Acétaldéhyde

Acétaldéhyde
Formule semi-développée de l'acétaldéhyde.
Identification
Nom UICPA	acétaldéhyde
Nom systématique	éthanal
Synonymes	aldéhyde acétique aldéhyde éthylique
N^o CAS	75-07-0
N^o ECHA	100.000.761
N^o CE	200-836-8
N^o RTECS	AB1925000
PubChem	177
ChEBI	15343
FEMA	2003
SMILES	CC=O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C2H4O/c1-2-3/h2H,1H3 InChIKey : IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N
Apparence	gaz ou liquide incolore, d'odeur âcre[1].
Propriétés chimiques
Formule	C2H4O  [Isomères]
Masse molaire[3]	44,052 6 ± 0,002 2 g/mol C 54,53 %, H 9,15 %, O 36,32 %,
Moment dipolaire	2,750 ± 0,006 D[2]
Propriétés physiques
T° fusion	−123,37 °C[4]
T° ébullition	20,1 °C[4]
Paramètre de solubilité δ	21,1 MPa^1/2 (25 °C)[5]
Miscibilité	dans l'eau : miscible[1]
Masse volumique	0,783 4 g cm^−3 à 18 °C[4] équation[6] : ${\displaystyle \rho =1.6994/0.26167^{(1+(1-T/466)^{0.2913})}}$ Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 150,15 à 466 K. Valeurs calculées : 0,77438 g·cm^-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m^-3) ρ (g·cm^-3) 150,15 −123 21,499 0,9471 171,21 −101,94 20,99323 0,92481 181,74 −91,42 20,73527 0,91345 192,26 −80,89 20,47375 0,90193 202,79 −70,36 20,20844 0,89024 213,32 −59,83 19,93908 0,87838 223,85 −49,3 19,6654 0,86632 234,38 −38,77 19,38708 0,85406 244,91 −28,25 19,10378 0,84158 255,43 −17,72 18,81511 0,82886 265,96 −7,19 18,52062 0,81589 276,49 3,34 18,2198 0,80264 287,02 13,87 17,91208 0,78908 297,55 24,4 17,59679 0,77519 308,08 34,93 17,27313 0,76093 T (K) T (°C) ρ (kmol·m^-3) ρ (g·cm^-3) 318,6 45,45 16,94019 0,74627 329,13 55,98 16,59686 0,73114 339,66 66,51 16,24182 0,7155 350,19 77,04 15,87345 0,69927 360,72 87,57 15,48972 0,68237 371,25 98,1 15,08806 0,66467 381,77 108,62 14,66513 0,64604 392,3 119,15 14,21642 0,62628 402,83 129,68 13,73566 0,6051 413,36 140,21 13,21366 0,5821 423,89 150,74 12,63599 0,55665 434,42 161,27 11,97766 0,52765 444,94 171,79 11,18813 0,49287 455,47 182,32 10,12906 0,44622 466 192,85 6,494 0,28608
T° d'auto-inflammation	185 °C[1]
Point d’éclair	−38 °C (coupelle fermée)[1], −50 °C (coupelle ouverte)[7]
Limites d’explosivité dans l’air	en % volume dans l'air : 4 - 60[1]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 101 kPa[1] équation[6] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(193.69+{\frac {-8036.7}{T}}+(-29.502)\times ln(T)+(4.3678E-2)\times T^{1})}$ Pression en pascals et température en kelvins, de 150,15 à 466 K. Valeurs calculées : 116 643,03 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 150,15 −123 0,323 171,21 −101,94 12,2 181,74 −91,42 50,41 192,26 −80,89 170,74 202,79 −70,36 491,42 213,32 −59,83 1 236,3 223,85 −49,3 2 780,58 234,38 −38,77 5 693,57 244,91 −28,25 10 771,95 255,43 −17,72 19 060,33 265,96 −7,19 31 859,95 276,49 3,34 50 729,33 287,02 13,87 77 482,51 297,55 24,4 114 190,64 308,08 34,93 163 192,13 T (K) T (°C) P (Pa) 318,6 45,45 227 115,27 329,13 55,98 308 916,19 339,66 66,51 411 934,1 350,19 77,04 539 965,53 360,72 87,57 697 359,02 371,25 98,1 889 132,47 381,77 108,62 1 121 115,75 392,3 119,15 1 400 122,23 402,83 129,68 1 734 154,3 413,36 140,21 2 132 649,03 423,89 150,74 2 606 772,18 434,42 161,27 3 169 770,58 444,94 171,79 3 837 395,43 455,47 182,32 4 628 411,95 466 192,85 5 565 200
Viscosité dynamique	0,21 mPa s à 20 °C[8]
Point critique	192,85 °C, 5,55 MPa, 0,154 l mol^−1[9]
Thermochimie
Cp	équation[6] : ${\displaystyle C_{P}=(115100)+(-433.00)\times T+(1.4250)\times T^{2}}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 150,15 à 294 K. Valeurs calculées : T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 150,15 −123 82 210 1 866 159 −114,15 82 278 1 868 164 −109,15 82 415 1 871 169 −104,15 82 622 1 876 174 −99,15 82 901 1 882 178 −95,15 83 176 1 888 183 −90,15 83 583 1 897 188 −85,15 84 061 1 908 193 −80,15 84 611 1 921 198 −75,15 85 232 1 935 202 −71,15 85 780 1 947 207 −66,15 86 529 1 964 212 −61,15 87 349 1 983 217 −56,15 88 241 2 003 222 −51,15 89 204 2 025 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 226 −47,15 90 025 2 044 231 −42,15 91 116 2 068 236 −37,15 92 279 2 095 241 −32,15 93 512 2 123 246 −27,15 94 817 2 152 250 −23,15 95 913 2 177 255 −18,15 97 346 2 210 260 −13,15 98 850 2 244 265 −8,15 100 426 2 280 270 −3,15 102 073 2 317 274 0,85 103 441 2 348 279 5,85 105 216 2 388 284 10,85 107 063 2 430 289 15,85 108 980 2 474 294 20,85 110 970 2 519 équation[10] : ${\displaystyle C_{P}=(34.140)+(4.0020E-2)\times T+(1.5634E-4)\times T^{2}+(-1.6445E-7)\times T^{3}+(4.7248E-11)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K. Valeurs calculées : 55,984 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 100 −173,15 39 546 898 193 −80,15 46 571 1 057 240 −33,15 50 633 1 149 286 12,85 54 843 1 245 333 59,85 59 312 1 346 380 106,85 63 885 1 450 426 152,85 68 403 1 553 473 199,85 73 010 1 657 520 246,85 77 556 1 761 566 292,85 81 906 1 859 613 339,85 86 211 1 957 660 386,85 90 341 2 051 706 432,85 94 189 2 138 753 479,85 97 898 2 222 800 526,85 101 368 2 301 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 846 572,85 104 521 2 373 893 619,85 107 489 2 440 940 666,85 110 200 2 502 986 712,85 112 611 2 556 1 033 759,85 114 836 2 607 1 080 806,85 116 837 2 652 1 126 852,85 118 600 2 692 1 173 899,85 120 229 2 729 1 220 946,85 121 715 2 763 1 266 992,85 123 068 2 794 1 313 1 039,85 124 392 2 824 1 360 1 086,85 125 703 2 853 1 406 1 132,85 127 029 2 884 1 453 1 179,85 128 485 2 917 1 500 1 226,85 130 109 2 953
PCS	1 166,9 kJ mol^−1 (25 °C, liquide)[11]
Propriétés électroniques
1^re énergie d'ionisation	10,229 ± 0,000 7 eV (gaz)[12]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle n_{D}^{20}}$ 1,331 6[13]
Précautions
SGH[16]
Danger H224, H302, H319, H335, H341, H350, P210, P233, P261, P280, P305+P351+P338 et P308+P313 H224 : Liquide et vapeurs extrêmement inflammables H302 : Nocif en cas d'ingestion H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires H341 : Susceptible d'induire des anomalies génétiques (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P233 : Maintenir le récipient fermé de manière étanche. P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin.
SIMDUT[17]
B2, D2A, B2 : Liquide inflammable point d'éclair = −38 °C coupelle fermée (méthode non rapportée) D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques cancérogénicité : CIRC groupe 2B Divulgation à 0,1 % selon les critères de classification
NFPA 704
4 3 2
Transport
33    1089    Code Kemler : 33 : matière liquide très inflammable (point d'éclair inférieur à 23 °C) Numéro ONU : 1089 : ACÉTALDÉHYDE Classe : 3 Étiquette : 3 : Liquides inflammables Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses ;
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme[15]
Écotoxicologie
LogP	0,63[1]
Seuil de l’odorat	bas : 0,002 8 ppm haut : 1 000 ppm[18]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'acétaldéhyde (nom UICPA préféré), aussi appelé éthanal (nom UICPA systématique), aldéhyde acétique, éthyl aldéhyde ou oxoéthane, est un composé organique, un aldéhyde de formule chimique CH₃CHO.

Naturellement produit par les plantes, c'est un composant volatil trouvé à faibles doses dans les fleurs et feuilles du coton, dans les feuilles de chêne et de tabac, dans les fruits mûrs, le café et le pain frais. Il contribue à l’odeur du romarin, des jonquilles, de l’orange amère, du camphre, du fenouil, de la moutarde et de la menthe. Il servait autrefois de matière première de base pour la synthèse de l’acide acétique et de l’anhydride acétique. Il est utilisé comme agent de sapidité dans certaines margarines.^[réf. nécessaire]

En tant que métabolite endogène dérivé de l'alcool dans notre organisme, c'est un produit toxique et un cancérigène suspecté[7]. Il endommage les cellules souches hématopoïétiques (chargées de constamment renouveler le sang) ; d'une part il est source de cassures de l'ADN double-brin de ces cellules (ce qui favorise leur déclin et crée des réarrangements chromosomiques), et d'autre part il empêche la bonne réparation (p53) de ces dommages, ce qui provoque des malignités[19].

Propriétés chimiques

L'acétaldéhyde est un liquide incolore, volatil et miscible à l'eau et à presque tous les solvants organiques.

L'odorat humain le perçoit à très faible dose (0,05 ppm suffisent) comme une odeur fruitée (pomme verte) et il devient suffocant et piquant à forte teneur.

Il est très réactif et inflammable (point d'ébullition : 20,2 °C). Il peut vivement réagir avec, par exemple, des oxydants, halogènes, ammoniac et amines, alcools, cétones, phénols, anhydrides d'acide, sulfure d'hydrogène, cyanures. En contact avec le cuivre ou des alliages en contenant (bronze, laiton, etc.), il peut former des composés explosifs. Il ronge le caoutchouc.

Comme tous les aldéhydes, c'est un réducteur. Son oxydation, très facile puisqu'elle peut même se produire au contact de l'air, donne de l'acide acétique, de l'anhydride acétique et de l'acide peroxyacétique instable susceptible de spontanément exploser.

L'hydrogénation de l'éthanal donne de l'éthanol.

Trois molécules d'acétaldéhyde peuvent former un paraldéhyde cyclique. Quatre molécules d'acétaldéhyde peuvent former un tétramère d'acétaldéhyde cyclique, le métaldéhyde.

Production et synthèse

L'acétaldéhyde est obtenu par oxydation catalytique directe de l’éthylène selon le procédé Wacker en présence de chlorure de palladium(II) comme catalyseur.

2 CH₂ = CH₂ + O₂ → 2 CH₃CHO

Un autre procédé consiste en une hydratation en présence de sulfate de mercure, HgSO₄, à partir de l'acétylène :

C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO

Liens avec l'alcool

Dans le foie

Dans les hépatocytes du foie, l'enzyme alcool déshydrogénase (ADH, EC 1.1.1.1) convertit l'éthanol en éthanal qui est ensuite converti en acide acétique inoffensif par l'acétaldéhyde déshydrogénase (EC 1.2.1.10). L'éthanal est plus toxique que l'éthanol et pourrait être responsable de nombreux symptômes de la gueule de bois, même s'il n'est pas présent dans le sang pendant les symptômes[20]. Certains auteurs estiment qu'il est responsable du syndrome d'alcoolisation fœtale[21].

Une partie de la population humaine (en particulier des groupes présents en Asie et Extrême-Orient) présenterait une mutation dans le gène de l'acétaldéhyde déshydrogénase. Les individus hétérozygotes ou homozygotes pour cet allèle mutant produisent une enzyme incapable de dégrader l'éthanal en acide acétique. Ce génotype mutant provoquerait chez l'individu concerné des symptômes graves et immédiats à la suite de l'absorption d'alcool et aggraverait les effets délétères de l'alcool qu'il boirait[22].

Lors de la fermentation alcoolique

Les dernières étapes de la fermentation alcoolique des bactéries, plantes et levures impliquent la conversion du pyruvate en acétaldéhyde par l'enzyme pyruvate décarboxylase (EC 4.1.1.1), suivie de la conversion de l'acétaldéhyde en éthanol. La dernière réaction est de nouveau catalysée par la déshydrogénase d'alcool, fonctionnant dans la direction opposée. L’éthanal semble jouer un rôle important dans l’évolution de la couleur des vins rouges au cours de leur conservation.

Toxicité, cancérogénicité

L'acétaldéhyde est un cancérigène animal établi.

• Il conduit, par inhalation, à l'apparition de tumeurs de la trachée chez le hamster[23],[24],[25],[26].
• Son inhalation accroît chez les rats des deux sexes l'incidence des carcinomes spinocellulaires qui affectent de nombreuses muqueuses à épithélium malpighien et des carcinomes et adénocarcinomes de la muqueuse nasale.

C'est un cancérigène humain présumé en raison des effets mutagènes, embryotoxiques et tératogènes démontrés chez l'animal.
La fumée de cigarette en contient d'importantes quantités (de l'ordre du milligramme par cigarette).
On^[Qui ?] pense qu'il explique le fait que tous les alcools (bière, vin, alcools forts) soient des facteurs de risque accru de cancer en particulier de cancer du sein chez la femme (via la dégradation de l'alcool en acétaldéhyde par l'organisme).^[réf. souhaitée]

Impact sur l'environnement

Atmosphère

L’acétaldéhyde ne contribue pas à la destruction de la couche d'ozone stratosphérique et n’est pas non plus un facteur important du changement climatique. À cause de sa photoréactivité et des concentrations modérées présentes dans l’air urbain, il joue un rôle dans la synthèse photochimique d’ozone troposphérique. L'acétaldéhyde peut aussi participer à des processus mineurs dont la photolyse directe, la réaction avec les radicaux nitrate (NO₃) et hydropéroxyle (HO₂) et la réaction avec l’ozone (O₃).

Des valeurs limites (indicatives) pour l'air ont été établies dans certains pays, par exemple 100 ppm (ou 180 mg/m^3 (VME)) en France, 25 ppm aux États-Unis (ACGIH) et 50 ppm, soit 91 mg/m^3 en Allemagne.^[réf. souhaitée]

Eau

Seules de très petites quantités se retrouvent dans l’eau. Lorsque l’acétaldéhyde est rejeté dans l’eau, il s'y dégrade complètement et ne pollue pas d’autres milieux. Dans l’eau, l’acétaldéhyde peut réagir avec les radicaux hydroxyle.

Références

1. ACETALDEHYDE, Fiches internationales de sécurité chimique .
2. (en) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 9-50.
3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. (en) W. M. Haynes, CRC Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 2011, 91^e éd., 2610 p. (ISBN 978-1-4398-2077-3), p. 3-4.
5. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294.
6. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50.
7. « Aldéhyde acétique - Fiche toxicologique n^o 120 » [PDF], INRS, 2004 (consultée le 24 juin 2017).
8. (en) « Acetaldehyde », PubChem 177.
9. (en) Claudio A. Faúndez et José O. Valderrama, « Activity Coefficient Models to Describe Vapor-Liquid Equilibrium in Ternary Hydro-Alcoholic Solutions », Chinese Journal of Chemical Engineering, vol. 17, n^o 2,‎ avril 2009, p. 259-267 (DOI 10.1016/S1004-9541(08)60203-7).
10. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996, 396 p. (ISBN 0-88415-857-8).
11. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press, 18 juin 2002, 83^e éd., 2664 p. (ISBN 0849304830, présentation en ligne), p. 5-89.
12. (en) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC, 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205.
13. (en) J. G. Speight et Norbert Adolph Lange, Lange's Handbook of Chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.289.
14. « acétaldéhyde », sur ESIS, consulté le 15 février 2009.
15. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Évaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 2B : Peut-être cancérogènes pour l'homme », sur monographs.iarc.fr, CIRC, 16 janvier 2009 (consulté le 22 août 2009).
16. Carl Roth, « Fiche de données de sécurité - Aldéhyde acétique ≥99,5 %, p.a. » [PDF], sur carlroth.com, 11 août 2020 (consulté le 9 septembre 2021).
17. « Acétaldéhyde » 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 23 avril 2009.
18. « Acetaldehyde », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009).
19. (en) Ketan J. Patel, Michael R. Stratton, Serena Nik-Zainal et Sophie Roerink, « Alcohol and endogenous aldehydes damage chromosomes and mutate stem cells », Nature, vol. 553, n^o 7687,‎ janvier 2018, p. 171–177 (ISSN 1476-4687, DOI 10.1038/nature25154, lire en ligne, consulté le 29 avril 2019).
20. Robert Swift et Dena Davidson, « Science: Aches, pains and dehydration: the science of a hangover », NIAAA, 1998 (consulté le 5 février 2008).
21. (en) « Determination of the proximate teratogen of the mouse fetal alcohol syndrome: 2. Pharmacokinetics of the placental transfer of ethanol and acetaldehyde », Toxicology and Applied Pharmacology, vol. 72, n^o 2,‎ février 1984, p. 364-371 (lire en ligne, consulté le 29 avril 2019).
22. (en) F. Dandré, A. Cassaigne et A. Iron, « The frequency of the mitochondrial aldehyde dehydrogenase I² (atypical) allele in Caucasian, Oriental, and African black populations determined by the restriction profile of PCR-amplified DNA », Molecular and Cellular Probes, vol. 9,‎ 1995, p. 189-193 (DOI 10.1006/mcpr.1995.0030, lire en ligne )
23. Garnier R., Chataignier D. et Efthymiou M.L., Aldéhydes, dans Encyclopédie médico-chirurgicale, Intoxications, pathologie du travail, 16048 A 50, 9-1990, 13 p.
24. Woutersen R.A. et al., Inhalation toxicity of acetaldehyde in rats II. Carcinogenicity study: interim results after 15 months, Toxicologgy, 1984, 31, p. 123-133.
25. Woutersen R.A. et al., Inhalation toxicity of acetaldehyde in rats III. Carcinogenicity study, Toxicologgy, 1986, 41, p. 213-231.
26. Feron V.J., Kruysse A. et Woutersen R.A., Respiratory tract tumours in hamsters exposed to acetaldehyde vapour alone or simultaneously to benzol[a]pyrene or diethylnitrosamine, European Journal of Cancer and Clinical Oncology, 1982, 18, p. 13-31.

Voir aussi

• Liste des substances d'intérêt prioritaire, rapport d'évaluation, Acétaldéhyde, du ministère des Travaux publics et des Services gouvernementaux Canada, mai 2000 (ISBN 0-662-84418-1).

Liens externes

• Fiche internationale de sécurité
• (en) Fiche américaine de sécurité [PDF], NIEHS
• (en) Hal Kibbey, Genetic Influences on Alcohol Drinking and Alcoholism, Indiana University Research and Creative Activity, vol. 17, n^o 3
• (en) United States Food and Drug Administration (FDA) information for acetaldehyde