Anhydride acétique - Acetic anhydride
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| Noms | |
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Nom IUPAC préféré
Anhydride acétique |
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Nom IUPAC systématique
Anhydride éthanoïque |
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| Autres noms
Ethanoyl éthanoate
Anhydride d'acide acétique Acétate d' acétyle Oxyde d'acétyle Oxyde d' acétique |
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| Identifiants | |
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Modèle 3D ( JSmol )
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| Carte d'information de l'ECHA |
100.003.241 
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| Numéro CE | |
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CID PubChem
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| Numéro RTECS | |
| UNII | |
| Numéro ONU | 1715 |
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Tableau de bord CompTox ( EPA )
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| Propriétés | |
| C 4 H 6 O 3 | |
| Masse molaire | 102,089 g·mol -1 |
| Apparence | liquide incolore |
| Densité | 1,082 g cm -3 , liquide |
| Point de fusion | −73,1 °C (−99,6 °F; 200,1 K) |
| Point d'ébullition | 139,8 °C (283,6 °F; 412,9 K) |
| 2,6 g/100 ml, voir texte | |
| La pression de vapeur | 4 mmHg (20 °C) |
| -52,8·10 -6 cm 3 /mol | |
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Indice de réfraction ( n D )
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1.3901 |
| Pharmacologie | |
| Statut légal | |
| Dangers | |
| Fiche de données de sécurité | ICSC 0209 |
| Pictogrammes SGH |
  
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| Mention d'avertissement SGH | Danger |
| H226 , H302 , H314 , H332 | |
| P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301+312 , P301+330+331 , P303+361+353 , P304+312 , P304+340 , P305+ 351+338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P363 , P370+378 , P403+235 | |
| NFPA 704 (diamant de feu) | |
| point de rupture | 49 °C (120 °F; 322 K) |
| 316 °C (601 °F; 589 K) | |
| Limites d'explosivité | 2,7 à 10,3 % |
| Dose ou concentration létale (LD, LC) : | |
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CL 50 ( concentration médiane )
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1000 ppm (rat, 4 heures) |
| NIOSH (limites d'exposition pour la santé aux États-Unis) : | |
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PEL (Autorisé)
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TWA 5 ppm (20 mg/m 3 ) |
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REL (recommandé)
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C 5 ppm (20 mg/m 3 ) |
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IDLH (Danger immédiat)
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200 ppm |
| Composés apparentés | |
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Anhydrides d' acide apparentés
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Anhydride propionique |
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Composés apparentés
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Acide acétique Chlorure d'acétyle |
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Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
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 vérifier ( qu'est-ce que c'est ?)
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| Références de l'infobox | |
L'anhydride acétique , ou anhydride éthanoïque , est le composé chimique de formule (CH 3 CO) 2 O. Communément abrégé ac 2 O, c'est l' anhydride isolable le plus simple d'un acide carboxylique et est largement utilisé comme réactif en synthèse organique . C'est un liquide incolore qui sent fortement l'acide acétique , qui se forme par sa réaction avec l'humidité de l'air.
Structure et propriétés
L'anhydride acétique, comme la plupart des anhydrides acides, est une molécule flexible avec une structure non plane. La liaison du système pi à travers l'oxygène central offre une très faible stabilisation de la résonance par rapport à la répulsion dipôle-dipôle entre les deux oxygènes carbonylés . Les barrières énergétiques à la rotation des liaisons entre chacune des conformations aplanaires optimales sont assez faibles.
Comme la plupart des anhydrides d'acide, l'atome de carbone carbonyle de l'anhydride acétique a un caractère électrophile , car le groupe partant est un carboxylate . L'asymétrie interne peut contribuer à la puissante électrophilie de l'anhydride acétique, car la géométrie asymétrique rend un côté d'un atome de carbone carbonyle plus réactif que l'autre et, ce faisant, tend à consolider l'électropositivité d'un atome de carbone carbonyle d'un côté (voir le diagramme de densité électronique ).
Production
L'anhydride acétique a été synthétisé pour la première fois en 1852 par le chimiste français Charles Frédéric Gerhardt (1816-1856) en chauffant de l'acétate de potassium avec du chlorure de benzoyle .
L'anhydride acétique est produit par carbonylation de l'acétate de méthyle :
- CH 3 CO 2 CH 3 + CO → (CH 3 CO) 2 O
Le procédé à l'anhydride acétique Tennessee Eastman implique la conversion d'acétate de méthyle en iodure de méthyle et en un sel d'acétate. La carbonylation de l'iodure de méthyle donne à son tour de l' iodure d'acétyle , qui réagit avec des sels d'acétate ou de l'acide acétique pour donner le produit. Le chlorure de rhodium en présence d' iodure de lithium est utilisé comme catalyseur. Comme l'anhydride acétique n'est pas stable dans l'eau, la conversion est effectuée dans des conditions anhydres.
Dans une mesure décroissante, l'anhydride acétique est également préparé par la réaction de cétène ( éthénone ) avec de l'acide acétique à 45–55 °C et à basse pression (0,05–0,2 bar).
- H 2 C=C=O + CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O (Δ H = -63 kJ/mol)
La route de l'acide acétique à l'anhydride acétique via le cétène a été développée par Wacker Chemie en 1922, lorsque la demande d'anhydride acétique a augmenté en raison de la production d' acétate de cellulose .
En raison de son faible coût, l'anhydride acétique est généralement acheté, non préparé, pour être utilisé dans les laboratoires de recherche.
Réactions
L'anhydride acétique est un réactif polyvalent pour les acétylations , l'introduction de groupes acétyle sur des substrats organiques. Dans ces conversions, l'anhydride acétique est considéré comme une source de CH 3 CO + .
Acétylation des alcools et des amines
Les alcools et les amines sont facilement acétylés. Par exemple, la réaction de l'anhydride acétique avec l' éthanol donne de l'acétate d'éthyle :
- (CH 3 CO) 2 O + CH 3 CH 2 OH → CH 3 CO 2 CH 2 CH 3 + CH 3 COOH
Souvent, une base telle que la pyridine est ajoutée pour fonctionner comme catalyseur. Dans des applications spécialisées, les sels de scandium acides de Lewis se sont également avérés être des catalyseurs efficaces.
Acétylation des cycles aromatiques
Les cycles aromatiques sont acétylés par l'anhydride acétique. Habituellement, des catalyseurs acides sont utilisés pour accélérer la réaction. Des exemples sont les conversions du benzène en acétophénone et du ferrocène en acétylferrocène :
- (C 5 H 5 ) 2 Fe + (CH 3 CO) 2 O → (C 5 H 5 )Fe(C 5 H 4 COCH 3 ) + CH 3 CO 2 H
Préparation d'autres anhydrides d'acide
Les acides dicarboxyliques sont convertis en anhydrides lors du traitement avec de l'anhydride acétique. Il est également utilisé pour la préparation d'anhydrides mixtes tels que celui avec l'acide nitrique, le nitrate d'acétyle .
Précurseur des diacétates géminés
Les aldéhydes réagissent avec l'anhydride acétique en présence d'un catalyseur acide pour donner des diacétates géminés. Une ancienne voie industrielle de l'acétate de vinyle impliquait le diacétate d'éthylidène intermédiaire , le diacétate géminé obtenu à partir d' acétaldéhyde et d'anhydride acétique :
- CH 3 CHO + (CH 3 CO) 2 O → (CH 3 CO 2 ) 2 CHCH 3
Hydrolyse
L'anhydride acétique se dissout dans l'eau à environ 2,6 % en poids. Les solutions aqueuses ont une stabilité limitée car, comme la plupart des anhydrides acides, l'anhydride acétique s'hydrolyse pour donner des acides carboxyliques. Dans ce cas, il se forme de l'acide acétique, ce produit de réaction étant parfaitement miscible à l'eau :
- (CH 3 CO) 2 O + H 2 O → 2 CH 3 CO 2 H
Applications
Comme l'indique sa chimie organique, l'anhydride acétique est principalement utilisé pour les acétylations conduisant à des matériaux commercialement importants. Sa plus grande application est la conversion de la cellulose en acétate de cellulose , qui est un composant du film photographique et d'autres matériaux enduits, et est utilisé dans la fabrication de filtres à cigarettes. De même, il est utilisé dans la production d' aspirine (acide acétylsalicylique), qui est préparée par l'acétylation de l'acide salicylique . Il est également utilisé comme agent de préservation du bois par imprégnation en autoclave pour en faire un bois plus durable.
Dans l'industrie de l'amidon, l'anhydride acétique est un composé d'acétylation commun, utilisé pour la production d' amidons modifiés (E1414, E1420, E1422)
En raison de son utilisation pour la synthèse de l' héroïne par la diacétylation de la morphine , l'anhydride acétique est répertorié comme un précurseur de la liste II de la DEA des États-Unis et restreint dans de nombreux autres pays.
Sécurité
L'anhydride acétique est un liquide irritant et combustible. En raison de sa réactivité vis-à-vis de l'eau et de l'alcool, la mousse ou le dioxyde de carbone sont préférés pour l'extinction des incendies. La vapeur d'anhydride acétique est nocive.