Anhydride maléique

Anhydride maléique
Identification
Nom UICPA	anhydride cis-butènedioïque
Synonymes	2,5-Furanedione
No CAS	108-31-6
No ECHA	100.003.247
No CE	203-571-6
SMILES	C1(OC(=O)C=C1)=O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C4H2O3/c5-3-1-2-4(6)7-3/h1-2H
Apparence	cristaux incolores ou blancs, d'odeur âcre[1].
Propriétés chimiques
Formule	C4H2O3  [Isomères]
Masse molaire[2]	98,056 9 ± 0,004 2 g/mol C 48,99 %, H 2,06 %, O 48,95 %,
Propriétés physiques
T° fusion	53 °C[1]
T° ébullition	202 °C[1]
Solubilité	dans l'eau : 400 g l−1[1]
Paramètre de solubilité δ	27,8 MPa1/2 (25 °C)[3]
Masse volumique	1,5 g/cm3[1], 1,3 g/cm3 (liquide à 70 °C)[réf. souhaitée]
T° d'auto-inflammation	475 °C[1]
Point d’éclair	102 °C (coupelle fermée)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	1,4–7,1 % vol[1]
Pression de vapeur saturante	20 Pa à 20 °C 25 Pa à 25 °C 45 Pa à 30 °C 200 Pa à 50 °C[réf. souhaitée]
Thermochimie
Cp	équation[4] : ${\displaystyle C_{P}=(-72.015)+(1.0423)\times T+(-1.8716E-3)\times T^{2}+(1.6527E-6)\times T^{3}+(-5.5647E-10)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 298 à 1 000 K. Valeurs calculées : 111,779 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 298 24,85 111 733 1 139 344 70,85 124 543 1 270 368 94,85 130 250 1 328 391 117,85 135 179 1 379 415 141,85 139 822 1 426 438 164,85 143 849 1 467 461 187,85 147 517 1 504 485 211,85 151 010 1 540 508 234,85 154 085 1 571 532 258,85 157 051 1 602 555 281,85 159 700 1 629 578 304,85 162 191 1 654 602 328,85 164 654 1 679 625 351,85 166 909 1 702 649 375,85 169 176 1 725 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 672 398,85 171 282 1 747 695 421,85 173 337 1 768 719 445,85 175 439 1 789 742 468,85 177 417 1 809 766 492,85 179 446 1 830 789 515,85 181 354 1 849 812 538,85 183 222 1 869 836 562,85 185 118 1 888 859 585,85 186 869 1 906 883 609,85 188 610 1 923 906 632,85 190 174 1 939 929 655,85 191 610 1 954 953 679,85 192 942 1 968 976 702,85 194 026 1 979 1 000 726,85 194 915 1 988
Précautions
SGH[5]
Danger H302, H314, H317 et H334 H302 : Nocif en cas d'ingestion H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H317 : Peut provoquer une allergie cutanée H334 : Peut provoquer des symptômes allergiques ou d'asthme ou des difficultés respiratoires par inhalation
SIMDUT[6]
D1B, D2A, D2B, E, D1B : Matière toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : DL50 orale (cochon d'inde) = 390 mg·kg-1 D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques sensibilisation des voies respiratoires chez l'humain D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques 10 sensibilisation de la peau chez l'animal E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
1 3 1
Transport
80    2215    Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2215 : ANHYDRIDE MALÉIQUE Classe : 8 Code de classification : C4 : Matières corrosives sans risque subsidiaire ; Matières de caractère acide: Organiques, solides ; Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
Écotoxicologie
Seuil de l’odorat	bas : 0,25 ppm haut : 0,32 ppm[7]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'anhydride maléique (anhydride cis-butènedioïque) est l'anhydride de l'acide maléique (acide carboxylique) :

Il se présente généralement sous la forme de cristaux blancs à transparents.

Production et synthèse

Comme son nom l'indique, l'anhydride maléique peut être obtenu par déshydratation de l'acide maléique (hydraté, il donne l'acide maléique). Il a longtemps été synthétisé par oxydation du benzène ou d'autres composés aromatiques. Ce procédé est devenu obsolète à cause de l'augmentation du prix du benzène et des normes liées à sa toxicité. De plus, le bilan carbone de cette méthode est mauvais : on part d'une molécule à six carbones pour obtenir une molécule à quatre carbones, deux atomes de carbone sont donc libérés sous forme de CO₂.

L'anhydride maléique est aujourd'hui majoritairement synthétisé par oxydation du butane grâce à des catalyseurs de type VPO (oxyde mixte de vanadium et de phosphore)^[8] :

2 CH₃CH₂CH₂CH₃ + 7 O₂ → 2 C₂H₂(CO)₂O + 8 H₂O.

Réactions

L'anhydride maléique peut être utilisé dans de très nombreuses réactions chimiques grâce aux différentes fonctions qu'il présente. On peut citer par exemple :

• la formation d'acide maléique par hydratation. En utilisant à la place de l'eau un alcool, un ester peut être obtenu ;
• l'utilisation comme diénophile dans la réaction de Diels-Alder ;
• l'anhydride maléique peut être un ligand dans des complexes métalliques tels que Pt(PPh₃)₂(AM) ou Fe(CO)₄(AM).

L'anhydride maléique se dimérise lors d'une réaction photochimique^[9] en dianhydride cyclobutanetétracarboxylique, CBTA. Ce composé est utilisé dans la production de polyimides et comme un film d'alignement pour les écrans à cristaux liquides^[10].

Utilisations

Environ 50 % de la production mondiale d'anhydride maléique est utilisée pour la synthèse de résines polyesters insaturées. La synthèse se fait par polycondensation de polyols et de polyacides ou d'anhydrides.

La seconde utilisation industrielle importante (environ 15 % de la production) est la synthèse de 1,4-butanediol par hydrogénation, c'est un monomère pour la formation de plusieurs polymères : polyuréthanes thermoplastiques, polytéréphtalate de butylène, fibres Élasthanne, etc.

Références

Liens externes

• Fiche internationale de sécurité

• Portail de la chimie