so that only a relatively small quantity of substance can be processed in a given time. .
The present invention relates to a method for carrying out photochemical reactions by irradiating a dissolved substance in a vacuum or in an indifferent atmosphere, and it also aims to obviate the above drawbacks.
In accordance with the invention, the solvent is at least partially evaporated and condensed after the solution has been irradiated, after which another part of the substance to be treated, enclosed in the device or else in an es- @
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pace, which can easily be put in communication with the device, is dissolved in the solvent and then this solution is irradiated in its turn. This process can be continued until all the substance introduced into the device has been processed. Throughout the duration of the process, the device remains closed, which makes it possible to achieve a great saving of time, and consequently to treat a large quantity of substance, that is to say to prepare a large quantity of vitamin D in not much time.
Since the same solvent can be used several times, it suffices to introduce a small quantity of solvent into the device, which is favorable from the point of view of the dimensions of the latter and furthermore allows to obtain a concentrated solution of the product to be prepared.
The continuity of the process can be increased by passing the solution to be irradiated along the source of rays, for example an electric discharge. Between the source of rays and the solution, a screen can be placed which absorbs the unwanted rays generated by this source. By flowing the solution in the form of a thin sheet along the source of rays it is possible to irradiate all parts of the solution uniformly, especially if care is taken to keep its flow rate constant. . For this purpose the flow speed is preferably regulated by means of a valve on which the current liquid exerts a certain pressure, while a magnet exerts an antagonistic force on this valve so as to maintain it in balanced.
The cross section and hence the flow velocity can be adjusted by varying the force exerted by the magnet.
The description given below with reference to the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the process according to the invention can be carried out.
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A method of preparing vitamin D by means of the device shown in the drawing will be described.
For the preparation of vitamin D ergosterine is used, which can be converted into vitamin D by exposure to ultraviolet rays. A certain quantity of ergosterin 1 is placed on a screening member 2 which is mounted in the vessel 3 and then a certain quantity of a suitable solvent, for example, alcohol or hexane, is introduced into the vessel. the container 3 through the tube 4, after which a vacuum is made in the device. The solvent seeps through sieve 2 while dissolving some of the ergosterine. When the valve 5 is lifted, which can be effected with the aid of a magnet, the solution enters the container 6. For this purpose the valve 5 is made of a magnetizable material, for example iron.
Via pipe 7, the receptacle 6 communicates with the receptacle 8 enclosing the discharge space 9. In this space are arranged two magnesium electrodes 10 and 11 between which an electric arc discharge emerges. It is known that a discharge in magnesium vapor produces ultraviolet light which exits through the wall of the container 9. For this purpose, this wall is made of a material transparent to ultraviolet rays. These rays strike the solution of ergosterine, so that the ergosterine is converted into vitamin D.
According to patent n ° 371,967 of July 15, 1930, it is advantageous to make only a determined part of the ultraviolet light act on ergosterine and for this purpose a screen can be placed between the solution of ergosterine and the source of rays, this screen absorbing unwanted rays. According to this same patent, this screen can advantageously be formed by a certain n -
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quantity of benzol which in the device shown in the drawing is contained in space 12. Because the heat produced by the discharge sometimes acts adversely on the shielding substance, while this substance often undergoes a photochemical reaction , it is recommended to circulate it in space 12.
For this purpose it is supplied and discharged through pipes 13 and 14 respectively.
The irradiated solution leaves the container 8 through the pipe 15, in which is mounted a valve made of a magnetizable material, for example iron. The pressure exerted by the current liquid tends to open this valve, while the electromagnet 17 tends to close it. The cross section of the valve depends on the intensity of the force exerted by the magnet and can be regulated by modifying the current flowing through the winding of the latter. In addition, the flow rate depends on the height of the liquid column enclosed in vessel 6.
In the event that this height varies considerably, it is recommended to put the pipe 15 in communication with a pipe 18 indicated in dotted lines, and to open this pipe in the lower part of the receptacle 6, so that the pressure, exerted by the liquid on the valve 16, is determined by the difference in level between the outlet of the pipe 18 and the valve 16. It is of course also possible to mount the valve in such a way that it is pushed. against its seat by the liquid, while the magnet exerts on it an antagonistic force. Beyond the valve 16, the irradiated solution is collected in the container 19, from where it can be brought into the container 21 by opening the tap 20.
Then the solvent is evaporated by heating the container 21. The steam rises in the tube 22, while @ -
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the vitamin D produced remains in the container 21. After passing through the pipe 22, the vaporized solvent reaches the coil 23 around which circulates a refrigerant, which is supplied and discharged through the pipes 24 and 25, respectively. After being condensed, the solvent enters the container 3 where it will again dissolve some of the ergosterine, after which this solution in turn begins to flow through the device.
The solvent can circulate through the device until all of the ergosterin contained in the device is irradiated.
.It is also possible to introduce ergosterine in different spaces that can easily be put in communication with the device. Ergosterine can be contained, for example, in several small ampoules which can easily be placed in communication with the interior of the device by breaking a fragile wall. By successively dissolving the contents of the ampoules in the solvent, a uniform solution can still be circulated through the device. During the process forming the subject of the invention, it is not necessary to open the device in which a vacuum has been made by hand or else which has optionally been filled with: indifferent gas, which makes it possible to prepare a large amount of vitamin D in a relatively short time.
In addition, a small amount of the solvent is sufficient, which considerably reduces the production costs.
It can be seen that the taps 5 and 20 allow the solution contained in the container 6 to be irradiated while the evaporation and condensation of the solvent contained in the container 21 take place. Therefore, there are, so to speak, two portions of solvent circulating alternately through the actual radiation device.,
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It should also be noted that the expression "different atmosphere" is understood to mean a filling of gas which does not adversely affect the product to be prepared. Vitamin D is partially contaminated, for example, by oxygen. This is why the device is evacuated or it is optionally filled with a gas, for example nitrogen.