Les usages
Les azides ont des utilisations variées dans les industries chimiques, des colorants, des plastiques, du caoutchouc et des métaux. Plusieurs composés sont utilisés dans le traitement des eaux usées et comme intermédiaires chimiques, additifs alimentaires et agents désinfectants dans les détergents à vaisselle et les piscines.
1,1'-azobis(formamide) est un agent gonflant pour le caoutchouc synthétique et naturel et les copolymères éthylène-acétate de vinyle. Il est également utile comme agent moussant ajouté pour augmenter la porosité des plastiques. Acide isocyanurique trichloré et dichloroisocyanurate de sodium sont utilisés comme agents désinfectants pour les piscines et comme ingrédients actifs dans les détergents, les agents de blanchiment commerciaux et ménagers et les produits de lavage de la vaisselle. Le dichloroisocyanurate de sodium est également utilisé dans le traitement de l'eau et des eaux usées.
Acide édétique (EDTA) a de nombreuses fonctions dans les secteurs de l'alimentation, de la métallurgie, de la chimie, du textile, de la photographie et des soins de santé. C'est un antioxydant dans les aliments. L'EDTA est utilisé comme agent chélatant pour éliminer les ions métalliques indésirables dans l'eau de chaudière et l'eau de refroidissement, dans le placage au nickel et dans la pâte à papier. Il agit également comme agent de blanchiment pour le traitement des films dans l'industrie de la photographie, agent de gravure dans la finition des métaux et agent de teinture dans l'industrie textile. L'EDTA se trouve dans les détergents pour textiles, les germicides industriels, les fluides de coupe des métaux, la production de semi-conducteurs, les savons liquides, les shampooings, les produits pharmaceutiques et cosmétiques. Il est également utilisé en médecine pour traiter l'empoisonnement au plomb.
Phénylhydrazine, aminoazotoluène et hydrazine sont utiles dans l'industrie des colorants. La phénylhydrazine est également utilisée dans la préparation de produits pharmaceutiques. L'hydrazine est un réactif dans les piles à combustible à usage militaire et un agent réducteur dans l'extraction du plutonium des déchets des réacteurs. Il est utilisé dans le nickelage, le traitement des eaux usées et le placage électrolytique des métaux sur le verre et les plastiques. L'hydrazine est utilisée pour le retraitement du combustible nucléaire et comme composant de combustibles à haute énergie. C'est un inhibiteur de corrosion dans l'eau d'alimentation des chaudières et dans l'eau de refroidissement des réacteurs. L'hydrazine est également un intermédiaire chimique et un propulseur de fusée. Diazométhane est un puissant agent de méthylation pour les composés acides tels que les acides carboxyliques et les phénols.
L'azide de sodium est utilisé dans la synthèse organique, la fabrication d'explosifs et comme propulseur dans les airbags automobiles. L'acide hydrazoïque est utilisé pour fabriquer des explosifs de contact tels que l'azoture de plomb.
D'autres azides, y compris méthylhydrazine, hydrazobenzène, 1,1-diméthylhydrazine, sulfate d'hydrazine et diazométhane, sont utilisés dans de nombreuses industries. La méthylhydrazine est un solvant, un intermédiaire chimique et un propulseur de missile, tandis que l'hydrazobenzène est un intermédiaire chimique et un additif anti-boue pour l'huile moteur. La 1,1-diméthylhydrazine est utilisée dans les formulations de carburant pour fusées. C'est un stabilisant pour les additifs de carburant au peroxyde organique, un absorbant pour les gaz acides et un composant du carburéacteur. Le sulfate d'hydrazine est utilisé dans l'estimation gravimétrique du nickel, du cobalt et du cadmium. C'est un antioxydant dans le flux de soudure pour les métaux légers, un germicide et un agent réducteur dans l'analyse des minéraux et des scories.
Dangers
Diazométhane
Risques d'incendie et d'explosion. Que ce soit à l'état gazeux ou liquide, le diazométhane explose avec des éclairs et même à -80 °C, le diazométhane liquide peut exploser. Cependant, l'expérience générale montre qu'aucune explosion ne se produit lorsque le diazométhane est préparé et contenu dans des solvants tels que l'éther éthylique.
Dangers pour la santé. Le diazométhane a été décrit pour la première fois en 1894 par von Pechmann, qui a indiqué qu'il était extrêmement toxique, provoquant une faim d'air et des douleurs à la poitrine. Suite à cela, d'autres chercheurs ont signalé des symptômes de vertiges et d'acouphènes. Il a été rapporté que l'exposition cutanée au diazométhane produisait une dénudation de la peau et des muqueuses, et il a été affirmé que son action ressemblait à celle du sulfate de diméthyle. Il a également été noté que les vapeurs de la solution éthérée du gaz étaient irritantes pour la peau et rendaient les doigts si sensibles qu'il était difficile de saisir une épingle. En 1930, l'exposition de deux personnes a entraîné des douleurs thoraciques, de la fièvre et de graves symptômes asthmatiques environ 5 heures après l'exposition à de simples traces de gaz.
La première exposition au gaz peut ne produire aucune réaction initiale notable ; cependant, des expositions ultérieures même infimes peuvent produire des crises d'asthme extrêmement graves et d'autres symptômes. Les symptômes pulmonaires peuvent s'expliquer soit par une véritable sensibilité allergique après une exposition répétée au gaz, en particulier chez les personnes allergiques héréditaires, soit par une puissante action irritante du gaz sur les muqueuses.
Au moins 16 cas d'intoxication aiguë au diazométhane, dont des décès dus à un œdème pulmonaire, ont été signalés chez des chimistes et des travailleurs de laboratoire. Dans tous les cas, les symptômes d'intoxication comprenaient une toux irritante, de la fièvre et des malaises, variant en intensité selon le degré et la durée de l'exposition. Des expositions ultérieures ont entraîné une hypersensibilité.
Chez l'animal, l'exposition au diazométhane à 175 ppm pendant 10 minutes a provoqué un emphysème hémorragique et un œdème pulmonaire chez le chat, entraînant la mort en 3 jours.
Phytotoxicité. Une explication de la toxicité du diazométhane a été la formation intracellulaire de formaldéhyde. Le diazométhane réagit lentement avec l'eau pour former de l'alcool méthylique et libérer de l'azote. Le formaldéhyde, à son tour, est formé par l'oxydation de l'alcool méthylique. Les possibilités de libération in vivo d'alcool méthylique ou de réaction du diazométhane avec des composés carboxyliques pour former des esters méthyliques toxiques peuvent être envisagées ; d'autre part, les effets délétères du diazométhane peuvent être principalement dus à l'action fortement irritante du gaz sur le système respiratoire.
Il a été démontré que le diazométhane est un carcinogène pulmonaire chez la souris et le rat. Il a également été démontré que l'application cutanée et l'injection sous-cutanée, ainsi que l'inhalation du composé, provoquent le développement de tumeurs chez les animaux de laboratoire. Des études bactériennes montrent qu'il est mutagène. Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) le place cependant dans le groupe 3, inclassable quant à la cancérogénicité humaine.
Le diazométhane est un insecticide efficace pour le contrôle chimique des Triatom infestations. Il est également utile comme algicide. Lorsque le composant ichtyotoxique de l'algue verte Chaetomorpha minima est méthylé avec du diazométhane, on obtient un solide qui conserve sa toxicité pour tuer les poissons. Il est à noter que dans le métabolisme des carcinogènes diméthylnitrosamine et cycasine, l'un des produits intermédiaires est le diazométhane.
Hydrazine et dérivés
L'inflammabilité, l'explosion et la toxicité sont les principaux dangers des hydrazines. Par exemple, lorsque l'hydrazine est mélangée avec du nitrométhane, il se forme un explosif puissant qui est plus dangereux que le TNT. Toutes les hydrazines discutées ici ont des pressions de vapeur suffisamment élevées pour présenter de graves risques pour la santé par inhalation. Ils ont une odeur de poisson et d'ammoniac suffisamment répulsive pour indiquer la présence de concentrations dangereuses dans des conditions d'exposition accidentelle de courte durée. À des concentrations plus faibles, qui peuvent se produire pendant les processus de fabrication ou de transfert, les propriétés d'avertissement de l'odeur peuvent ne pas être suffisantes pour empêcher les expositions professionnelles chroniques de faible niveau chez les manipulateurs de carburant.
Des concentrations modérées à élevées de vapeurs d'hydrazine sont très irritantes pour les yeux, le nez et le système respiratoire. L'irritation cutanée est prononcée avec les hydrazines propulsives ; le contact direct avec le liquide entraîne des brûlures et même des dermatites de type sensibilisation, notamment dans le cas de la phénylhydrazine. Les éclaboussures oculaires ont un effet fortement irritant et l'hydrazine peut provoquer des lésions permanentes de la cornée.
En plus de leurs propriétés irritantes, les hydrazines exercent également des effets systémiques prononcés par n'importe quelle voie d'absorption. Après l'inhalation, l'absorption cutanée est la deuxième voie d'intoxication la plus importante. Toutes les hydrazines sont des poisons modérés à puissants du système nerveux central, entraînant des tremblements, une augmentation de l'excitabilité du système nerveux central et, à des doses suffisamment élevées, des convulsions. Cela peut évoluer vers la dépression, l'arrêt respiratoire et la mort. D'autres effets systémiques concernent le système hématopoïétique, le foie et les reins. Les hydrazines individuelles varient considérablement en degré de toxicité systémique en ce qui concerne les organes cibles.
Les effets hématologiques s'expliquent d'eux-mêmes sur la base de l'activité hémolytique. Ceux-ci sont dose-dépendants et, à l'exception de la monométhylhydrazine, ils sont les plus importants dans l'intoxication chronique. Les modifications de la moelle osseuse sont hyperplasiques avec la phénylhydrazine, et la production de cellules sanguines en dehors de la moelle osseuse a également été observée. La monométhylhydrazine est un puissant formateur de méthémoglobine et les pigments sanguins sont excrétés dans l'urine. Les modifications hépatiques sont principalement du type dégénérescence graisseuse, évoluant rarement vers la nécrose, et sont généralement réversibles avec les hydrazines propulsives. La monométhylhydrazine et la phénylhydrazine à fortes doses peuvent causer des lésions rénales importantes. Les modifications du muscle cardiaque sont principalement de nature grasse. Les nausées observées avec toutes ces hydrazines sont d'origine centrale et réfractaires aux médicaments. Les convulsivants les plus puissants de cette série sont la monométhylhydrazine et la 1,1-diméthylhydrazine. L'hydrazine provoque principalement la dépression et les convulsions sont beaucoup moins fréquentes.
Toutes les hydrazines semblent avoir un certain type d'activité chez certaines espèces d'animaux de laboratoire par une voie d'entrée (alimentation dans l'eau potable, intubation gastrique ou inhalation). Le CIRC les considère Groupe 2B, possiblement cancérigènes chez l'homme. Chez les animaux de laboratoire, à l'exception d'un dérivé non discuté ici, la 1,2-diméthylhydrazine (ou diméthylhydrazine symétrique), il existe une dose-réponse définie. Compte tenu de sa classification de groupe 2B, toute exposition humaine doit être minimisée par un équipement de protection approprié et la décontamination des déversements accidentels.
Phénylhydrazine
La pathologie de la phénylhydrazine a été étudiée au moyen d'expérimentations animales et d'observations cliniques. Des informations sur les effets de la phénylhydrazine chez l'homme ont été obtenues à partir de l'utilisation du chlorhydrate de phénylhydrazine à des fins thérapeutiques. Les conditions observées comprenaient une anémie hémolytique, avec hyperbilirubinémie et urobilinurie, et l'apparition de corps de Heinz ; lésions hépatiques avec hépatomégalie, ictère et urine très foncée contenant des phénols ; parfois des signes de manifestations rénales sont apparus. Les effets hématologiques comprenaient la cyanose, l'anémie hémolytique, parfois accompagnée de méthémoglobinémie, et la leucocytose. Parmi les symptômes plus généraux figuraient la fatigue, les vertiges, la diarrhée et la baisse de la tension artérielle. Il a également été observé qu'un étudiant, qui avait reçu 300 g de la substance sur le ventre et les cuisses, souffrait d'un collapsus cardiaque avec un coma qui a duré plusieurs heures. Les personnes présentant un déficit héréditaire en glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PDH) seraient beaucoup plus sensibles aux effets hémolytiques de la phénylhydrazine et ne devraient pas y être exposées.
En ce qui concerne les lésions cutanées, des cas d'eczéma aigu avec éruption vésiculeuse ont été signalés, ainsi que d'eczéma chronique des mains et des avant-bras de travailleurs préparant de l'antipyrine. On a également décrit un cas de dermatose vésiculeuse avec production de phlyctènes au poignet d'un assistant chimiste. Cela est apparu 5 ou 6 heures après la manipulation et a mis 2 semaines à guérir. Un ingénieur chimiste qui a manipulé la substance n'a souffert que de quelques boutons, qui ont disparu en 2 ou 3 jours. La phénylhydrazine est donc considérée comme un puissant sensibilisant cutané. Il est très rapidement absorbé par la peau.
En raison de rapports de cancérogénicité de la phénylhydrazine pour les souris, l'Institut national américain pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) a recommandé sa réglementation comme cancérogène pour l'homme. Une variété d'études bactériennes et de cultures de tissus ont montré qu'il est mutagène. L'injection intrapéritonéale de souris gravides a entraîné une progéniture avec un ictère sévère, une anémie et un déficit du comportement acquis.
Azoture de sodium et acide hydrazoïque
L'azide de sodium est fabriqué en combinant le sodamide avec l'oxyde nitreux. Il réagit avec l'eau pour produire de l'acide hydrazoïque. Des vapeurs d'acide hydrazoïque peuvent être présentes lors de la manipulation de l'azoture de sodium. Commercialement, l'acide hydrazoïque est produit par l'action de l'acide sur l'azoture de sodium.
L'azide de sodium semble n'être que légèrement moins toxique que le cyanure de sodium. Il peut être mortel s'il est inhalé, avalé ou absorbé par la peau. Le contact peut causer des brûlures à la peau et aux yeux. Un technicien de laboratoire a accidentellement ingéré ce qui a été estimé être une "très petite quantité" d'azide de sodium. Des symptômes de tachycardie, d'hyperventilation et d'hypotension ont été observés. Les auteurs notent que la dose hypotensive minimale chez l'homme se situe entre 0.2 et 0.4 mg/kg.
Le traitement d'individus normaux avec 3.9 mg/jour d'azide de sodium pendant 10 jours n'a produit aucun effet autre qu'une sensation de battement cardiaque. Certains patients hypertendus ont développé une sensibilité à l'azide à 0.65 mg/jour.
Les travailleurs exposés à 0.5 ppm d'acide hydrazoïque ont développé des maux de tête et une congestion nasale. Des symptômes supplémentaires de faiblesse et d'irritation des yeux et du nez se sont développés à la suite d'une exposition à 3 ppm pendant moins d'une heure. Le pouls était variable et la tension artérielle était basse ou normale. Des symptômes similaires ont été signalés chez les travailleurs fabriquant de l'azoture de plomb. Ils souffraient d'hypotension artérielle définie qui s'accentuait pendant la journée de travail et revenait à la normale après avoir quitté le travail.
Des études chez l'animal ont montré une chute rapide mais temporaire de la tension artérielle à partir de doses orales uniques de 2 mg/kg ou plus d'azoture de sodium. Une hématurie et des irrégularités cardiaques associées ont été observées à des doses de 1 mg/kg IV chez le chat. Les symptômes observés chez les animaux après des doses relativement importantes d'azoture de sodium sont une stimulation respiratoire et des convulsions, puis une dépression et la mort. Le DL50 pour l'azide de sodium est de 45 mg/kg chez le rat et de 23 mg/kg chez la souris.
L'exposition des rongeurs aux vapeurs d'acide hydrazoïque provoque une inflammation aiguë des poumons profonds. La vapeur d'acide hydrazoïque est environ huit fois moins toxique que le cyanure d'hydrogène, une concentration de 1,024 60 ppm étant mortelle chez la souris après 135 minutes (contre XNUMX ppm pour le cyanure d'hydrogène).
L'azoture de sodium était mutagène chez les bactéries, bien que cet effet soit réduit si des enzymes métabolisantes étaient présentes. Il s'est également révélé mutagène dans des études sur des cellules de mammifères.
Tableaux des azides
Tableau 1 - Informations chimiques.
Tableau 2 - Dangers pour la santé.
Tableau 3 - Dangers physiques et chimiques.
Tableau 4 - Proprietes physiques et chimiques.