Introduction.
Je vous présente les trois synthèses les plus simples du nitroéthane.
- A partir du sulfate de sodium et d'éthyle et d'un nitrite métallique.
- À partir de l'halogénure d'éthyle et du nitrite d'argent.
- A partir dubromure d'éthyle (iodure) et du nitrite de sodium.
Cette liste permet de sélectionner un réactif approprié qui peut être acheté dans votre région. En fonction des prix locaux des réactifs, des prix du produit final et de la disponibilité des réactifs, vous pouvez choisir une méthode de synthèse plus raisonnable.
Aspect : liquide huileux, odeur fruitée
Point d'ébullition : 112,0 à 116,0 °C/760 mmHgPoint de fusion : -90 °C
Poids moléculaire : 75,067 g/mol
Densité : 1,054 g/ml (20° C)
Indice de réfraction : 1,3917 à 20 °C/D ; 1,39007 à 24,3 °C/D
A partir de sulfate d'éthyle de sodium et d'un nitrite métallique.
1,5 mole de nitrite de sodium (103,5 g) est intimement mélangée à 1 mole de sulfate d'éthyle de sodium (158 g) et 0,0625 moles de K2CO3 (8,6 g). Le mélange est ensuite chauffé à 125-130 °C, température à laquelle le nitroéthane se distille dès sa formation. Le chauffage est interrompu lorsque le flux de distillation se ralentit considérablement et le nitroéthane brut est lavé avec une quantité égale d'eau, séché sur CaCl2 et, si nécessaire, décoloré avec un peu de charbon actif. Le nitroéthane est ensuite redistillé, en recueillant la fraction entre 114-116 °C. Rendement 42-46% de la théorie.
Unedescription plus détaillée de la synthèse peut être trouvée ici. Il existe une méthode de synthèse du nitrométhane, qui peut être convertie en synthèse du nitroéthane. Vous devez remplacer le sulfate de diméthyle par le sulfate de diéthyle et recompter les masses de réactifs .
A partir d'halogénure d'éthyle et de nitrite d'argent .
Refroidir 100 g de nitrite d'argent (0,65 mol) dans 150 ml d'éther sec à 0 °C dans un ballon de 500 ml à 3 cols (dans une pièce sombre ou à la lumière jaune). Ajouter 0,5 moles d'halogénure d'éthyle (78 g d'iodure d'éthyle ou 55 g de bromure d'éthyle) goutte à goutte sur une période de 2 heures tout en agitant constamment et en maintenant la température à 0 °C et à l'obscurité. Agiter pendant 24 heures à 0 °C, puis 24 heures à température ambiante si l'on utilise du bromure d'éthyle, et 48 heures si l'on utilise du bromure d'éthyle .
(Tester la présence d'halogènes pour voir si la réaction est terminée, en ajoutant quelques gouttes du mélange réactionnel à un tube à essai contenant une solution alcoolique de nitrate d'argent et noter si un précipité apparaît. Si c'est le cas, la réaction est incomplète. Le test de Beilstein peut également être utilisé ; il consiste à placer une petite bobine de fil de cuivre dans un tube à essai auquel on ajoute une petite portion du mélange réactionnel, et à noter si la réaction se produit, l'argent élémentaire se déposant à la surface de la bobine de cuivre). L'iodure (ou le bromure) d'argent précipite dans la solution au cours de la réaction. Filtrer le sel d'argent et le laver avec plusieurs portions d'éther. Evaporer l'éther à température ambiante. (Cette opération peut être remplacée par la distillation de l'éther à l'aide d'un bain-marie à la pression atmosphérique. On utilise une colonne de 2x45 cm garnie d'hélices en pyrex de 4 mm. Une colonne plus efficace n'est pas utilisée en raison de l'instabilité du nitrite d'éthyle formé comme sous-produit de la réaction. Maintenir des conditions anhydres, car le nitrite d'éthyle s'hydrolysera en éthanol et sera difficile à séparer). Distiller ensuite le résidu sous vide à environ 5 mm Hg. Le nitrite d'éthyle constituera la fraction initiale, suivie d'une fraction intermédiaire, puis le nitroéthane sera distillé. La distillation atmosphérique peut réduire le rendement. Le rendement est d'environ 83 % de la théorie.
A partir de bromure d'éthyle (iodure) et de nitrite de sodium (DMF).
32,5 grammes de bromure d'éthyle (0,3 moles) ont été versés dans une solution agitée de 600 ml de diméthylformamide (DMF) et 36 grammes de NaNO2 sec (0,52 mole) dans un bécher placé dans un bain-marie, en maintenant la solution à la température ambiante car la réaction est légèrement exothermique. La solution doit toujours être maintenue à l'abri de la lumière directe du soleil. L'agitation s'est poursuivie pendant six heures. Ensuite, le mélange réactionnel a été versé dans un bécher ou un ballon de 2500 ml contenant 1500 ml d'eau glacée et 100 ml d'éther de pétrole. La couche d'éther de pétrole a été éliminée et conservée, et la phase aqueuse a été extraite quatre fois de plus avec 100 ml d'éther de pétrole à chaque fois, après quoi les extraits organiques ont été regroupés et lavés à leur tour avec 4 x 75 ml d'eau. La phase organique restante a été séchée sur sulfate de magnésium, filtrée et l'éther de pétrole a été éliminé par distillation sous pression réduite sur un bain-marie, dont la température a été lentement augmentée jusqu'à 65 °C environ. Lerésidu, constitué de nitroéthane brut, a été distillé sous pression ordinaire (de préférence avec une petite colonne de distillation) pour donner 60 % du produit, dont le point d'ébullition se situe entre 114 et 116 °C.
Le bromure d'éthyle réagit avec NaNO2, formant du nitroéthane et du nitrite d'éthyle.
Cette méthode peut être modifiée de plusieurs façons. Tout d'abord, le diméthylsulfoxyde (DMSO) peut être substitué au diméthylformamide (DMF) comme solvant. L'éthylène glycol fonctionne également comme solvant, mais la réaction se déroule assez lentement dans ce milieu, ce qui permet des réactions secondaires, comme celle-ci : RH-NO2 + R-ONO => R-(NO)NO2 + R-OH. Le KNO2 peut également être utilisé à la place du NaNO2. Si NaNO2 est utilisé dans le DMF, 30 g (0,5 mol) d'urée peuvent également être ajoutés comme piégeur de nitrite pour minimiser les réactions secondaires, tout en augmentant la solubilité de NaNO2 et en accélérant ainsi considérablement la réaction.
Si le bromure d'éthyle est remplacé par de l'iodure d'éthyle, le temps de réaction requis est réduit à seulement 2,5 h au lieu de 6 h. Si de l'iodure d'éthyle est utilisé, une légère modification de la procédure ci-dessus doit être apportée. Les extraits d'éther de pétrole mis en commun doivent être lavés avec 2 x 75 ml de thiosulfate de sodium à 10 %, suivis de 2 x 75 ml d'eau, au lieu de 4 x 75 ml d'eau comme ci-dessus. Cela permet d'éliminer de petites quantités d'iode libre.
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