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Phtalonitrile

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Phtalonitrile
Structure du phtalonitrile
Identification
Nom UICPA benzène-1,2-dicarbonitrile[1]
Synonymes

1,2-Dicyanobenzène,
o-phthalodinitrile

No CAS 91-15-6
No ECHA 100.001.859
No CE 202-044-8
No RTECS TI8575000
PubChem 7042
SMILES
InChI
Apparence solide cristallisé inodore de couleur beige[2]
Propriétés chimiques
Formule C8H4N2
Masse molaire[3] 128,130 8 ± 0,007 1 g/mol
C 74,99 %, H 3,15 %, N 21,86 %,
Propriétés physiques
fusion 140,7 à 141,6 °C[2]
ébullition 304,5 °C[2]
Solubilité 0,56 g/L[2] à 25 °C
Masse volumique 1,24 g/cm3[2] à 20 °C
d'auto-inflammation > 580 °C[2]
Point d’éclair 162 °C[2]
Précautions
SGH[2]
SGH06 : Toxique
Danger
H412, H301+H311+H331, P273 et P501
Transport[2]
   3439   
Écotoxicologie
LogP 0,99[2] (octanol/eau)

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le phtalonitrile, ou 1,2-dicyanobenzène, est un composé organique de formule chimique C6H4(CN)2. Il s'agit d'un solide cristallisé inodore de couleur beige ou blanc cassé à température ambiante. C'est un dérivé du benzène portant deux substituants nitrile adjacents, en position ortho. Il est peu soluble dans l'eau mais se dissout bien dans les solvants organiques courants. Il est utilisé comme précurseur de la phtalocyanine d'autres pigments, azurants fluorescents et sensibilisateurs photographiques.

Synthèse

Il est produit industriellement par un procédé en continu en une étape par ammoxydation de l'ortho-xylène à 480 °C. La réaction est catalysée par de l'oxyde de vanadium(V)-trioxyde d'antimoine dans un réacteur à lit fluidisé[4].

Synthèse du phtalonitrile.
Synthèse du phtalonitrile.

Le phtalonitrile a été décrit pour la première fois en 1896 comme un sous-produit de la synthèse de l'ortho-dicyanodiazoamidobenzène via la réaction du chlorhydrate d'ortho-amidobenzonitrile, du nitrite de sodium et de l'acide chlorhydrique[5]. La première synthèse intentionnelle du composé impliquait la déshydratation du phtalamide par ébullition dans l'anhydride acétique[6]. Une autre synthèse ayant un intérêt historique est la réaction de Rosenmund-von Braun (en) à partir d'un dihalobenzène ortho-substitué est traité avec du cyanure de cuivre(I) (en), ce qui entraîne le remplacement des groupes halogénure par des groupes cyanure[7].

Applications

Le phtalonitrile est précurseur des pigments de phtalocyanine, qui forment une famille de pigments organiques répandue. Ils sont produits par réaction du phtalonitrile avec divers précurseurs métalliques. La réaction est effectuée dans un solvant à environ 180 °C[8].

Synthèse d'une phtalocyanine de métal.
Synthèse d'une phtalocyanine de métal.

L'ammonolyse du phtalonitrile donne la diiminoisoindoline. Cette condensation intermédiaire avec des composés de méthylène actifs donne le pigment jaune 185 (en) et le pigment jaune 139 (en) qui sont commercialement importants. Le phtalonitrile est également utilisé dans la fabrication de pesticides, comme additif stabilisant dans l'avgas et dans l'industrie du caoutchouc, et comme précurseur pour la production d'azurants optiques et de sensibilisateurs pour la photographie[9].

Notes et références

  1. (en) Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book), The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2014, p. 902, DOI 10.1039/9781849733069-FP001. (ISBN 978-0-85404-182-4)
  2. a b c d e f g h i et j Entrée « Phthalonitrile » 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 6 août 2022 (JavaScript nécessaire)
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. (en) Peter M. Lorz, Friedrich K. Towae, Walter Enke, Rudolf Jäckh, Naresh Bhargava et Wolfgang Hillesheim, « Phthalic Acid and Derivatives », Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,‎ (DOI 10.1002/14356007.a20_181.pub2, lire en ligne).
  5. (de) Joh. Pinnow et C. Sämann, « Ueber Derivate des o-Amidobenzonitrils », Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, vol. 29, no 1,‎ , p. 623-632 (DOI 10.1002/cber.189602901118, lire en ligne).
  6. (de) A. Braun et J. Tcherniac, « Über die Produkte der Einwirkung von Acetanhydrid auf Phthalamid », Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, vol. 40, no 2,‎ , p. 2709-2714 (DOI 10.1002/cber.190704002202, lire en ligne).
  7. Karl Kadish, Roger Guilard et Kevin M. Smith, The Porphyrin Handbook: Phthalocyanines: Synthesis, Elsevier, 2012. (ISBN 978-0080923895)
  8. (en) Gerd Löbbert, « Phthalocyanines », Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,‎ (DOI 10.1002/14356007.a20_213, lire en ligne).
  9. (de) « Toxikologische Bewertungen: o-Phthalodinitril » [PDF], sur https://www.bgrci.de/, BG RCI (en), (consulté le ).