Les amides sont une classe de composés organiques qui peuvent être considérés comme ayant été dérivés d'acides ou d'amines. Par exemple, le simple amide aliphatique acétamide (CH3–CO–NH2) est lié à l'acide acétique en ce sens que le groupe -OH de l'acide acétique est remplacé par un -NH2 groupe. A l'inverse, l'acétamide peut être considéré comme issu de l'ammoniac par remplacement d'un ammoniac hydrogène par un groupe acyle. Les amides peuvent être dérivés non seulement d'acides carboxyliques aliphatiques ou aromatiques, mais également d'autres types d'acides, par exemple des acides contenant du soufre et du phosphore.
Le terme amides substitués peut être utilisé pour décrire les amides ayant un ou les deux hydrogènes sur l'azote remplacés par d'autres groupes - par exemple, le N,N-diméthylacétamide. Ce composé pourrait également être considéré comme une amine, l'acétyl diméthyl amine.
Les amides sont généralement assez neutres en réaction par rapport à l'acide ou à l'amine dont ils sont dérivés, et ils sont parfois quelque peu résistants à l'hydrolyse. Les amides simples d'acides carboxyliques aliphatiques (à l'exception du formamide) sont des solides à température ambiante, tandis que les amides d'acides carboxyliques aliphatiques substitués peuvent être des liquides avec des points d'ébullition relativement élevés. Les amides d'acides carboxyliques ou sulfoniques aromatiques sont généralement des solides. Une grande variété de méthodes sont disponibles pour la synthèse des amides.
Les usages
Les amides d'acides carboxyliques aliphatiques non substitués sont largement utilisés comme intermédiaires, stabilisants, agents de démoulage pour plastiques, films, tensioactifs et flux de soudure. Les amides substitués tels que le diméthylformamide et le diméthylacétamide ont de puissantes propriétés de solvant.
Diméthylformamide est principalement utilisé comme solvant en synthèse organique. Il est également utilisé dans la préparation de fibres synthétiques. C'est un milieu sélectif pour l'extraction des aromatiques du pétrole brut et un solvant pour les colorants. Le diméthylformamide et diméthylacétamide sont des ingrédients des décapants pour peinture. Le diméthylacétamide est également utilisé comme solvant pour les plastiques, les résines et les gommes, et dans de nombreuses réactions organiques.
Acétamide est utilisé pour dénaturer l'alcool et comme solvant pour de nombreux composés organiques, comme plastifiant et comme additif dans le papier. On le trouve également dans les laques, les explosifs et les flux de soudure. Formamide est un adoucissant pour le papier et les colles, et un solvant dans les industries plastiques et pharmaceutiques.
Certains amides aliphatiques insaturés, tels que acrylamide, sont des monomères réactifs utilisés dans la synthèse des polymères. L'acrylamide est également utilisé dans la synthèse de colorants, d'adhésifs, d'encollage de papier et de textile, de tissus à pressage permanent et dans le traitement des eaux usées et des déchets. Il est utilisé dans l'industrie métallurgique pour le traitement des minerais et dans le génie civil pour la construction de fondations de barrages et de tunnels. Le polyacrylamides sont largement utilisés comme floculants dans le traitement de l'eau et des eaux usées, et comme agents de renforcement lors de la fabrication du papier dans l'industrie du papier et de la pâte à papier. Les composés d'amides aromatiques forment d'importants colorants et intermédiaires médicinaux. Certains ont des propriétés insectifuges.
Dangers
La grande variété de structures chimiques possibles des amides se reflète dans la diversité de leurs effets biologiques. Certains semblent totalement inoffensifs, par exemple les amides d'acides gras simples à longue chaîne tels que les amides d'acide stéarique ou oléique. D'autre part, plusieurs membres de cette famille sont classés dans le groupe 2A (cancérogènes probables pour l'homme) ou le groupe 2B (cancérogènes possibles pour l'homme) par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC). Des effets neurologiques ont été notés chez les humains et les animaux de laboratoire avec l'acrylamide. Le diméthylformamide et le diméthylacétamide ont provoqué des lésions hépatiques chez les animaux, et le formamide et le monométhylformamide se sont révélés expérimentalement tératogènes.
Bien qu'une quantité considérable d'informations soit disponible sur le métabolisme de divers amides, la nature de leurs effets toxiques n'a pas encore été expliquée sur une base moléculaire ou cellulaire. De nombreux amides simples sont probablement hydrolysés par des amidases non spécifiques dans le foie et l'acide produit est excrété ou métabolisé par des mécanismes normaux.
Certains amides aromatiques - par exemple, le N-phénylacétamide (acétanilide) - sont hydroxylés sur le cycle aromatique puis conjugués et excrétés. La capacité d'un certain nombre d'amides à pénétrer la peau intacte est particulièrement importante dans l'examen des précautions de sécurité.
Effets neurologiques
L'acrylamide a été initialement fabriqué en Allemagne en 1893. L'utilisation pratique de ce composé a dû attendre le début des années 1950, lorsque les procédés de fabrication commerciaux sont devenus disponibles. Ce développement s'est produit principalement aux États-Unis. Au milieu des années 1950, il a été reconnu que les travailleurs exposés à l'acrylamide développaient des changements neurologiques caractéristiques principalement caractérisés par des difficultés à la fois posturales et motrices. Les résultats signalés comprenaient des picotements dans les doigts, une sensibilité au toucher, une sensation de froid dans les extrémités, une transpiration excessive des mains et des pieds, une décoloration rouge bleuâtre caractéristique de la peau des extrémités et une tendance à la desquamation de la peau des doigts et des mains. Ces symptômes s'accompagnaient d'une faiblesse des mains et des pieds qui entraînait des difficultés à marcher, à monter les escaliers, etc. La récupération se produit généralement avec la cessation de l'exposition. Le temps de récupération varie de quelques semaines à 1 an.
L'examen neurologique des individus souffrant d'intoxication à l'acrylamide montre une neuropathie périphérique assez typique avec une faiblesse ou une absence des réflexes tendineux, un test de Romberg positif, une perte du sens de la position, une diminution ou une perte du sens des vibrations, une ataxie et une atrophie des muscles du extrémités.
Suite à la reconnaissance du complexe de symptômes associé à l'exposition à l'acrylamide, des études animales ont été menées dans le but de documenter ces changements. Il a été constaté qu'une variété d'espèces animales, dont le rat, le chat et le babouin, étaient capables de développer une neuropathie périphérique avec perturbation de la marche, perturbation de l'équilibre et perte du sens de la position. L'examen histopathologique a révélé une dégénérescence des axones et des gaines de myéline. Les nerfs avec les axones les plus grands et les plus longs étaient les plus fréquemment impliqués. Il ne semble pas y avoir d'implication des corps des cellules nerveuses.
Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer pourquoi ces changements se produisent. L'un d'eux a à voir avec une éventuelle interférence avec le métabolisme du corps de la cellule nerveuse elle-même. Une autre théorie postule une interférence avec le système de transport intracellulaire de la cellule nerveuse. Une explication est qu'il existe un effet toxique local sur l'ensemble de l'axone, qui est ressenti comme plus vulnérable à l'action de l'acrylamide que ne l'est le corps cellulaire. Des études sur les changements qui se produisent dans les axones et les gaines de myéline ont abouti à une description du processus comme un séchage en arrière phénomène. Ce terme est utilisé pour décrire plus précisément la progression des changements observés dans les nerfs périphériques.
Alors que les symptômes et les signes décrits de la neuropathie périphérique caractéristique associée à l'exposition à l'acrylamide sont largement reconnus à partir de l'exposition dans l'industrie et des études sur les animaux, il semble chez l'homme que, lorsque l'acrylamide a été ingéré comme contaminant dans l'eau potable, les symptômes et les signes sont d'atteinte du système nerveux central. Dans ces cas, la somnolence, les troubles de l'équilibre et les changements mentaux caractérisés par la confusion, la perte de mémoire et les hallucinations étaient primordiaux. Les changements neurologiques périphériques ne sont apparus que plus tard.
La pénétration cutanée a été démontrée chez les lapins, et cela peut avoir été la principale voie d'absorption dans les cas rapportés d'expositions industrielles au monomère d'acrylamide. On estime que le danger par inhalation proviendrait principalement de l'exposition à des matières en aérosol.
Effets hépatotoxiques
La bonne action dissolvante du diméthylformamide entraîne un dessèchement et un dégraissage de la peau au contact, entraînant des démangeaisons et une desquamation. Certaines plaintes d'irritation des yeux ont résulté de l'exposition aux vapeurs dans l'industrie. Les plaintes des travailleurs exposés incluent des nausées, des vomissements et de l'anorexie. Une intolérance aux boissons alcoolisées après exposition au diméthylformamide a été rapportée.
Des études animales avec le diméthylformamide ont montré des preuves expérimentales de lésions hépatiques et rénales chez les rats, les lapins et les chats. Ces effets ont été observés à la fois dans des études d'administration intrapéritonéale et d'inhalation. Les chiens exposés à de fortes concentrations de vapeur ont présenté une polycythémie, une diminution du pouls et une baisse de la pression systolique, et ont montré des signes histologiques de modifications dégénératives du myocarde.
Chez l'homme, ce composé est capable d'être facilement absorbé par la peau, et des expositions répétées peuvent entraîner des effets cumulatifs. De plus, comme le diméthylacétamide, il peut faciliter l'absorption percutanée des substances qui y sont dissoutes.
Il convient de mentionner que le diméthylformamide pénètre facilement dans les gants en caoutchouc naturel et en néoprène, de sorte que l'utilisation prolongée de tels gants est déconseillée. Le polyéthylène offre une meilleure protection ; cependant, tous les gants utilisés avec ce solvant doivent être lavés après chaque contact et jetés fréquemment.
Diméthylacétamide a été étudié chez l'animal et il a été démontré qu'il exerçait sa principale action toxique sur le foie lors d'expositions excessives répétées ou continues. Le contact avec la peau peut provoquer l'absorption de quantités dangereuses du composé.
Carcinogenèse
L'acétamide et le thioacétamide sont préparés en chauffant de l'acétate d'ammonium et du sulfure d'aluminium et sont utilisés en laboratoire comme réactifs analytiques. Il a été démontré que les deux composés produisent des hépatomes chez les rats soumis à une alimentation diététique prolongée. Le thioacétamide est plus puissant à cet égard, est également cancérigène pour les souris et peut également induire des tumeurs des voies biliaires chez les rats. Bien que les données humaines sur ces produits chimiques ne soient pas disponibles, l'étendue des données expérimentales sur les animaux est telle que ces deux substances sont maintenant considérées comme des cancérogènes possibles pour l'homme. (Le thioacétamide peut également être trouvé dans l'article « Composés soufrés, organiques » de ce chapitre.) Le diméthylformamide est également classé comme cancérogène humain possible du groupe 2B par le CIRC.
L'acrylamide est classé comme cancérogène humain probable (groupe 2A) par le CIRC. Cette décision est étayée par les résultats d'essais biologiques chez la souris par plusieurs voies et donnant plusieurs sites de cancer, par des données sur la génotoxicité et par la capacité de l'acrylamide à former des adduits. La structure chimique des acrylamides soutient également la probabilité que le produit chimique soit cancérogène pour l'homme.
Mesures de sécurité et de santé
Les propriétés toxiques potentielles de tout amide doivent être soigneusement examinées avant le début de l'utilisation ou de l'exposition. En raison de la tendance générale des amides (en particulier ceux de faible poids moléculaire) à être absorbés par voie percutanée, le contact avec la peau doit être évité. L'inhalation de poussières ou de vapeurs doit être contrôlée. Il est souhaitable que les personnes exposées aux amides fassent l'objet d'observations médicales régulières portant en particulier sur le fonctionnement du système nerveux et du foie. Le statut cancérigène possible ou probable de certains de ces produits chimiques impose des conditions de travail extrêmement prudentes.
Tables d'amides
Tableau 1 - Informations chimiques.
Tableau 2 - Dangers pour la santé.
Tableau 3- Dangers physiques et chimiques.
Tableau 4 - Proprietes physiques et chimiques.