Adiponitrile
L'adiponitrile (ADN) est un composé organique hautement toxique (il fait partie de la liste EPA des substances extrêmement dangereuses), de formule N≡C(–CH2)4–C≡N. Il s'agit d'un dinitrile se présentant sous la forme d'un liquide incolore et visqueux, intermédiaire de la synthèse des polyamides.
| Adiponitrile | |
 Structure de l'adiponitrile. |
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| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | hexanedinitrile |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.003.543 |
| No CE | 203-896-3 |
| No RTECS | AV2625000 |
| PubChem | 8128 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C6H8N2 [Isomères] |
| Masse molaire[1] | 108,141 1 ± 0,005 8 g/mol C 66,64 %, H 7,46 %, N 25,9 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 2,3 °C[2] |
| T° ébullition | 295 °C[2] |
| Solubilité | 50 g l−1[2] à 20 °C |
| Masse volumique | 0,96 g cm−3[2] |
| T° d'auto-inflammation | 460 °C[2] |
| Point d’éclair | 165 °C[2] |
| Pression de vapeur saturante | 0,3 Pa[2] à 20 °C |
| Thermochimie | |
| ΔfH0gaz | 149,0 kJ mol−1 |
| ΔfH0liquide | 85,0 kJ mol−1[3] |
| ΔfusH° | 18,0 kJ mol−1[4] |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction | 1,438 |
| Précautions | |
| SGH[2] | |
 Danger |
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| Transport[2] | |
| Écotoxicologie | |
| DL50 | 300 mg kg−1 (souris, oral) |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
Synthèse
Du fait de son importance pour l'industrie chimique, de nombreuses voies de synthèse ont été développées.
Deux procédés sont principalement utilisés aujourd'hui[5] :
- le procédé Invista (société Dupont) qui part de butadiène et d'acide cyanhydrique ;
- le procédé Ascend (société Monsanto) qui utilise l'acrylonitrile comme molécule de départ.
Procédé Invista
L'adiponitrile est produit de nos jours essentiellement par hydrocyanation du 1,3-butadiène H2C=CH–CH=CH2 catalysée par le nickel, selon un procédé découvert chez DuPont, la réaction globale est :
- H2C=CH–CH=CH2 + 2 HCN → N≡C(–CH2)4–C≡N
Cette réaction se fait en plusieurs étapes, tout d'abord une hydrocyanation qui produit des pentène-nitriles et des méthylbutanenitriles :
Une isomérisation permet de convertir les méthylbutanenitriles en pentènenitriles. Puis une seconde hydrocyanation conduit à la formation de l'adiponitrile :
Ce procédé est mis en œuvre par la société Butachimie dans l'usine de Chalampé en Alsace. Cette usine produit 35 % de l'adiponitrile mondial[6].
Procédé Ascend
L'autre procédé est l'électrosynthèse par dimérisation de l'acrylonitrile CH2=CH–C≡N, découverte chez Monsanto :
- 2 CH2=CH–C≡N + 2 e− + 2 H+ → N≡C(–CH2)4–C≡N.
Utilisations
Production de l'hexaméthylènediamine H2N(–CH2)6NH2 par hydrogénation :
- N≡C(–CH2)4–C≡N + 4 H2 → H2N(–CH2)6NH2.
Notes et références
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- Entrée « Adiponitrile » 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 22 novembre 2012 (JavaScript nécessaire).
- Lebedeva, N.D., Katin et Yu.A., « Heats of combustion of oenanthonitrile, adiponitrile, and tetramethylsuccinodinitrile », Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.), vol. 47,‎ , p. 922.
- E. Badea, I. Blanco et G. Della Gatta, « Fusion and solid-to-solid transitions of a homologous series of alkane-α,ω-dinitriles », Journal of Chemical Thermodynamics, vol. 39(10),‎ , p. 1392-1398 (lire en ligne).
- (en) Alexander, Tullo, « The chemical industry is bracing for a nylon 6,6 shortage », Chemical & Engineering News, vol. 96 (40),‎ (lire en ligne).
- « Butachimie ».