Diéthylzinc

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Diéthylzinc
Diethylzinc structure.svgDiethylzinc-3D-balls.png
Identification
Synonymes Zincdiéthyle, DEZ, Et2Zn, DEZn
No CAS 557-20-0
No EINECS 209-161-3
PubChem 11185
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, odeur désagréable[1]
Propriétés chimiques
Formule brute C4H10Zn
Masse molaire[2] 123,5 ± 0,02 g/mol
C 38,9 %, H 8,16 %, Zn 52,95 %,
Propriétés physiques
fusion -28 °C[1]
ébullition 118 °C[1]
Solubilité 4,140 g·l-1 (eau, 25 °C)[3]
Masse volumique 1,2065 g·cm-3 (20 °C[1]
Point d’éclair -40 °C[1]
-18 °C (coupelle fermée)[4]
Pression de vapeur saturante 27,7 mbar (25 °C)
3 mbar (30 °C)
92 mbar (50 °C)[1]
Cristallographie
Système cristallin tétragonal centré
Propriétés optiques
Indice de réfraction n^{ 20 }_{ D }  1,498[4]
Précautions
Directive 67/548/EEC[1]
Corrosif
C
Facilement inflammable
F
Dangereux pour l’environnement
N


Transport
X333
   3394   
NFPA 704[4]

Symbole NFPA 704

 
SGH[1],[4]
SGH02 : InflammableSGH05 : CorrosifSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
H225, H250, H252, H260, H314, H336, H361f, H373, H411, P210, P222, P223, P273, P280, P231+P232, P309, P310, P305+P351+P338, P370+P378, P422,
Écotoxicologie
LogP 1,610[3]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le diéthylzinc (C2H5)2Zn, ou DEZn, est un organozincique hautement pyrophorique, constitué d'un centre de zinc lié à deux groupes éthyle. Il se présente sous la forme d'un liquide incolore à l'odeur désagréable. C'est un important réactif en chimie organique. Il est disponible dans le commerce, vendu en solution dans l'hexane, l'heptane ou le toluène

Propriétés[1][modifier | modifier le code]

Le diéthylzinc est un liquide pyrophorique (spontanément inflammable). Il peut s'auto-chauffer dans l'air à température ambiante, sans apport d'énergie, puis s'enflammer. Il peut même s'auto-enflammer juste dans le dioxyde de carbone. En contact avec l'eau, il peut relâcher des gaz inflammables qui s'enflamment spontanément. Le diéthylzinc se décompose au-dessus de 200 °C, notamment en éthane, poudre de zinc et autres hydrocarbures à faible masse moléculaire. Il présente un risque d'explosion en contact avec les oxydants forts, les alcènes en présence de diiodométhane et le dioxyde de soufre. Il réagit dangereusement avec les halogènes, les agents oxydants, l'eau, le trichlorure d'arsenic, l'hydrazine, le méthanol et les composés nitro.

Il présente des risques la santé, de façon aiguë ou chronique. Il est dangereux pour la vie aquatique.

Structure[modifier | modifier le code]

Le diéthylzinc cristallise avec un système cristallin tétragonal centré de symétrie de groupe d'espace I41md. À l'état solide, le diéthylzinc présente des centres Zn presque linéaires. La longueur de liaison Zn-C est de 194,8 ± 0,5 pm,et l'angle de liaison C-Zn-C est légèrement plié à 176,2(4)°[5]. La structure en phase gazeuse présente une distance Zn-C presque similaire (195,0(2) pm)[6].

Synthèse[modifier | modifier le code]

Edward Frankland a le premier synthétisé ce composé en 1848, à partir de zinc et d'iodoéthane. Ce fut le premier organzincique découvert[7],[8]. Il améliora par la suite la synthèse en utilisant du diéthylmercure comme réactif initial[9]. La synthèse contemporaine consiste en la réaction d'un mélange 1:1 d'iodoéthane et de bromoéthane avec un alliage cuivre-zinc, source de zinc[10].

Utilisations[modifier | modifier le code]

Chimie[modifier | modifier le code]

Malgré sa nature hautement pyrophorique, le diéthylzinc est un important réactif chimique. Il est utilisé en synthèse organique comme source de carbanion éthyle dans les réactions d'additions sur les groupes carbonyle, par exemple l'addition asymétrique d'un groupe éthyle sur le benzaldéhyde[11] and imines[12].

Il est également couramment utilisé en association avec le diiodométhane dans le réarrangement de Simmons-Smith, pour convertir les alcènes en groupes cyclopropyle[13],[14] .

Il est mois nucléophile que les organolithiens ou les organomagnésiens proches, il peut donc être utilisé comme nucléophile plus « doux » si besoin.

Il est aussi utilisé de façon extensive en chimie des matériaux comme source en zinc dans la synthèse de nanoparticules, en particulier pour la formation de coquille de sulfure de zinc pour les boîtes quantiques de type coquille/noyau[15] .

En chimie des polymères, il est peut être utilisé partiellement comme catalyseur pour la polymérisation à navette de chaîne (en)[16].

Autres[modifier | modifier le code]

L'utilisation du diéthylzinc n'est pas limitée à la chimie. Du fait de sa grande réactivité dans l'air, il est utilisé en petites quantités comme hypergolique ou liquide à « auto-inflammation » pour carburant pour fusée — il s'allume en contact avec un oxydant, ainsi le moteur de la fusée a seulement besoin d'une pompe, sans besoin d'une étincelle pour l'allumage.

Le diéhylzinc a aussi fait l'objet de recherches par la Bibliothèque du Congrès des États-Unis comme moyen de désacidification de masse de livres imprimés sur du papier à base de pâte de bois. Les vapeurs de diéthylzinc neutraliseraient en théorie les résidus acides dans le papier, laissant des résidus légèrement alcalins d'oxyde de zinc. Si les premiers résultats furent encourageants, le projet fut finalement abandonné, la méthode posant de nombreux problèmes. Le plus gênant fut sans doute que le prototype final ait souffert d'une série d'explosions résultant du contact entre des quantités infimes de diéthylzinc et de vapeur d'eau dans la chambre de test[17].

En microélectronique, le diéthylzinc est utilisé comme dopant.[réf. nécessaire]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g, h et i Entrée de « Diethylzinc » 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 22 juin 2013 (JavaScript nécessaire)
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b (en) « Diethyl zinc » sur ChemIDplus, consulté le 22 juin 2013.
  4. a, b, c et d Fiche Sigma-Aldrich du composé Diethylzinc, consultée le 22 juin 2013.
  5. John Bacsa, Felix Hanke, Sarah Hindley, Rajesh Odedra, George R. Darling, Anthony C. Jones and Alexander Steiner, « The Solid State Structures of Dimethylzinc and Diethylzinc », Angewandte Chemie International Edition, vol. 50,‎ 2011, p. 11685–11687 (DOI 10.1002/anie.201105099)
  6. A. Haaland, J. C. Green, G. S. McGrady, A. J. Downs, E. Gullo, M. J. Lyall, J. Timberlake, A. V. Tutukin, H. V. Volden, K.-A. Østby, « The length, strength and polarity of metal–carbon bonds: dialkylzinc compounds studied by density functional theory calculations, gas electron diffraction and photoelectron spectroscopy », Dalton Transactions,‎ 2003, p. 4356–4366 (DOI 10.1039/B306840B)
  7. E. Frankland, « On the isolation of the organic radicals », Quarterly Journal of the Chemical Society, vol. 2, no 3,‎ 1850, p. 263 (DOI 10.1039/QJ8500200263)
  8. Dietmar Seyferth, « Zinc Alkyls, Edward Frankland, and the Beginnings of Main-Group Organometallic Chemistry », Organometallics, vol. 20,‎ 2001, p. 2940–2955 (DOI 10.1021/om010439f)
  9. E. Frankland, B. F. Duppa, « On a new reaction for the production of the zinc-compounds of the alkyl-radical », Journal of the Chemical Society, vol. 17,‎ 1864, p. 29–36 (DOI 10.1039/JS8641700029)
  10. C. R. Noller (1943). "Diethyl Zinc". Org. Synth.; Coll. Vol. 2: 184. 
  11. Masato Kitamura, Hiromasa Oka, Seiji Suga, and Ryōji Noyori (2004). "Catalytic Enantioselective Addition of Dialkylzincs to Aldehydes Using (2S)-(−)-3-exo-(Dimethylamino)isoborneol [(2S)-DAIB]: (S)-1-Phenyl-1-propanol". Org. Synth.; Coll. Vol. 10: 635. 
  12. Jean-Nicolas Desrosiers, Alexandre Côté, Alessandro A. Boezio, and André B. Charette (2005). "Preparation of Enantiomerically Enriched (1S)-1-Phenylpropan-1-amine Hydrochloride by a Catalytic Addition of Diorganozinc Reagents to Imines". Org. Synth. 83: 5. 
  13. André B. Charette and Hélène Lebel (2004). "(2S,3S)-(+)-(3-Phenylcyclopropyl)methanol". Org. Synth.; Coll. Vol. 10: 613. 
  14. Yoshihiko Ito, Shotaro Fujii, Masashi Nakatuska, Fumio Kawamoto, and Takeo Saegusa (1988). "One-Carbon Ring Expansion of Cycloalkanones to Conjugated Cycloalkenones: 2-Cyclohepten-1-one". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 327. 
  15. Dmitri V. Talapin, Ivo Mekis, Stephan Götzinger, Andreas Kornowski, Oliver Benson, and Horst Weller†, « CdSe/CdS/ZnS and CdSe/ZnSe/ZnS Core−Shell−Shell Nanocrystals », Journal of Physical Chemistry B, vol. 108, no 49,‎ 2004, p. 18826–18831 (DOI 10.1021/jp046481g)
  16. Mitsuo Sawamoto, Chihiro Okamoto, Toshinobu Higashimura, « Hydrogen iodide/zinc iodide: a new initiating system for living cationic polymerization of vinyl ethers at room temperature », Macromolecules, vol. 20, no 11,‎ 1987, p. 2693–2697 (DOI 10.1021/ma00177a010)
  17. (en) Kenneth E. Harris and Chandru J. Shahani, Mass Deacidification: An Initiative To Refine The Diethyl Zinc Process, Library of Congress,‎ 2004 (lire en ligne)