ACIDE ÉTHANOLIQUE

Un produit chimique important.
Incolore ; odeur irritante et liquides corrosifs acides.
Plus de 1 000 ans avant J.-C., l'homme a commencé à utiliser des bactéries acétiques pour la fermentation du vin et la fabrication du vinaigre.

CAS : 55896-93-0
MF : C4H7ClO4S
PM : 186,61
EINECS : 818-924-5

Synonymes
ÉTALON ACIDES VOLATILS ; ACIDE DE VINAIGRE ; FLUIDE D'EXTRACTION TCLP 2 ; RARECHEM AL BE 0544 ; ACIDE ACÉTIQUE R ; ACIDE ACÉTIQUE CAS 55896-93-0 ; Acide (2S)-2-amino-3-{4-[(4-méthylbenzènesulfonyl)oxy]phényl}propanoïque ; ACIDUM ACETICUM

L'acide éthanolique a une teneur en acide acétique comprise entre 2 % et 12 %.
En 1911, l'Allemagne a utilisé la méthode d'oxydation de l'acétaldéhyde pour créer la première usine d'acide acétique synthétique au monde.
En 1966, Monsanto, aux États-Unis, a développé le procédé de carbonylation à basse pression du méthanol (construit en 1970), qui est devenu la principale méthode de synthèse de l'acide acétique, représentant plus de 50 % de la production totale.
En 1999, la production mondiale d'acide éthanolique était d'environ 5 millions de tonnes.
La Chine a commencé à produire de l'acide acétique dans les années 1950, produisant environ 60 000 tonnes dans les années 1960, pour atteindre 861 300 tonnes en 2001.
La grande majorité de l'acide éthanolique a été convertie en dérivés.
40 à 50 % ont été utilisés pour la production d'acétate de vinyle en Chine et aux États-Unis.
L'acétate d'ester et l'acétate de cellulose représentent chacun 10 à 12 %. L'application de solvants représente 20 à 25 %.
L'acide éthanolique a des propriétés antibactériennes et fongiques. Une solution à 2 à 5 % a un effet bactéricide sur Haemophilus et Pseudomonas.
L'acide éthanolique est également efficace contre Candida, Aspergillus et Trichomonas.
L'acide éthanolique a également un effet spermicide.
Différentes concentrations peuvent être utilisées pour le traitement de diverses infections cutanées superficielles, bactériennes ou fongiques, mais aussi pour la trichomonase vaginale, les brûlures, la prévention de la grippe et la contraception.

L'acide éthanolique est un composé organique liquide, acide et incolore, dont la formule chimique est CH3COOH (également écrit CH3CO2H, C2H4O2 ou HC2H3O2).
L'acide éthanolique est le composant actif du vinaigre.
L'acide éthanolique a été produit à partir du IIIe siècle avant J.-C., ce qui fait de l'acide acétique le premier acide à être produit en grande quantité.

L'acide éthanolique est le deuxième acide carboxylique le plus simple (après l'acide formique).
L'acide éthanolique est un réactif chimique et un produit chimique industriel important dans divers domaines, utilisé principalement dans la production d'acétate de cellulose pour les films photographiques, d'acétate de polyvinyle pour la colle à bois, ainsi que de fibres et tissus synthétiques.
Dans les ménages, l'acide acétique dilué est souvent utilisé dans les détartrants.
Dans l'industrie agroalimentaire, l'acide acétique est réglementé par le code d'additif alimentaire E260 comme correcteur d'acidité et comme condiment.
En biochimie, le groupe acétyle, dérivé de l'acide acétique, est fondamental pour toutes les formes de vie.
Lorsqu'il est lié à la coenzyme A, l'acide éthanolique est essentiel au métabolisme des glucides et des lipides.

La demande mondiale d'acide éthanolique en 2023 s'élève à environ 17,88 millions de tonnes par an (t/a).
La ​​majeure partie de l'acide éthanolique mondial est produite par carbonylation du méthanol.
La production d'acide éthanolique et son utilisation industrielle ultérieure présentent des risques pour la santé des travailleurs, notamment des lésions cutanées accidentelles et des lésions respiratoires chroniques par inhalation.
L'acide éthanolique, CH3COOH, également appelé acide éthanoïque, est un acide organique à l'odeur piquante.
L'acide éthanolique est un acide faible, car il n'est que partiellement dissocié en solution aqueuse.
L'acide éthanolique pur est hygroscopique (il absorbe l'humidité de l'air) et gèle à 16,5 °C pour former un solide cristallin incolore.

Propriétés chimiques de l'acide éthanolique
Point de fusion : 16,2 °C (lit.)
Point d'ébullition : 117-118 °C (lit.)
Densité : 1,049 g/mL à 25 °C (lit.)
Densité de vapeur : 2,07 (par rapport à l'air)
Pression de vapeur : 11,4 mm Hg (20 °C)
Indice de réfraction : n20/D 1,371 (lit.)
Fp : 104 °F
Température de stockage : Atmosphère inerte, 2-8 °C
Solubilité : Benzène, chloroforme
pka : 4,76 (à 25 °C)
Forme : Liquide
Couleur : Incolore
Odeur : Caractéristique, vinaigrée, piquante ; semblable à du vinaigre ; piquante.
Polarité relative : 0,648
Limites d'exposition ACGIH : TWA 10 ppm ; VLE 15 ppm
OSHA : TWA 10 ppm (25 mg/m³)
NIOSH : DIVS 50 ppm ; TWA 10 ppm (25 mg/m³) ; VLE 15 ppm (37 mg/m³)
Stabilité : Sensible à l’humidité, hygroscopique
Référence CAS : 55896-93-0 (Référence CAS)

Acidité
Le centre hydrogène du groupe carboxyle (−COOH) des acides carboxyliques comme l'acide éthanolique peut se séparer de la molécule par ionisation :

CH3COOH ⇌ CH3CO−2 + H+

Grâce à cette libération du proton (H+), l'acide éthanolique présente un caractère acide.
L'acide éthanolique est un acide monoprotique faible.
En solution aqueuse, son pKa est de 4,76.
La base conjuguée de l'acide éthanolique est l'acétate (CH3COO−).
Une solution 1,0 M (environ la concentration de vinaigre blanc) a un pH de 2,4, ce qui indique que seulement 0,4 % des molécules d'acide acétique sont dissociées.

Structure
Dans l'acide éthanolique solide, les molécules forment des chaînes de molécules individuelles interconnectées par des liaisons hydrogène.
En phase vapeur à 120 °C (248 °F), des dimères peuvent être détectés.
Les dimères sont également présents en phase liquide dans des solutions diluées contenant des solvants sans liaisons hydrogène, et dans une certaine mesure dans l'acide acétique pur, mais ils sont perturbés par les solvants à liaisons hydrogène.
L'enthalpie de dissociation du dimère est estimée entre 65,0 et 66,0 kJ/mol, et l'entropie entre 154 et 157 J·mol−1·K−1.
D'autres acides carboxyliques interagissent par des liaisons hydrogène intermoléculaires similaires.

Propriétés des solvants
L'acide éthanolique est un solvant protique hydrophile (polaire), similaire à l'éthanol et à l'eau.
Avec une permittivité statique relative (constante diélectrique) de 6,2, l'acide éthanolique dissout non seulement les composés polaires tels que les sels inorganiques et les sucres, mais aussi les composés non polaires tels que les huiles et les solutés polaires. L'acide éthanolique est miscible aux solvants polaires et apolaires tels que l'eau, le chloroforme et l'hexane.

Avec les alcanes supérieurs (à partir de l'octane), l'acide acétique n'est miscible à aucune composition, et sa solubilité dans les alcanes diminue avec les n-alcanes plus longs.
Les propriétés de solvant et de miscibilité de l'acide acétique font de l'acide éthanolique un produit chimique industriel utile, par exemple comme solvant dans la production de téréphtalate de diméthyle.

Biochimie
À pH physiologique, l'acide éthanolique est généralement entièrement ionisé en acétate en solution aqueuse.
Le groupe acétyle, dérivé de l'acide acétique, est fondamental pour toutes les formes de vie. Généralement, l'acide éthanolique est lié à la coenzyme A par l'acétyl-CoA synthétase, une enzyme qui joue un rôle central dans le métabolisme des glucides et des lipides.
Contrairement aux acides carboxyliques à chaîne longue (les acides gras), l'acide acétique n'est pas présent dans les triglycérides naturels.
La majeure partie de l'acétate produit dans les cellules et utilisé dans la production d'acétyl-CoA est synthétisée directement à partir d'éthanol ou de pyruvate.
Cependant, la triacétine (triacétate de glycérine), un triglycéride artificiel, est un additif alimentaire courant, présent dans les cosmétiques et les médicaments topiques ; cet additif est métabolisé en glycérol et en acide acétique dans l'organisme.

L'acide éthanolique est produit et excrété par les bactéries acétiques, notamment les bactéries du genre Acetobacter et Clostridium acetobutylicum.
Ces bactéries sont omniprésentes dans les aliments, l'eau et le sol, et l'acide acétique est produit naturellement lorsque les fruits et autres aliments se gâtent.
L'acide éthanolique est également un composant de la lubrification vaginale chez l'homme et d'autres primates, où il semble agir comme un agent antibactérien doux.

Utilisations
Utilisé dans la fabrication de l'acétate de vinyle monomère (VAM), il représente un tiers de la consommation d'acide acétique.
Utilisé comme additif alimentaire (condiment, ingrédient) ou comme conservateur, l'acide éthanolique est présent dans les solutions de vinaigre, généralement à une concentration comprise entre 3 et 9 %.
Dans la production de divers matériaux synthétiques, l'acide éthanolique est un précurseur et un solvant pour diverses colles et plastiques tels que l'acétate de polyvinyle, l'acétate de cellulose, le nylon et le téréphtalate de diméthyle.
Largement utilisé comme agent dans la fabrication de composés organiques entrant dans la composition d'ingrédients alimentaires, de colorants et de parfums, de fibres de rayonne, de fibres et textiles synthétiques, d'encres et de colorants, de bouteilles de boissons gazeuses, de caoutchoucs et de plastiques, ainsi que de pesticides.
Dans le traitement des eaux usées, l'acide éthanolique peut être dosé pour corriger un pH fortement alcalin après l'ajout de soude caustique au flux de fluide.
Pour les analyses sanguines en laboratoire clinique
Pour le traitement des infections de l'oreille externe dues à la prolifération de champignons et de bactéries

L'acide éthanolique est un acide produit chimiquement par la conversion de l'alcool en acétaldéhyde puis en acide acétique.
L'acide éthanolique est le principal composant du vinaigre, qui contient au moins 4 g d'acide acétique pour 100 cm³ à 20 °C.
Les sels approuvés comprennent l'acétate de sodium, l'acétate de calcium, le diacétate de sodium et le diacétate de calcium.
L'acide éthanolique est utilisé comme conservateur, acidulant et aromatisant dans le ketchup, la mayonnaise et les cornichons.
L'acide éthanolique peut être utilisé en association avec des agents levants pour libérer le dioxyde de carbone du bicarbonate de sodium.

Liquide incolore préparé par distillation du bois ou oxydation d'alcool éthylique dilué.
L'acide éthanolique a une odeur très piquante et ses vapeurs sont inflammables.
Une fois obtenu à pleine concentration (99 %), il se solidifie à 16,7 °C sous forme de glace.
C'est pourquoi le terme « glacial » est également utilisé pour décrire cet acide.
L'acide éthanolique est soluble dans l'eau, l'alcool, l'éther, le chloroforme et la gélatine.
L'acide acétique était utilisé comme agent de restriction pour le développement physique des calotypes, des Niépceotypes et des plaques au collodion.
Les photographes utilisaient également l'acide éthanolique pour retarder la réduction de l'image lors de ces procédés en l'ajoutant à la solution de nitrate d'argent.
L'acide éthanolique est utilisé comme bain d'arrêt et comme solvant pour la gélatine.

L'acide éthanolique est un réactif chimique pour la production de composés chimiques.
L'acide éthanolique est principalement utilisé dans la production d'acétate de vinyle monomère, suivi de près par la production d'anhydride acétique et d'esters.
Le volume d'acide éthanolique utilisé dans le vinaigre est relativement faible.

Acétate de vinyle monomère
L'acide éthanolique est principalement utilisé dans la production d'acétate de vinyle monomère (AVM).
En 2008, on estimait que cette application consommait un tiers de la production mondiale d'acide acétique.
La réaction consiste en l'éthylène et l'acide éthanolique avec de l'oxygène sur un catalyseur au palladium, en phase gazeuse.

2 H3C−COOH + 2 C2H4 + O2 → 2 H3C−CO−O−CH=CH2 + 2 H2O
L'acide éthanolique peut être polymérisé en acétate de polyvinyle ou en d'autres polymères, utilisés dans les peintures et les adhésifs.

Production d'esters
Les principaux esters de l'acide éthanolique sont couramment utilisés comme solvants pour les encres, les peintures et les revêtements.
Ces esters comprennent l'acétate d'éthyle, l'acétate de n-butyle, l'acétate d'isobutyle et l'acétate de propyle.
Ils sont généralement produits par réaction catalysée entre l'acide acétique et l'alcool correspondant :

CH3COO−H + HO−R → CH3COO−R + H2O, R = groupe alkyle général.
Par exemple, l'acide acétique et l'éthanol donnent de l'acétate d'éthyle et de l'eau.

CH3COO−H + HO−CH2CH3 → CH3COO−CH2CH3 + H2O
La plupart des esters d'acétate sont toutefois produits à partir d'acétaldéhyde par la réaction de Tishchenko.
De plus, les acétates d'éther sont utilisés comme solvants pour la nitrocellulose, les laques acryliques, les décapants pour vernis et les teintures à bois.
Premièrement, les monoéthers de glycol sont produits à partir d'oxyde d'éthylène ou d'oxyde de propylène et d'alcool, puis estérifiés avec de l'acide acétique.
Les trois principaux produits sont l'acétate d'éther monoéthylique d'éthylène glycol (EEA), l'acétate d'éther monobutylique d'éthylène glycol (EBA) et l'acétate d'éther monométhylique de propylène glycol (PMA, plus communément appelé PGMEA dans les procédés de fabrication de semi-conducteurs, où il est utilisé comme solvant de réserve).
Cette application consomme environ 15 à 20 % de la consommation mondiale d'acide acétique.
Les acétates d'éther, comme l'EEA, se sont révélés nocifs pour la reproduction humaine.

Utilisation médicale
L'injection d'acide éthanolique dans une tumeur est utilisée pour traiter le cancer depuis les années 1800.
L'acide éthanolique est utilisé dans le cadre du dépistage du cancer du col de l'utérus dans de nombreuses régions du monde en développement.
L'acide éthanolique est appliqué sur le col de l'utérus et si une zone blanche apparaît après environ une minute, le test est positif.
L'acide éthanolique est un antiseptique efficace lorsqu'il est utilisé en solution à 1 %, avec un large spectre d'activité contre les streptocoques, les staphylocoques, les pseudomonas, les entérocoques et autres.
L'acide éthanolique peut être utilisé pour traiter les infections cutanées causées par des souches de pseudomonas résistantes aux antibiotiques classiques.
Bien que l'acide éthanolique dilué soit utilisé en iontophorèse, aucune preuve solide ne justifie ce traitement pour les affections de la coiffe des rotateurs.
Pour le traitement de l'otite externe, l'acide éthanolique figure sur la liste des médicaments essentiels de l'Organisation mondiale de la santé.

Aliments
L'acide éthanolique contient 349 kcal (1 460 kJ) pour 100 g.
Le vinaigre contient généralement au moins 4 % d'acide acétique en masse.
Les limites légales de teneur en acide acétique varient selon les juridictions.
L'acide éthanolique est utilisé directement comme condiment et dans la marinade de légumes et d'autres aliments.
Le vinaigre de table a tendance à être plus dilué (4 à 8 % d'acide acétique), tandis que les marinades alimentaires industrielles utilisent des solutions plus concentrées.

La proportion d'acide acétique utilisée dans le monde sous forme d'acide éthanolique n'est pas aussi importante que dans l'industrie, mais l'acide éthanolique est de loin l'application la plus ancienne et la plus connue.

Effets pharmacologiques
L'acide éthanolique a des propriétés antibactériennes et fongiques.

Une solution à 5 % a un effet bactéricide sur Haemophilus et Pseudomonas.
Une solution à 0,5 % à 2 % a un effet antiseptique sur la stérilisation des plaies par lavage ; différentes concentrations d'acétate peuvent être utilisées pour traiter diverses mycoses cutanées superficielles ; le produit a une efficacité bactéricide.

Production
À partir du méthanol, l'acide éthanolique est produit par carbonylation basse pression.
La carbonylation du méthanol est la principale méthode de production d'acide acétique.
Il existe également de nombreuses autres méthodes de synthèse industrielles, notamment :
Oxydation de l'acétaldéhyde
L'acétaldéhyde est utilisé comme matière première, par oxydation en phase liquide avec de l'air à 70 °C et 1 MPa. Afin d'éviter toute explosion due au peroxyde, l'acétate de cobalt ou l'acétate de manganèse peuvent être utilisés comme décomposeurs de peroxydes lors d'une réaction exothermique.
En refroidissant et en maintenant la température de réaction à 70 °C, l'acide éthanolique peut être obtenu par concentration et distillation.

Célanese
L'acétate de manganèse est utilisé comme catalyseur à partir du butane, à 150-250 °C et 6 MPa, pour oxyder l'acide acétique avec de l'air.

BP Chemical
Utilisant des huiles contenant plus de 40 % d'hydrocarbures aliphatiques C4-C8 comme matière première, l'oxydation en phase liquide est réalisée en présence d'acétate de manganèse ou d'acétate de cobalt à une température de 160-170 °C et sous une pression de 4,0 MPa. On obtient ainsi de l'acide acétique, de l'acide formique, de l'acide propionique et de l'acide butyrique.
L'acide acétique est ensuite obtenu par distillation et raffinage.
L'acide éthanolique peut être préparé en utilisant l'éthylène comme matière première, le palladium comme catalyseur et le vanadium comme cocatalyseur lors d'une réaction d'oxydation.

Production biotechnologique
L'acide éthanolique est produit pour les boissons, l'alimentation humaine et animale presque exclusivement par le procédé traditionnel au vinaigre.
L'éthanol est d'abord produit par fermentation avec Saccharomyces cerevisiae en l'absence d'oxygène.
L'acide éthanolique est ensuite produit à partir d'éthanol par des bactéries acétiques, telles qu'Acetobacter aceti, Acetobacter pasteurianus ou Gluconacetobacter europaeus, en conditions aérobies.
Différents substrats, tels que le malt, les fruits et la canne à sucre, sont utilisés pour la production d'acide éthanolique.
Aujourd'hui, des procédés en deux étapes (par exemple, la fermentation en deux cuves ou la fermentation submergée en deux étapes) sont généralement utilisés à l'échelle industrielle.
Dans un premier temps, la biomasse est produite parallèlement à la production d'acide acétique.
Dans un deuxième temps, l'acidification a principalement lieu.
Des concentrations d'acide éthanolique allant jusqu'à 200 g.L-1 peuvent être atteintes.
Le procédé du vinaigre a été étudié de manière approfondie pendant de nombreuses décennies.
Cependant, des tentatives sont toujours en cours pour améliorer la production de vinaigre, notamment en termes de productivité et de minimisation des coûts grâce à des substrats alternatifs, de nouveaux concepts de procédés (par exemple, cellules immobilisées ou cultures mixtes de levures et de bactéries acétiques, et bactéries acétiques optimisées).
L'acide éthanolique peut être produit en conditions anaérobies par certains micro-organismes tels que Clostridium thermoaceticum.
Lors de fermentations discontinues en cellules libres, des concentrations d'acétate de 50 g.L-1 ont été atteintes en moins de 192 h.
Des concentrations d'acide éthanolique de 83 à 100 g.L-1, un rendement de 0,74 à 0,80 g d'acide acétique par gramme de glucose et une productivité de 0,60 à 0,85 g.L-1.h-1 ont été observés dans des conditions optimisées dans un procédé discontinu alimenté par récupération de cellules avec contrôle du pH utilisant le glucose comme substrat.