Phénylacétone

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Phénylacétone
image illustrative de l’article Phénylacétone
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Identification
Nom UICPA 1-phénylpropan-2-one
Synonymes

benzylméthylcétone
phényl-2-propanone (P2P)

No CAS 103-79-7
No ECHA 100.002.859
No EINECS 203-144-4
PubChem 7678
SMILES
InChI
Apparence liquide jaune à l'odeur agréable[1]
Propriétés chimiques
Formule brute C9H10O  [Isomères]
Masse molaire[2] 134,1751 ± 0,0082 g/mol
C 80,56 %, H 7,51 %, O 11,92 %,
Propriétés physiques
fusion −15 °C[1]
ébullition 216 °C[1]
Solubilité quasiment insoluble dans l'eau[1]
Masse volumique 1,01 g·cm-3 (20 °C)[1]
Point d’éclair 83 °C (coupelle fermée)[1]
Précautions
SGH
non dangereux selon le SGH[1]
Transport
non-soumis à régulation[1]
Écotoxicologie
LogP 1,44[1]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

La phénylacétone est un composé organique de formule C6H5CH2C(O)CH3. C'est un liquide huileux jaune soluble dans les solvants organiques, avec une forte odeur caractéristique, utilisé dans l'industrie chimique et pharmaceutique.

Elle est notamment utilisée dans la synthèse de la méthamphétamine et l'amphétamine. Du fait de son utilisation clandestine, elle fait partie des substances contrôlées aux États-Unis depuis 1980[3].

La phénylacétone est le produit de désamination de l'amphétamine par le métabolisme humain.

Synthèse[modifier | modifier le code]

La phénylacétone peut être préparée de nombreuses façons. La méthode la plus économique est sans doute un dérivé de la réaction de Dakin-West ou cétonisation (déshydratation et décarboxylation) à partir de l'acide phénylacétique (1) et de l'anhydride acétique (2) sous catalyse basique. Dans un premier temps, l'acide phénylacétique vient se substituer à un groupe acétyle sur l'anhydride acétique, formant un anhydride mixte. Ce composé subit un équilibre céto-énolique pour former un énolate. Cet énolate va se substituer sur un nouvel anhydride acétique formant, à la suite du départ du groupe acétyle de la fonction anhydride mixte, à un β-cétoacide (3). Ce dernier subit alors une décarboxylation pour former la phénylacétone (4) :

Une méthode de synthèse de la phénylacétone, par la réaction de Dakin-West à partir de l'acide phénylacétique et de l'anhydride acétique.

Cette réaction peut aussi se faire avec l'acide phénylacétique et de l'acide acétique catalysée par l'alumine vers 400-500 °C[4] :

C6H5CH2CO2H + CH3CO2H → C6H5CH2C(O)CH3 + CO2 + H2O

Un autre méthode consiste faire réagir l'acide phénylacétique avec un acétate de métal divalent, en particulier le plomb (acétate de plomb(II)) :

Une méthode de synthèse de la phénylacétone, à partir de l'acide phénylacétique et d'un diacétyle métallique.

Une version plus « élégante » est la réaction de l'acide phénylacétique avec le méthyllithium suivie d'une étape de déprotonnation :

Une méthode de synthèse de la phénylacétone, à partir de l'acide phénylacétique et du méthyllithium.

Du fait du contrôle sur l'acide phénylacétique, d'autres méthodes de synthèse ont été rapportées[5]. La plupart utilisent des réactifs dangereux ou coûteux, avec des rendements faibles, si bien que de telles synthèses ne se font qu'à l'échelle des laboratoires. Parmi ces réactions, on peut citer l'acylation de Friedel-Crafts du benzène avec la chloroacétone catalysée par le chlorure d'aluminium (a), ou bien à partie de l'acétone et d'un radical benzyle en présence d'acétate de manganèse(III) qui est le réactif limitant de la réaction. Cette méthode est cependant peu utilisée en pratique du fait de la sur-alcylation fréquente par l'alcylation de Friedel-Crafts.

Une méthode de synthèse de la phénylacétone par acylation de Friedel-Crafts du benzène

Une cétone peut être produite par réaction avec d'un organométallique avec des nitriles. Dans notre cas, la phénylacétone peut être synthétisée par réaction entre le triméthylaluminium (ou aussi un organomagnésien mixte de méthyle) et le phénylacétonitrile (a) ou par réaction entre le bromure de benzylmagnésium et l'acétonitrile (b). Dans les deux cas, l'hydrolyse de l'intermédiaire imine obtenu donne la phénylacétone (4).

Une méthode de synthèse de la phénylacétone par réaction entre nitriles et un organométallique.

Une autre réaction intéressante est l'oxydation de l'α-méthylstyrène par des sels de thallium(III) dans le méthanol. Après l'addition du thallium et du groupe méthoxy de part et d'autre de la double liaison, il y a clivage avec départ de l'ion Tl+ formant un carbocation. Ce carbocation subit ensuite un réarrangement sigmatropique et une nouvelle addition d'un groupe méthoxy. Le diméthylcétal ainsi obtenu peut être hydrolysé en catalyse acide en phénylacétone (4).

Une méthode de synthèse de la phénylacétone par oxydation du  méthylstyrène par le thallium (III)  dans le methanol.

Enfin, elle peut être produite par condensation du benzaldéhyde et du nitroéthane, formant le phényl-2-nitropropène, suivie d'une réduction, habituellement en présence d'un acide.

Phénylacetone via le phényl-2-nitropropène

Applications[modifier | modifier le code]

La phénylacétone est utilisée dans la synthèse de pesticides et de composés pharmaceutiques. Parmi ceux-ci, on peut citer la diphacinone, un anticoagulant utilisé comme rodenticide.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g, h et i Entrée du numéro CAS « 103-79-7 » 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) (JavaScript nécessaire)
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « Lists of: Scheduling Actions, Controlled Substances, Regulated Chemicals », U.S. Department of Justice, Drug Enforcement Administration
  4. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Wiley-VCH, (DOI 10.1002/14356007.a15_077)
  5. Synthesis of Phenyl-2-Propanone (P2P)