1,2,5,6,9,10-HEXABROMOCYCLODODÉCANE

1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane (HBCD ou HBCDD) est un retardateur de flamme bromé principalement utilisé dans les isolants en mousse de polystyrène expansé et extrudé.
Il est inscrit comme polluant organique persistant dans le cadre de la Convention de Stockholm et sa production et son utilisation mondiales sont limitées en raison de sa toxicité et de sa persistance environnementale.

Identité chimique et propriétés

Numéro CAS : 3194-55-6
Formule : C₁₂H₁₈Br₆
Masse moléculaire : 641.70 g/mol
Numéro CE : 221-695-9
Isomères principaux : stéréoisomères alpha (α-), bêta (β-) et gamma (γ-)

Synonymes : Hexabromocyclododécane, HBCDD, HBCD, 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane, 1,2,5,6,9,10-HBCD, Hexabromocyclododécane, Hexabromocyclododécane, Cyclododécane, 1,2,5,6,9,10-hexabromo-, 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane, CAS No. 3194-55-6, HBCDD, mélange d'hexabromocyclododécane, mélange technique d'hexabromocyclododécane, mélange technique de HBCDD

L'hexabromocyclododécane (HBCD ou HBCDD) est un retardateur de flamme bromé.
Le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est constitué de douze atomes de carbone, de dix-huit atomes d'hydrogène et de six atomes de brome liés au cycle.
Son application principale concerne les mousses de polystyrène extrudé (XPS) et expansé (EPS) utilisées comme isolation thermique dans la construction.
Les autres utilisations comprennent les meubles rembourrés, les textiles intérieurs automobiles, les coussins de véhicules et les blocs d'isolation dans les camions, les matériaux d'emballage, les boîtiers de magnétoscopes et les équipements électriques et électroniques.
Selon le PNUE, « le HBCD est produit en Chine, en Europe, au Japon et aux États-Unis ».
La dernière production annuelle connue est d'environ 28 000 tonnes par an.
La principale part du volume du marché est utilisée en Europe et en Chine (données de 2009 à 2010).
En raison de la persistance, du transport environnemental à longue distance, de la toxicité et de l'écotoxicité de l'hexabromocyclododécane, la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants inscrit le 1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododécane à l'Annexe A de la Convention, avec des exemptions pour la production et l'utilisation dans le polystyrène expansé et le polystyrène extrudé dans les bâtiments.
Le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est synthétisé par bromation du cyclododécatriène.

1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est un retardateur de flamme bromé et une forme structurale spécifique de l'hexabromocyclododécane (HBCD).
1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est identifié par le numéro CAS 3194-55-6 et est inclus dans la définition de la substance hexabromocyclododécane dans le cadre de la Convention de Stockholm.

1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est un retardateur de flamme bromé appartenant au groupe de l'hexabromocyclododécane (HBCD ou HBCDD).
Il s'agit d'un composé organique cyclique fortement bromé de formule moléculaire C12H18Br6 et de numéro CAS 3194-55-6.

1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane a historiquement été utilisé principalement comme retardateur de flamme additif dans les matériaux d'isolation en polystyrène expansé (EPS) et en polystyrène extrudé (XPS) utilisés dans les bâtiments.
1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane a également été utilisé dans certaines applications textiles ainsi que dans les équipements électriques et électroniques.

Le composé peut exister sous différentes formes stéréoisomériques, notamment l'alpha-HBCD, le bêta-HBCD et le gamma-HBCD.
Le HBCD commercial a historiquement été constitué de mélanges de ces stéréoisomères.

1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane se caractérise par sa forte teneur en brome, ce qui lui permet d'interférer avec les processus de combustion et d'améliorer la résistance à la flamme des matériaux polymères.

Le HBCD est important sur le plan environnemental en raison de sa persistance, de son potentiel de bioaccumulation, de son potentiel de bioamplification et de sa toxicité pour les organismes aquatiques.
Pour ces raisons, l'hexabromocyclododécane est inscrit à l'Annexe A de la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants, avec des exemptions spécifiques pour certaines applications.

Structure chimique
1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est constitué d'un cycle de cyclododécane à douze chaînons contenant six atomes de brome liés à l'ossature carbonée.
Le HBCD commercial n'est pas nécessairement un seul stéréoisomère et peut contenir différents diastéréoisomères, notamment l'alpha-HBCD, le bêta-HBCD et le gamma-HBCD.

Propriétés physiques
Le HBCD disponible dans le commerce est décrit comme une substance solide blanche.
Sa structure est constituée d'un cycle auquel sont liés des atomes de brome.
Le numéro CAS 3194-55-6 identifie spécifiquement le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane, tandis que le numéro CAS 25637-99-4 est utilisé pour l'hexabromocyclododécane de manière plus générale dans la documentation de la Convention de Stockholm.

Propriétés
Point de fusion : 186 °C (367 °F ; 459 K) (175–195 °C, selon l'isomère)
Solubilité dans l'eau : 3.4 µg/L dans l'eau
ChEBI : CHEBI:134063 à vérifier
ChEMBL : ChEMBL375298
InChI : 1S/C12H18Br6/c13-7-1-2-8(14)10(16)5-6-12(18)11(17)4-3-9(7)15/h7-12H,1-6H2
InChIKey : DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N

Propriétés retardatrices de flamme
Le HBCD agit principalement comme un retardateur de flamme additif.
Le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane a été incorporé dans des matériaux afin d'assurer une protection contre l'incendie pendant la durée de vie des produits et des bâtiments ainsi que pendant leur stockage.
La principale application mondiale historique du HBCD a été l'isolation en mousse de polystyrène expansé (EPS) et de polystyrène extrudé (XPS) utilisée dans les bâtiments.
Les applications de moindre importance ont inclus les textiles ainsi que les équipements électriques et électroniques.

Utilisations et applications
Isolation en polystyrène : Ajouté aux mousses d'isolation thermique dans l'industrie de la construction.
Textiles : Anciennement utilisé pour le revêtement arrière des textiles résidentiels et de transport.
Électronique : Boîtiers en polystyrène choc (HIPS) pour les équipements électriques.

Préoccupations environnementales et sanitaires
Persistance : Résiste à la dégradation naturelle dans l'air, l'eau et le sol.
Bioaccumulation : S'accumule dans les tissus adipeux des organismes aquatiques, des oiseaux et des mammifères.
Toxicité : Agit comme perturbateur endocrinien et affecte les fonctions hépatiques et thyroïdiennes.

Propriétés
Le HBCD possède 16 stéréo-isomères possibles, chacun ayant des activités biologiques distinctes.
Le mélange commercial de HBCD est composé de trois principaux diastéréoisomères désignés alpha (α-HBCD), bêta (β-HBCD) et gamma (γ-HBCD), avec des traces d'autres isomères.
Une série de quatre études in vivo publiées chez la souris a été réalisée par plusieurs institutions fédérales et universitaires afin de caractériser les profils toxicocinétiques des stéréoisomères individuels du HBCD.
Le diastéréoisomère prédominant dans le mélange de HBCD, le γ-HBCD, subit un métabolisme hépatique rapide, une élimination fécale et urinaire ainsi qu'une conversion biologique en d'autres diastéréoisomères avec une courte demi-vie biologique de 1 à 4 jours.
Après exposition orale au diastéréoisomère γ-HBCD, du β-HBCD a été détecté dans le foie et le cerveau, tandis que de l'α-HBCD et du β-HBCD ont été détectés dans les tissus adipeux et les fèces, avec l'identification de plusieurs nouveaux métabolites : monohydroxy-pentabromocyclododécane, monohydroxy-pentabromocyclododécène, dihydroxy-pentabromocyclododécène et dihydroxy-pentabromocyclododécadiène.
En revanche, l'α-HBCD est plus persistant biologiquement, résiste au métabolisme, s'accumule dans les tissus riches en lipides après une étude d'exposition répétée de 10 jours et possède une demi-vie biologique plus longue pouvant atteindre 21 jours ; seul l'α-HBCD a été détecté dans le foie, le cerveau, les tissus adipeux et les fèces, sans stéréoisomérisation en γ-HBCD ou β-HBCD, et de faibles traces de quatre métabolites hydroxylés différents ont été identifiées.
Les souris en développement présentaient des concentrations tissulaires de HBCD plus élevées que les souris adultes après exposition à l'α-HBCD ou au γ-HBCD, ce qui indique un potentiel de sensibilité accrue des jeunes en développement aux effets du HBCD.
Les différences toxicocinétiques rapportées entre les différents diastéréoisomères du HBCD ont des implications importantes pour l'extrapolation des études toxicologiques du mélange commercial de HBCD à l'évaluation du risque humain.

Utilisations
Le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane a été associé à des applications retardatrices de flamme dans les matériaux d'isolation en polystyrène.
Le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane a également été utilisé dans des applications textiles, notamment dans les meubles rembourrés résidentiels et commerciaux, les sièges de transport, les revêtements muraux et les rideaux.
L'utilisation historique la plus importante a été l'incorporation du HBCD dans les isolants EPS et XPS afin de réduire l'inflammabilité de ces matériaux.

Production
Le HBCD commercial a été produit selon un procédé discontinu.
La Convention de Stockholm décrit une production impliquant l'ajout de brome élémentaire au cyclododécatriène à environ 20–70 °C en présence d'un solvant dans un système fermé.

Persistance environnementale
Le HBCD est considéré comme un polluant organique persistant.
Le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane possède des propriétés associées à la persistance environnementale, au potentiel de transport environnemental à longue distance, à la bioaccumulation et à la bioamplification.
Le HBCD est également considéré comme très toxique pour les organismes aquatiques.
Ces propriétés environnementales ont constitué des facteurs importants dans son évaluation dans le cadre de la Convention de Stockholm.

Bioaccumulation
Le HBCD présente un fort potentiel de bioaccumulation et de bioamplification dans les organismes et les réseaux trophiques.
Cette caractéristique contribue à sa classification comme polluant organique persistant.

Santé humaine
Les informations concernant la toxicité humaine du HBCD ont historiquement été limitées.
Cependant, les évaluations internationales ont identifié des préoccupations potentielles pour les groupes vulnérables, notamment en ce qui concerne les effets neuroendocriniens et développementaux observés.

Statut réglementaire

L'hexabromocyclododécane est inscrit à l'Annexe A de la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants.
L'inscription a été adoptée par la décision SC-6/13.
La Convention de Stockholm définit l'hexabromocyclododécane comme comprenant l'hexabromocyclododécane (CAS No. 25637-99-4), le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane (CAS No. 3194-55-6) et ses principaux diastéréoisomères : alpha-HBCD, bêta-HBCD et gamma-HBCD.

Des exemptions spécifiques ont été établies pour la production et l'utilisation du HBCD comme retardateur de flamme dans le polystyrène expansé et le polystyrène extrudé dans les bâtiments.

Alternatives
La production de HBCD a diminué et des alternatives chimiques sont devenues disponibles pour des applications telles que le polystyrène choc et le revêtement arrière des textiles.
La Convention de Stockholm note également que le remplacement peut nécessiter la qualification et la recertification des produits polymères et des mousses en raison des exigences de classement au feu.

Classification environnementale
Le HBCD est particulièrement important du point de vue environnemental parce que le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane combine plusieurs caractéristiques associées aux polluants organiques persistants : persistance, bioaccumulation et bioamplification, potentiel de transport environnemental à longue distance et toxicité élevée pour les organismes aquatiques.

Dans l'ensemble, le 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododécane est un composé retardateur de flamme bromé principalement associé à l'utilisation historique du HBCD dans les isolants EPS et XPS.
Sa persistance environnementale, son potentiel de bioaccumulation et sa toxicité aquatique ont conduit à son inscription à l'Annexe A de la Convention de Stockholm, sous réserve d'exemptions spécifiques.