Diaminobenzène

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Le diaminobenzène, la phénylènediamine ou benzènediamine est un composé aromatique de formule C6H8N2, constitué d'un cycle benzénique substitué par deux groupes amine. Comme tous les benzènes disubstitués, il existe sous la forme de trois isomères structuraux, les composés ortho, méta et para, selon la position relative des deux substituants sur le cycle.

Propriétés[modifier | modifier le code]

Diaminobenzène
Nom systématique benzène-1,2-diamine benzène-1,3-diamine benzène-1,4-diamine
Autres noms 1,2-diaminobenzène
orthophénylènediamine
o-phénylènediamine
1,3-diaminobenzène
métaphénylènediamine
m-phénylènediamine
1,4-diaminobenzène
paraphénylènediamine
p-phénylènediamine
C.I. 76060
Structure Struktur von O-Phenylendiamin Struktur von M-Phenylendiamin Struktur von P-Phenylendiamin
N° CAS 95-54-5 108-45-2 106-50-3
PubChem 7243 7935 7814
SMILES C1=CC=C(C(=C1)N)N C1=CC(=CC(=C1)N)N C1=CC(=CC=C1N)N
Formule chimique C6H8N2
Masse moléculaire 108,14 g mol−1
État (CNTP) solide
Apparence cristaux incolores à rouge pâle[1] cristaux incolores à jaunâtres
odeur aminée[2]
cristaux incolores à rouge pâle[3]
Point de fusion 102,1 °C[1] 63 °C[2] 140 °C[3]
Point d'ébullition 257 °C[1] 284 °C[2] 267 °C[3]
Masse volumique 1,14 g·cm-3 (20 °C)[1] 0,71 g·cm-3 (22 °C)[2] 1,135 g·cm-3 (20 °C)[3]
Point d'éclair
(coupelle fermée)
156 °C[1] 187 °C[2] 156 °C[3]
Point d'auto-inflammation 540 °C[1] 560 °C[2] 567 °C[3]
Limites d'explosivité 1,5 vol.%[1] 1,5 vol.%[3]
Solubilité dans l'eau (20 °C) 54 g·l-1[1] 429 g·l-1[2] 40 g·l-1[3]
pKA1[4] (de l'acide conjugué BH+) 4,74 4,98 6,2
pKA2[4] (de l'acide conjugué BH+) 0,6 2,41 2,67
LogP 0,15 -0,25 -0,36
SGH
SGH06 : ToxiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
[1],[2],
SGH06 : ToxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
[3]
Phrases H et P[1],[2],[3]
H312, H332, H341, H351,
H301, H317, H319, H410,
H301, H311, H331, H341,
H317, H319, H410,
H301, H311, H331,
H317, H319, H410,
P273, P281, P302+P352,
P305+P351+P338, P309+P310,
P261, P273, P280,
P311, P305+P351+P338,
P273, P280, P302+P352, P304+P340,
P305+P351+P338, P309+P310,

Les diaminobenzènes purs sont des solides cristallins quasi incolores. Les composés ortho et para peuvent aussi présenter une légère tente rouge pâle, et le composé méta une tinte jaunâtre. Ils s'oxydent rapidement dans l'air, et prennent alors une teint brune (dans le cas de l'o-phénylènediamine, il y a formation de l'o-quinonediimine, puis de la 2,3-diaminophénazine). De ce fait, on utilise plutôt leurs sels de dihydrochlorure qui sont plus stables.

Leurs points de fusion sont assez drastiquement différents. Le composé para qui a la plus grande symétrie, permettant plus de liaisons hydrogène, a aussi le point de fusion le plus élevé. Si le composé méta se dissout bien dans l'eau, ce n'est pas le cas des deux autres. Les trois composés sont en revanche très solubles dans les solvants organiques.

Production[modifier | modifier le code]

Les diaminobenzènes sont préparés par réduction des nitroanilines correspondantes. On les réduit par le dihydrogène, dans le toluène (solvant), en présence d'un catalyseur, puis le produit est purifié par distillation. Il est également possible dans le cas du composé méta de partir du dinitrobenzène : la réduction du m-dinitrobenzène par Fe / HCl produit la m-phénylènediamine[5].

Utilisations[modifier | modifier le code]

L'orthophénylènediamine est un composé de départ dans la synthèse de nombreux composées hétérocycliques, en particulier les benzotriazoles, les phénazines et les benzimidazoles. Ces derniers peuvent être produits par la condensation de la phénylènediamine avec un aldéhydes ou une cétones pour former une base de Schiff. Cette réaction permet ainsi la synthèse de benzimidazoles substitués.

Ces composé ont de multiples applications pratiques :

  • les benzotriazoles sont utilisés dans la production de plastiques, de composés photochimiques, et de composé anticorrosion pour le cuivre.
  • Benzimidazole, phénylendiamine-thiourée, quinoxaline sont à la base de nombreux pesticides,
  • Ces composés servent aussi de base à la production de teintures et pigments. La phénylènediamine est également à la base de teinture pour cheveux. L'o-phénylènediamine et ses dérivé présents dans le cosmétiques sont sans doute responsables des syndromes allergiques chez les coiffeurs[6].
  • Les dérivés de benzimidazole sont utilisés come absorbeur d'UV dans les cosmétiques, dans les polymères thermostables, et les composés pharmaceutiques (virucides et anthelminthiques à usage vétérinaire)

La quinoxalinedione peut être préparée par condensation de l'o-phénylènediamine avec l'oxalate de diméthyle. L'orthophénylènediamine permet également de synthétiser le 2-mercaptobenzimidazole, un antioxydant du caoutchouc. C'est enfin un substrat dans la méthode immuno-enzymatique ELISA.

Réactions possibles à partir de l'orthophénylènediamine


L'industrie du plastique utilise de grandes quantités de p-phénylèndiamine, afin de produire des polyamides aromatiques. Avec l'acide téréphtalique, c'est le principal composant des aramides. Le paraphényl3ndiamine est également un intermédiaire dans la production de colorants azoïques et de nombreux composés pharmaceutiques. Comme le composé ortho, elle et ses dérivés sont utilisés en teintures cosmétiques, un usage découvert par Ernst Erdmann en 1888, et comme son isomère, elle pourrait être la cause des réactions allergiques fréquente che les coiffeurs. La p-phénylèndiamine était enfin un composé actif de certains développeurs alcalins.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b c d e f g h i et j Entrée « o-Phenylenediamine » 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 28 septembre 2019 (JavaScript nécessaire).
  2. a b c d e f g h et i Entrée « m-Phenylenediamine » 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 28 septembre 2019 (JavaScript nécessaire).
  3. a b c d e f g h i et j Entrée « p-Phenylenediamine » 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 28 septembre 2019 (JavaScript nécessaire).
  4. a et b CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification, Third Edition, 1984, (ISBN 0-8493-0303-6).
  5. (de) Hans Beyer, Wolfgang Walter, Lehrbuch der Organischen Chemie, Stuttgart, S. Hirzel Verlag, , 19e éd., 536, 542 p. (ISBN 3-7776-0356-2)
  6. Datenblatt bei Enius.

Voir aussi[modifier | modifier le code]