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Introduction
Le borane–N-méthylmorpholine (abrégé en BH₃·NMM) est un complexe largement utilisé de borane avec l'amine tertiaire N-méthylmorpholine.
Il est principalement utilisé comme agent réducteur doux et sélectif en chimie organique synthétique, en particulier pour la réduction des composés carbonylés dans des conditions contrôlées.
En raison de sa stabilité améliorée par rapport au borane seul, il offre des avantages pratiques dans les contextes de laboratoire et industriels.
Identification chimique
Numéro CAS : 37260-57-6
Formule moléculaire : C₅H₁₂BNO
Masse molaire : 112,97 g/mol
Nom IUPAC : Complexe borane–N-méthylmorpholine
Synonymes:
Complexe N-méthylmorpholine–borane
Complexe de morpholine, 4-méthyl-, borane
BH₃·NMM
Borane-morpholine, méthylée
Morpholine, 4-méthyl-, borane (1:1)
Histoire et découverte
L'utilisation de complexes amine-borane remonte au milieu du XXe siècle, principalement dans le but de stabiliser le borane (BH₃), qui est pyrophorique et instable sous sa forme libre.
La découverte du borane–N-méthylmorpholine s’inscrit dans le cadre de cette enquête plus large sur des systèmes d’administration de borane plus sûrs.
Il a été découvert que la N-méthylmorpholine formait un complexe stable 1:1 avec BH₃, produisant un solide cristallin qui pouvait être stocké et utilisé dans des conditions ambiantes, contrairement au gaz BH₃ libre.
Structure moléculaire et liaison
La molécule est constituée d'une liaison covalente coordonnée entre la paire non isolée d'azote de la N-méthylmorpholine et l'atome de bore déficient en électrons dans BH₃.
Cette liaison dative confère un caractère ionique partiel et contribue à la stabilité du complexe.
Des études de chimie quantique montrent que la liaison azote-bore a une longueur de liaison d’environ 1,63 Å et que la structure ressemble à un arrangement tétraédrique autour du centre du bore.
Méthodes de synthèse et de préparation
Synthèse en laboratoire
Une synthèse courante consiste à faire passer du borane–THF à travers une solution de N-méthylmorpholine à basse température :
BH₃·THF + NMM → BH₃·NMM + THF
Préparation industrielle
Pour la synthèse à grande échelle, le diborane gazeux (B₂H₆) est mis à réagir avec la N-méthylmorpholine dans des conditions contrôlées avec des solvants tels que l'éther diéthylique ou le toluène.
Propriétés physiques et chimiques
Valeur de la propriété
Aspect Solide cristallin blanc
Densité ~0,93 g/cm³
Point de fusion 66–70 °C
Solubilité Soluble dans l'éther, le THF, l'acétone
Stabilité Stable dans des récipients scellés
Odeur d'amine
Le borane–NMM est significativement plus stable que le borane–THF ou le borane–DMS, en particulier à l’air ambiant.
Données spectroscopiques et analytiques
RMN:
RMN ¹H : des signaux apparaissent pour BH₃ (large, ~ -0,6 ppm), N-méthyle (~ 2,3 ppm) et les protons du cycle.
RMN du ¹³C : Signaux pour les carbones de la morpholine et les groupes méthyle.
¹¹B RMN : Singulet large autour de -18 à -24 ppm.
Spectroscopie IR :
Étirement B–H : ~2300–2500 cm⁻¹
Étirement N–B : ~650–850 cm⁻¹
Spectrométrie de masse :
Pic d'ions moléculaires à m/z 113
La fragmentation montre un clivage de la liaison B–N
Réactivité et mécanisme
Le borane–NMM agit comme donneur d'hydrure lors des réductions. Mécaniquement, il transfère un hydrure à des centres électrophiles tels que les groupes carbonyles.
Il évite la sur-réduction et fournit une régiosélectivité dans des conditions contrôlées.
Applications en chimie organique
Réductions : Aldéhydes, cétones, esters et acides en alcools
Réductions d'amides : en amines sans affecter les systèmes insaturés voisins
Amination réductrice : douce et sélective
Synthèse chirale : associée à des auxiliaires chiraux
Applications en chimie industrielle et fine
Utilisé dans :
Intermédiaires pharmaceutiques
synthèse agrochimique
Composés parfumants et aromatiques
Processus de réduction des API
Catalyse et chimie de coordination
Le borane–NMM a été étudié comme précurseur dans :
Complexes de coordination métal de transition-borane
Matériaux de stockage de l'hydrogène
Réactions d'hydroboration catalytique
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LA BORANE-N-MÉTHYLMORPHOLINE
Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Montrez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortez de la zone dangereuse :
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, déplacer la personne à l'air frais.
En cas d'arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport vers l’hôpital.
En cas d'ingestion :
NE PAS faire vomir.
Ne jamais rien donner par voie orale à une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la mousse résistante à l’alcool, un produit chimique sec ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour lutter contre l'incendie si nécessaire.
Mesures en cas de déversement accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés pour l'élimination.
Manipulation et stockage :
Précautions pour une manipulation sans danger :
Éviter l’inhalation de vapeurs ou de brouillards.
Conditions de stockage sûr, y compris d’éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
Contrôles de l'exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance présentant des valeurs limites d’exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d’hygiène industrielle et de sécurité.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utiliser des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact cutané avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois en vigueur et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.
Contact complet :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Contact par éclaboussures
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d’utilisation spécifique.
Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs à épuration d'air sont appropriés, utilisez un respirateur complet avec des cartouches respiratoires combinées polyvalentes (US) ou de type ABEK (EN 14387) comme solution de secours aux contrôles techniques.
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d’air complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés conformément aux normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux :
Des produits de décomposition dangereux se forment en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique.
Considérations relatives à l’élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Proposez les solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d’élimination agréée.
Contactez un service professionnel agréé d’élimination des déchets pour éliminer ce matériau.
Emballage contaminé :
Éliminer comme produit non utilisé
