Anhydride acétique

L'anhydride acétique ou anhydride éthanoïque est l'anhydride de l'acide acétique; il est obtenu en liant deux molécules d'acide acétique par condensation avec élimination d'eau (d'où le nom d'anhydride).

Anhydride acétique

formule semi-développée et représentation 3D de l'anhydride acétique

Identification

Nom UICPA

Anhydride éthanoïque

N^o CAS

108-24-7

N^o ECHA

100.003.241

N^o CE

203-564-8

SMILES

InChI

Apparence

liquide incolore, très mobile, d'odeur âcre[1].

Propriétés chimiques

Formule

C₄H₆O₃ [Isomères]

Masse molaire[2]

102,0886 ± 0,0045 g/mol
C 47,06 %, H 5,92 %, O 47,02 %,

Moment dipolaire

≈2,8 D [3]

Diamètre moléculaire

0,554 nm [4]

Propriétés physiques

T° fusion

−73 °C[1]

T° ébullition

139 °C[1]

Solubilité

120 g·l^-1 (eau, 20 °C)[5],
soluble dans l'éthanol
l'acétone, le chloroforme,
l'éther diéthylique, l'acétate d'éthyle
et le DMSO

Paramètre de solubilité δ

21,1 MPa^1/2 (25 °C)[6];

22,1 J^1/2·cm^-3/2 (30 °C)[4]

Masse volumique

1,08 g·cm^-3[1]

équation[7] : $\rho =0.86852/0.25187^{(1+(1-T/606)^{0.31172})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 200,15 à 606 K.
Valeurs calculées :
1,07508 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
200,15	−73	11,643	1,18863
227,21	−45,94	11,34583	1,1583
240,74	−32,42	11,19453	1,14285
254,26	−18,89	11,04141	1,12722
267,79	−5,36	10,88637	1,11139
281,32	8,17	10,72926	1,09535
294,85	21,7	10,56995	1,07909
308,38	35,23	10,40828	1,06258
321,91	48,76	10,24405	1,04581
335,43	62,28	10,07707	1,02877
348,96	75,81	9,90711	1,01142
362,49	89,34	9,7339	0,99373
376,02	102,87	9,55714	0,97569
389,55	116,4	9,37648	0,95724
403,08	129,93	9,19152	0,93836

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
416,6	143,45	9,00177	0,91899
430,13	156,98	8,80667	0,89907
443,66	170,51	8,60552	0,87854
457,19	184,04	8,39748	0,8573
470,72	197,57	8,18152	0,83525
484,25	211,1	7,95628	0,81226
497,77	224,62	7,72006	0,78814
511,3	238,15	7,47051	0,76266
524,83	251,68	7,20441	0,7355
538,36	265,21	6,91702	0,70616
551,89	278,74	6,60093	0,67389
565,42	292,27	6,24334	0,63738
578,94	305,79	5,81844	0,59401
592,47	319,32	5,25602	0,53659
606	332,85	3,448	0,35201

T° d'auto-inflammation

316 °C[1]

Point d’éclair

49 °C (coupelle fermée)[1]

Limites d’explosivité dans l’air

2,7–10,3 %vol[1]

Pression de vapeur saturante

5 hPa (20 °C)

équation[7] : $P_{vs}=exp(100.95+{\frac {-8873.2}{T}}+(-11.451)\times ln(T)+(6.1316E-6)\times T^{2})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 200,15 à 606 K.
Valeurs calculées :
659,2 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
200,15	−73	0,022
227,21	−45,94	1,08
240,74	−32,42	5,22
254,26	−18,89	20,67
267,79	−5,36	69,51
281,32	8,17	203,59
294,85	21,7	530,21
308,38	35,23	1 248,65
321,91	48,76	2 696,5
335,43	62,28	5 402,1
348,96	75,81	10 138,2
362,49	89,34	17 970,92
376,02	102,87	30 299,2
389,55	116,4	48 881,26
403,08	129,93	75 847,13

T (K)	T (°C)	P (Pa)
416,6	143,45	113 697,92
430,13	156,98	165 294,64
443,66	170,51	233 840,29
457,19	184,04	322 859,44
470,72	197,57	436 179,57
484,25	211,1	577 917,83
497,77	224,62	752 476,38
511,3	238,15	964 548,72
524,83	251,68	1 219 138,54
538,36	265,21	1 521 592,4
551,89	278,74	1 877 646,8
565,42	292,27	2 293 490,27
578,94	305,79	2 775 840,9
592,47	319,32	3 332 039,82
606	332,85	3 970 200

Point critique

46,8 bar, 295,85 °C [8]

Thermochimie

C_p

équation[7] : $C_{P}=(3.6600E4)+(511.00)\times T$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 250 à 350 K.
Valeurs calculées :
188,955 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
250	−23,15	164 350	1 610
256	−17,15	167 416	1 640
260	−13,15	169 460	1 660
263	−10,15	170 993	1 675
266	−7,15	172 526	1 690
270	−3,15	174 570	1 710
273	−0,15	176 103	1 725
276	2,85	177 636	1 740
280	6,85	179 680	1 760
283	9,85	181 213	1 775
286	12,85	182 746	1 790
290	16,85	184 790	1 810
293	19,85	186 323	1 825
296	22,85	187 856	1 840
300	26,85	189 900	1 860

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
303	29,85	191 433	1 875
306	32,85	192 966	1 890
310	36,85	195 010	1 910
313	39,85	196 543	1 925
316	42,85	198 076	1 940
320	46,85	200 120	1 960
323	49,85	201 653	1 975
326	52,85	203 186	1 990
330	56,85	205 230	2 010
333	59,85	206 763	2 025
336	62,85	208 296	2 040
340	66,85	210 340	2 060
343	69,85	211 873	2 075
346	72,85	213 406	2 090
350	76,85	215 450	2 110

équation[9] : $C_{P}=(9.500)+(3.4425E-1)\times T+(-8.6736E-5)\times T^{2}+(-7.6769E-8)\times T^{3}+(3.6721E-11)\times T^{4}$
Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 200 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
102,683 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
200	−73,15	74 325	728
286	12,85	99 311	973
330	56,85	111 334	1 091
373	99,85	122 565	1 201
416	142,85	133 271	1 305
460	186,85	143 673	1 407
503	229,85	153 294	1 502
546	272,85	162 371	1 590
590	316,85	171 098	1 676
633	359,85	179 080	1 754
676	402,85	186 530	1 827
720	446,85	193 611	1 896
763	489,85	200 013	1 959
806	532,85	205 919	2 017
850	576,85	211 469	2 071

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
893	619,85	216 431	2 120
936	662,85	220 961	2 164
980	706,85	225 180	2 206
1 023	749,85	228 925	2 242
1 066	792,85	232 331	2 276
1 110	836,85	235 503	2 307
1 153	879,85	238 339	2 335
1 196	922,85	240 954	2 360
1 240	966,85	243 451	2 385
1 283	1 009,85	245 766	2 407
1 326	1 052,85	248 009	2 429
1 370	1 096,85	250 287	2 452
1 413	1 139,85	252 554	2 474
1 456	1 182,85	254 925	2 497
1 500	1 226,85	257 524	2 523

Propriétés optiques

Indice de réfraction

{\textit {n}}_{D}^{25}

1,3904 [4]

Précautions

SGH[10]

Danger

H226, H302, H314 et H332

SIMDUT[11]

B3, D1A, E,

1715

DL₅₀

1 780 mg·kg^-1 (rat, oral)[5]

CL₅₀

1 000 ppm/4H (rat, inhalation)[5]

Seuil de l’odorat

bas : 0,12 ppm
haut : 0,36 ppm[12]

Composés apparentés

Autres composés

acide acétique

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'anhydride acétique dégage des vapeurs irritantes pour les muqueuses oculaires et respiratoires. Ses effets sur le corps humain sont principalement des brûlures cutanées dues à un contact avec la peau et des effets lacrymogènes dus aux gaz volatils. Il faut donc le manipuler avec du matériel de protection et sous une hotte qui aspire les gaz dangereux. Il s'hydrolyse facilement avec l'humidité de l'air et est inflammable.

Synthèse

La synthèse de l'anhydride acétique peut être menée selon trois processus[1] :

via le cétène

L'acide acétique est craqué à haute température et sous vide :

CH₃COOH → CH₂=C=O + H₂O

cette réaction est catalysée par des esters de l'acide phosphorique comme le phosphate de triéthyle puis le cétène réagit sur l'acide acétique :

CH₂=C=O + CH₃COOH → (CH₃CO)₂O

Procédé Eastman

L’anhydride acétique est fabriqué industriellement par carbonylation de l’acétate de méthyle :

CH₃COOCH₃ + CO → (CH₃CO)₂O

cette réaction est catalysée avec du rhodium.

Procédé BP Chemicals

Il s'agit comme le procédé Eastman d'une insertion de CO dans l'acétate de méthyle mais un sel d'ammonium quaternaire est utilisé comme cocatalyseur pour produire un mélange d’acide acétique et d’anhydride acétique.

Applications

Rôle dans la synthèse de l'aspirine

L'anhydride acétique est utilisé pour faire la synthèse de l'acide acétylsalicylique, plus connu sous le nom d'aspirine en réagissant avec l'acide salicylique. La réaction à reflux est rapide et totale.

Rôle dans la synthèse du paracétamol

L'acylation du p-aminophénol avec de l'anhydride acétique permet d'obtenir du paracétamol.

Rôle dans la synthèse de l'acétate de cellulose

L'anhydride acétique est utilisé pour faire de l'acétate de cellulose par réaction avec la cellulose.

Rôle dans la synthèse de la vanilline

L'anhydre acétique est employé lors de la synthèse de la vanilline pour transformer l'isoeugénol en acétate d'isoeugénol. Cette réaction est une acétylation.

Autres

En raison de son utilisation pour la synthèse de l'héroïne par la diacétylation de la morphine, l'anhydride acétique est répertorié comme précurseur dans la liste DEA II des États-Unis et son usage est limité dans de nombreux autres pays[13].

Références

ANHYDRIDE ACETIQUE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1 et 978-1420066791), p. 9-50
(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 978-0-471-98369-9)
(en) « Anhydride acétique », sur ChemIDplus, consulté le 5 juin 2009
(en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5, présentation en ligne), p. 294
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 978-0-07-049841-9), p. 2-50
« Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 978-0-88415-857-8)
Numéro index 607-008-00-9 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
« Anhydride acétique » 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 24 avril 2009
« Acetic anhydride », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
(en) Carmen Drahl, Five Things To Know About Heroin's Curious Chemistry History, forbes.com, 12 juin 2017

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[ICSC-1] ANHYDRIDE ACETIQUE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[HandbookChemPhys89ed-3] (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1 et 978-1420066791), p. 9-50

[Yitzhak_Marcus-4] (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 978-0-471-98369-9)

[ChemIDplus-5] (en) « Anhydride acétique », sur ChemIDplus, consulté le 5 juin 2009

[6] (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5, présentation en ligne), p. 294

[Perry’s-7] (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 978-0-07-049841-9), p. 2-50

[8] « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)

[Yaws-9] (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 978-0-88415-857-8)

[SGH-10] Numéro index 607-008-00-9 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)

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[13] (en) Carmen Drahl, Five Things To Know About Heroin's Curious Chemistry History, forbes.com, 12 juin 2017