Méthylisobutylcétone

Méthylisobutylcétone
Structure de la méthylisobutylcétone
Général
Nom IUPAC	4-méthylpentan-2-one
Synonymes	MIBK, MIBC, hexone, isopropylacétone
No CAS	108-10-1
No EINECS	203-550-1
PubChem	7909
FEMA	2731
SMILES	CC(C)CC(=O)C PubChem, Vue 3D
InChI	InChI : Vue 3D InChI=1/C6H12O/c1-5(2)4-6(3)7/h5H,4H2,1-3H3
Apparence	liquide incolore, d'odeur caractéristique[1].
Propriétés chimiques
Formule brute	C6H12O  [Isomères]
Masse molaire[2]	100,1589 ± 0,0059 g·mol-1 C 71,95 %, H 12,08 %, O 15,97 %,
Propriétés physiques
T° fusion	-80,3 °C[3]
T° ébullition	116 °C[3]
Solubilité	20 g·l-1 (eau, 20 °C)[3]
Masse volumique	0,80 g·cm-3[1] équation[4] : $\rho=0.71791/0.26491^{(1+(1-T/571.4 )^{ 0.28544 })}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 189,15 à 571,4 K. Valeurs calculées : 0,79622 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 189,15 -84 8,8579 0,88722 214,63 -58,52 8,65565 0,86696 227,38 -45,78 8,55247 0,85662 240,12 -33,03 8,4478 0,84614 252,86 -20,29 8,34155 0,8355 265,6 -7,55 8,23361 0,82469 278,34 5,19 8,12387 0,81369 291,08 17,93 8,01219 0,80251 303,83 30,68 7,89844 0,79112 316,57 43,42 7,78245 0,7795 329,31 56,16 7,66403 0,76764 342,05 68,9 7,54298 0,75551 354,79 81,64 7,41905 0,7431 367,53 94,38 7,29197 0,73037 380,28 107,13 7,16141 0,71729 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 393,02 119,87 7,02698 0,70383 405,76 132,61 6,88823 0,68993 418,5 145,35 6,7446 0,67555 431,24 158,09 6,59542 0,6606 443,98 170,83 6,43984 0,64502 456,73 183,58 6,2768 0,62869 469,47 196,32 6,10491 0,61147 482,21 209,06 5,92227 0,59318 494,95 221,8 5,72629 0,57355 507,69 234,54 5,51312 0,5522 520,43 247,28 5,27673 0,52852 533,18 260,03 5,00669 0,50148 545,92 272,77 4,68184 0,46894 558,66 285,51 4,24417 0,4251 571,4 298,25 2,710 0,27144
T° d'auto-inflammation	475 °C[3]
Point d’éclair	14 °C[3]
Limites d’explosivité dans l’air	1,2–8 %vol[3]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 2,1 kPa[1] équation[4] : $P_{vs}=exp(153.23+\frac{-10055}{T}+(-19.848) \times ln (T) + (1.6426E-5) \times T^{2})$ Pression en pascals et température en kelvins, de 189,15 à 571,4 K. Valeurs calculées : 2 642,89 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 189,15 -84 3,3536E-2 214,63 -58,52 1,78 227,38 -45,78 8,58 240,12 -33,03 33,52 252,86 -20,29 109,87 265,6 -7,55 310,97 278,34 5,19 777,84 291,08 17,93 1 752,14 303,83 30,68 3 609,89 316,57 43,42 6 890,71 329,31 56,16 12 318,53 342,05 68,9 20 812,32 354,79 81,64 33 487,91 367,53 94,38 51 654,32 380,28 107,13 76 809,23 T (K) T (°C) P (Pa) 393,02 119,87 110 638,44 405,76 132,61 155 023,77 418,5 145,35 212 063,14 431,24 158,09 284 105,55 443,98 170,83 373 803,47 456,73 183,58 484 184,57 469,47 196,32 618 745,27 482,21 209,06 781 569,07 494,95 221,8 977 473,76 507,69 234,54 1 212 193,16 520,43 247,28 1 492 600,82 533,18 260,03 1 826 985,96 545,92 272,77 2 225 394,62 558,66 285,51 2 700 053,48 571,4 298,25 3,2659E6
Point critique	33,9 bar à 302,35 °C[5]
Thermochimie
ΔfH0solide	-381,5 kJ·mol-1 [6]
ΔvapH°	40,61 kJ·mol-1 à 25 °C[6]
Cp	211,9 J·mol-1 [5] équation[4] : $C_{P} = (124920) + (304.10) \times T$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 298,15 à 390 K. Valeurs calculées : 215,587 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 298,15 25 215 590 2 152 304 30,85 217 366 2 170 307 33,85 218 279 2 179 310 36,85 219 191 2 188 313 39,85 220 103 2 197 316 42,85 221 016 2 207 319 45,85 221 928 2 216 322 48,85 222 840 2 225 325 51,85 223 753 2 234 328 54,85 224 665 2 243 331 57,85 225 577 2 252 334 60,85 226 489 2 261 337 63,85 227 402 2 270 341 67,85 228 618 2 283 344 70,85 229 530 2 292 T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 347 73,85 230 443 2 301 350 76,85 231 355 2 310 353 79,85 232 267 2 319 356 82,85 233 180 2 328 359 85,85 234 092 2 337 362 88,85 235 004 2 346 365 91,85 235 917 2 355 368 94,85 236 829 2 364 371 97,85 237 741 2 374 374 100,85 238 653 2 383 377 103,85 239 566 2 392 380 106,85 240 478 2 401 383 109,85 241 390 2 410 386 112,85 242 303 2 419 390 116,85 243 520 2 431
Précautions
Directive 67/548/EEC[3]
Xn F
Numéro index : 606-004-00-4 Symboles : Xn : Nocif F : Facilement inflammable Phrases R : R11 : Facilement inflammable. R20 : Nocif par inhalation. R66 : L’exposition répétée peut provoquer dessèchement ou gerçures de la peau. R36/37 : Irritant pour les yeux et les voies respiratoires. Phrases S : (S2) : Conserver hors de portée des enfants. S9 : Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé. S16 : Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelles - Ne pas fumer. S29 : Ne pas jeter les résidus à l’égout.
Phrases R : 11, 20, 36/37, 66,
Phrases S : (2), 9, 16, 29,
Transport[3]
-    1245    Numéro ONU : 1245 : MÉTHYLISOBUTYLCÉTONE
NFPA 704
3 2 0
SIMDUT[7]
B2, B2 : Liquide inflammable point d'éclair = 18 °C coupelle fermée (méthode non rapportée) Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
SGH[8]
Danger H225, H319, H332, H335, EUH066, H225 : Liquide et vapeurs très inflammables H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H332 : Nocif par inhalation H335 : Peut irriter les voies respiratoires EUH066 : L'exposition répétée peut provoquer dessèchement ou gerçures de la peau
Écotoxicologie
DL50	2,08 g·kg-1 (rat, oral)[9]
LogP	1,38[1]
Seuil de l’odorat	bas : 0,1 ppm haut : 7,8 ppm[10]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La méthylisobutylcétone (souvent noté MIBC ou MIBK en anglais) est un solvant organique utilisé dans l'industrie chimique, plastique et des peintures.

Usage

L'application principale de ce composé chimique est la dilution de résines epoxy, vinyles et acriliques particulièrement dans l'industrie des peintures et vernis. Il est également utilisé comme solvant d'extraction de produits organiques solubles dans l'eau^[11]. La méthylisobutylcétone n'est pratiquement pas utilisé comme réactif si ce n'est pour la production du 4-méthylpentan-2-ol par hydrogénation. Le peroxyde qui se forme naturellement à partir d'une solution est utilisé comme initiateur de polymérisation de l'éthylène^[11].

Production et synthèse

La production de la méthylisobutylcétone peut se faire à partir de l'acétone. Quatre voies de synthèse sont possibles^[11]:

• En 3 étapes: 2 molécules d'acétone réagissent par une condensation aldolique pour former le 4-hydroxy-4-méthylpentane-2-one. Une déshydratation de ce dernier à l'aide d'un acide (acide sulfurique ou phosphorique pour une bonne sélectivité) donne l'oxyde de mésityle. Et la troisième étape consiste en une hydrogénation à l'aide d'hydrogène et d'un catalyseur tel le palladium. Cette méthode est la plus utilisée industriellement.

• En 2 étapes: Les 2 molécules d'acétone réagissent pour donner directement l'oxyde de mésityle en une seule étape. Cette réaction nécessite des catalyseurs tels les chromite de cuivre ou le phosphate de zirconium. Suit l'hydrogénation avec le palladium ou l'oxyde d'aluminium. Le 4-méthylpentan-2-ol est formé comme coproduit.

• En 1 étape: L'acétone est directement transformé en méthylisobutylcétone à l'aide d'un échangeur de cation et du palladium comme catalyseurs. L'acétone et l'hydrogène réagissent ensemble à 130 °C à une pression comprise entre 0.5 et 5 MPa. La sélectivité est supérieure à 95% pour une conversion inférieure à 50%.

• Comme co-produit de la déshydrogénation du propan-2-ol pour la production de l'acétone.

Notes et références

1. ↑ ^{a, b, c et d} METHYLISOBUTYLCETONE, 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. ↑ ^{a, b, c, d, e, f, g et h} Entrée de « 4-Methylpentan-2-one » 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)
4. ↑ ^{a, b et c} (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50 
5. ↑ ^{a et b} Methyl isobutyl ketone sur http://www.nist.gov/. Consulté le 15 janvier 2009
6. ↑ ^{a et b} Methyl isobutyl ketone sur http://www.nist.gov/. Consulté le 15 janvier 2009
7. ↑ « Méthyl isobutyl cétone » 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 24 avril 2009
8. ↑ Numéro index 606-004-00-4 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
9. ↑ Methyl isobutyl ketone sur http://sis.nlm.nih.gov/. Consulté le 15 janvier 2009
10. ↑ Methyl isobutyl ketone sur hazmap.nlm.nih.gov. Consulté le 14 novembre 2009
11. ↑ ^{a, b et c} Hardo Siegel, Manfred Eggersdorfer, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Ketones, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2002