Acrylate de diméthylaminoéthyle
L'acrylate de diméthylaminoéthyle, ou DMAEA, est un composé chimique de formule CH2=CHCOOCH2CH2N(CH3)2. C'est l'ester d'acide acrylique CH2=CHCOOH et de diméthylaminoéthanol (CH3)2NCH2CH2OH. Il se présente sous la forme d'un liquide clair, incolore à jaunâtre, à l'odeur d'amine, particulièrement toxique[1]. Il est miscible avec l'eau, réagit avec les bases et s'hydrolyse rapidement en acide acrylique et diméthylaminoéthanol. Ses vapeurs sont susceptibles de former des mélanges inflammables avec l'air. Il tend à polymériser spontanément à température élevée, sous l'effet d'un rayonnement ou encore en présence d'un amorceur radicalaire. Il doit par conséquent être proprement stabilisé et conservé dans un endroit frais (température inférieure à 25 °C), sec et protégé de la lumière.
| Acrylate de diméthylaminoéthyle | |
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| Structure de l'acrylate de diméthylaminoéthyle | |
| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | prop-2-énoate de 2-(diméthylamino)éthyle |
| Synonymes |
DMAEA |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.017.691 |
| No CE | 219-460-0 |
| No RTECS | AS8578000 |
| PubChem | 17111 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | liquide inflammable jaunâtre à l'odeur aminée[1] |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C7H13NO2 |
| Masse molaire[2] | 143,183 6 ± 0,007 3 g/mol C 58,72 %, H 9,15 %, N 9,78 %, O 22,35 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | < −61 °C[1] |
| T° ébullition | 172,8 °C[1] |
| Solubilité | 240 g/L[1] à 20 °C |
| Masse volumique | 0,938 g/cm3[1] à 20 °C |
| T° d'auto-inflammation | 195 °C[1] |
| Point d’éclair | 58 °C[1] |
| Pression de vapeur saturante | 1 hPa[1] à 19,1 °C |
| Précautions | |
| SGH[1] | |
    Danger |
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| NFPA 704[3] | |
| Transport[1] | |
| Écotoxicologie | |
| DL50 | 455 mg/kg[1] (souris, oral) |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
Synthèse
On obtient l'acrylate de diméthylaminoéthyle par transestérification d'esters acryliques tels que l'acrylate de méthyle[4] CH2=CHCOOCH3 ou l'acrylate d'éthyle[5] CH2=CHCOOCH2CH3 avec le diméthylaminoéthanol sous catalyse acide par des composés d'étain (comme des stannoxanes (en)[6]) ou de titane (comme l'isopropylate de titane[7]). Il est possible d'obtenir des rendements supérieurs à 95 %[8].
La réaction doit être menée en présence d'inhibiteurs de polymérisation tels que la phénothiazine en raison de la forte tendance des réactifs et des produits à polymériser. Avec l'acrylate d'éthyle, il se forme de l'éthanol CH3CH2OH, qui doit être éliminé du mélange réactionnel par distillation afin d'obtenir des rendements élevés. Le produit est purifié par distillation sous vide et stabilisé avec environ 0,1 % de 4-méthoxyphénol (MeHQ).
Utilisation
L'acrylate de diméthylaminoéthyle est un ester acrylique portant un groupe fonctionnel basique. Il réagit par conséquent en tant que composé carbonylé α,β-insaturé dans une réaction d'addition avec les nucléophiles selon une addition de Michael. C'est un monomère réactif, qui forme des homopolymères et des copolymères avec les amides, les esters et les sels de l'acide acrylique, ainsi qu'avec les méthacrylates CH2=C(CH3)COO–, l'acrylonitrile CH2=CH–C≡N, les esters d'acide maléique HOOCCH=CHCOOH, l'acétate de vinyle CH2=CHOCOCH3, le chlorure de vinyle CH2=CHCl, le 1,1-dichloroéthylène CH2=CCl2, le styrène CH2=CHC6H5, le 1,3-butadiène CH2=CH–CH=CH2, les polyesters insaturés et les huiles siccatives. Le DMAEA des copolymères améliore leur nature nucléophile, leur caractère basique, leur solubilité dans l'eau et leur adhérence aux substrats polaires chargés négativement, ainsi que la facilité de coloration des fibres acryliques avec des teintures anioniques. De tels copolymères sont utilisés comme résines, peintures, revêtements, adhésifs et même en spray fixant pour les cheveux.
La principale utilisation de l'acrylate de diméthylaminoéthyle est la réaction de Menshutkin avec des agents alkyants tels que le chlorométhane CH3Cl, le sulfate de diméthyle (CH3)2SO4 ou le chlorure de benzyle C6H5CH2Cl pour former des sels d'ammonium quaternaire[9].
Notes et références
- Entrée « 2-Dimethylaminoethyl acrylate » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 10 avril 2022 (JavaScript nécessaire)
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- « Fiche du composé 2-(Dimethylamino)ethyl acrylate, 98%, stab. with ca 0.1% 4-methoxyphenol », sur Alfa Aesar (consulté le ).
- (en) Pingping Jiang, Dianpeng Zhang, Qi Li et Yun Lu, « A new catalytic transesterification for the synthesis of N, N-dimethylaminoethyl acrylate with organotin catalyst », Catalysis Letters, vol. 110, , p. 101-106 (DOI 10.1007/s10562-006-0091-1, lire en ligne)
- (en) Patrice Hurtel, Charles Hazan et Norbert Richard pour Arkema France SA, Brevet U.S. 6437173B1 : Process for the continuous manufacturing of dialkylaminoalkyl (METH) acrylates having a critical order of steps, déposé le 24 avril 1999, publié le 20 août 2002, sur Google Patents.
- Jochen Houben, Ralph Eickwinkel, Olivier Hoppe, Bernd Kubiak et Erich Küster pour Evonik Stockhausen GmbH et Ineos Composites IP LLC, Brevet EP1299345B1 : « Procédé de production d'aminoalkyl(méth)acrylates », déposé le 1er juin 2001, publié le 30 août 2006.
- (en) Matthias Geisendoerfer, Albrecht Dams et Gerhard Nestler pour BASF SE, Brevet DE10127939A1 : « Production of (meth)acrylate esters, e.g. dialkylaminoethyl (meth)acrylates, by catalytic transesterification involves four-stage distillation », déposé le 8 juin 2001, publié le 29 mai 2002.
- (en) Patrice Hurtel, Charles Hazan, Francois de Champs et Jean-Michel Pau pour Norsolor SA, Brevet U.S. 4851568A : Process for the manufacture of dialkylaminoalkyl (meth)acrylates, déposé le 8 juillet 1988, publié le 25 juillet 1989, sur Google Patents.
- Ines Bartholomae, Hartwig Drögemüller et Thomas Kaul pour Evonik Roehm GmbH, Brevet EP0604844A1 : « Procédé pour la préparation des composés de tri-alkylammoniumalkyl (méth)acylate », déposé le 16 décembre 1993, publié le 6 juillet 1994.