Éthanal

Éthanal
Formule semi-développée de l'éthanal
Général
Nom IUPAC	éthanal
Synonymes	acétaldéhyde aldéhyde acétique aldéhyde éthylique
No CAS	75-07-0
No EINECS	200-836-8
FEMA	2003
SMILES	CC=O PubChem, Vue 3D
InChI	InChI : Vue 3D InChI=1/C2H4O/c1-2-3/h2H,1H3
Apparence	gaz ou liquide incolore, d'odeur âcre[1].
Propriétés chimiques
Formule brute	C2H4O  [Isomères]
Masse molaire[3]	44,0526 ± 0,0022 g·mol-1 C 54,53 %, H 9,15 %, O 36,32 %,
Moment dipolaire	2,750 ± 0,006 D [2]
Propriétés physiques
T° fusion	-123,37 °C [4]
T° ébullition	20,1 °C [4]
Solubilité	dans l'eau : miscible[1]
Masse volumique	0,7834 g·cm-3 à 18 °C [4] équation[5] : $\rho=1.6994/0.26167^{(1+(1-T/466 )^{ 0.2913 })}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 150,15 à 466 K. Valeurs calculées : 0,77438 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 150,15 -123 21,499 0,9471 171,21 -101,94 20,99323 0,92481 181,74 -91,42 20,73527 0,91345 192,26 -80,89 20,47375 0,90193 202,79 -70,36 20,20844 0,89024 213,32 -59,83 19,93908 0,87838 223,85 -49,3 19,6654 0,86632 234,38 -38,77 19,38708 0,85406 244,91 -28,25 19,10378 0,84158 255,43 -17,72 18,81511 0,82886 265,96 -7,19 18,52062 0,81589 276,49 3,34 18,2198 0,80264 287,02 13,87 17,91208 0,78908 297,55 24,4 17,59679 0,77519 308,08 34,93 17,27313 0,76093 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 318,6 45,45 16,94019 0,74627 329,13 55,98 16,59686 0,73114 339,66 66,51 16,24182 0,7155 350,19 77,04 15,87345 0,69927 360,72 87,57 15,48972 0,68237 371,25 98,1 15,08806 0,66467 381,77 108,62 14,66513 0,64604 392,3 119,15 14,21642 0,62628 402,83 129,68 13,73566 0,6051 413,36 140,21 13,21366 0,5821 423,89 150,74 12,63599 0,55665 434,42 161,27 11,97766 0,52765 444,94 171,79 11,18813 0,49287 455,47 182,32 10,12906 0,44622 466 192,85 6,494 0,28608
T° d'auto-inflammation	185 °C[1]
Point d’éclair	-38 °C (coupelle fermée)[1], -50 °C (coupelle ouverte)[6]
Limites d’explosivité dans l’air	en % volume dans l'air : 4 - 60[1]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 101 kPa[1] équation[5] : $P_{vs}=exp(193.69+\frac{-8036.7}{T}+(-29.502) \times ln (T) + (4.3678E-2) \times T^{1})$ Pression en pascals et température en kelvins, de 150,15 à 466 K. Valeurs calculées : 116 643,03 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 150,15 -123 3,2320E-1 171,21 -101,94 12,2 181,74 -91,42 50,41 192,26 -80,89 170,74 202,79 -70,36 491,42 213,32 -59,83 1 236,3 223,85 -49,3 2 780,58 234,38 -38,77 5 693,57 244,91 -28,25 10 771,95 255,43 -17,72 19 060,33 265,96 -7,19 31 859,95 276,49 3,34 50 729,33 287,02 13,87 77 482,51 297,55 24,4 114 190,64 308,08 34,93 163 192,13 T (K) T (°C) P (Pa) 318,6 45,45 227 115,27 329,13 55,98 308 916,19 339,66 66,51 411 934,1 350,19 77,04 539 965,53 360,72 87,57 697 359,02 371,25 98,1 889 132,47 381,77 108,62 1 121 115,75 392,3 119,15 1 400 122,23 402,83 129,68 1 734 154,3 413,36 140,21 2 132 649,03 423,89 150,74 2 606 772,18 434,42 161,27 3 169 770,58 444,94 171,79 3 837 395,43 455,47 182,32 4 628 411,95 466 192,85 5,5652E6
Viscosité dynamique	~0,215 à 20 °C
Point critique	192,85 °C, 5,55 MPa, 0,154 l·mol-1[7]
Thermochimie
Cp	équation[5] : $C_{P} = (115100) + (-433.00) \times T + (1.4250) \times T^{2}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 150,15 à 294 K. Valeurs calculées : T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 150,15 -123 82 210 1 866 159 -114,15 82 278 1 868 164 -109,15 82 415 1 871 169 -104,15 82 622 1 876 174 -99,15 82 901 1 882 178 -95,15 83 176 1 888 183 -90,15 83 583 1 897 188 -85,15 84 061 1 908 193 -80,15 84 611 1 921 198 -75,15 85 232 1 935 202 -71,15 85 780 1 947 207 -66,15 86 529 1 964 212 -61,15 87 349 1 983 217 -56,15 88 241 2 003 222 -51,15 89 204 2 025 T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 226 -47,15 90 025 2 044 231 -42,15 91 116 2 068 236 -37,15 92 279 2 095 241 -32,15 93 512 2 123 246 -27,15 94 817 2 152 250 -23,15 95 913 2 177 255 -18,15 97 346 2 210 260 -13,15 98 850 2 244 265 -8,15 100 426 2 280 270 -3,15 102 073 2 317 274 0,85 103 441 2 348 279 5,85 105 216 2 388 284 10,85 107 063 2 430 289 15,85 108 980 2 474 294 20,85 110 970 2 519 équation[8] : $C_{P} = (34.140) + (4.0020E-2) \times T + (1.5634E-4) \times T^{2} + (-1.6445E-7) \times T^{3} + (4.7248E-11) \times T^{4}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K. Valeurs calculées : 55,984 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 100 -173,15 39 546 898 193 -80,15 46 571 1 057 240 -33,15 50 633 1 149 286 12,85 54 843 1 245 333 59,85 59 312 1 346 380 106,85 63 885 1 450 426 152,85 68 403 1 553 473 199,85 73 010 1 657 520 246,85 77 556 1 761 566 292,85 81 906 1 859 613 339,85 86 211 1 957 660 386,85 90 341 2 051 706 432,85 94 189 2 138 753 479,85 97 898 2 222 800 526,85 101 368 2 301 T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 846 572,85 104 521 2 373 893 619,85 107 489 2 440 940 666,85 110 200 2 502 986 712,85 112 611 2 556 1 033 759,85 114 836 2 607 1 080 806,85 116 837 2 652 1 126 852,85 118 600 2 692 1 173 899,85 120 229 2 729 1 220 946,85 121 715 2 763 1 266 992,85 123 068 2 794 1 313 1 039,85 124 392 2 824 1 360 1 086,85 125 703 2 853 1 406 1 132,85 127 029 2 884 1 453 1 179,85 128 485 2 917 1 500 1 226,85 130 109 2 953
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	10,229 ± 0,0007 eV (gaz)[9]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	$n^{ 20 }_{ D }$ 1,3316 [10]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Xn F+
Numéro index : 605-003-00-6 Classification : F+; R12 - Carc. Cat. 3; R40 - Xi; R36/37 Symboles : Xn : Nocif F+ : Extrêmement inflammable Phrases R : R12 : Extrêmement inflammable. R40 : Effet cancérogène suspecté. Risque possible d’effets irréversibles. R36/37 : Irritant pour les yeux et les voies respiratoires. Phrases S : S2 : Conserver hors de portée des enfants. S16 : Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelles - Ne pas fumer. S33 : Éviter l’accumulation de charges électrostatiques. S36/37 : Porter un vêtement de protection et des gants appropriés.
Phrases R : 12, 36/37, 40,
Phrases S : 2, 16, 33, 36/37, [11]
Transport
33    1089    Code Kemler : 33 : matière liquide très inflammable (point d'éclair inférieur à 21°C) Numéro ONU : 1089 : ACÉTALDÉHYDE Classe : 3 Étiquette : 3 : Liquides inflammables Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses;
NFPA 704
4 3 2
SIMDUT[13]
B2, D2A, B2 : Liquide inflammable point d'éclair = -38 °C coupelle fermée (méthode non rapportée) D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques cancérogénicité : CIRC groupe 2B Divulgation à 0,1% selon les critères de classification
SGH[14]
Danger H224, H319, H335, H351, H224 : Liquide et vapeurs extrêmement inflammables H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires H351 : Susceptible de provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger)
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme[12]
Écotoxicologie
LogP	0,63[1]
Seuil de l’odorat	bas : 0,0028 ppm haut : 1 000 ppm[15]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'éthanal (Nomenclature IUPAC), aussi appelé acétaldéhyde, aldéhyde acétique, éthyl aldéhyde ou oxoéthane, est un composé chimique, un aldéhyde de formule chimique CH₃CHO.

Naturellement produit par les plantes, c'est un composant volatil trouvé à faibles doses dans les fleurs et feuilles du coton, dans les feuilles de chêne et de tabac, dans les fruits mûrs, le café, et le pain frais. Il contribue à l’odeur du romarin, des jonquilles, de l’orange amère, du camphre, du fenouil, de la moutarde et de la menthe. Il servait autrefois de matière première de base pour la synthèse de l’acide acétique et de l’anhydride acétique. Il est utilisé comme agent de sapidité dans certaines margarines. C'est un produit toxique et cancérigène suspecté^[6]

Propriétés chimiques

L'éthanal est un liquide incolore, volatil et miscible à l'eau et à presque tous les solvants organiques.

Notre odorat le perçoit à très faible dose (0,05 ppm suffisent) comme une odeur fruitée (pomme verte) et il devient suffocant et piquant à forte teneurs.

Il est très réactif et inflammable (point d'ébullition: 20,2 °C). Il peut vivement réagir avec par exemple des oxydants, halogène, ammoniac, aminés, alcools, cétones, phénols, anhydrides d'acides, sulfure d'hydrogène, cyanures. En contact avec le cuivre ou des alliages en contenant (bronze..), il peut former des composés explosifs. Il ronge le caoutchouc.

Comme tous les aldéhydes, c'est un réducteur. Son oxydation, très facile puisqu'elle peut même se produire au contact de l'air, donne l'acide acétique, de l'anhydride acétique et de l'acide peroxyacétique instable susceptible de spontanément exploser ..

L'hydrogénation de l'éthanal donne de l'éthanol.

Trois molécules d'acétaldéhyde peuvent former un paraldéhyde cyclique. Quatre molécules d'acétaldéhyde peuvent former un tétramère d'acétaldéhyde cyclique. Son numéro UN est UN 1089.

Production et synthèse

Il est obtenu par oxydation catalytique directe de l’éthylène. 2 CH₂ = CH₂ + O₂ → 2 CH₃CHO

Un autre procédé consiste en une hydratation en présence de HgSO₄, à partir de l'acétylène: C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO

Liens avec l'alcool

Dans le foie

Article détaillé : Alcoolémie#Élimination.

Dans les hépatocytes du foie, l'enzyme alcool déshydrogénase (ADH, EC 1.1.1.1) convertit l'éthanol en éthanal qui est ensuite converti en acide acétique inoffensif par l'acétaldéhyde déshydrogénase (EC 1.2.1.10). L'éthanal est plus toxique que l'éthanol et pourrait être responsable de nombreux symptômes de la gueule de bois, même s'il n'est pas présent dans le sang pendant les symptômes^[16]. Certains auteurs estiment qu'il est responsable du syndrome de l'alcoolisme fœtal^[17]

Une partie de la population humaine (en particulier des groupes présents en Asie et Extrême-Orient) ne disposent pas de gènes codant l'enzyme capable de dégrader l'acétaldéhyde en acide acétique, ce qui provoque chez elles des symptômes graves et immédiats et aggrave les effets délétères de l'alcool qu'elles boiraient.

Lors de la fermentation alcoolique

Les dernières étapes de la fermentation alcoolique des bactéries, plantes et levures impliquent la conversion du pyruvate en acétaldéhyde par l'enzyme pyruvate décarboxylase (EC 4.1.1.1), suivie de la conversion de l'acétaldéhyde en éthanol. La dernière réaction est de nouveau catalysée par la déshydrogénase d'alcool, fonctionnant dans la direction opposée. L’éthanal semble jouer un rôle important dans l’évolution de la couleur des vins rouges au cours de leur conservation.

Toxicité, cancérogénicité

L'acétaldéhyde est un cancérigène animal établi.

• Il conduit, par inhalation, à l'apparition de tumeurs de la trachée chez le hamster^{[18],[19],[20],[21]}.
• Son inhalation accroit chez les rats des deux sexes l'incidence des carcinomes spinocellulaires qui affectent de nombreuses muqueuses à épithélium malpighien et des carcinomes et adénocarcinomes de la muqueuse nasale

C'est un cancérigène humain présumé en raison des effets mutagènes, embryotoxiques et tératogènes démontré chez l'animal.
La fumée de cigarette en contient d'importantes quantités (de l'ordre du milligramme par cigarette).
On pense qu'il explique le fait que tous les alcools (bière, vin, alcools forts) soient des facteurs de risque accru de cancer en particulier de cancer du sein chez la femme (via la dégradation de l'alcool en acétaldéhyde par l'organisme).

Impact sur l'environnement

Atmosphère

L’acétaldéhyde ne contribue pas à la destruction de la couche d'ozone stratosphérique et n’est pas non plus un facteur important du changement climatique. À cause de sa photoréactivité et des concentrations modérées présentes dans l’air urbain, il joue un rôle dans la synthèse photochimique d’ozone troposphérique. L'acétaldéhyde peut aussi participer à des processus mineurs dont la photolyse directe, la réaction avec les radicaux nitrate (NO₃) et hydropéroxyle (HO₂) et la réaction avec l’ozone (O₃).

Des valeurs limites (indicatives) pour l'air ont été établies dans certains pays, par exemple 100 ppm (ou 180 mg·m^-3 (VME) en France, 25 ppm aux USA (ACGIH) et 50 ppm, soit 91 mg·m^-3 en Allemagne.

Eau

Seules de très petites quantités se retrouvent dans l’eau. Lorsque l’acétaldéhyde est rejeté dans l’eau, il s'y dégrade complètement et ne pollue pas d’autres milieux. Dans l’eau, l’acétaldéhyde peut réagir avec les radicaux hydroxyle.

Voir aussi

• Liste des substances d'intérêt prioritaire, rapport d'évaluation, Acétaldéhyde, du ministère des Travaux publics et des Services gouvernementaux Canada de mai 2000, ISBN 0-662-84418-1.

Références

1. ↑ ^{a, b, c, d, e, f et g} ACETALDEHYDE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
2. ↑ (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50 
3. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. ↑ ^{a, b et c} (en) W. M Haynes, CRC Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 2011, 91^e éd., 2610 p. (ISBN 978-143982-077-3), p. 3-4 
5. ↑ ^{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 
6. ↑ ^{a et b} Fiche toxicologique N° 120 de l'INRS, consultée le 8 août 2009
7. ↑ (en) Claudio A. Faúndez et José O. Valderrama, « Activity Coefficient Models to Describe Vapor-Liquid Equilibrium in Ternary Hydro-Alcoholic Solutions », dans Chinese Journal of Chemical Engineering, vol. 17, n^o 2, avril 2009, p. 259-267 [lien DOI (page consultée le 25 janvier 2010)] 
8. ↑ (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 0-88415-857-8) 
9. ↑ (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205 
10. ↑ (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0071432205), p. 2.289 
11. ↑ « acétaldéhyde » sur ESIS, consulté le 15 février 2009
12. ↑ IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 2B : Peut-être cancérogènes pour l'homme » sur http://monographs.iarc.fr, CIRC, 16 janvier 2009. Consulté le 22 août 2009
13. ↑ « Acétaldéhyde » 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 23 avril 2009
14. ↑ Numéro index 605-003-00-6 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
15. ↑ Acetaldehyde sur hazmap.nlm.nih.gov. Consulté le 14 novembre 2009
16. ↑ Robert Swift, M.D., Ph.D.; and Dena Davidson, Ph.D., « Science: Aches, pains and dehydration: the science of a hangover », NIAAA, 1998. Consulté le 05/02/2008
17. ↑ Blakley PM, Scott WJ Jr - Determination ot the proximate teratogen of the mouse fetal alcohol syndrome. 2 Phamacokinetics of the placental transfer of ethanol and acetaldehyde. Toxicology and Applied Pharmacology, 1984. 72, pp 364-371
18. ↑ Garnier R, Chataignier D, Efthymiou ML, Aldéhydes, In : Encyclopédie médico-chirurgicale, Intoxications, pathologie du travail, 16048 A 50, 9-1990, 13 p
19. ↑ Woutersen R.A et al. Inhalation toxicity of acetaldehyde in rats II. Carcinogenicity study : interim results after 15 months, Toxicologgy, 1984, 31, pp 123-133
20. ↑ Woutersen R.A et al. Inhalation toxicity of acetaldehyde in rats III. Carcinogenicity study. Toxicologgy, 1986, 41, pp 213-231
21. ↑ Feron VJ, Kruysse A, Woutersen RA, Respiratory tract tumours in hamsters exposed to acetaldehyde vapour alone or simultaneously to benzol[a]pyrene or diethylnitrosamine. European Jouranl of Cancer and Clinical Oncology, 1982, 18, pages 13 à 31

Liens externes

• (fr) Fiche internationale de sécurité
• (fr) Fiche américaine de sécurité (NIEHS)
• (en) Hal Kibbey: Genetic Influences on Alcohol Drinking and Alcoholism, Indiana University Research and Creative Activity, Vol. 17 no. 3.
• (en) United States Food and Drug Administration (FDA) information for acetaldehyde