Acétophénone

Acétophénone
Identification
Nom UICPA	phényléthanone
Synonymes	1-phényléthanone phényl méthyl cétone
N^o CAS	98-86-2
N^o ECHA	100.002.462
N^o CE	202-708-7
PubChem	7410
FEMA	2009
SMILES	CC(=O)C1=CC=CC=C1 PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C8H8O/c1-7(9)8-5-3-2-4-6-8/h2-6H,1H3
Apparence	liquide incolore ou cristaux blancs, d'odeur caractéristique[1]
Propriétés chimiques
Formule	C8H8O  [Isomères]
Masse molaire[4]	120,148 5 ± 0,007 3 g/mol C 79,97 %, H 6,71 %, O 13,32 %,
Moment dipolaire	3,02 ± 0,06 D [2]
Diamètre moléculaire	0,610 nm [3]
Propriétés physiques
T° fusion	20 °C[1]
T° ébullition	202 °C[1]
Solubilité	dans l'eau : faible[1] soluble dans l'éthanol, le diéthyléther, le benzène et le chloroforme[5]
Paramètre de solubilité δ	21,7 MPa^1/2 (25 °C)[6]; 20,8 J^1/2·cm^-3/2 (25 °C)[3]
Masse volumique	1,03 g·cm^-3[1] équation[7] : ${\displaystyle \rho =0.64417/0.24863^{(1+(1-T/709.5)^{0.28661})}}$ Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 292,81 à 709,5 K. Valeurs calculées : 1,02375 g·cm^-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m^-3) ρ (g·cm^-3) 292,81 19,66 8,5581 1,02826 320,59 47,44 8,36025 1,00449 334,48 61,33 8,2593 0,99236 348,37 75,22 8,15693 0,98006 362,26 89,11 8,05302 0,96758 376,15 103 7,94749 0,9549 390,04 116,89 7,84022 0,94201 403,93 130,78 7,73109 0,9289 417,82 144,67 7,61995 0,91555 431,71 158,56 7,50665 0,90193 445,6 172,45 7,39102 0,88804 459,49 186,34 7,27284 0,87384 473,38 200,23 7,15188 0,85931 487,27 214,12 7,02788 0,84441 501,16 228,01 6,90052 0,8291 T (K) T (°C) ρ (kmol·m^-3) ρ (g·cm^-3) 515,04 241,89 6,76942 0,81335 528,93 255,78 6,63416 0,7971 542,82 269,67 6,49418 0,78028 556,71 283,56 6,34885 0,76282 570,6 297,45 6,19735 0,74462 584,49 311,34 6,03865 0,72555 598,38 325,23 5,87139 0,70545 612,27 339,12 5,69377 0,68411 626,16 353,01 5,50328 0,66122 640,05 366,9 5,29619 0,63634 653,94 380,79 5,06671 0,60877 667,83 394,68 4,80477 0,5773 681,72 408,57 4,48999 0,53948 695,61 422,46 4,06649 0,48859 709,5 436,35 2,591 0,31131
T° d'auto-inflammation	571 °C[1]
Point d’éclair	77 °C (coupelle fermée)[8] 82 °C (coupelle ouverte)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	1,1 vol.%, 55 g/m³, 70 °C[8]
Pression de vapeur saturante	0,133 kPa à 15 °C : 0,133 kPa[1] équation[7] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(62.688+{\frac {-8088.8}{T}}+(-5.5434)\times ln(T)+(2.0774E-18)\times T^{6})}$ Pression en pascals et température en kelvins, de 292,81 à 709,5 K. Valeurs calculées : 53,27 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 292,81 19,66 35,899 320,59 47,44 238,15 334,48 61,33 537,11 348,37 75,22 1 125,14 362,26 89,11 2 208,75 376,15 103 4 094,16 390,04 116,89 7 212,21 403,93 130,78 12 141,6 417,82 144,67 19 628,14 431,71 158,56 30 598,5 445,6 172,45 46 167,01 459,49 186,34 67 635,52 473,38 200,23 96 486,57 487,27 214,12 134 371,08 501,16 228,01 183 092,54 T (K) T (°C) P (Pa) 515,04 241,89 244 589,64 528,93 255,78 320 919,91 542,82 269,67 414 246,67 556,71 283,56 526 831,75 570,6 297,45 661 036,1 584,49 311,34 819 330,23 598,38 325,23 1 004 316,49 612,27 339,12 1 218 764,73 626,16 353,01 1 465 663,27 640,05 366,9 1 748 287,07 653,94 380,79 2 070 285,54 667,83 394,68 2 435 792,71 681,72 408,57 2 849 564 695,61 422,46 3 317 144,4 709,5 436,35 3 845 100
Conductivité électrique	3,1×10^-7 S·m^-1[9],[8]
Thermochimie
S^0gaz, 1 bar	372,88 J··mol^−1·K^−1[10]
ΔfH^0gaz	−86,7 kJ·mol−1[11]
ΔfH^0liquide	−142,5 kJ·mol−1[11]
ΔfusH°	16,65 kJ·mol^−1[12]
ΔvapH°	43,63 kJ·mol^−1[13]
Cp	équation[7] : ${\displaystyle C_{P}=(7.2692E4)+(337.83)\times T+(0.35572)\times T^{2}}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 298,2 à 532,12 K. Valeurs calculées : T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 298,2 25,05 205 060 1 707 313 39,85 213 282 1 775 321 47,85 217 789 1 813 329 55,85 222 342 1 851 337 63,85 226 939 1 889 344 70,85 231 000 1 923 352 78,85 235 683 1 962 360 86,85 240 412 2 001 368 94,85 245 186 2 041 376 102,85 250 006 2 081 383 109,85 254 261 2 116 391 117,85 259 166 2 157 399 125,85 264 117 2 198 407 133,85 269 113 2 240 415 141,85 274 155 2 282 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 422 148,85 278 604 2 319 430 156,85 283 732 2 361 438 164,85 288 904 2 405 446 172,85 294 123 2 448 454 180,85 299 386 2 492 461 187,85 304 030 2 530 469 195,85 309 379 2 575 477 203,85 314 774 2 620 485 211,85 320 214 2 665 493 219,85 325 700 2 711 500 226,85 330 537 2 751 508 234,85 336 108 2 797 516 242,85 341 725 2 844 524 250,85 347 387 2 891 532,12 258,97 353 180 2 939 équation[14] : ${\displaystyle C_{P}=(-44.384)+(6.3161E-1)\times T+(-3.8644E-4)\times T^{2}+(9.1755E-8)\times T^{3}+(-2.9424E-12)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 298 à 1 500 K. Valeurs calculées : 111,987 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 298 24,85 111 923 932 378 104,85 144 044 1 199 418 144,85 158 720 1 321 458 184,85 172 518 1 436 498 224,85 185 470 1 544 538 264,85 197 611 1 645 578 304,85 208 973 1 739 618 344,85 219 588 1 828 658 384,85 229 489 1 910 698 424,85 238 709 1 987 738 464,85 247 280 2 058 778 504,85 255 233 2 124 818 544,85 262 601 2 186 858 584,85 269 415 2 242 899 625,85 275 857 2 296 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 939 665,85 281 645 2 344 979 705,85 286 974 2 388 1 019 745,85 291 875 2 429 1 059 785,85 296 378 2 467 1 099 825,85 300 514 2 501 1 139 865,85 304 313 2 533 1 179 905,85 307 805 2 562 1 219 945,85 311 021 2 589 1 259 985,85 313 989 2 613 1 299 1 025,85 316 741 2 636 1 339 1 065,85 319 305 2 658 1 379 1 105,85 321 711 2 678 1 419 1 145,85 323 987 2 696 1 459 1 185,85 326 162 2 715 1 500 1 226,85 328 318 2 733
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace	P21/n [15]
Paramètres de maille	a = 10,256 Å b = 8,678 Å c = 8,558 Å α = 90,00 ° β = 121,00 ° γ = 90,00 ° Z = [15]
Volume	652,88 Å^3 [15]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle n_{D}^{25}}$ 1,532 1 [3] ${\displaystyle n_{}^{19}}$ 1,534 2 [16]
Précautions
SGH[17]
Attention H302 et H319 H302 : Nocif en cas d'ingestion H319 : Provoque une sévère irritation des yeux
SIMDUT[18]
B3, D2B, B3 : Liquide combustible D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
2 2 0
Écotoxicologie
LogP	1,58[1]
Seuil de l’odorat	bas : 0,17 ppm haut : 0,6 ppm[19]
Composés apparentés
Autres composés	2,4-Dichloroacétophénone
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier

L'acétophénone est un composé organique de formule semi-développée C₆H₅COCH₃. C'est la plus simple des phénones, les cétones aromatiques.

Propriétés

L'acétophénone se présente sous la forme d'un liquide incolore à jaunâtre, dont l'odeur douce rappelle celle de la fleur d'oranger[5]. Sous pression normale, le composé bout à 202 °C. L'acétophénone forme un mélange azéotrope avec l'eau à 98 °C et une teneur en eau de 82 %[20]. Les vapeurs d'acétophénone forment avec l'air des mélanges inflammables à des températures plus élevées. L'acétophénone a un point d'éclair de 77 °C. Sa limite inférieure d'explosion est de 1,1 % en volume (55 g/m^3), avec un point d'explosion inférieur à 70 °C[8]. Sa température d'auto-inflammation est de 535 °C[8],[21], l'acétophénone appartient donc à la classe de température T1. Sa conductivité électrique est plutôt faible, à 3,1×10^-7 S·m^-1[8]

Occurrence

L'acétophénone est naturellement présente dans un grand nombre d'aliments, notamment la pomme, le fromage, l'abricot, la banane, la viande de bœuf et le chou-fleur. C'est un composant du castoréum, l'exsudat des sacs de ricin du castor adulte[22], ainsi que d'autres ingrédients et huiles essentielles utilisés en parfumerie comme le labdanum ou Stirlingia latifolia. Elle est aussi présente dans le goudron de houille[5].

Synthèse

L'acétophénone a été découverte par Charles Friedel en 1857, lorsqu'il distilla un mélange d'acétate de chaux et de benzoate de chaux[23].

De nos jours^[Depuis quand ?], l'acétophénone s'obtient habituellement par une acylation de Friedel-Crafts du benzène avec de l'anhydride acétique ou encore avec le chlorure d'acétyle. Contrairement à ce qui se passe lors de l'alkylation de Friedel-Crafts, le chlorure d'aluminium (AlCl₃) n'est pas utilisé comme catalyseur, mais est consommé comme un réactif à mettre en quantités stœchiométriques, qui, à la suite de l'hydrolyse du produit intermédiaire, conduit à la formation d'hydroxyde d'aluminium.

L'acétophénone est également un produit secondaire de l'oxydation de l'éthylbenzène en hydroperoxyde d'éthylbenzène. Ce dernier est un intermédiaire dans la production commerciale d'oxyde de propylène via le procédé de co-production oxyde de propylène - styrène[24]. L'hydroperoxyde d'éthylbenzène est principalement converti en 1-phényléthanol, mais le procédé produit aussi de petites quantités d'acétophénone. L'acetophénone est ensuite récupérée, ou hydrogénée en 1-phényléthanol qui est ensuite déshydraté pour produire du styrène[25].

Utilisations

Précurseur de résines

Des résines commercialement importantes peuvent être produites par le traitement de l'acétophénone par le formaldéhyde et une base. Les copolymères résultant de cette condensation aldolique sont généralement décrits par la formule [(C₆H₅COCH)_x(CH₂)_x]_n. Ces substances sont des composants de revêtements et d'encres. Des résines modifiées d'acétophénone-formaldéhyde sont produites par hydrogénationes des résines à cétones précédentes. Le polyol résultant peut ensuite être associé avec des diisocyanates[25]. Ces résines modifiées sont présentes dans des revêtements, des encres, et des adhésifs.

Usage de niche

L'acétophénone est un ingrédient dans certains parfums dont l'odeur rappelle l'amande, la cerise, le chèvrefeuille, le jasmin, ou la fraise. Elle est utilisée dans certains chewing-gums[26]. Elle fait partie des excipients approuvés par la FDA[27]. En outre, elle peut être utilisée comme solvant à point d'ébullition élevé pour les peintures et les résines.

Réactif de laboratoire

Dans les laboratoires d'enseignement[28], l'acétophénone est convertie en styrène dans un processus à deux étapes pour illustrer la réduction des carbonyles en utilisant des hydrures et la déshydratation des alcools :

4 C₆H₅C(O)CH₃ + NaBH₄ + 4 H₂O → 4 C₆H₅CH(OH)CH₃ + NaOH + B(OH)₃ → C₆H₅CH=CH₂

Un procédé similaire 4 deux étapes est utilisé dans l'industrie, mais l'étape de réduction est produite par hydrogénation sur un catalyseur de cuivre[25] :

C₆H₅C(O)CH₃ + H₂ → C₆H₅CH(OH)CH₃

Du fait de sa prochiralité, l'acétophénone est aussi un substrat de test populaire pour les expériences d'hydrogénation asymétriques.

Composés pharmaceutiques

L'acétophénone est utilisée dans la synthèse de nombreux composés pharmaceutiques[29],[30].

La réaction de Mannich de l'acétophénone avec la diméthylamine et le formaldéhyde donne la β-diméthylaminopropiophénone[31]. En utilisant la diéthylamine, on obtient l'analogue diéhylamino.

Précautions

L'acétophénone à l'état pur est nocive si elle est ingérée. Elle irrite les yeux et peut provoquer des dermatites si elle est appliquée sur une peau non protégée. Des gants appropriés doivent être portés comme protection contre les éclaboussures. À plus forte concentration, elle possède un effet hypnotique, d'où son nom d'« hypnone » qui lui fut parfois donné. À une concentration de 80 ppm, les vapeurs produisent de forts symptômes d'empoisonnement après exposition pendant plus d'une heure. L'acétophénone est difficilement inflammable et peu volatile. Ses vapeurs sont beaucoup plus lourdes que l'air. De fortes réactions exothermiques peuvent se produire avec des agents oxydants puissants et des bases fortes. Au-delà de 300 °C, l'acétophénone se décompose, libérant notamment du benzène, du biphényle, du 1,4-diphénylbenzène, du monoxyde de carbone, du méthane, du dihydrogène, de l'éthylène ou du toluène.

Références

• (de)/(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu des articles intitulés en allemand « Acetophenon » (voir la liste des auteurs) et en anglais « Acetophenone » (voir la liste des auteurs).

1. ACETOPHENONE, Fiches internationales de sécurité chimique
2. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
3. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
4. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
5. (de) « Acetophenon », sur Römpp Online, Georg Thieme Verlag (consulté le 3 mars 2014)
6. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026, lire en ligne), p. 294
7. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
8. Entrée « Acetophenone » 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 4 avril 2020 (JavaScript nécessaire)
9. Technische Regel für Gefahrstoffe TRGS 727, BG RCI Merkblatt T033 Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen, Stand August 2016, Jedermann-Verlag Heidelberg, (ISBN 978-3-86825-103-6).
10. Stull D.R., Jr.: The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds, Wiley, New York, 1969.
11. Colomina, M.; Latorre, C.; Perez-Ossorio, R.: Heats of combustion of five alkyl phenyl ketones in Pure Appl. Chem. 2 (1961) 133–135.
12. Luginin: Bull. Soc. Chim. Fr. 9 (1911) 223.
13. Steele, W.V.; Chirico, R.D.; Knipmeyer, S.E.; Nguyen, A.: in J. Chem. Eng. Data 41 (1996) 1255–1268, DOI 10.1021/je9601117.
14. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 0-88415-859-4)
15. « Acetophenone », sur www.reciprocalnet.org (consulté le 12 décembre 2009)
16. (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.289
17. Numéro index 606-042-00-1 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
18. « Acétophénone » 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 25 avril 2009
19. « Acetophenone », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
20. I.M. Smallwood: Handbook of organic solvent properties, Arnold London 1996, (ISBN 0-340-64578-4), S. 183–185.
21. E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase, Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.
22. D. Müller-Schwarze et P. W. Houlihan, « Pheromonal activity of single castoreum constituents in beaver, Castor canadensis », Journal of Chemical Ecology, vol. 17, n^o 4,‎ avril 1991, p. 715–34 (PMID 24258917, DOI 10.1007/BF00994195)
23. Pierre de Menten, Dictionnaire de chimie : Une approche étymologique et historique, De Boeck, 2013, 395 p. (ISBN 978-2-8041-8175-8, lire en ligne), p.18
24. « Archived copy » [archive du 7 octobre 2017] (consulté le 7 octobre 2017)
25. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Wiley-VCH, 2005 (DOI 10.1002/14356007.a15_077), « Ketones »
26. George A. Burdock, Fenaroli's Handbook of Flavor Ingredients, CRC Press, 2005 (ISBN 0-8493-3034-3, lire en ligne [archive du 25 septembre 2014]), p. 15
27. « Inactive Ingredient Search for Approved Drug Products » [archive du 4 mai 2013]
28. Samuel H. Wilen, Chester B. Kremer et Irving Waltcher, « Polystyrene—A multistep synthesis: For the undergraduate organic chemistry laboratory », J. Chem. Educ., vol. 38, n^o 6,‎ 1961, p. 304–305 (DOI 10.1021/ed038p304, Bibcode 1961JChEd..38..304W)
29. Marshall Sittig, Pharmaceutical Manufacturing Encyclopedia, 1988, 39,177 (ISBN 978-0-8155-1144-1)
30. Kumar Gadamasetti et Tamim Braish, Process Chemistry in the Pharmaceutical Industry, Volume 2, 2007, 142–145 p. (ISBN 978-0-8493-9051-7)
31. Charles E. Maxwell, β-Dimethylaminopropiophenone Hydrochloride, Org. Synth. 23, coll. « vol. »,‎ 1943, 30 p.

Voir aussi

• Acétovanillone
• Acétovératrone
• Acétoprotocatéchone
• Acétosyringone