Qu’est-ce que le diazométhane ?
Le diazométhane est un type de composé organique, une substance dont la formule moléculaire est CH2N2.
Il est classé parmi les composés diazoïques car sa molécule contient des groupes diazoïques. Le diazométhane a la structure la plus simple parmi les composés diazoïques et son numéro d’enregistrement CAS est 334-88-3.
Il a un poids moléculaire de 42,04, un point de fusion de -145°C et un point d’ébullition de -23°C. Il se présente sous la forme d’un gaz jaune avec une odeur de moisi à température ambiante. Sa densité est de 1,4 (air = 1). Il est hautement explosif et peut exploser sous l’effet d’un choc, de la chaleur, de la lumière ou en présence de métaux alcalins.
Il réagit avec l’eau, mais est relativement stable dans les solutions d’éther ou de dioxane. Par ailleurs, il est facilement soluble dans le benzène, légèrement soluble dans l’éthanol et l’éther éthylique, mais réagit lentement avec les alcools et se décompose.
Il est également nocif pour le corps humain en raison de l’irritation de la peau et de l’inhalation, et doit donc être manipulé avec précaution. En vertu de la loi sur la santé et la sécurité au travail, il est désigné comme une substance dangereuse qui doit être étiquetée avec son nom, etc., et comme un gaz dangereux et inflammable.
Utilisations du diazométhane
Le diazométhane est principalement utilisé comme agent de méthylation et comme matière première agrochimique et pharmaceutique. Dans les laboratoires de synthèse organique, il est utilisé en particulier pour des réactions telles que la O-méthylation des acides carboxyliques et des groupes phénoliques hydroxylés (pour produire des dérivés d’éther méthylique et d’ester méthylique) et la C-méthylation via l’époxydation des cétones.
En raison de son caractère explosif, il est généralement utilisé sous forme de solution d’éther ou de dioxane, préparée pour l’emploi, mais des réactifs alternatifs plus sûrs et plus faciles à manipuler sont très souvent utilisés.
Caractéristiques du diazométhane
En raison de la délocalisation des électrons π, la structure de Lewis du diazométhane est décrite comme un mélange de résonance et la structure moléculaire est linéaire. Il s’agit d’une substance très instable qui, comme indiqué ci-dessus, peut se décomposer de manière explosive lorsqu’elle est soumise à des chocs, à des frottements ou à des vibrations.
Le chauffage à 100°C et le contact avec des surfaces rugueuses sont également des facteurs d’explosion. En outre, la présence d’impuretés ou de solides dans des liquides non dilués ou des solutions concentrées peut également provoquer des explosions sous une lumière de forte intensité.
Types de diazométhane
Le diazométhane lui-même n’est pas disponible dans le commerce, car il s’agit d’une substance très instable, dangereuse et difficile à manipuler. Comme indiqué ci-dessus, il est généralement utilisé sous forme de solution d’éther ou de solution de dioxane, qui est ajustée en vue de son utilisation.
Le triméthylsilyldiazométhane ((CH3)3SiCHN2), quant à lui, est un liquide stable présentant presque la même réactivité que le diazométhane, mais sans les propriétés explosives. Comme il est facile à manipuler, il est également couramment disponible dans le commerce en tant que réactif chimique.
Sauf dans les cas particuliers où le diazométhane lui-même doit être utilisé, il s’agit généralement du principal type de réactif utilisé, et il est également préférable du point de vue de la sécurité. Les produits réactifs à base de triméthylsilyldiazométhane, généralement sous la forme d’une solution d’hexane à 10%, sont disponibles en 5mL , 25mL et 100mL et sont traités comme des réactifs nécessitant un stockage réfrigéré.
Autres informations sur le diazométhane
1. Synthèse du diazométhane
Le diazométhane est, comme indiqué ci-dessus, explosif et doit donc être utilisé sous forme de solution dans l’éther ou le dioxane, qui peuvent être préparés en vue de leur utilisation. Il est généralement synthétisé en faisant réagir des N-méthyl-N-nitrosamines acylées ou sulfonées avec des solutions alcalines concentrées aqueuses.
Les opérations expérimentales spécifiques peuvent être obtenues par le flux suivant.
1. préparer un bécher à deux couches avec une couche d’éther ou de dioxane au-dessus de la solution alcaline concentrée
2. ajouter le dérivé de N-méthyl-N-nitrosamine en petites quantités sous agitation dans des conditions glaciales.
3. Recueillir le diazométhane généré dans la couche d’éther.
2. Réaction chimique du diazométhane
Le diazométhane est une substance qui génère du méthylène CH2 par photolyse. Lorsqu’il réagit avec des chlorures d’acide, il forme de la cétone diazométhylique ou de la cétone chlorométhylique.
Il réagit avec les triples liaisons des acétylènes actifs et les doubles liaisons des éthylènes par addition 1,3-dipôle pour former des dérivés du pyrazole ou de la pyrazoline. La substance est également utilisée dans la réaction d’expansion de l’anneau des cétones cycliques dans la synthèse d’Arndt-Eichstadt.
Lorsqu’elle est utilisée comme agent O-méthylant pour le phénol ou les acides carboxyliques, la manipulation expérimentale est généralement effectuée en agitant une solution d’éther d’un excès glacé de diazométhane et en l’ajoutant en petites quantités à une solution de phénol ou d’acide carboxylique pour permettre à la réaction de se dérouler.