Une alternative plus sûre pour une réaction explosive
L'industrie chimique utilise une réaction avec des produits chimiques explosifs depuis plus de 100 ans - les scientifiques ont maintenant découvert une alternative plus sûre
Explosions et empoisonnements. Blessures graves et même décès. L'histoire de l'Industrie chimique est jalonnée d'accidents répétés, parfois mortels, souvent causés par des produits chimiques dangereux et explosifs nécessaires à certaines réactions.
Les sels d'aryldiazonium, utilisés depuis 140 ans, sont de tels produits chimiques. Ils sont très réactifs et donc extrêmement utiles pour produire d'autres composés - des colorants, par exemple. Toutefois, cette forte réactivité signifie que les sels d'aryldiazonium isolés ne sont pas très stables et peuvent donc réagir de manière involontaire et parfois explosive. Le 23 décembre 1969, une explosion particulièrement grave impliquant ces produits chimiques s'est produite chez Ciba AG à Bâle. Un bâtiment a été détruit et de lourds morceaux du réacteur ont volé dans les airs. Trois travailleurs ont perdu la vie et 31 ont été gravement blessés. Malgré ces horribles rapports, les travaux sur les sels d'aryldiazonium se poursuivent.
Une équipe dirigée par le professeur Tobias Ritter, directeur de l'Institut Max Planck de recherche sur les gènes, a réussi à rendre la chimie des sels d'aryldiazonium, qui comporte des risques, beaucoup plus sûre. Le protocole de Mülheim rend non seulement l'utilisation de ces composés moins dangereuse, mais ouvre également des perspectives pour le développement de nouvelles réactions.
"Normalement, l'utilisation des sels de diazonium se fait en deux étapes : on commence par isoler ou accumuler le sel de diazonium, ce qui est dangereux, puis on le convertit en produit désiré dans une deuxième étape. Dans notre projet, nous combinons les deux étapes de la synthèse et obtenons le produit souhaité sans accumuler le sel de diazonium, ce qui réduit considérablement le risque d'explosion", explique Tim Schulte, doctorant du groupe de Tobias Ritter.
Traditionnellement, les sels d'aryldiazonium sont synthétisés à partir d'anilines avec de l'acide nitreux, ou avec des composés nitrites, une réaction qui a connu peu d'innovations au fil des ans. La réaction doit être effectuée à basse température (moins de 5 °C) car les sels d'aryldiazonium sont instables à des températures plus élevées. Cependant, Javier Mateos, chercheur postdoctoral dans le groupe, et Tim Schulte ont découvert une nouvelle méthode qui permet la présence de différents nucléophiles dans le mélange réactionnel.
La nouvelle stratégie est basée sur l'utilisation d'un processus naturel, la réduction des nitrates, qui a lieu dans les plantes. Les chercheurs ont réussi à imiter ce processus naturel dans un tube à essai et à le combiner avec la chimie des aryles diazoniums pour mettre au point une méthode de synthèse plus sûre. De cette manière, les limitations susmentionnées associées aux méthodes traditionnelles, telles que la sensibilité à la température et la nécessité d'utiliser des acides forts, peuvent être évitées.
Comme les chercheurs combinent plusieurs étapes dans leur nouveau protocole, de grandes concentrations de la substance dangereuse ne sont pas produites en premier lieu. Et ce n'est pas tout ce que les scientifiques de Mülheim ont découvert : "Pour notre méthode de synthèse, nous utilisons des produits chimiques qui sont utilisés en grandes quantités dans l'industrie des engrais et des carburants et qui sont donc peu coûteux", explique Tim Schulte. Cela pourrait rendre la voie de synthèse extrêmement intéressante pour les entreprises de l'industrie chimique, car elle permet de réduire les coûts de production.
"La solution au problème aurait pu être trouvée il y a 100 ans, mais la réaction telle qu'elle a été découverte aujourd'hui n'aurait probablement pas été planifiée de la même manière", explique Tobias Ritter. "La combinaison de produits chimiques qui donne finalement de bons résultats a été découverte par hasard alors que nous travaillions sur un autre projet", explique Javier Mateos. Bien que les réactifs utilisés soient connus depuis longtemps, leur potentiel pour la chimie des diazoniums avait simplement été négligé jusqu'à présent.
La nouvelle méthode est également passionnante d'un point de vue scientifique, car elle permet d'envisager de nouvelles approches chimiques qui ne seraient pas facilement réalisables avec la méthode classique en raison du risque élevé d'explosion et de l'instabilité des connexions.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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