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Méthylcyclohexane

Le méthylcyclohexane est un hydrocarbure cyclique, un cycloalcane de formule brute C7H14. Il se présente comme un liquide incolore dégageant une faible odeur de benzène.

Méthylcyclohexane
Image illustrative de l’article Méthylcyclohexane
Identification
Nom UICPA méthylcyclohexane
No CAS 108-87-2
No ECHA 100.003.296
No CE 203-624-3
PubChem 7962
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule C7H14 [Isomères]
Masse molaire[1] 98,186 1 ± 0,006 6 g/mol
C 85,63 %, H 14,37 %,
Propriétés physiques
T° fusion −126,55 °C [2]
T° ébullition 100,85 °C [2]
Paramètre de solubilité δ 7,8 cal1/2·cm-3/2 (25 °C)[3]
Point critique 299,85 °C, 34,8 bar, 0,369 l·mol-1[2]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar 247,9 J·K-1·mol-1 [2]
ΔfH0liquide −190,2 kJ·mol-1 [2]
ΔfusH° 6,750 5 kJ·mol-1 à −126,57 °C [2]
ΔvapH° 35 kJ·mol-1 [2]
Cp 184,38 J·K-1·mol-1 à 25 °C [2]
PCI −4 565,29 kJ·mol-1 [2]
Précautions
SIMDUT[5]
B2 : Liquide inflammable
B2,
NFPA 704[6]

Symbole NFPA 704.
Directive 67/548/EEC[7]
Nocif
Xn
Facilement inflammable
F
Dangereux pour l’environnement
N
Transport[8]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

C'est un produit écotoxique quand il est épandu dans l'environnement[9]

Fabrication

Il peut être obtenu notamment en hydrogénant du toluène.

Utilisations

Le méthylcyclohexane est

  • une base pour la synthèse organique
  • un solvant des éthers de cellulose.
  • un composant de carburant pour l'aviation
  • un composant de fluide de correction.

Structure

Le méthylcyclohexane monosubstitué a un substituant méthyle sur un atome de carbone du cycle cyclohexane.

Comme tous les cyclohexanes substitués, sa forme peut rapidement basculer entre deux conformations. Cependant, un méthylcyclohexane monosubstitué avec un groupe méthyle en position équatoriale (plus stable) est la forme presque exclusivement présente, plutôt qu'axiale (instable).

Composant de kérosènes alternatifs

Cette molécule (méthylcyclohexane) fait partie d'un groupe de combustibles qui ont été récemment utilisés comme composants de mélanges pouvant être substitués aux kérosènes classiques[10]. L'analyse chimique du Jet A (carburant d'avion à réaction) montre un contenu cycloparaffinique élevé ; le méthylcyclohexane est l'un des hydrocarbures utilisés comme substitut au Jet A pour imiter cette forte présence de cycloparaffines et le comportement chimique du combustible.

Toxicologie

Son degré de toxicité est encore imparfaitement connu (il provoque une somnolence[11] et des vertiges[11] et peut être mortel en cas d'ingestion (il attaque les poumons[11]) ou de pénétration dans les voies respiratoires[11], mais diverses études ont aussi porté sur :

  • Son caractère éventuellement reprotoxique pour les travailleurs qui y sont exposés a été évalué par une étude chez le rat[12]
  • les effets subchroniques d'une exposition (de chez des rats Sprague-Dawley) par inhalation et exposition du corps entier à de la vapeur de méthylcyclohexane 6 heures par jour, 5 jours/semaine durant 13 semaines[13]. Les effets cliniques étaient une salivation anormale et un comportement de frottement (prurit ?) observé chez les deux sexes exposé à 5870 ppm, avec une augmentation du poids du foie (chez les deux sexes) et des reins (chez les femelles uniquement), par rapport à un groupe témoin. La concentration sans effet nocif observé était dans ce cas de 1300 ppm/6 h/jour (chez le rat).
  • Sa métabolisation par le rein après absorption par voie alimentaire a été étudiée chez le rat de laboratoire ; selon l'examen histopathologique, il dégrade relativement peu les tissus rénaux (aux dosage de l'expérience)[14]. On a aussi recherché quels étaient ses métabolites dans l'urine humaine d'ouvriers d'une usine de chaussure exposés à ce produit et à d'autres solvants[15].

Ecotoxicologie

Il est classé dangereux pour l'environnement aquatique[11]; très toxique pour les poissons[11] et toxique pour les autres organismes aquatiques[11].

Accident

Début 2014, une fuite d'environ 19 000 L de méthylcyclohexane survenue dans les usines de « Freedom Industries » a pollué la rivière Elk, en amont (à plus de 1,5 km) du lieu de pompage de la compagnie des eaux qui dessert plusieurs comtés a privé d'eau environ 300 000 habitants de Charleston (Virginie-Occidentale, États-Unis), durant plus de 5 jours (il leur a été demandé de ne pas boire l'eau du robinet ni cuisiner ni même se brosser les dents avec)[16]. Ce produit était dans ce cas utilisé pour traiter du charbon[16] et « l'eau contaminée a une odeur de réglisse ou d'anis »[16].

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) « Cyclohexane, methyl- », sur NIST/WebBook, consulté le 1 mars 2010
  3. (en) Nicholas P. Chopey, Handbook of Chemical Engineering Calculations, McGraw-Hill, , 3e éd., 800 p. (ISBN 978-0-07-136262-7), p. 1.43
  4. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28, vol. 2, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., , 396 p. (ISBN 0-88415-858-6)
  5. « Méthylcyclohexane » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 1 mars 2010
  6. UCB Université du Colorado
  7. « méthylcyclohexane », sur ESIS, consulté le 26 février 2010
  8. Entrée « Methylcyclohexane » 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 26 février 2010 (JavaScript nécessaire)
  9. Anderson, J. W., Neff, J. M., Cox, B. A., Tatem, H. E., & Hightower, G. M. (1974). Characteristics of dispersions and water-soluble extracts of crude and refined oils and their toxicity to estuarine crustaceans and fish. Marine Biology, 27(1), 75-88.
  10. Ji, C.; Egolfopoulos, F.N. (2011). "Hydrogen Flame propagation of mixtures of air with binary liquid fuel mixtures". Proc. Comb. Inst. 33: 955–961. doi:10.1016/j.proci.2010.06.085
  11. Méthylcyclohexane D14, fiche de sécurité
  12. Hyeon-Yeong Kim, Min-Gu Kang, Tae-Gyun Kim, Chung-Won Kang (2011), Toxicity of Methylcyclohexane and Its Effect on the Reproductive System in SD Rats ; Safety and Health at Work, Volume 2, Issue 3, septembre 2011, Pages 290-300
  13. Young-Su Yang, Sung-Bae Lee, Seong-Jin Choi, Byoung-Seok Lee, Jeong-Doo Heo, Chang-Woo Song, Hyeon-Yeong Kim, Jong-Choon Kim, Kyuhong Lee (2014), Evaluation of subchronic inhalation toxicity of methylcyclopentane in rats Original Research ArticleFood and Chemical Toxicology, Volume 63, janvier 2014, Pages 186-194 (résumé)
  14. M.J. Parnell, G.M. Henningsen, C.J. Hixson, K.O. Yu, G.A. McDonald, M.P. Serve (1988), The metabolism of methylcyclohexane in Fischer 344 rats ; Chemosphere, Volume 17, n°7, Pages 1321-1327(résumé)
  15. Perbellini, F. Brugnone, I. Pavan (1980), Identification of the metabolites of n-hexane, cyclohexane, and their isomers in men's urine ; Toxicology and Applied Pharmacology, Volume 53, Issue 2, April 1980, Pages 220-229 L (résumé)
  16. Article 300 000 Américains toujours privés d'eau après une fuite chimique ; Journal Le Monde.fr daté 13.01.2014 (mis à jour le 13.01.2014, consulté 2014-01-13)

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