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Hydrure de sodium

L'hydrure de sodium est un composĂ© chimique de formule NaH. Il se prĂ©sente sous la forme d'une poudre grisĂątre cristallisĂ©e dans une structure ionique de type sel gemme[4]. Dans ce motif, chaque cation Na+ est entourĂ© par six anions H− dans une gĂ©omĂ©trie octaĂ©drique.

Hydrure de sodium
Image illustrative de l’article Hydrure de sodium
Image illustrative de l’article Hydrure de sodium
Apparence et structure cristalline de l'hydrure de sodium
Identification
No CAS 7646-69-7
No ECHA 100.028.716
No CE 231-587-3
PubChem 24758
SMILES
InChI
Apparence poudre cristallisée grisùtre inflammable réagissant violemment avec l'eau[1]
Propriétés chimiques
Formule HNaNaH
Masse molaire[2] 23,997 71 ± 7,0E−5 g/mol
H 4,2 %, Na 95,8 %,
Propriétés physiques
T° fusion décomposition à 425 °C[1]
Masse volumique 1,396 g·cm-3[1]
Point d’éclair 185 °C[1]
Précautions
SGH[1]
SGH02 : InflammableSGH05 : Corrosif
Danger
H228, H260, H314, P210, P223, P280, P231+P232, P370+P378 et P422
NFPA 704[3]
Transport[1]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'hydrure de sodium rĂ©agit violemment avec l'eau pour former de l'hydroxyde de sodium NaOH (soude caustique), trĂšs corrosif, et du DihydrogĂšne H2, trĂšs inflammable. Afin de protĂ©ger le matĂ©riau de l'humiditĂ© de l'air, l'hydrure de sodium est gĂ©nĂ©ralement transportĂ© sous forme d'un mĂ©lange de 60 % de NaH dans du tĂ©trahydrofurane (THF) ou de l'Ă©ther de pĂ©trole. NaH est insoluble dans les solvants organiques, ce qui est cohĂ©rent avec le fait que les anions hydrure H− n'existent pas en solution, mais est soluble dans le sodium fondu. NaH n'Ă©tant pas soluble, les rĂ©actions impliquant cette substance n'interviennent qu'Ă  la surface du solide.

Applications en synthĂšse organique

Comme base forte

L'hydrure de sodium est une base largement utilisĂ©e en chimie organique[5]. Cette superbase est capable de dĂ©protoner mĂȘme des acides de BrĂžnsted faibles pour donner les dĂ©rivĂ©s sodĂ©s correspondants. Les substrats prĂ©fĂ©rentiels dans ce type de rĂ©actions contiennent des liaisons O–H, N–H, S–H, comme les alcools, les phĂ©nols, les pyrazoles et les thiols. Quelques exemples de rĂ©actions :

NaH + CH3CH2OH ⟶ CH3CH2ONa + H2 ;
NaH + NH3 ⟶ NaNH2 + H2 ;
NaH + HCl ⟶ NaCl + H2.

L'hydrure de sodium dĂ©protone notamment les acides carbonĂ©s, c'est-Ă -dire les liaisons C–H, comme les dĂ©rivĂ©s d'acides 1,3-dicarboxyliques tels que les esters maloniques. Les dĂ©rivĂ©s sodĂ©s rĂ©sultants peuvent ĂȘtre alkylĂ©s. AlH est largement utilisĂ© pour dĂ©clencher les rĂ©actions de condensation de composĂ©s carbonylĂ©s par condensation de Dieckmann, rĂ©action de Darzens ou condensation de Claisen.

Les sels de sulfonium et le dimĂ©thylsulfoxyde (DMSO) sont d'autres acides carbonĂ©s surceptibles d'ĂȘtre dĂ©protonĂ©s par l'hydrure de sodium. Ce dernier est Ă©galement utilisĂ© pour obtenir des ylures de soufre qui permettent de convertir des cĂ©tones en Ă©poxydes, comme dans la rĂ©action de Corey-Chaykovsky.

Comme réducteur

L'hydrure de sodium réduit certains composés du groupe principal (éléments des blocs s et p)[6]. Le trifluorure de bore BF3 réagit avec NaH pour donner du diborane B2H6 et du fluorure de sodium[7] :

6 NaH + 2 BF3 ⟶ B2H6 + 6 NaF.

Les liaisons Si–Si et S–S des disilanes et des disulfures sont Ă©galement rĂ©duites.

Il est possible de réaliser tout un ensemble de réaction, comme l'hydrodécyanation de nitriles tertiaires, la réduction d'imines en amines et d'amides en aldéhydes, à l'aide d'un réactif composé d'hydrure de sodium et d'un iodure de métal alcalin, lithium ou sodium[8].

Stockage de l'hydrogĂšne

Les applications de l'hydrure de sodium pour le stockage de l'hydrogÚne ne sont pas significatives commercialement mais ont fait l'objet de recherches pour les véhicules à hydrogÚne. Une réalisation expérimentale du siÚcle dernier faisait par exemple intervenir des pastilles de plastique contenant de l'hydrure de sodium écrasées en présence d'eau pour libérer l'hydrogÚne ; la difficulté de cette technique était la régénération du NaH à partir de l'hydroxyde de sodium NaOH produit[9].

Notes et références
  1. EntrĂ©e « Sodium hydride Â» dans la base de donnĂ©es de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sĂ©curitĂ© et de la santĂ© au travail) (allemand, anglais), accĂšs le 26 dĂ©cembre 2020 (JavaScript nĂ©cessaire)
  2. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « Fiche du composé Sodium hydride, 57-63% oil dispersion », sur Alfa Aesar (consulté le ).
  4. (en) Bodie E. Douglas, Shih-Ming Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Pittsburgh, PA, USA, Springer Science + Business Media, Inc., 2006, p. 64. (ISBN 978-0-387-26147-8) (LCCN 2005927929)
  5. (en) Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, J. Wiley & Sons, New York, 2004. DOI 10.1002/047084289X
  6. (en) Pei Chui Too, Guo Hao Chan, Ya Lin Tnay, Hajime Hirao et Shunsuke Chiba, « Hydride Reduction by a Sodium Hydride–Iodide Composite », Angewandte Chemie, vol. 55, no 11,‎ , p. 3719-3723 (PMID 26878823, PMCID 4797714, DOI 10.1002/anie.201600305, lire en ligne)
  7. (en) A. F. Holleman et E. Wiberg, Inorganic Chemistry, Academic Press, San Diego, 2001. (ISBN 0-12-352651-5)
  8. (en) Derek Yiren Ong, Ciputra Tejo, Kai Xu, Hajime Hirao et Shunsuke Chiba, « Hydrodehalogenation of Haloarenes by a Sodium Hydride–Iodide Composite », Angewandte Chemie International Edition, vol. 56, no 7,‎ , p. 1840-1844 (PMID 28071853, DOI 10.1002/anie.201611495, lire en ligne)
  9. (en) J. Philip DiPietro et Edward G. Skolnik, « Analysis of the Sodium Hydride-based Hydrogen Storage System being developed by PowerBall Technologies, LLC » [PDF], sur https://www1.eere.energy.gov/, DoE, (consulté le ).
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