Le chlorure de benzal (C6H5CHCl2) est un liquide incolore synthétisé par chloration de la chaîne latérale du toluène. Il est également connu sous le nom de dichlorométhylbenzène, α,α-dichlorotoluène ou chlorure de benzylidène. La première synthèse du chlorure de benzal a été rapportée en 1848 par A. Cahours, qui a fait réagir le benzaldéhyde avec le pentachlorure de phosphore (PCl5).
Table des matières
1. Propriétés physiques du chlorure de benzal
Le chlorure de benzal (C6H5CHCl2) est un liquide incolore avec une odeur âcre. Lorsqu’il est exposé à l’air humide, il émet des fumées et peut provoquer une forte irritation des muqueuses et des yeux. Ses propriétés physiques sont les suivantes :
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Poids moléculaire | 161.03 |
| Point de fusion | -16,2°C |
| Point d'ébullition | 205,2°C |
| Densité à 20°C | 1,2536 g/cm³ |
| Pression de vapeur à 20°C | 0,6 kPa |
| Indice de réfraction (n20D) | 1.5503 |
| Tension superficielle (σ) à 20°C | 40,1 mN/m |
| Viscosité dynamique (η) à 20°C | 2,104 mPa·s |
| Chaleur spécifique à 25°C | 222 J mol⁻¹ K⁻¹ |
| Chaleur de vaporisation à 72°C | 50,4 kJ/mol |
Tableau 1 : Propriétés physiques en fonction de la température
| Propriété | 0°C | 20°C | 30°C | 57°C | 79°C | 135°C |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Densité | 1.2691 | 1.2536 | 1.2417 | 1.2122 | 1.1877 | 1.1257 |
| Pression de vapeur | 0.0 | 0,6 | 0,8 | 1.3 | 1.9 | 4.0 |
| Indice de réfraction (n20D) | 1,5499 | 1.5503 | 1.5506 | 1.5513 | 1.5523 | 1.5542 |
| Tension superficielle (σ) | 40.4 | 40.1 | 39,8 | 38,9 | 38.2 | 36,4 |
| Viscosité dynamique (η) | 2.12 | 2.104 | 2.089 | 2.058 | 2.023 | 1.948 |
Le chlorure de benzal peut former plusieurs mélanges azéotropiques, avec des exemples répertoriés dans le tableau 2.
Tableau 2 : Mélanges azéotropiques avec du chlorure de benzal
| Composant | point d'ébullition, °C | Chlorure de benzal, % en poids |
|---|---|---|
| Lactate d'isoamyle | 201 | 45 |
| n-Octanol | 195 | env. 10 |
| Camphre | 210 | 25 |
| Acétamide | 191 | 85 |
| Acide caproïque | 199 | 64 |
Le chlorure de benzal est soluble dans l’éthanol, l’éther diéthylique, le chloroforme et le tétrachlorure de carbone, mais sa solubilité dans l’eau est limitée (0,05 g/L à 5 °C et 0,25 g/L à 39 °C).
Dans les solutions éthanoliques et aqueuses, des réactions d’alcoolyse ou d’hydrolyse peuvent se produire.
La solubilité du chlore dans 100 g de chlorure de benzal varie avec la température, étant de 6,2 g à 30°C, 4,3 g à 50°C et 1,5 g à 100°C.
2. Réactions chimiques du chlorure de benzal
Le chlorure de benzal peut être transformé en benzotrichlorure par des agents de chloration.
En présence d’acides de Lewis, la chloration du cycle aromatique produit des chlorures de chlorobenzal, qui sont des composés isomères.
Le benzaldéhyde est produit lorsque le chlorure de benzal est hydrolysé dans des conditions acides ou alcalines.
Le chlorure de benzal peut être polymérisé en présence de composés tels que AlCl3 et FeCl3.
Le sodium métallique peut convertir le chlorure de benzal en stilbène.
3. Production de chlorure de benzal
Le chlorure de benzal est produit par chloration de la chaîne latérale du toluène. Le même processus et la même configuration d’usine sont utilisés pour produire du chlorure de benzyle et du benzotrichlorure.
Cependant, le rapport molaire chlore/toluène doit être ajusté pour obtenir des rendements optimaux. La fraction de sous-produit à point d’ébullition élevé obtenue lors de la production de chlorure de benzyle est principalement constituée de chlorure de benzal et de chlorure de benzyle.
Cette fraction de sous-produit peut être recyclée dans la synthèse du chlorure de benzal. En conséquence, la production de chlorure de benzal et de chlorure de benzyle est étroitement liée et s’effectue souvent simultanément dans la même installation de production.
4. Utilisations du chlorure de benzal
Le chlorure de benzal est principalement utilisé pour produire du benzaldéhyde et de l’acide cinnamique. Il peut être hydrolysé en présence d’eau à des températures supérieures à 100°C, en utilisant des agents alcalins ou acides. Les catalyseurs Friedel-Crafts sont des catalyseurs efficaces pour cette réaction.
Ils peuvent également être utilisés pour des mélanges contenant à la fois du chlorure de benzyle et du chlorure de benzal. Dans ces cas, on dit que le chlorure de benzyle reste inchangé et que seul du benzaldéhyde est produit.
Cependant, ce procédé pourrait ne pas être commercialement viable en raison des points d’ébullition presque identiques du chlorure de benzyle et du benzaldéhyde. La séparation de ces deux composés par distillation fractionnée serait d’un coût prohibitif.
5. Toxicologie du chlorure de benzal
Le chlorure de benzal est un liquide incolore avec une odeur âcre. Il émet des fumées lorsqu’il est exposé à l’air humide et peut provoquer une irritation des yeux, de la peau et des muqueuses.
Les données disponibles sur la toxicité du chlorure de benzal indiquent qu’il est moins toxique que le chlorure de benzyle. La toxicité orale aiguë (DL50) du chlorure de benzal chez le rat et la souris est respectivement de 3 250 mg/kg et 2 460 mg/kg.
La toxicité par inhalation du chlorure de benzal est également inférieure à celle du chlorure de benzyle, avec une CL50 (exposition de 2 heures) de 400 mg/m³ chez le rat et de 210 mg/m³ chez la souris.
Le chlorure de benzal est connu pour être mutagène et a été associé au développement de tumeurs cutanées et d’adénomes pulmonaires chez la souris. Cependant, il n’existe aucune étude distincte sur les effets cancérigènes du chlorure de benzal chez l’homme.
Par conséquent, il est classé comme cancérogène du groupe 2B (preuve de suffisance chez les animaux, données insuffisantes chez l’homme) par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) et comme cancérogène de catégorie 2 par la Fondation allemande pour la recherche (DFG).
Référence
- Benzyl Chloride and Other Side-Chain-Chlorinated Aromatic Hydrocarbons; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.o04_o01.pub2
