Méthanal

Le plus simple des aldéhydes est un gaz inflammable très soluble dans l’eau où il forme une solution communément appelée formol. Facile à préparer, très réactif, le méthanal a de nombreuses applications, mais est reconnu comme « cancérogène certain ».

Le méthanal, de formule HCHO, a été préparé pour la première fois par le chimiste russe Alexandre Boutlerov en 1859, mais fut formellement identifié par le chimiste allemand August Wilhelm von Hofmann en 1867. Le méthanal polymérise dans l’eau, ce qui fait que le formol contient peu de méthanal monomère. La polymérisation conduit au polyoxyméthylène (paraformaldéhyde, [-O-CH2-]n) ou au 1,3,5-trioxane, trimère cyclique. Le formol du commerce est stabilisé par du méthanol qui limite cette réaction. Une forme polymère était connue des campeurs avant l’ère du butane : le méta.

Le méthanal est produit industriellement par l’oxydation catalytique du méthanol (cf. Méthanol). Les catalyseurs les plus employés sont l’argent métallique sur toile de cuivre, ou un mélange d’oxyde de fer, de molybdène et de vanadium. Dans ce cas, le méthanol et le dioxygène réagissent à 400 °C selon l’équation :
CH3OH + 0,5 O2 ------> H2CO + H2O

La catalyse à base d’argent a lieu à des températures plus élevées, de l’ordre de 650 °C. Deux réactions produisent alors simultanément du méthanal : la réaction d’oxydation comme avec l’emploi d’oxydes, et une réaction de déshydrogénation selon :
CH3OH ------> H2CO + H2

Le méthanal un excellent électrophile qui peut réagir par substitution électrophile aromatique avec les composés aromatiques ou par addition électrophile sur les alcènes. En présence d’un catalyseur basique, le méthanal donne lieu à la réaction de Cannizzaro qui est une réaction de dismutation conduisant à la formation d’acide formique et de méthanol. Par condensation avec l’éthanal (cf. Éthylène, Palladium) il fournit le pentaérythritol, produit de départ du PETN, dérivé tétranitré qui est un puissant explosif.

Les solutions aqueuses de méthanal sont utilisées comme :

    • désinfectant, notamment en médecine vétérinaire (pédiluves de désinfection) ;
    • fixateur et conservateur de cadavres d’animaux ou d’humains et pour embaumer les corps,
    • pour assécher ou détruire la peau (pour le traitement médical des verrues par exemple).

Du fait de sa grande réactivité, le méthanal est surtout un intermédiaire employée en synthèse de molécules et matériaux dont différentes résines (urée-formol, mélamine-formol, phénol(s)-formol), plastiques polyoxyméthlène, butan-1,4-diol, et méthylènediphényl isocyanate (MDI), précurseur de polyuréthanes pour citer les emplois les plus importants

Combiné au phénol (pour fabriquer des phénoplastes), à l’urée ou à la mélamine (fabrication d’aminoplastes), le méthanal forme des résines thermodurcissables. Ces résines sont souvent utilisées dans les colles permanentes, comme celles employées dans la fabrication d’agglomérés, de contreplaqués, de la laine de verre, de tapis, ou bien pour former des mousses synthétiques. Toutefois, les plus gros tonnages de méthanal sont utilisés pour obtenir des matériaux synthétiques qui trouvent de nombreuses applications industrielles.

    • La bakélite est la marque d’un matériau de la classe des phénoplastes : ce fut le premier plastique de synthèse. Préparée en 1909 par Léo Baekeland, chimiste américain d’origine belge, ce sont des produits de condensation du méthanal avec les phénols et les crésols sous pression et température élevés, en général avec un agent de remplissage (sciure de bois, textiles, fibre de verre, etc.). On l’utilisait alors pour ses propriétés isolantes et thermorésistantes pour fabriquer les boîtiers de radios et de téléphones, comme isolant électrique, de même que pour divers ustensiles de cuisine, bijoux et jouets, d’où son engouement actuel auprès des collectionneurs. La bakélite est toujours employée par les industries électronique et électrique (pour ses propriétés isolantes) et automobile (pour sa résistance thermique).
    • Les aminoplastes sont obtenus par une réaction de polycondensation du méthanal avec un comonomère portant des groupes amino-, -NH2. Suivant l’origine chimique de ce dernier, on distingue deux types d’aminoplastes : (i) les « résines urée-formol » (UF) utilisent l’urée, représentant environ 80 % du tonnage des aminoplastes et (ii) les « résines mélamine-formol » (MF) issues de la mélamine qui permet la formation de réseaux denses. Plus chères que les précédentes, représentant 17 % du tonnage des aminoplastes, elles sont notamment connues sous le nom commercial Formica.

Après avoir été d’abord considéré comme « cancérogène probable », le méthanal a été classé comme « cancérogène certain » par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC). Son implication dans les cancers des fosses nasales et des sinus est envisagée mais son rôle spécifique dans ces cancers est encore difficilement mis en évidence.

Le méthanal est présent dans nombre de matériaux synthétiques ; or ceux-ci relâchent au cours du temps des quantités non négligeables de formaldéhyde. Il s’agit d’un des polluants les plus répandus de l’air intérieur des habitations.
Toutefois, certaines études suggèrent que les concentrations de méthanal dans les bâtiments n’ont pas d’effet cancérogène : en effet, le potentiel cancérogène du formaldéhyde, à seuil, ne s’exprime que pour des concentrations supérieures à 5 mg/m3, concentrations rarement trouvées dans l’habitat où les taux moyens sont nettement plus bas (en France, 20 μg/m3) et assimilés par certaines plantes.

Pensée du jour
« Pour un air sans formol, employez chlorophytum »

Sources

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