1,1-Diméthylhydrazine

La 1,1-diméthylhydrazine (pour diméthylhydrazine asymétrique, en anglais : Unsymmetrical Dimethylhydrazine, ou UDMH) est le composé chimique de formule H₂N-N(CH₃)₂.

Diméthylhydrazine asymétrique (UDMH)
Formule développée et structure 3D de l'UDMH
Identification
Nom UICPA	1,1-diméthylhydrazine
Synonymes	Diméthylhydrazine N,N-diméthylhydrazine
No CAS	57-14-7
No ECHA	100.000.287
No CE	200-316-0
PubChem	5976
SMILES	CN(C)N PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C2H8N2/c1-4(2)3/h3H2,1-2H3
Apparence	liquide hygroscopique, incolore et fumant, d'odeur âcre. Devient jaune exposé à l'air[1].
Propriétés chimiques
Formule	C2H8N2  [Isomères]
Masse molaire[2]	60,098 3 ± 0,002 6 g/mol C 39,97 %, H 13,42 %, N 46,61 %,
Propriétés physiques
T° fusion	−58 °C[3]
T° ébullition	63 °C[3]
Solubilité	dans l'eau : très bonne[1]
Masse volumique	0,8 g·cm-3[1]
T° d'auto-inflammation	240 °C[3]
Point d’éclair	−15 °C (coupelle fermée)[1], −18 °C[3]
Limites d’explosivité dans l’air	2,4–20 % vol 60–490 g·m-3[3]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 16,4 kPa[1]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar	200,25 J·K-1·mol-1[4]
ΔfH0gaz	83,3 kJ·mol-1[4]
ΔfH0liquide	48,3 kJ·mol-1[4]
ΔfusH°	10,072 6 kJ·mol-1 à −57,2 °C[4]
ΔvapH°	35,55 kJ·mol-1 à 63,05 °C[4]
Cp	164,05 J·K-1·mol-1 à 25 °C[4]
PCI	1 977,6 kJ·mol-1[4]
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	7,29 ± 0,05 eV (gaz)[5]
Précautions
SGH[6],[7]
Danger H225, H301, H314, H331, H350, H411, P201, P210, P261, P273, P280 et P301+P310 H225 : Liquide et vapeurs très inflammables H301 : Toxique en cas d'ingestion H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H331 : Toxique par inhalation H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P301+P310 : En cas d'ingestion : appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin.
SIMDUT[8]
B2, D1A, D2A, E, B2 : Liquide inflammable D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques E : Matière corrosive Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
3 4 1
Transport
663 1163 Code Kemler : 663 : matière très toxique et inflammable (point d'éclair égal ou inférieur à 60 °C) Numéro ONU : 1163 : DIMÉTHYLHYDRAZINE ASYMÉTRIQUE Classe : 6.1 Étiquettes : 6.1 : Matières toxiques 3 : Liquides inflammables 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses ;
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme[9]
Écotoxicologie
DL50	122 mg·kg-1 (rat, oral) 155 mg·kg-1 (souris, oral)[10]
LogP	-1,9[1]
Seuil de l’odorat	bas : 6,1 ppm haut : 14 ppm[11]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'UDMH est un produit dangereux, cancérigène et qui, s'il n'explose pas aux chocs, produit des vapeurs inflammables aux concentrations comprises entre 2,5 et 95 % dans l'air.

En astronautique, il est utilisé comme ergol par les moteurs-fusées.

Description

L'UDMH se présente sous la forme d'un liquide clair, volatil et hygroscopique, à l'odeur ammoniacale piquante typique des amines organiques. Elle vire au jaune à l'air libre, dont elle absorbe l'oxygène et le dioxyde de carbone. Elle est miscible en toutes proportions avec l'eau, l'éthanol et le kérosène.

Utilisations

Lancement du module Zarya de l'ISS le 20 novembre 1998 par une fusée Proton K propulsée à l'UDMH pure avec du peroxyde d'azote (NTO).

Cette molécule entre dans la composition de nombreux propergols liquides pour fusées tels que l'aérozine 50 et l'UH 25, formant un propergol hypergolique avec le peroxyde d'azote N₂O₄ (NTO) et les MON (mélanges de peroxyde et de monoxyde d'azote en proportions variables), parfois encore avec l'acide nitrique fumant rouge inhibé (IRFNA).

L'UDMH a été préférée à l'hydrazine pure comme ergol réducteur car elle se comporte mieux aux températures élevées, réduisant les risques d'explosion, et est liquide à température plus basse (elle gèle à −57 °C au lieu de 1 °C pour l'hydrazine). Elle peut être stockée sur de longues périodes de temps dans les réservoirs des engins spatiaux. Elle est également assez dense (793 kg·m^-3, moins cependant que l'hydrazine : 1 004,5 kg·m^-3), ce qui lui confère de bonnes performances pour la propulsion spatiale.

Mélangée avec l'hydrazine à 50 % en masse, l'UDMH donne un carburant appelé aérozine 50, qui cumule la densité élevée de l'hydrazine avec la stabilité de l'UDMH. C'est sous forme d'aérozine 50 que l'UDMH est le plus souvent utilisée.

De nombreux lanceurs sont propulsés à l'UDMH pure ou à l'aérozine 50, tels que le Longue Marche chinois (avec le NTO), le Cosmos russe (avec l'IRFNA), le Proton russe (avec le NTO), le Delta américain (de l'aérozine 50 avec le NTO) ou encore le futur GSLV Mk III indien (avec le NTO). Mélangé avec du DETA, il forme de l’Hydyne utilisé notamment sur le lanceur Juno I.

Production et synthèse

Il existe deux grandes voies de synthèse pour la production de ce composé chimique^[12] :

• La route via la chloramine et la diméthylamine :

NH₂Cl + HN(CH₃)₂ → H₂N–N(CH₃)₂ + HCl.

• L'alkylation réductive à l'aide d'un catalyseur de l'acétohydrazide avec de l'hydrogène et du formaldéhyde :

${\displaystyle {\begin{smallmatrix}\mathrm {CH_{3}CONHNH_{2}\ {\xrightarrow[{}]{H2,CH2O}}\ CH_{3}CONHN(CH_{3})_{2}\ {\xrightarrow[{}]{H2O}}\ (CH_{3})_{2}N-NH_{2}} \end{smallmatrix}}}$

Toxicité, écotoxicité

C'est un cancérogène possible ou probable pour l'Homme^{[Note 1]}.

Dans le domaine de l'expérimentation clinique, la diméthylhydrazine est l'un des produits utilisés par les biologistes pour induire des cancers et des métastases expérimentalement chez les animaux de laboratoire : 20 mg/kg durant 12 semaines suffisent chez le rat de laboratoire^[13].