Résumé sur la structure et la nomenclature des éthers de glycol

GIycol en général

Nom générique des polyols (plusieurs fonctions alcool sur une charpente hydrocarbonée). Dans notre cadre, il s'agit essentiellement de structures carbonées à deux carbones (éthane = radical éthylène) ou à trois carbones (propane = radical propylène). L'étymologie fait référence à la saveur sucrée douceâtre de ces substances chimiques.

Les dialcools des éthers de "glycol"

Dans notre cadre toujours, on considère exclusivement des structures à deux fonctions alcool ou diols. Les fonctions alcool -OH (ou hydroxyle) sont portées par deux carbones différents de la molécule. Sur une charpente éthane, les OH sont portés par le carbone 1 et par le carbone 2. La molécule est donc symétrique. Les deux fonctions alcool, en bout de chaîne, sont dites primaires.

Les dérivés de l'éthane sont nommés éthylène glycol (EG) et on parle de série E (E comme éthylène).

Dans le cas des dérivés du propane, famille du propylène glycol (PG), on parle de série P (P comme propylène). Il y a deux possibilités :

a) Fonctions alcool sur les carbones 1 et 3 : la molécule est toujours symétrique avec deux fonctions alcool de type primaire.

Rappel sur la nomenclature des carbones alpha et bêta :

b) Fonctions alcool sur les carbones 1 et 2 : la molécule est asymétrique avec une fonction alcool primaire et une fonction alcool secondaire (portée par un carbone non terminal).

- On peut éthérifier une seule ou les deux fonctions alcool de l'éthylène ou des isomères du propylène glycol. On obtient des mono ou des diéthers du glycol correspondant.

Les diglycols et les triglycols

- On peut aussi éthérifier entre elles deux ou trois molécules d'éthylène ou de propylène glycol (mono glycol). On obtient des di ou des tri glycols : diEG, triEG, diPG ou triPG.

diéthylène glycol

triéthylène glycol

dipropylène glycol

tripropylène glycol

- Ces charpentes à double ou triple " tronçons centraux " qui portent 2 fonctions alcool peuvent naturellement être éthérifiées sur les OH restant libres conduisant : à des mono- ou des diéthers de di- ou de triéthylène glycol ou à des mono- ou des diéthers de di- ou de tripropylène glycol...

- Les alcools utilisés pour les éthérifications sont de nature variée : méthanol, éthanol, propanol, isopropanol, n-butanol (n signifie normal c’esxt-à-dire de structure linéaire = non ramifiée), isobutanol, tertio-butanol, phénol (dont les structures développées sont présentés ci-dessous...

En régle générale, si les diols sont deux fois éthérifiés, ils le sont, pour les produits les plus courants, deux fois avec le même alcool.

- Diméthyl- diéthyl- dipropyl-, dibutyl-, diphényl-. . .(mono) éthylène glycol,

- Diméthyl- diéthyl- dipropyl-, dibutyl-, diphényl-. . . (mono) propylène glycol

Mais toutes les "fantaisies " sont possibles, donnant naissance à des molécules aussi variées que multiples...

Elle est en grande partie liée à la métabolisation des fonctions alcools restées libres ou libérées. Il est capital de différencier :

- Les fonctions alcool primaire qui conduisent à un aldéhyde puis à un acide, responsable de la majorité des altérations de la santé humaine. Ainsi s’explique la toxicité des dérivés mono éthérifiés de l'éthylène glycol ou des di- ou triglycols ainsi que celle des dérivés isomères bêta du propylène glycol.

- Les fonctions alcool secondaires ne peuvent aboutir qu'à une fonction cétone, toxicologiquement beaucoup moins redoutables. Cela concerne essentiellement les dérivés des isomères alpha du propylène glycol.

avec R = R' ou R différent de R' mais R et R' différents de H

Les OH libres de l'éthylène glycol ou des isomères du propylène glycol ainsi que ceux des mono éthers de l'éthylène ou du propylène glycol peuvent réagir avec des acides organiques pour former des sels appelés acétates.

Exemples : acétate de méthyl éthylène glycol, acétate de butyl propylène glycol.

On peut naturellement faire des acétates (ou des diacétates) sur des charpentes di ou triglycol.

Sur le plan toxicologique, la présence d'une fonction acétate n'est pas stable et ne garantit pas l'innocuité de la substance. En effet, elle sera métabolisée très rapidement dans l'organisme pour régénérer la fonction alcool initiale (lyse enzymatique de type estérase). On se retrouvera alors avec la même problématique de toxicité que celle des monoéthers correspondants.