Carbamate de méthyle 598-55-0

Le carbamate de méthyle (également connu sous le nom de carbamate de méthyle ou de polyuréthane) est un composé organique qui est l'ester le plus simple de l'acide carbamique (H2NCO2H). Il s'agit d'un solide incolore.

Le carbamate de méthyle est fabriqué en faisant réagir du méthanol et de l'urée :

CO(NH2)2 + CH3OH → CH3OC(O)NH2 + NH3

Il est également produit par la réaction de l'ammoniac avec le chloroformate de méthyle ou le carbonate de diméthyle.

Le carbamate de méthyle (CH3OCONH2) est un composé organique simple constitué d'un groupe méthyle (CH3) attaché à un groupe fonctionnel carbamate (OCONH2).

Le groupe carbamate est un groupe carbonyle (C=O) auquel est attaché un groupe amino (NH2).

Le carbamate de méthyle est une molécule polaire en raison des atomes d'oxygène et d'azote électronégatifs qui lui confèrent un moment dipolaire.

Il présente une géométrie moléculaire tétraédrique autour de l'atome de carbone du carbonyle.

 

Propriétés physiques et chimiques :

Formule chimique : CH3OCONH2

Numéro CAS : 598-55-0

Poids moléculaire : 75,08 g/mol

Aspect : Solide cristallin blanc

Point de fusion : 110-112°C

Point d'ébullition : 200°C

Point de fusion : 56-58 °C (lit.)

Point d'ébullition : 176-177 °C (lit.)

Densité : 1,14 g/cm3

Indice de réfraction : 1,4125

Point d'éclair : 93 °C

Conditions de stockage : Atmosphère inerte, température ambiante

Solubilité : 700 g/L (20°C)

Coefficient d'acidité (pKa) : 13,37±0,50 (prédit)

Forme:Cristaux adhérents

Couleur : blanc

Valeur PH:6-8 (50g/l, H2O, 20℃)

Solubilité dans l'eau : 700 g/L (20 ºC)

Sensibilité : Sensible à l'humidité

Le carbamate de méthyle est un composé organique simple qui est l'ester méthylique de l'acide carbamique.

Il s'agit d'un solide cristallin blanc ayant une légère odeur d'ester.

Le carbamate de méthyle est soluble dans l'eau, l'alcool et d'autres solvants organiques polaires.

Il est modérément volatil et peut être distillé sous pression réduite.

Le carbamate de méthyle est relativement stable chimiquement, mais il est sujet à l'hydrolyse pour former du méthanol et du dioxyde de carbone.

 

Utilisations et applications :

Les pesticides carbamates sont largement utilisés dans les insecticides, les herbicides et les fongicides, et sont également utilisés comme tueurs de moustiques et de cafards. Les plus couramment utilisés sont : Furadan, Carbaryl, Methomyl, Methomyl, Cordyceps, etc.

Le carbamate de méthyle est principalement utilisé comme intermédiaire de réaction dans les industries du textile et des polymères. Dans l'industrie textile, il est utilisé dans la fabrication de résines à base d'ester méthylique de l'acide dihydroxyméthyl carbamique, qui sont appliquées aux tissus mélangés polyester/coton en tant qu'agent de finition résistant aux contraintes. Les tissus traités présentent une bonne rétention de l'angle de froissement, résistent au retournement acide dans les blanchisseries commerciales, ne contiennent pas de chlore et sont ignifuges.

Le carbamate de méthyle est également utilisé dans la fabrication de produits pharmaceutiques, de pesticides et de polyuréthanes.

Les méthylcarbamates sont largement utilisés comme insecticides. Ils ont une activité anticholinestérasique mais ne produisent pas d'effets cumulatifs.

Le carbamate de méthyle est un intermédiaire chimique dans la synthèse de divers médicaments, insecticides et autres composés organiques. C'est un précurseur pour la production d'isocyanate de méthyle, qui est utilisé dans la production d'insecticides à base de carbamate.

Le carbamate de méthyle est utilisé comme plastifiant, comme additif pour les carburants et comme composant de certaines peintures et produits d'étanchéité.

Dans le passé, il était également utilisé comme rodenticide et insecticide, mais son utilisation dans ces applications a diminué en raison des inquiétudes suscitées par sa toxicité.

1. Intermédiaires pharmaceutiques et agrochimiques :

Le carbamate de méthyle est un intermédiaire chimique important utilisé dans la synthèse de divers produits pharmaceutiques et agrochimiques.

C'est un précurseur pour la production de méthylisocyanate, qui est un élément clé pour de nombreux pesticides et herbicides à base de carbamate.

Le carbamate de méthyle peut également être utilisé comme matière première pour la synthèse de certains médicaments anti-inflammatoires, analgésiques et anticancéreux.

2. Plastifiants et revêtements :

Le carbamate de méthyle a été utilisé comme plastifiant dans diverses formulations de polymères et de résines, telles que celles utilisées dans les peintures, les revêtements et les adhésifs.

Il peut améliorer la flexibilité, la résistance aux chocs et les propriétés d'adhésion de ces matériaux.

Dans certains revêtements et produits d'étanchéité spécialisés, le carbamate de méthyle peut être utilisé comme agent de réticulation ou comme additif de durcissement.

3. Additifs pour carburant :

Historiquement, le carbamate de méthyle a été utilisé comme additif de carburant, en particulier dans l'essence, pour améliorer l'efficacité de la combustion et réduire les dépôts dans le moteur.

Toutefois, l'utilisation du carbamate de méthyle en tant qu'additif pour les carburants a diminué ces dernières années en raison des inquiétudes suscitées par sa toxicité potentielle et son impact sur l'environnement.

4. Rodenticides et insecticides :

Dans le passé, le carbamate de méthyle était utilisé comme ingrédient actif dans certains produits rodenticides et insecticides.

Ces applications ont considérablement diminué en raison du développement de nouvelles alternatives plus efficaces et moins toxiques, ainsi que des restrictions réglementaires sur l'utilisation des pesticides à base de carbamate de méthyle.

5. Solvants et agents de nettoyage industriels :

En raison de ses propriétés de solvant et de sa toxicité relativement faible, le carbamate de méthyle a été utilisé dans certains produits de nettoyage industriels et agents de dégraissage.

Toutefois, son utilisation dans ces applications est limitée, car des solvants et des agents de nettoyage plus efficaces et plus respectueux de l'environnement sont désormais disponibles.

Globalement, le carbamate de méthyle est aujourd'hui principalement utilisé comme intermédiaire chimique dans la production de produits pharmaceutiques, agrochimiques et d'autres produits chimiques spécialisés, plutôt que comme produit ou additif autonome. Ses utilisations historiques dans les carburants, les pesticides et les solvants industriels ont été largement abandonnées.

 

Synthèse et production :

Le carbamate de méthyle est généralement synthétisé par la réaction du méthanol (CH3OH) avec le phosgène (COCl2) pour former le chloroformate de méthyle, suivie d'une réaction avec l'ammoniac (NH3) pour former le produit final.

Il peut également être produit par la réaction de l'isocyanate de méthyle (CH3NCO) avec l'eau.

La production industrielle de carbamate de méthyle implique souvent des processus continus utilisant des équipements spécialisés et des mesures de sécurité strictes en raison de la nature dangereuse des matières premières.

Synthèse du carbamate de méthyle :

La voie de synthèse la plus courante pour le carbamate de méthyle implique un processus en deux étapes :

Réaction du méthanol avec le phosgène :

Le méthanol (CH3OH) réagit avec le phosgène (COCl2) pour former du chloroformate de méthyle (CH3OCOCl).

Cette réaction est généralement effectuée en présence d'une base, telle que la pyridine, pour neutraliser le sous-produit de l'acide chlorhydrique.

Le chloroformate de méthyle est un intermédiaire important dans la production de divers composés carbamates.

Ammonolyse du chloroformate de méthyle :

Le chloroformate de méthyle intermédiaire réagit ensuite avec l'ammoniac (NH3) pour former le carbamate de méthyle (CH3OCONH2).

Cette réaction implique l'addition nucléophile de l'ammoniac sur le carbone du chloroformate de méthyle, suivie de l'élimination du chlorure d'hydrogène.

La réaction est généralement effectuée dans un solvant organique, tel que le toluène ou le dichlorométhane, afin de faciliter la séparation du produit carbamate de méthyle.

Production de carbamate de méthyle :

La production à l'échelle industrielle de carbamate de méthyle implique souvent des processus continus utilisant des équipements spécialisés :

Génération de phosgène :

Le phosgène est généralement généré sur place par la réaction du monoxyde de carbone (CO) et du chlore (Cl2) en présence d'un catalyseur, tel que le charbon actif.

La production de phosgène nécessite des mesures de sécurité strictes en raison de la nature hautement toxique du gaz.

Synthèse du chloroformate de méthyle :

Le phosgène est ensuite mis en réaction avec le méthanol dans un réacteur à flux continu, souvent à l'aide d'un catalyseur de base pour améliorer la cinétique de la réaction.

Le chloroformate de méthyle est généralement purifié par distillation ou par d'autres techniques de séparation.

Étape de l'ammonolyse :

Le chloroformate de méthyle réagit ensuite avec du gaz ammoniac ou une solution aqueuse d'ammoniac dans un réacteur fonctionnant en continu.

Le carbamate de méthyle est séparé, généralement par cristallisation ou évaporation, et purifié si nécessaire.

Emballage et stockage :

Le carbamate de méthyle purifié est ensuite conditionné, souvent dans des fûts ou d'autres conteneurs appropriés, en vue de sa distribution et de son stockage.

Des procédures de manipulation et de stockage adéquates sont essentielles pour garantir la sécurité et la stabilité du produit final.

 

Réactivité et dégradation :

Le carbamate de méthyle est sensible à l'hydrolyse, à la fois dans des conditions acides et basiques, ce qui peut décomposer le groupe fonctionnel carbamate.

La décomposition thermique peut également se produire à des températures élevées, formant du méthanol, du dioxyde de carbone et d'autres sous-produits.

Dans certaines conditions, le carbamate de méthyle peut réagir avec des nucléophiles, tels que des alcools ou des amines, pour former des carbamates ou des urées substitués.

La dégradation microbienne du carbamate de méthyle a été signalée, certaines bactéries et certains champignons étant capables de l'utiliser comme source de carbone et d'azote.

 

Considérations réglementaires et environnementales :

En raison de sa toxicité, le carbamate de méthyle est considéré comme une substance dangereuse en vertu de diverses réglementations environnementales.

Des limites d'exposition et des directives de manipulation ont été établies pour les milieux professionnels afin de minimiser les risques pour les travailleurs.

Des études sur le devenir et le transport dans l'environnement ont montré que le carbamate de méthyle peut être persistant dans certains sols et dans l'eau, avec un potentiel de bioaccumulation dans certains organismes.

Des méthodes d'élimination et de confinement appropriées sont essentielles pour éviter la contamination de l'environnement et l'exposition de l'homme.

 

Toxicologie et sécurité :

Le carbamate de méthyle est modérément toxique par ingestion ou inhalation.

Des symptômes tels que nausées, vomissements, diarrhée et détresse respiratoire peuvent survenir après l'exposition.

Une exposition prolongée ou répétée peut également provoquer des lésions du foie et des reins.

Des équipements de protection individuelle appropriés, tels que des gants et des respirateurs, doivent être utilisés lors de la manipulation du carbamate de méthyle.

Lorsque l'on travaille avec ce composé, il convient de prendre des mesures de ventilation et de protection adéquates afin de minimiser le risque d'exposition.

Contrairement à son proche parent, le carbamate d'éthyle, il n'est pas mutagène pour la salmonelle (test d'Ames négatif), mais il est mutagène pour les mouches des fruits. Des preuves expérimentales suggèrent qu'il est cancérigène pour les rats et non cancérigène pour les souris. Selon la Proposition 65, le composé est "reconnu par l'État de Californie comme étant cancérogène"..

Les causes de l'empoisonnement par les pesticides carbamates sont similaires à celles d'autres empoisonnements par les pesticides. L'intoxication productive est souvent observée lorsque les pesticides sont appliqués sans mesures de protection appropriées ou dans des environnements chauds et humides, principalement par inhalation de la peau et des voies respiratoires. L'empoisonnement vital est souvent observé en cas de suicide ou d'empoisonnement accidentel, pour l'empoisonnement par voie orale.

L'intoxication par les pesticides carbamates est aiguë, l'intoxication par voie orale intervenant dans les 10 à 20 minutes suivant le début de l'intoxication, la production de travail en contact avec l'intoxication intervenant dans la majorité des cas dans les 2 à 6 heures suivant le début de l'intoxication. À l'instar de l'intoxication par les pesticides organophosphorés, les symptômes muscariniques sont plus évidents. L'intoxication légère présente des symptômes muscariniques légers et des symptômes du système nerveux central, tels que vertiges, maux de tête, fatigue, nausées, vomissements, vision floue, salivation, transpiration excessive, rétrécissement de la pupille, etc. Outre les symptômes susmentionnés, une intoxication modérée se traduit par des tremblements musculaires et une augmentation de la pression artérielle. Une intoxication grave peut entraîner un œdème pulmonaire, un coma, un œdème cérébral, une activité de la cholinestérase dans le sang total inférieure ou égale à 30% et, dans les cas graves, une paralysie des muscles respiratoires, une insuffisance respiratoire, voire la mort. En outre, la contamination de la peau peut provoquer une sensation de brûlure, des bouffées vasomotrices, des éruptions cutanées ; la contamination de la conjonctive peut provoquer une sensation de brûlure, des larmoiements, un rétrécissement de la pupille, etc.

Une suspicion d'empoisonnement par des insecticides à base de carbamate doit être traitée rapidement, et un diagnostic définitif peut être établi sur la base d'une histoire claire de l'exposition, des symptômes, des signes et des symptômes, combinés aux résultats des tests de cholinestérase et des tests toxicologiques. Ce type d'intoxication entraîne une diminution de l'activité cholinestérasique sanguine, mais celle-ci doit être testée dès que possible après l'intoxication, et l'activité cholinestérasique se rétablit progressivement au fur et à mesure que la durée de l'intoxication s'allonge. Le poison est éliminé par lavage gastrique, etc., et l'atropine, un puissant antidote, est utilisée. Contrairement à l'intoxication par les pesticides organophosphorés, les réacteurs de l'oxime-cholinestérase sont interdits dans l'intoxication par les insecticides carbamates.