Morpholine

La morpholine est un hétérocycle saturé porteur d'une fonction éther et d'une fonction amine secondaire. Cette dernière lui confère les propriétés d'une base. La morpholine donne aussi son nom à une classe de composés dont elle est l'élément le plus simple.

Morpholine
Identification
Nom UICPA	tétrahydro-1,4-oxazine
No CAS	110-91-8
No ECHA	100.003.469
No CE	203-815-1
SMILES	C1COCCN1 PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C4H9NO/c1-3-6-4-2-5-1/h5H,1-4H2
Apparence	liquide hygroscopique, incolore, d'odeur caractéristique[1]
Propriétés chimiques
Formule	C4H9NO  [Isomères]
Masse molaire[2]	87,120 4 ± 0,004 3 g/mol C 55,15 %, H 10,41 %, N 16,08 %, O 18,36 %,
pKa	8,33
Moment dipolaire	1,55 ± 0,03 D [3]
Diamètre moléculaire	0,542 nm [4]
Propriétés physiques
T° fusion	−5 °C[1]
T° ébullition	129 °C[1]
Solubilité	dans l'eau : miscible[1]
Paramètre de solubilité δ	21,8 J1/2·cm-3/2 (25 °C)[4]
Masse volumique	0,999 4 g·cm-3 [5]
T° d'auto-inflammation	310 °C[1]
Point d’éclair	35 °C (coupelle ouverte)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	1,4–11,2 %vol[1]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 1,06 kPa[1]
Point critique	54,7 bar, 344,85 °C [6]
Thermochimie
Cp	équation[7] : ${\displaystyle C_{P}=(-35.984)+(6.7041E-1)\times T+(-6.1690E-4)\times T^{2}+(3.0813E-7)\times T^{3}+(-6.3936E-11)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 298 à 1 500 K. Valeurs calculées : 116,722 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 24,85 116 665 1 339 378 104,85 144 623 1 660 418 144,85 157 012 1 802 458 184,85 168 450 1 934 498 224,85 179 010 2 055 538 264,85 188 764 2 167 578 304,85 197 781 2 270 618 344,85 206 122 2 366 658 384,85 213 848 2 455 698 424,85 221 015 2 537 738 464,85 227 674 2 613 778 504,85 233 873 2 684 818 544,85 239 656 2 751 858 584,85 245 063 2 813 899 625,85 250 252 2 872 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 939 665,85 255 003 2 927 979 705,85 259 476 2 978 1 019 745,85 263 693 3 027 1 059 785,85 267 675 3 072 1 099 825,85 271 439 3 116 1 139 865,85 274 997 3 157 1 179 905,85 278 356 3 195 1 219 945,85 281 523 3 231 1 259 985,85 284 497 3 266 1 299 1 025,85 287 275 3 297 1 339 1 065,85 289 850 3 327 1 379 1 105,85 292 210 3 354 1 419 1 145,85 294 340 3 379 1 459 1 185,85 296 222 3 400 1 500 1 226,85 297 869 3 419
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle {\textit {n}}_{D}^{25}}$ 1,452 [4]
Précautions
SGH[8]
H226, H302, H312, H314 et H332 H226 : Liquide et vapeurs inflammables H302 : Nocif en cas d'ingestion H312 : Nocif par contact cutané H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H332 : Nocif par inhalation
SIMDUT[9]
B2, D1B, E, B2 : Liquide inflammable Point d'éclair = 35 °C coupelle fermée méthode Tag D1B : Matière toxique ayant des effets immédiats graves Létalité aiguë : DL50 cutanée (lapin) = 500 mg·kg-1 E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
3 3 1
Transport
- 2054 Numéro ONU : 2054 : MORPHOLINE
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[10]
Écotoxicologie
LogP	-0,86[1]
Seuil de l’odorat	bas : 0,01 ppm haut : 0,07 ppm[11]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Elle se présente sous la forme d'un liquide huileux, incolore, avec une odeur caractéristique d'amine.

Elle est hygroscopique et totalement miscible à l'eau.

Propriétés chimiques

La morpholine présente les propriétés chimiques caractéristiques d'une amine secondaire. Cependant, la présence de l'oxygène dans l'hétérocycle a pour effet de réduire la densité électronique sur l'atome d'azote. Les propriétés nucléophiles et basiques de la morpholine sont donc moins marquées que pour les amines secondaires de structure proche (la pipéridine par exemple).

Synthèse

En laboratoire

Deux voies de synthèse de la morpholine

Dans l'industrie

La morpholine peut être synthétisée industriellement par réaction de l'ammoniac sur le diéthylène glycol en présence d'hydrogène et de catalyseurs :

Utilisation

La morpholine a un grand nombre d'utilisations :

• comme intermédiaire dans l'industrie du caoutchouc ;
• comme élément de synthèse dans la préparation de certains médicaments (exemple : l'antibiotique Linézolide) ;
• dans la préparation de produits phytosanitaires (exemple : les fongicides Tridémorphe et Fenpropimorphe) ;
• la synthèse de colorants.

Elle est aussi utilisée comme agent anticorrosion. Elle est par exemple ajoutée à l'eau qui circule dans les turbines à vapeur des centrales thermiques à flamme ou nucléaires^[12] pour maintenir un pH légèrement basique et prévenir la corrosion (pH de moindre corrosion requis). En maintenant un pH légèrement basique, elle limite l'effet corrosif de l'eau à haute température sur les pièces métalliques. Les avantages de la morpholine dans cette utilisation résident dans sa bonne stabilité chimique en l'absence d'oxygène et dans sa température d'ébullition suffisamment proche de celle de l'eau, ce qui garantit une distribution relativement homogène entre la phase liquide et la phase vapeur du mélange.

Voir aussi

Articles connexes

• Éther-couronne

Liens externes

• Fiche internationale de sécurité
• ^[13] évaluation du danger que représente pour la santé la morpholine utilisée dans la cire servant à enrober les pommes