Nickel de Raney - Définition

Sécurité

Préparation

Le nickel est soupçonné d'être une substance potentiellement cancérigène pour l'homme par le (CIRC Groupe 2B, EU category 3) et tératogène. L'inhalation de particules fines d'oxyde d'aluminium est directement associée quant à elle à la maladie de Shaver. Ces matériaux doivent donc être manipulés avec précaution lors de la préparation du nickel de Raney. Par ailleurs, l'un des sous-produits de la réaction d'activation du catalyseur est l'hydrogène, qui est un gaz hautement inflammable.

Manipulation

Du fait de sa très grande surface spécifique et du volume très important d'hydrogène adsorbé, le nickel de Raney activé est un matériau pyrophorique qui doit être manipulé sous atmosphère inerte. Il est généralement fourni sous forme dispersée dans de l'eau (à 50 % en masse). Il ne doit jamais être exposé à l'air. Même après une réaction d'hydrogénation, le nickel de Raney contient toujours une quantité importante d'hydrogène et s'enflamme spontanément à l'air.

Lors de sa combustion, le nickel de Raney produit des fumées dangereuses, et il est recommandé de porter un masque à gaz pour éteindre un incendie éventuel. Par ailleurs, l'exposition aiguë au nickel de Raney peut entraîner une irritation des voies respiratoires, de la cavité nasale, ou des poumons en cas d'inhalation. L'ingestion peut occasionner des convulsions et des troubles intestinaux. Le nickel de Raney peut également entraîner une irritation des yeux et de la peau en cas de contact. L'exposition chronique peut occasionner des symptômes de pneumonies allergiques dues à une sensibilisation au nickel ainsi que des irritations allergiques de la peau.

Applications

Du fait de sa stabilité et de son pouvoir catalytique élevé à la température ambiante, le nickel de Raney est utilisé dans un grand nombre de procédés industriels et de réaction de chimie organique. Il est entre autres utilisé pour la réduction de composés organiques à liaisons multiples comme les alcynes, les alcènes, les nitriles, les diènes, les composés aromatiques ou les carbonyles. Par ailleurs, le nickel de Raney permet de réduire des liaisons hétéroatome-hétéroatome comme dans le groupement nitro et les nitrosamines. Il est également utilisable pour l'alkylation réductrice des amines ou l'amination des alcools.

Un exemple pratique de l'utilisation du nickel de Raney dans l'industrie est montré dans la réaction suivante, au cours de laquelle le benzène est réduit en cyclohexane. La réduction de la structure aromatique du benzène est extrêmement difficile à mettre en œuvre sans catalyseur, mais peut être réalisée sans difficulté majeure en utilisant le nickel de Raney. D'autres catalyseurs hétérogènes peuvent être également utilisés pour cette réaction, comme notamment ceux utilisant des éléments du groupe du platine, mais ils sont beaucoup plus chers à produire. Après cette réaction de réduction, le cyclohexane peut être utilisé par exemple pour la synthèse d'acide adipique, un précurseur utilisé dans la fabrication des polyamides comme le nylon.

Lors de la réduction d'une double liaison carbone-carbone avec utilisation de nickel de Raney, l'addition des deux atomes d'hydrogène se fait dans une géométrie syn.

En plus de son action de catalyseur, le nickel de Raney peut être utilisé comme réactif pour la désulfurisation des composés organiques. Il permet par exemple de réduire les thioacétals en hydrocarbures :

Au cours de cette réaction, le sulfure de nickel précipite sous forme de millerite, alors que l'éthane peut être aisément séparé du mélange réactionnel par distillation. Parmi les autres réactions similaires mettant en jeu le nickel de Raney, on peut notamment citer les réactions de Clemmensen et de Wolff-Kishner.