Chimie Organique de A à Z

le protoxyde d'azote

Priestley - 1772

Structure du protoxyde d'azote.

Le protoxyde d'azote, également appelé oxyde nitreux, hémioxyde d'azote ou encore gaz hilarant, est un composé chimique de formule N₂O.

Ce gaz incolore a une odeur et un goût légèrement sucrés. Il est dit « gaz hilarant » car euphorisant à l'inhalation, d'où son usage comme drogue récréative hallucinogène.

Présent à l'état de traces dans l'air sec (330 parties par milliard), c'est un puissant gaz à effet de serre (298 fois plus puissant que le CO₂) et il est devenu le 1^er contributeur à la destruction de la couche d'ozone. Ses émissions sont d'origine naturelle et humaine (plus de 20 % d'augmentation dans l'air depuis l'époque pré-industrielle).

Usage comme drogue

Le protoxyde d'azote, légalement vendu dans les commerces de proximité — théoriquement pour des siphons à chantilly — conditionné en bonbonnes ou cartouches d'acier de forme ovale, est (depuis deux décennies au moins) détourné à titre récréatif pour ses propriétés psychodysleptiques.

Selon Garbaz, la toxicomanie au protoxyde d’azote est restée longtemps rare, ne touchant d'abord que des employés du monde hospitalier ou médical, puis un nombre croissant de jeunes adultes et adolescents, voire d'enfants. En s’étendant ainsi au grand public (via la grande disponibilité de cartouches à bas prix), « elle expose à la survenue d’accidents et d’effets indésirables non connus ». Ce détournement du protoxyde d'azote est avéré aux États-Unis et au Royaume-Uni depuis le début des années 1980 et en France depuis 1996/1998 (premiers cas signalés par le centre antipoison de Marseille), dans les milieux étudiant notamment.

S'il est pris seul et très épisodiquement, le protoxyde d’azote ne représente pas un risque d'addiction : le N₂O fait rire, son effet est de relativement courte durée et il n'induit généralement pas de dépendance. Ce n'est cependant pas un produit anodin. Il est source d'une forme d'anémie particulière, d'atteintes neurologiques (poly-neuropathies, d'ataxies, c'est-à-dire troubles de l'équilibre, problèmes de coordination motrice). Et selon les statistiques anglaises collectées par un rapport de l'université de Londres (cité par le quotidien The Independant), en six ans de 2006 à 2012, dix-sept jeunes Britanniques sont morts après avoir consommé du gaz hilarant, dont six par asphyxie (hypoxie).

Toxicologie

Les effets d'une exposition chronique à de faibles doses sont mal connus, mais ont été étudiés pour certains métiers exposés (anesthésistes en salles de chirurgie par exemple).

À forte dose, il provoque des effets neurologiques (polynévrite avec spasticité) et une anémie macrocytaire, avec réduction du taux de vitamine B₁₂circulante. Smith, dans une revue des risques sanitaires chez le personnel hospitalier, rappelle qu'il s'agit d'un poison mitotique, qui a été rendu responsable de tumeurs du système lymphoïde et du système réticulo-endothélial chez le personnel intervenant en salle d'opération (avec échanges entre chromatides sœurs) chez lequel on a décrit diverses atteintes cytogénétiques (problèmes également posés par l'exposition à d'autres anesthésiques).

Le protoxyde d'azote à haute concentration peut tuer par asphyxie (due à un manque d'oxygène) ; le mélange anesthésique contient toujours au moins 21 % d'oxygène (soit la proportion d'oxygène de l'air ambiant, et jusqu'à 50 % dans le cas du MEOPA).

L'usage détourné et prolongé de protoxyde d'azote présente, outre des risques d'asphyxie, des risques de complications médicales pour le nouveau-né en cas d'usage durant une grossesse.

synthèse de la phényléthyne

ou

phénylacétylène

Mode opératoire:

Manipulations à réaliser sous hotte en fonction

1/ Equation chimique n°1 (voir ci-dessous): dans un erlenmeyer de 100 cm³, dissoudre 5.9 g d'acide cinnamique dans 25 cm³ de trichlorométhane, tout en chauffant au bain-marie à une température de 60°C et en agitant. Laisser refroidir et ajouter au milieu homogène 6.4 g de dibrome préalablement dissous dans 40 cm³ de trichlorométhane, tout en agitant vigoureusement et refroidir l'erlenmeyer avec un bain de glace. Puis continuer à agiter pendant 30 minutes. Filtrer l'acide 2,3-dibromo-3-phénylpropanoïque sur un entonnoir fritté.

2/ Equation chimique n°2 (voir ci-dessous): dans un ballon monocol de 250 cm³ équipé d'un barreau aimanté, mettre tout l'acide-2,3-dibromo-3-phénylpropanoïque et 60 cm³ d'une solution de carbonate de sodium à 10%. Adapter un réfrigérant à eau et chauffer à reflux avec un bain d'huile pendant 30 minutes.  Laisser refroidir et transvaser dans une ampoule à décanter de 250 cm3. récupérer la phase organique et extraire la phase aqueuse avec trois fois 10 cm3 d'éther diéthylique.. Réunir les quatre phases organiques et sécher sur 2.0 g de chlorure de calcium anhydre. Eliminer l'éther à l'évaporateur rotatif et récupérer le béta-bromostyrène.

3/ Equation chimique n°3 (voir ci-dessous): dans un ballon bicol de 100 cm³ équipé d'une ampoule de coulée, introduire 11.2 g d'hydroxyde de potassium, quelques gouttes d'eau et quelques grains de pierre ponce. Dans l'ampoule de coulée, verser le béta-bromostyrène. Chauffer au bain d'huile à 200°C et ajouter le béta-bromostyrène à l(hydroxyde de potassium fondue à la vitesse d'une goutte par seconde. Dès que la phényléthyne distille, chauffer à 220°C jusqu'à la fin de l'addition. Puis chauffer à 230°C jusqu'à la fin de la distillation.

4/ Récupérer la phase supérieure organique. Extraire la phase aqueuse en deux fois avec 10 cm³ d'éther diéthylique à chaque fois. Réunir les phases organiques. Sécher sur 2.0 g de sulfate de magnésium anhydre pendant 15 minutes. Eliminer l'éther diéthylique à l'évaporateur rotatif.

réarrangement de Chapman

1925

Conversion thermique d'un aryl N‐arylbenzimidates en l'amide correspondant.

William - Arthur Chapman

(1898 - 1980)

réaction d'Etard

1880

C'est une réaction d'oxydation organqiue des groupes méthyl, liés à un cycle aromatique ou un hétérocycle  en un groupe aldéhyde par le chlorure de chromyle CrO₂Cl₂. Elle permet par exemple d'oxyder le toluène en benzaldéhyde.

Mécanisme

Il se déroule selon une réaction ène avec le chlorure de chromyle, formant un précipité, le complexe d'Étard. Ce complexe se décompose ensuite par un réarrangement sigmatropique [2,3] sous conditions réductrices, pour éviter une oxydation supplémentaire en acide carboxylique. De telles conditions sont obtenues en saturant la solution par du sulfite de sodium. En général on utilise un solvant du type sulfure de carbone, chloroforme ou encore tétrachlorure de carbone, ce dernier étant moins courant. Pour obtenir un aldéhyde le plus pur possible, le complexe d'Étard est souvent purifié avant sa décomposition, afin d'éviter toute réaction avec un réactif qui n'aurait pas encore réagit. On laisse en général cette réaction durer plusieurs jours à plusieurs semaines, et son rendement est assez élevé.

Alexandre-Léon Etard

(1852 - 1910)