Chlorométhane

Chlorométhane
Général
Nom IUPAC
Synonymes	chlorure de méthyle Fréon 40 R40
N CAS	74-87-3
N EINECS	200-817-4
PubChem	6327
ChEBI	36014
SMILES
InChI
Apparence	gaz incolore à odeur douceâtre
Propriétés chimiques
Formule brute	CH3Cl
Masse molaire	50,488 ± 0,003 g·mol
Propriétés physiques
T° fusion	-97,6 °C
T° ébullition	-24,2 °C
Solubilité	5 g·l (eau,25 °C)
Masse volumique	2,3065 g·l (0 °C,1 013 mbar)
T° d’auto-inflammation	632 °C
Limites d’explosivité dans l’air	7,6 - 19 Vol.%
Pression de vapeur saturante	4,896 bar à 20 °C 6,6 bar à 30 °C 10,9 bar à 50 °C
Point critique	143 °C, 66,7 bar, 0,353 kg·l
Point triple	-97,71 °C, 0,00876 bar
Thermochimie
S	234,36 J·K·mol
S	140,08 J·K·mol
ΔH	-83,68 kJ·mol
ΔH	-102,4 kJ·mol
ΔH°	6,431 kJ·mol à 175,44 K
ΔH°	20,5 kJ·mol
Cp	81,2 J·K·mol à 298 K
PCI	-764,0 kJ·mol (gaz)
Propriétés électroniques
1 énergie d'ionisation	11,22 ± 0,01 eV (gaz)
Précautions
Directive 67/548/EEC

Xn

F+

NFPA 704
4 2 0
SGH
Danger H220, H351, H373,
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme
Écotoxicologie
DL	1,8 g/kg (rat, oral)
LogP	0,91
Seuil de l’odorat	bas : 10 ppm
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorométhane, connu aussi sous le nom de chlorure de méthyle, de Fréon 40, ou R40, est un fluide frigorigène qui est également utilisé comme réactif pour de nombreuses synthèses.

Le chlorométhane est hydrolysé par l'eau à haute température pour former du méthanol et du chlorure d'hydrogène. Cette réaction est catalysée par des composés alcalins. A plus basse température, le chlorométhane forme un hydrate avec l'eau, ce qui pose problème dans les systèmes de réfrigération.

Le chlorométhane est utilisé pour la préparation du diméthyldichlorosilane via la synthèse de Müller-Rochow:

C'est une voie de synthèse importante pour la fabrication des silicones.

Il est aussi utilisé comme réactif pour la réaction de Wurtz-Fittig ou les réactions de Friedel-Crafts utilsée pour la production d'alkylbenzènes. C'est un réactif important pour la méthylation notamment des amines pour la formation de méthylamines quaternaires ou des goupes hydroxyles pour former de éthers.

Ce gaz est produit par chloration du méthane avec du chlore gazeux à 400 à 500 °C. Le mécanisme de chloration est une réaction radicalaire en chaîne via des radicaux issus de la dissociation du chlore. Cette dissociation peut être obtenue par voie thermique, photochimique ou par des catalyseurs. La voie thermique est préférée et elle conduit à une série de substitutions successives:

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Le résultat de cette série de réaction est un mélange de chlorométhane, dichlorométhane, chloroforme et tétrachlorure de carbone. Ces composés sont ensuite séparés par distillation. Un excès de méthane est utilisé dans le réacteur et un recyclage est employé en présence d'un gaz inerte afin d'éviter de travailler dans un domaine où le mélange méthane-chlore est explosif.

Une autre voie de synthèse est l'hydrochloration du méthanol par du chlorure d'hydrogène. Cette réaction est actuellement privilégiée, car elle consomme du chlorure d'hydrogène, au lieu d'en produire comme dans le cas de la chloration, qui est un sous-produit difficile à écouler. De plus la synthèse conduit à la seule production du chlorométhane et évite la production des composés multichlorés.