Iodométhane

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Iodométhane
Iodomethane.svg   Iodomethane-3D-vdW.png
Structure de l'iodométhane
Identification
Nom IUPAC iodure de méthyle
Synonymes Iodure de méthyle monoiodométhane
No CAS 74-88-4
No EINECS 200-819-5
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, d'odeur caractéristique. devient brun lors d'exposition à la lumière et l'humidité[1].
Propriétés chimiques
Formule brute CH3I  [Isomères]
Masse molaire[2] 141,939 ± 0,001 g/mol
C 8,46 %, H 2,13 %, I 89,41 %,
Moment dipolaire 1,59 D
Propriétés physiques
fusion -66,5 °C[1]
ébullition 42,5 °C[1]
Solubilité dans l'eau à 20 °C : 14 g·l-1[1]
Paramètre de solubilité δ 9,9 cal1/2·cm-3/2 (25 °C)[3]
Masse volumique 2,3 g·cm-3[1]
d'auto-inflammation 352 °C
Limites d’explosivité dans l’air 8,5 - 66 %
Pression de vapeur saturante à 20 °C : 50 kPa[1],
24.09 psi à 55 °C
Point critique 65,9 bar, 254,85 °C [4]
Thermochimie
Cp
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 9,538 eV (gaz)[6]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,5304 (20 °C, D)
1,5293 (21 °C, D)
Précautions
Directive 67/548/EEC
Toxique
T



Transport
-
   2644   
SIMDUT[8]

Produit non classifié
SGH[9]
SGH06 : ToxiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Danger
H301, H312, H315, H331, H335, H351,
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[7]
Écotoxicologie
LogP 1,51-1,69[1]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'iodométhane, aussi appelé iodure de méthyle, est un composé chimique de formule CH3I, parfois noté MeI. Il s'agit d'un halogénoalcane, dérivé du méthane, où l'un des atomes d'hydrogène a été substitué par un atome d'iode. Il se présente sous la forme d'un liquide incolore, dense, volatil, à l'odeur éthérée, et qui prend un teint violacé exposé à la lumière, dû à la présence de diiode I2. L'iodométhane est couramment utilisée en synthèse organique en tant que donneur de groupe méthyle, dans des réactions appelées méthylations. Il est naturellement émis en faible quantité par le riz[10].

L'iodométhane s'hydrolyse à 270 °C, formant de l'iodure d'hydrogène, de monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone.

Utilisations[modifier | modifier le code]

Réactions de méthylation[modifier | modifier le code]

L'iodométhane sert essentiellement pour la méthylation d'autres composés, par des réactions de type SN2. Il peut stériquement facilement être attaqué par des nucléophiles, et l'iodure est un bon nucléofuge.

Il peut par exemple être utilisé pour la méthylation d'acides carboxyliques (transformation en méthanoate de carboxyle) ou de phénols (formation de méthoxybenzènes):

Réaction de l'iodométhane avec un acide carboxylique ou un phénol

Il peut aussi servir à la méhylation de l'ammoniac et des amines dérivées en iodoammonium. Cette réaction peut se poursuivre jusqu'à la formation d'un hydroxyde de tétraméthylammonium.

Methylation Ammonia.svg

L'iodométhane est aussi un précurseur de l'iodure de méthylmagnésium ou « MeMgI », un organomagnésien souvent utilisé comme réactif. MeMgI se forme assez facilement, il est donc assez souvent utilisé en tant qu'exemple dans l'enseignement de préparation d'organomagnésiens. L'utilisation de MeMgI a cependant été supplantée par l'utilisation de méthyllithium.

Dans le procédé Monsanto, MeI est formé in situ par la réaction du méthanol et de l'iodure d'hydrogène. Il réagit ensuite avec le monoxyde de carbone en présence de rhodium pour former de l'iodure d'éthanoyle, précurseur de l'acide acétique (obtenu par hydrolyse). Une grande partie de l'acide acétique produit dans le monde l'est par cette méthode.

Autres[modifier | modifier le code]

Outre son utilisation comme agent de méthylation, certains proposent d'utiliser l'iodométhane comme fongicide, herbicide, insecticide, nématicide ou même dans les extincteurs. Il peut être utilisé comme désinfectant des sols, replaçant le bromométhane (dont l'utilisation a été bannie par la protocole de Montréal), et en microscopie pour ses propriétés liées à son indice de réfraction.

Production et synthèse[modifier | modifier le code]

L'iodométhane peut être synthétisé par une réaction exothermique, par réaction de diiode avec le méthanol en présence de phosphore. Le diidode est alors transformé in situ en triiodure de phosphore. Il s'ensuit une substitution nucléophile avec le méthanol[11]:

\mathrm{P_4\ +\ 6\ I_2 \longrightarrow\ 4\ PI_3}
\mathrm{3\ CH_3OH\ +\ PI_3\longrightarrow\ 3\ CH_3I +  H_3PO_3}

Une autre méthode est de faire réagir le sulfate de diméthyle avec l'iodure de potassium en présence de carbonate de calcium[11] :

\mathrm{(CH_3O)_2SO_2\ + KI \longrightarrow\ K_2SO_4\ + 2\ CH_3I}

L'iodométhane peut ensuite être obtenu par distillation après lavage au thiosulfate de sodium afin d'éliminer l'excès d'iode.

L'iodométhane peut aussi être produit lors d'accidents nucléaires, par réaction de composés organiques avec de « l'iode de fusion ».


Choix de l'iodométhane comme agent de méthylation[modifier | modifier le code]

L'iodométhane est un excellent agent de méthylation, mais il y comporte certains inconvénients. Comparé à d'autres halogénométhanes (chlorométhane en particulier) son poids équivalent est plus élevé : une mole de MeI pèse près de trois fois plus qu'une mole de MeCl. Toutefois, le chlorométhane est un gaz (comme le bromométhane), ce qui rend leur utilisation plus délicate que l'iodométhane qui est un liquide. Le chlorométhane est un agent de méthylation bien moins fort que MeI, mais il suffit dans la plupart des réactions.

Les iodures sont généralement bien plus coûteux que leurs équivalents chlorures ou bromures, mais ce n'est pas le cas de l'iodométhane dont le prix est abordable. À l'échelle commerciale, le sulfate de diméthyle, bien que toxique, est préféré, car il est à la fois bon marché et liquide.

Lors des réactions de substitutions nucléophiles le départ du groupe partant, I- peut entrainer des réactions parasites, car c'est un puissant nucléophile. Enfin, de par sa forte réactivité MeI est plus dangereux pour le personnel le manipulant que ses équivalents bromés et chlorés.

Toxicité et effets biologiques[modifier | modifier le code]

L'iodométhane a une LD50 (oral) pour les rats de 76 mg·kg-1, et dans le foie, il est rapidement converti en S-méthylglutathion[12]. L'iodométhane est potentiellement cancérogène selon les classification du CIRC de l'ACGIH, du NTP, et de l'APE. Le CIRC le classe dans le groupe 3 (inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme).

L'inhalation de vapeurs d'iodométhane peut provoquer des dommages aux poumons, au foie, aux reins et au système nerveux. Il provoque nausées, étourdissements, toux et vomissements. Un contact prolongé avec la peau provoque des brûlures. Une inhalation massive peut provoquer un œdème pulmonaire.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f et g IODURE DE METHYLE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) Nicholas P. Chopey, Handbook of Chemical Engineering Calculations, McGraw-Hill,‎ 2004, 3e éd., 800 p. (ISBN 978-0-07-136262-7), p. 1.43
  4. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
  5. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, 2 et 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,‎ 1996 (ISBN 0-88415-857-8, ISBN 0-88415-858-6, ISBN 0-88415-859-4)
  6. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC,‎ 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205
  7. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme », sur http://monographs.iarc.fr, CIRC,‎ 16 janvier 2009 (consulté le 22 août 2009)
  8. « Iodométhane » 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
  9. Numéro index 602-005-00-9 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  10. (en) K. R. Redeker, N.-Y. Wang, J. C. Low, A. McMillan, S. C. Tyler, and R. J. Cicerone, « Emissions of Methyl Halides and Methane from Rice Paddies », Science, vol. 290,‎ 2000, p. 966–969 (PMID 11062125, DOI 10.1126/science.290.5493.966)
  11. a et b C. S. King, W. W. Hartman: Methyl Iodide. In: Organic Synthesis, 1943, 2, S. 399 (Article)
  12. (en) Johnson, M. K., « Metabolism of iodomethane in the rat », Biochem J., vol. 98,‎ 1966, p. 38–43