N,N-Diméthylformamide

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N,N-Diméthylformamide
Structure du diméthylformamide.
Identification
Nom UICPA	N,N-Diméthylformamide
Synonymes	DMF N,N-Diméthylméthanamide
No CAS	68-12-2
No ECHA	100.000.617
No CE	200-679-5
DrugBank	DB01844
PubChem	6228
ChEBI	17741
SMILES	CN(C)C=O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C3H7NO/c1-4(2)3-5/h3H,1-2H3
Apparence	liquide incolore à jaune, d'odeur caractéristique[1]
Propriétés chimiques
Formule	C3H7NO  [Isomères]
Masse molaire[3]	73,093 8 ± 0,003 4 g/mol C 49,3 %, H 9,65 %, N 19,16 %, O 21,89 %,
Moment dipolaire	3,86 D (25 °C)
Diamètre moléculaire	0,595 nm[2]
Propriétés physiques
T° fusion	−61 °C[1]
T° ébullition	153 °C[1]
Paramètre de solubilité δ	24,8 MPa1/2 (25 °C)[4] ; 11,5 cal1/2·cm-3/2[5]
Miscibilité	dans l'eau : miscible[1]
Masse volumique	équation[6] : ${\displaystyle \rho =0.89615/0.23478^{(1+(1-T/649.6)^{0.28091})}}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 212,72 à 649,6 K. Valeurs calculées : 0,9445 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 212,72 −60,43 13,954 1,01997 241,85 −31,3 13,61093 0,99489 256,41 −16,74 13,43617 0,98212 270,97 −2,18 13,25903 0,96917 285,53 12,38 13,07935 0,95604 300,1 26,95 12,89697 0,9427 314,66 41,51 12,7117 0,92916 329,22 56,07 12,52334 0,91539 343,78 70,63 12,33164 0,90138 358,35 85,2 12,13635 0,88711 372,91 99,76 11,93718 0,87255 387,47 114,32 11,73377 0,85768 402,03 128,88 11,52575 0,84247 416,6 143,45 11,31266 0,8269 431,16 158,01 11,09398 0,81091 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 445,72 172,57 10,8691 0,79448 460,29 187,14 10,63727 0,77753 474,85 201,7 10,39762 0,76001 489,41 216,26 10,14904 0,74184 503,97 230,82 9,8902 0,72292 518,54 245,39 9,61937 0,70313 533,1 259,95 9,33431 0,68229 547,66 274,51 9,03201 0,66019 562,22 289,07 8,70827 0,63653 576,79 303,64 8,35695 0,61085 591,35 318,2 7,96837 0,58245 605,91 332,76 7,52583 0,5501 620,47 347,32 6,99543 0,51133 635,04 361,89 6,28443 0,45936 649,6 376,45 3,817 0,279
T° d'auto-inflammation	445 °C[1]
Point d’éclair	58 °C (coupelle fermée)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	2,2–15,2 %vol[7]
Pression de vapeur saturante	3,77 mbar à 20 °C 6,5 mbar à 30 °C 23 mbar à 50 °C 45 mbar à 65 °C[7] équation[6] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(82.762+{\frac {-7955.5}{T}}+(-8.8038)\times ln(T)+(4.2431E-6)\times T^{2})}$ Pression en pascals et température en kelvins, de 212,72 à 649,6 K. Valeurs calculées : 542,29 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 212,72 −60,43 0,195 241,85 −31,3 6,03 256,41 −16,74 24,08 270,97 −2,18 81,07 285,53 12,38 236,56 300,1 26,95 611,86 314,66 41,51 1 428,25 329,22 56,07 3 053,51 343,78 70,63 6 052,25 358,35 85,2 11 234,45 372,91 99,76 19 696,49 387,47 114,32 32 850,41 402,03 128,88 52 438,77 416,6 143,45 80 535,02 431,16 158,01 119 530,98 T (K) T (°C) P (Pa) 445,72 172,57 172 114,75 460,29 187,14 241 242,74 474,85 201,7 330 110,05 489,41 216,26 442 122,85 503,97 230,82 580 876,05 518,54 245,39 750 138,52 533,1 259,95 953 847,61 547,66 274,51 1 196 113,9 562,22 289,07 1 481 236,62 576,79 303,64 1 813 729,8 591,35 318,2 2 198 358,92 605,91 332,76 2 640 187,88 620,47 347,32 3 144 635,91 635,04 361,89 3 717 544,43 649,6 376,45 4 365 300
Viscosité dynamique	0,92 mPa s à 20 °C
Thermochimie
ΔfH0liquide	−239,4 kJ mol−1[8]
ΔfusH°	8,950 kJ mol−1 à −60,3 °C[8]
ΔvapH°	47,75 kJ mol−1 à 25 °C[8]
Cp	146,05 J K−1 mol−1 à 25 °C[8] équation[6] : ${\displaystyle C_{P}=(147900)+(-106.00)\times T+(0.38400)\times T^{2}}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 273,82 à 466,44 K. Valeurs calculées : 150,431 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 273,82 0,67 147 670 2 020 286 12,85 148 994 2 038 293 19,85 149 808 2 049 299 25,85 150 536 2 059 305 31,85 151 292 2 070 312 38,85 152 208 2 082 318 44,85 153 024 2 093 325 51,85 154 010 2 107 331 57,85 154 885 2 119 338 64,85 155 942 2 133 344 70,85 156 877 2 146 350 76,85 157 840 2 159 357 83,85 158 998 2 175 363 89,85 160 021 2 189 370 96,85 161 250 2 206 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 376 102,85 162 332 2 221 382 108,85 163 443 2 236 389 115,85 164 773 2 254 395 121,85 165 944 2 270 402 128,85 167 344 2 289 408 134,85 168 574 2 306 415 141,85 170 044 2 326 421 147,85 171 335 2 344 427 153,85 172 652 2 362 434 160,85 174 225 2 384 440 166,85 175 602 2 402 447 173,85 177 245 2 425 453 179,85 178 682 2 445 460 186,85 180 394 2 468 466,44 193,29 182 000 2 490 équation[9] : ${\displaystyle C_{P}=(29.310)+(2.0837E-1)\times T+(1.0912E-4)\times T^{2}+(-2.1506E-7)\times T^{3}+(7.2177E-11)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J mol-1 K-1 et température en kelvins, de 200 à 1 500 K. Valeurs calculées : 96,006 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 200 −73,15 73 744 1 009 286 12,85 93 281 1 276 330 56,85 103 083 1 410 373 99,85 112 450 1 538 416 142,85 121 555 1 663 460 186,85 130 549 1 786 503 229,85 138 979 1 901 546 272,85 147 019 2 011 590 316,85 154 810 2 118 633 359,85 161 973 2 216 676 402,85 168 670 2 308 720 446,85 175 030 2 395 763 489,85 180 756 2 473 806 532,85 185 998 2 545 850 576,85 190 867 2 611 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 893 619,85 195 152 2 670 936 662,85 198 988 2 722 980 706,85 202 472 2 770 1 023 749,85 205 477 2 811 1 066 792,85 208 120 2 847 1 110 836,85 210 494 2 880 1 153 879,85 212 540 2 908 1 196 922,85 214 368 2 933 1 240 966,85 216 075 2 956 1 283 1 009,85 217 649 2 978 1 326 1 052,85 219 203 2 999 1 370 1 096,85 220 851 3 021 1 413 1 139,85 222 604 3 045 1 456 1 182,85 224 587 3 073 1 500 1 226,85 226 954 3 105
PCI	−1 941,6 kJ mol−1[8]
Propriétés électroniques
Bande interdite
Constante dielectrique	36,70
Précautions
SGH[11]
Danger H312, H319, H332 et H360D H312 : Nocif par contact cutané H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H332 : Nocif par inhalation H360D : Peut nuire au fœtus.
NFPA 704
2 2 0
Transport[7]
30    2265    Code Kemler : 30 : matière liquide inflammable (point d'éclair de 23 à 60 °C, valeurs limites comprises) ou matière liquide inflammable ou matière solide à l'état fondu ayant un point d'éclair supérieur à 60 °C, chauffée à une température égale ou supérieure à son point d'éclair, ou matière liquide auto-échauffante Numéro ONU : 2265 : N,N-DIMÉTHYLFORMAMIDE Classe : 3 Code de classification : F1 : Matières solides inflammables, sans danger subsidiaire, organiques ; Étiquette : 3 : Liquides inflammables Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
Classification du CIRC
Groupe 2A : Cancérogène probable pour l'Homme[10]
Écotoxicologie
LogP	−1,01[7]
Seuil de l’odorat	bas : 0,47 ppm haut : 100 ppm[12]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le N,N-diméthylformamide ou DMF est un solvant courant en chimie organique de formule HCO-N(CH₃)₂

Ce liquide incolore est miscible à l'eau et à la majorité des liquides organiques. C'est un solvant aprotique polaire à haut point de fusion/ébullition utilisé couramment pour les réactions chimiques. Le DMF est un amide dérivé de l'acide formique et de la diméthylamine. Il facilite les réactions de S_N2 notamment.

Il peut être synthétisé à partir de l'acide formique et de la diméthylamine. Il n'est pas stable en présence de base forte comme la soude (hydroxyde de sodium) ou d'acide fort comme l'acide sulfurique, ou encore l'acide chlorhydrique. À haute température, il se décompose en acide formique et diméthylamine. Le DMF pur est inodore tandis qu'il acquiert souvent une odeur de poisson lors de sa dégradation, en raison de la présence de diméthylamine.

Structure et propriétés

Du fait de la contribution de deux formes de résonance possibles, l'indice de liaison de la liaison carbonyle C=O est diminuée, tandis que celui de la liaison carbone-azote est augmenté. Ainsi, le spectre infrarouge du DMF laisse apparaître une bande plus basse (de fréquence 1 675 cm^−1[13]) que celle d'un groupe carbonyle (C=O) non substitué. Aussi, à cause du caractère partiellement double de la liaison C-N, la rotation autour de son axe est gênée, et lente. Les deux méthyles ne sont donc pas équivalents en spectroscopie RMN (faisant apparaître deux singulets de trois protons, au lieu d'un seul singulet de six protons).

Applications

On utilise tout d'abord le DMF en tant que solvant, en raison de son haut point d'ébullition. Il est aussi utilisé dans la production de fibres acryliques et de plastiques. On l'utilise également afin de coupler des peptides dans l'industrie pharmaceutique, dans la production de pesticides, colles, cuirs synthétiques, fibres, films, et revêtements^[14].

Le DMF est un réactif pour la synthèse des aldéhydes de Bouveault, ainsi que dans la réaction de Vilsmeier-Haack, une des méthodes les plus employées dans la formation d'aldéhydes aromatiques. Le DMF pénètre beaucoup de matières plastiques et les fait gonfler. Il est donc fréquemment utilisé comme composant des dissolvants de peintures.

Production

Il est produit par la réaction de la diméthylamine et du monoxyde de carbone à basses pression et température en conditions catalytiques^{[réf. nécessaire]}.

Précautions

La réaction entre l'hydrure de sodium et le DMF est quelque peu dangereuse^{[réf. nécessaire]} ; dès 26 °C, on observe une décomposition exothermique. En laboratoire, tout dégagement de chaleur est (en principe) rapidement compensé et mis sous contrôle par un bain de glace et ceci reste une combinaison de réactifs courante. On a recensé plusieurs accidents.

Toxicité

Le DMF a été corrélé au cancer chez l'humain^{[réf. nécessaire]}, et on le suppose à l'origine de défauts de naissance. Dans certains secteurs de l'industrie, les femmes sont écartées de l'utilisation du DMF. Pour beaucoup de réactions, il peut être remplacé par le DMSO (diméthylsulfoxyde), le DMAC (diméthylacétamide) ou la NMP (N-méthyl-2-pyrrolidone). Attention cependant : la NMP a récemment été classée reprotoxique par l'European Chemicals Bureau (en)^[15]. D'après le Centre international de recherche sur le cancer (International Agency for Research on Cancer, IARC), le DMF pourrait être une substance cancérigène, bien que l'agence de protection de l'environnement ne le considère pas comme un risque de cancer.

Codes de classement

• ICSC : 0457 04
• PGCH : 0226

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• solvant

Liens externes

• (en) Dimethylformamide usage on Organic Syntheses
• (en) Concise International Chemical Assessment Document 31: N,N-Dimethylformamide
• (en) Material Safety Data Sheet for DMF
• (en) DMF Chronic Toxicity Summary [PDF]
• INRS, Fiche

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