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Le nitrotoluène ou mononitrotoluène est un composé aromatique de formule brute C₇H₇NO₂. Il est constitué d'un cycle benzénique substitué par un groupe méthyle (-CH₃) et un groupe nitro (-NO₂). Comme tous les benzènes disubstitués, il existe sous la forme de trois isomères structuraux, les composés ortho, méta et para, selon la position relative des deux substituants sur le cycle

Les nitrotoluènes sont des intermédiaires dans la production de TNT et peuvent donc souvent être détectés comme déchets d'armement dans le sol et les eaux souterraines.

Propriétés

Nitrotoluène
Nom systématique	2-Nitrotoluène	3-Nitrotoluène	4-Nitrotoluène
Autres noms	orthonitrotoluène o-nitrotoluène 1-méthyl-2-nitrobenzène ONT, 2-NT	métanitrotoluène m-nitrotoluène 1-méthyl-3-nitrobenzène	paranitrotoluène p-nitrotoluène 1-méthyl-4-nitrobenène
Structure
N° CAS	88-72-2	99-08-1	99-99-0
Numéro ECHA	100.001.685	100.002.480	100.002.553
PubChem	6944	7422	7473
Formule chimique	C₇H₇NO₂
Masse moléculaire	137,14 g·mol^-1
État (CNTP)	liquide		solide
Apparence	liquide huileux jaune, odeur aromatique^[1]	liquide jaune, odeur caractéristique^[2]	cristaux jaunâtres^[3]
Point de fusion	−4 °C^[1]	16 °C^[2]	52 °C^[3]
Point d'ébullition	222 °C^[1]	232 °C^[2]	238 °C^[3]
Masse volumique (20 °C)	1,16 g·cm^-3^[1]	1,16 g·cm^-3^[2]	1,28 g·cm^-3^[3]
Pression de vapeur (20 °C)	0,195 hPa^[1]	0,199 hPa^[2]
Point d'éclair (coupelle fermée)	106 °C^[1]	106 °C^[2]	106 °C^[3]
Point d'auto-inflammation	420 °C^[1]	440 °C^[2]	390 °C^[3]
Limites d'explosivité	1,47 ― 8,8 vol.% ^[1]	2,2 vol.% ― ^[2]	1,6 vol.% ― ^[3]
Solubilité dans l'eau (20 °C)	0,65 g·l^-1^[1]	0,419 g·l^-1^[2]	0,26 g·l^-1^[3]
LogP	2,3	2,45	2,37
SGH	Attention^[1]	Attention^[2]^,^[3]
Phrases H et P^[1]^,^[2]^,^[3]	H302, H340, H350, H361f et H411 H302 : Nocif en cas d'ingestion H340 : Peut induire des anomalies génétiques (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H361f : Susceptible de nuire à la fertilité. H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme	H302, H311, H332, H373 et H411 H302 : Nocif en cas d'ingestion H311 : Toxique par contact cutané H332 : Nocif par inhalation H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme	H373, H411 et H301+H311+H331 H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme H301+H311+H331 : Toxique en cas d'ingestion, par contact cutané ou par inhalation
Phrases H et P^[1]^,^[2]^,^[3]	P201, P273, P281 et P308+P313 P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P281 : Utiliser l’équipement de protection individuel requis. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin.	P273, P280 et P309+P310 P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P309+P311 : En cas d'exposition ou de malaise : appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P302+P352 P302+P352 : En cas de contact avec la peau : laver abondamment à l’eau et au savon.	P261, P273 et P280 P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P311 et P301+P310 P311 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P301+P310 : En cas d'ingestion : appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin.

Les points d'ébullition des trois isomères sont proches les uns des autres, tandis que les points de fusion diffèrent sensiblement. Le 4-nitrotoluène, qui présente la plus grande symétrie, a le point de fusion le plus élevé. Ce dernier est d’ailleurs le seul solide à température ambiante alors que le deux autres sont liquides. Les trois isomères sont quasi insolubles dans l'eau.

Synthèse

Les trois isomères peuvent être obtenus par nitration du toluène avec de l'acide nitrique catalysé par de l'acide sulfurique. Du fait de l'effet +I du groupe méthyle, la substitution électrophile aromatique est orientée ortho/para, et donc les composés 2- (65%) et 4- (30%) sont obtenus majoritairement tandis que le composé 3- n'est que très peu obtenu (5%)^[4].

Le 3-nitrotoluène peut être synthétisé plus efficacement à partir du 3-nitro-4-aminotoluène, par diazotation du groupe amino et réduction du sel de diazonium résultant avec l'éthanol (dédiazonation).

Utilisations

Les nitrotoluènes sont des intermédiaires dans la fabrication des toluidines correspondantes (par réduction du groupe nitro), dans la synthèse organique de pesticides, de composés pharmaceutiques, de colorants et de plastiques.

Les 2- et 4-nitrotoluène sont des intermédiaires dans la fabrication du TNT, dans laquelle ils sont nitrés en 2,4-dinitrotoluène. Le 2- et le 4-nitrotoluène sont également ajoutés aux plastics comme agent de marquage^[5].

Les nitrotoluènes sont aussi le précurseurs des acides nitrobenzoïques, par oxydation du groupe méthyle. Par exemple, le 4-nitrotoluène peut être oxydé en acide 4-nitrobenzoïque par le dichromate de sodium en présence d'acide sulfurique concentré.

Précautions

Les nitrotoluènes peuvent former des vapeurs explosives, attaquer le caoutchouc et les plastiques, et sont cancérigènes.

Notes et références

(de) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en allemand intitulé « Nitrotoluole » (voir la liste des auteurs).

↑ ^{a b c d e f g h i j et k} Entrée « 2-Nitrotoluene » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 16 décembre 2020 (JavaScript nécessaire).
↑ ^{a b c d e f g h i j et k} Entrée « 3-Nitrotoluene » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 16 décembre 2020 (JavaScript nécessaire).
↑ ^{a b c d e f g h i et j} Entrée « 4-Nitrotoluene » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 16 décembre 2020 (JavaScript nécessaire).
↑ (de) Beyer / Walter, Lehrbuch der Organischen Chemie, Stuttgart, Hirzel Verlag, 1981, 19^e éd. (ISBN 3-7776-0356-2), p. 456
↑ (en) Jehuda Yinon, Forensic and Environmental Detection of Explosives, John Wiley & Sons, 1999 (ISBN 978-0-47198371-2, lire en ligne), p. 167