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Le 4-Vinylcyclohexène est un hydrocarbure cyclique insaturé utilisé principalement comme intermédiaire chimique. Sa structure moléculaire contient un groupe vinyle terminal et une double liaison interne du cyclohexène, permettant des réactions sélectives d’époxydation, d’hydrogénation, d’oxydation, de polymérisation et d’autres réactions de fonctionnalisation.
Le matériau commercial est normalement fourni sous forme de liquide stabilisé, limpide, incolore à jaune clair. La stabilisation est essentielle, car le 4-Vinylcyclohexène peut s’oxyder, former des peroxydes dangereux ou polymériser pendant le stockage et le traitement.
IDENTITÉ CHIMIQUE ET SYNONYMES
Nom chimique : 4-Vinylcyclohexène
Nom IUPAC : 4-Éthénylcyclohex-1-ène
Numéro CAS : 100-40-3
Numéro CE : 202-848-9
Formule moléculaire : C8H12
Masse moléculaire : 108.18 g/mol
Classe chimique : Hydrocarbure cyclique insaturé
Abréviation : 4-VCH ou VCH
SMILES : C=CC1CCC=CC1
InChIKey : BBDKZWKEPDTENS-UHFFFAOYSA-N
Les noms courants comprennent 4-Vinyl-1-cyclohexène, 4-éthényl-1-cyclohexène, 4-éthénylcyclohexène, 4-vinylcyclohex-1-ène, 1-vinyl-3-cyclohexène, cyclohexényléthylène, dimère cyclique du butadiène et dimère du butadiène. L’identité établie de la substance est enregistrée comme 4-éthénylcyclohex-1-ène avec le CAS 100-40-3. Fiche d’identité chimique
Le 4-Vinylcyclohexène ne doit pas être confondu avec le vinylcyclohexane, l’éthylcyclohexène, l’éthylcyclohexane, le cyclohexène, le 1,5-cyclooctadiène, le monoxyde de 4-vinylcyclohexène ou le dioxyde de 4-vinylcyclohexène. Ces substances présentent des fonctionnalités, une stabilité, un comportement de traitement et des classifications de danger différents.
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES
Le 4-Vinylcyclohexène est un liquide mobile de faible viscosité présentant une odeur caractéristique d’hydrocarbure. Il est pratiquement insoluble dans l’eau mais soluble dans de nombreux solvants organiques courants.
Aspect : Liquide limpide, incolore à jaune clair
État physique : Liquide à 20°C
Point d’ébullition : Environ 128°C
Point de fusion : Environ -109°C
Densité : Environ 0.83 g/cm³
Point d’éclair : Environ 16°C, en vase clos
Température d’auto-inflammation : Environ 269°C
Pression de vapeur : Environ 2.1 kPa à 25°C
Densité relative de vapeur : Environ 3.7, l’air étant égal à 1
Limites d’explosivité dans l’air : Environ 0.8–9.1 % en volume
Solubilité dans l’eau : Environ 50 mg/L à 25°C
Log Pow : Environ 3.93
Viscosité cinématique : Environ 0.84 mm²/s à 20°C
Indice de réfraction : Environ 1.46
Ces valeurs décrivent la substance pure ou un matériau stabilisé représentatif. Les valeurs commerciales peuvent varier légèrement selon la pureté, la concentration de l’inhibiteur, la méthode analytique et la qualité du produit. Les principales valeurs physiques et de sécurité sont résumées dans la fiche internationale actuelle de sécurité chimique. Fiche internationale de sécurité
STRUCTURE ET RÉACTIVITÉ
Le 4-Vinylcyclohexène contient deux doubles liaisons carbone-carbone chimiquement distinctes. L’une est située dans le cycle cyclohexène, tandis que la seconde est un groupe vinyle terminal.
Cette différence permet une fonctionnalisation contrôlée. L’époxydation sélective de la double liaison du cycle peut produire du monoxyde de 4-Vinylcyclohexène tout en conservant la fonctionnalité vinyle terminale. Une époxydation supplémentaire transforme les deux doubles liaisons et produit du dioxyde de 4-Vinylcyclohexène.
Le groupe vinyle terminal peut participer à des réactions d’addition radicalaire, de greffage et de copolymérisation. La double liaison interne fournit un site distinct pour l’époxydation, l’hydrogénation, l’oxydation ou les réactions d’addition.
Le 4-Vinylcyclohexène réagit avec les agents oxydants puissants et peut développer des espèces peroxydiques instables lors de l’exposition à l’air. La chaleur, la contamination, l’épuisement de l’inhibiteur et le stockage prolongé peuvent accélérer l’oxydation ou une polymérisation incontrôlée.
PRODUCTION ET FORME COMMERCIALE
Le 4-Vinylcyclohexène est produit par dimérisation cyclique du 1,3-butadiène. Dans cette réaction, deux molécules de butadiène se combinent par une voie de cycloaddition pour former la structure cyclohexénique substituée.
La formation industrielle peut avoir lieu intentionnellement sous température et pression contrôlées ou involontairement pendant la production, la purification, le stockage, la polymérisation du butadiène et le traitement du caoutchouc synthétique. Des réactions concurrentes peuvent produire d’autres dimères du butadiène et des oligomères supérieurs.
Le produit brut est séparé par distillation puis raffiné afin de contrôler le butadiène résiduel, la composition des dimères cycliques, les oligomères à haut point d’ébullition, l’humidité, la couleur et d’autres impuretés du procédé. Un inhibiteur approprié est ensuite incorporé pour maintenir la stabilité pendant l’emballage, le transport et le stockage.
Le 4-Vinylcyclohexène commercial est généralement fourni sous forme stabilisée de qualité technique ou synthèse. Les qualités commerciales représentatives présentent des titres compris entre 95 et 97 %, tandis que des qualités raffinées destinées à des applications spécifiques peuvent être produites avec des exigences plus strictes concernant les impuretés.
L’hydroxytoluène butylé est un stabilisant couramment utilisé, les qualités stabilisées représentatives en contenant environ 25–200 ppm. Le tert-butylcatéchol a également été utilisé comme inhibiteur. L’identité et la concentration de l’inhibiteur doivent figurer dans la spécification d’approvisionnement, car elles influencent la stabilité au stockage et les performances des réactions en aval. Spécification représentative d’une qualité stabilisée
APPLICATIONS ET INDUSTRIES
Production d’époxydes et de diépoxydes
L’utilisation la plus importante du 4-Vinylcyclohexène est comme matière première pour le monoxyde de 4-Vinylcyclohexène et le dioxyde de 4-Vinylcyclohexène. L’époxydation contrôlée transforme l’une ou les deux doubles liaisons carbone-carbone en groupes oxirane.
Le monoépoxyde conserve un groupe vinyle polymérisable ainsi qu’un groupe époxy. Cette double fonctionnalité permet une polymérisation suivie d’un durcissement époxy ou une modification chimique par l’intermédiaire du cycle oxirane.
Le diépoxyde est un intermédiaire époxy cycloaliphatique bifonctionnel. Ses deux groupes époxy permettent la formation de matériaux fortement réticulés lorsqu’ils réagissent avec des agents de durcissement appropriés.
L’époxydation nécessite un contrôle de température soigneusement conçu, une addition contrôlée de l’oxydant, une calorimétrie de réaction, un refroidissement d’urgence, des équipements compatibles et une gestion des peroxydes. Le système d’inhibition doit être pris en compte, car les stabilisants peuvent influencer la consommation de l’oxydant, l’activité du catalyseur, la sélectivité et la purification du produit.
Résines époxy, revêtements et plastiques
Les dérivés produits à partir du 4-Vinylcyclohexène sont utilisés dans des résines époxy de spécialité, des systèmes polyester, des revêtements, des matériaux moulés et d’autres plastiques réticulés. La structure cycloaliphatique peut apporter rigidité, résistance chimique, performances électriques et propriétés thermiques aux systèmes dérivés correctement formulés.
Le 4-Vinylcyclohexène lui-même est principalement un intermédiaire plutôt qu’un composant final de résine. Les performances finales dépendent du dérivé choisi, de l’agent de durcissement, du catalyseur, de la densité de réticulation, des additifs de formulation et du programme de durcissement.
Traitement des polymères et polyoléfines
Le 4-Vinylcyclohexène a été utilisé dans la fabrication de polymères et de polyoléfines. Sa fonctionnalité vinyle terminale peut participer à des réactions d’addition, tandis que la double liaison cyclique restante fournit un site pour une modification ou une réticulation ultérieure.
Les fonctions potentielles comprennent l’utilisation comme comonomère, substrat de greffage, intermédiaire insaturé ou précurseur de monomères fonctionnels. Le comportement de polymérisation dépend de la chimie de l’initiateur, de la température, de l’élimination de l’inhibiteur, de la concentration du monomère et des rapports de réactivité des comonomères sélectionnés.
L’élimination ou la désactivation du stabilisant avant polymérisation augmente la réactivité, mais augmente également le risque de dégagement incontrôlé de chaleur. Les opérations de polymérisation nécessitent donc une surveillance de la température, une addition contrôlée de l’initiateur, une inhibition d’urgence, une décompression et des limites maximales de fonctionnement sûr validées.
Synthèse de produits chimiques de spécialité
Le 4-Vinylcyclohexène a été utilisé comme intermédiaire dans certaines voies de fabrication d’intermédiaires ignifuges, de plastifiants, d’antioxydants, de parfums, d’arômes et d’autres produits chimiques de spécialité. Il peut également servir d’hydrocarbure de départ pour des réactions d’oxydation, d’hydroformylation, d’hydrogénation et de formation de liaisons carbone-carbone.
Il s’agit d’utilisations comme intermédiaire et elles n’impliquent pas que le 4-Vinylcyclohexène non réagi convienne à une application directe dans des produits de consommation, alimentaires, parfumants ou agricoles. Les limites de substance résiduelle, l’identité du dérivé, les exigences toxicologiques et les réglementations applicables doivent être prises en compte pour le produit fini.
Les évaluations industrielles publiées identifient la production d’époxydes, la fabrication de polyoléfines, l’utilisation comme solvant et la synthèse de produits chimiques de spécialité comme des usages établis ou historiques. Évaluation de l’utilisation industrielle
Applications comme solvant et milieu réactionnel
Le 4-Vinylcyclohexène a été utilisé comme solvant hydrocarboné ou milieu réactionnel dans des procédés spécialisés. Sa faible solubilité dans l’eau et sa compatibilité avec les matières organiques non polaires peuvent faciliter les séparations liquide-liquide et les réactions en phase hydrocarbonée.
Son faible point d’éclair, son potentiel de formation de peroxydes, son profil toxicologique et sa cancérogénicité suspectée limitent considérablement son utilisation courante comme solvant. Des équipements fermés, la récupération des vapeurs, le contrôle de l’exposition et la stabilité du système de récupération sont nécessaires lorsqu’il est choisi comme solvant de procédé.
Opérations sur le butadiène et le caoutchouc synthétique
Le 4-Vinylcyclohexène peut se former comme produit secondaire partout où le 1,3-butadiène est traité. Il peut être présent dans les flux de purge, les fractions d’hydrocarbures récupérées, les résidus de polymérisation et les opérations de fabrication de caoutchouc synthétique.
La surveillance est pertinente parce que son point d’ébullition est beaucoup plus élevé que celui du butadiène, ce qui lui permet de s’accumuler dans certains équipements ou certaines fractions de procédé plus lourdes. La conception du procédé peut prévoir la récupération contrôlée, la destruction, le recyclage ou la séparation du dimère accumulé.
Applications analytiques et de recherche
Le 4-Vinylcyclohexène stabilisé de haute pureté est utilisé dans les études analytiques, le développement de réactions, la recherche sur les polymères, la toxicologie et la préparation de matériaux de référence ou de dérivés fonctionnels.
Les quantités de laboratoire doivent faire l’objet des mêmes contrôles concernant l’incendie, les peroxydes, la cancérogénicité et le risque d’aspiration que le matériau industriel. La petite taille du récipient ne supprime pas la nécessité d’une stabilisation et d’une gestion des peroxydes.
SÉLECTION DE LA QUALITÉ ET PARAMÈTRES DE QUALITÉ
La sélection du 4-Vinylcyclohexène doit commencer par la réaction en aval. L’époxydation, la polymérisation, les travaux analytiques et la synthèse générale d’intermédiaires peuvent nécessiter des limites différentes concernant la pureté, l’inhibiteur, l’indice de peroxyde, l’eau et les résidus à haut point d’ébullition.
Les paramètres importants d’approvisionnement comprennent :
Dosage par chromatographie en phase gazeuse
Identité de l’inhibiteur
Concentration de l’inhibiteur
Indice de peroxyde
Aspect et couleur
Teneur en eau
Densité
Indice de réfraction
Intervalle de distillation
Butadiène résiduel
Autres dimères du butadiène
Oligomères à haut point d’ébullition
Résidu non volatil
Date de fabrication et de stabilisation
Période de recontrôle ou durée de conservation
Configuration de l’emballage
Exigences relatives au Certificat d’Analyse et à la Fiche de Données de Sécurité
Pour l’époxydation, le profil d’impuretés peut influencer la demande en oxydant, la consommation du catalyseur, la sélectivité de la réaction, la couleur et le comportement lors de la distillation. L’inhibiteur peut devoir être pris en compte ou réduit au moyen d’un procédé contrôlé.
Pour la polymérisation, la concentration initiale de l’inhibiteur ainsi que la procédure utilisée pour l’éliminer ou surmonter son effet sont essentielles. Une élimination insuffisante de l’inhibiteur peut retarder la conversion, tandis qu’une élimination incontrôlée peut créer des risques pendant le stockage et la réaction.
Pour les travaux analytiques, un titre supérieur et un chromatogramme d’impuretés défini peuvent être plus importants que l’économie d’achat en vrac. La méthode analytique doit distinguer le 4-Vinylcyclohexène des dimères du butadiène apparentés et des produits d’oxydation.
STABILISATION ET CONTRÔLE DES PEROXYDES
Le 4-Vinylcyclohexène doit être stocké uniquement sous forme stabilisée. Le type de stabilisant, sa concentration, son taux d’épuisement prévu, la température de stockage et les exigences relatives à l’espace de tête doivent être considérés comme faisant partie de la spécification du produit.
Les performances de l’inhibiteur peuvent dépendre de la disponibilité en oxygène et de la chimie du stabilisant sélectionné. La purge de l’espace de tête, la couverture sous azote ou l’ouverture répétée du récipient ne doivent pas être modifiées sans examiner les exigences du système d’inhibition réellement utilisé.
L’exposition à l’air peut générer des hydroperoxydes. La concentration en peroxydes doit être contrôlée avant toute distillation, concentration, chauffage prolongé ou traitement d’un matériau ayant dépassé sa période de stockage recommandée.
Un matériau contenant des niveaux élevés de peroxydes ne doit pas être distillé ou concentré sans une procédure de traitement approuvée. La distillation à sec doit être évitée, car des résidus instables peuvent se concentrer dans le rebouilleur ou le liquide restant.
Une augmentation de la viscosité, une élévation inattendue de la température, une augmentation de pression, une décoloration, la présence de solides ou une augmentation rapide des peroxydes peuvent indiquer une détérioration du produit. Tout matériau suspect doit être isolé et évalué par du personnel formé.
STOCKAGE ET MANIPULATION
Le 4-Vinylcyclohexène doit être stocké dans des récipients compatibles hermétiquement fermés, dans un endroit frais, sombre, résistant au feu et bien ventilé. Le stockage doit être séparé de la chaleur, des étincelles, des flammes nues, des agents oxydants, des initiateurs de polymérisation et des produits chimiques réactifs incompatibles.
Le produit doit être protégé contre tout chauffage incontrôlé et la lumière directe du soleil. La température de stockage doit rester dans la plage spécifiée pour le système d’inhibition fourni.
Les récipients, pompes et équipements de réception doivent être mis à la terre et reliés équipotentiellement. Les installations électriques et les équipements de ventilation doivent être adaptés aux vapeurs inflammables et des outils ne produisant pas d’étincelles doivent être utilisés.
L’air comprimé ne doit pas être utilisé pour remplir, vider, mélanger ou transférer le 4-Vinylcyclohexène. Le pompage en circuit fermé ou le transfert sous pression inerte doit respecter les exigences du système de stabilisation et de sécurité du procédé établi.
Une ventilation locale par aspiration ou un système de manipulation fermé est recommandé. Les opérateurs doivent éviter de respirer les vapeurs et prévenir tout contact avec la peau, les yeux et les vêtements.
INFORMATIONS SUR LA SÉCURITÉ ET LES DANGERS
Le 4-Vinylcyclohexène est un liquide et une vapeur hautement inflammables. À des températures ambiantes normales, l’évaporation peut rapidement créer une atmosphère dangereuse et les mélanges vapeur-air peuvent s’enflammer ou exploser.
Le matériau provoque une irritation cutanée et peut entraîner des lésions oculaires importantes. Le liquide avalé peut pénétrer dans les poumons pendant l’ingestion ou les vomissements et provoquer une pneumopathie d’aspiration pouvant être mortelle.
Le 4-Vinylcyclohexène est considéré comme un cancérogène suspecté. Les études animales étayent également des préoccupations relatives à la toxicité pour la reproduction, notamment des effets sur la fonction ovarienne après des expositions répétées.
Les classifications applicables peuvent inclure une toxicité suspectée pour la reproduction et une toxicité pour certains organes cibles après une exposition prolongée ou répétée. L’exposition professionnelle doit donc être minimisée au moyen du confinement, de la ventilation, de mesures d’hygiène et d’équipements de protection individuelle appropriés.
Le produit est toxique pour les organismes aquatiques et peut entraîner des effets environnementaux durables. Tout rejet dans les égouts, le sol, les eaux de surface et les eaux souterraines doit être évité.
Les équipements de protection doivent comprendre des gants résistants aux produits chimiques, des vêtements de protection, des lunettes de sécurité et une protection du visage lorsqu’une exposition aux éclaboussures est possible. Une protection respiratoire doit être sélectionnée sur la base d’une évaluation formelle de l’exposition lorsque les mesures techniques ne permettent pas de contrôler suffisamment les vapeurs.
PREMIERS SECOURS
Inhalation : Transporter la personne exposée à l’air frais et la maintenir au repos. Obtenir des soins médicaux en cas de toux, de maux de tête, de vertiges, de difficultés respiratoires, d’exposition importante ou de symptômes persistants.
Contact avec la peau : Retirer immédiatement les vêtements et chaussures contaminés. Rincer soigneusement la peau avec beaucoup d’eau et laver avec du savon. Obtenir un avis médical si une irritation apparaît ou si l’exposition a été importante.
Contact avec les yeux : Rincer soigneusement à l’eau propre pendant au moins 15 minutes. Retirer les lentilles de contact lorsqu’elles sont présentes et faciles à retirer, poursuivre le rinçage et obtenir rapidement des soins médicaux.
Ingestion : Obtenir immédiatement une assistance médicale d’urgence. Ne pas provoquer de vomissements en raison du risque grave d’aspiration et ne rien administrer par la bouche à une personne inconsciente.
INTERVENTION EN CAS D’INCENDIE ET DE DÉVERSEMENT
Les agents extincteurs appropriés comprennent la mousse résistant à l’alcool, la poudre chimique sèche et le dioxyde de carbone. Une pulvérisation d’eau peut être utilisée pour refroidir les récipients exposés au feu, mais un jet d’eau direct peut répandre le liquide en feu.
Les pompiers doivent porter un équipement de protection complet et un appareil respiratoire autonome à pression positive. Les récipients chauffés peuvent se rompre ou libérer des vapeurs inflammables et doivent être refroidis depuis une position protégée.
En cas de déversement, éliminer toutes les sources d’inflammation, restreindre l’accès, ventiler la zone et utiliser des équipements ne produisant pas d’étincelles. Récupérer le liquide libre dans des récipients compatibles pouvant être fermés et absorber le matériau restant avec du sable sec ou un autre absorbant inerte.
Le produit déversé ne doit pas être entraîné dans les égouts par lavage. Les absorbants, le sol, les équipements et les emballages contaminés doivent être gérés comme des déchets dangereux conformément aux réglementations applicables.
INFORMATIONS RELATIVES AU TRANSPORT
Le 4-Vinylcyclohexène stabilisé est couramment transporté comme suit :
Numéro UN : UN 1993
Désignation officielle de transport : Liquide inflammable, N.S.A.
Nom technique : 4-Vinylcyclohexène
Classe de danger : 3
Groupe d’emballage : II
La description finale du transport doit respecter la Fiche de Données de Sécurité actuelle, la composition de l’inhibiteur, la taille de l’emballage, la destination et les réglementations applicables au transport routier, maritime, ferroviaire ou aérien.
EMBALLAGE ET FOURNITURE
Le 4-Vinylcyclohexène peut être fourni dans des bouteilles, des fûts, des grands récipients pour vrac ou des configurations de livraison en vrac compatibles et hermétiquement fermés selon la quantité et les exigences de transport. L’emballage doit préserver l’efficacité de l’inhibiteur, empêcher la contamination, contrôler le dégagement de vapeurs et résister aux conditions de transport des liquides inflammables.
Chaque emballage doit être traçable jusqu’à son lot de production et accompagné de la documentation analytique convenue. L’historique de stockage, le niveau d’inhibiteur, l’indice de peroxyde et l’âge du produit sont particulièrement importants lorsque le matériau doit être chauffé, distillé, époxydé ou polymérisé.
Ataman Kimya assure l’approvisionnement en 4-Vinylcyclohexène pour la production d’époxydes, les intermédiaires de polymères et de résines, la synthèse spécialisée, les travaux analytiques et les applications de procédés industriels. La sélection du produit peut être coordonnée selon le titre, le système d’inhibition, la limite de peroxyde, le profil d’impuretés, l’emballage, la documentation et les exigences de livraison.
Pour les spécifications, la disponibilité, les options d’emballage et les demandes commerciales, contactez Ataman Kimya.
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