Voir la source de Carbamate d'ammonium

{{Infobox Chimie
 | nom                      = Carbamate d'ammonium
 | image                    = NH2COONH4.svg
 | synonymes                = amidocarbonate d'ammonium, amidodioxydocarbonate d'azanium
 | CAS                      = {{CAS|1|1|1|1|7|8|0}}
 | ECHA                     = 
 | EINECS                   = {{EINECS|2|1|4|1|8|5|2}}
 | RTECS                    = {{RTECS|EY8575000}}
 | PubChem                  = {{CID|517232}}
 | formule                  = |C=1|H=6|N=2|O=2
 | masseMol                 = 
 | SMILES                   = C(=O)(N)[O-].[NH4+]
 | InChI                    = 1S/CH3NO2.H3N/c2-1(3)4;/h2H2,(H,3,4);1H3
 | InChIKey                 = BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N
 | StdInChI                 = 
 | StdInChIKey              = 
 | apparence                = Incolore, cristaux rhombiques
 | masseVolumique           = {{nb|1.6 g/mL}}<ref name="chemspider">[http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.451267.html « Ammonium aminoformate »], [[ChemSpider]] (consulté le 25 janvier 2022).</ref>
 | fusion                   = {{tmp|60|°C}} ([[Sublimation (physique)|sublimation]])<ref name="chemspider" />
 | solubilite               = très soluble dans l'eau, soluble dans l'alcool<ref name="chemspider" />
 | LogP                     = −0,47 dans octanol/eau{{refsou}}
 | pressionVapeur           = {{nb|492 mmHg}} ({{tmp|51|°C}}){{refsou}}
 | SGHref                   = 
 | SGH                      = {{SGH|SGH05|SGH07}}
 | DL50                     = 1,470 mg/kg (rats){{refsou}}
}}
Le '''carbamate d'ammonium''' est un [[composé organique]] de formule NH<sub>4</sub>[H<sub>2</sub>NCO<sub>2</sub>] constitué d'[[ammonium]] {{Formule chimique|NH|4|{{exp|+}}}} et de [[carbamate]] {{Formule chimique|H|2|NCO|2|{{exp|−}}}}. C'est un solide blanc extrêmement soluble dans l'eau, moins dans l'alcool. Le carbamate d'ammonium peut être formé par la réaction de l'[[ammoniac]] avec le [[dioxyde de carbone]] et se décomposera lentement en ces gaz à des températures et pressions ordinaires. C'est un intermédiaire dans la synthèse industrielle de l'[[urée]], un [[engrais]] important.

== Propriétés ==

=== Équilibre solide-gaz ===
Dans un récipient fermé, le carbamate d'ammonium solide est en équilibre avec le dioxyde de carbone et l'ammoniac<ref name="1946_L._A._Brooks" />{{,}}<ref name="clark1933" />{{,}}<ref name="benn1953">R. N. Bennett, P. D. Ritchie, D. Roxburgh et J. Thomson (1953), ''The system ammonia + carbon dioxide + ammonium carbamate. Part I. — The equilibrium of thermal dissociation of ammonium carbamate'', ''Transactions of the Faraday Society'', vol. 49, p. 925-929, {{Doi|10.1039/TF9534900925}}.</ref>.

: NH<sub>2</sub>CO<sub>2</sub>NH<sub>4</sub> ⇌ 2NH<sub>3</sub> + {{CO2}}

Des températures plus basses déplacent l'équilibre vers le carbamate.

À des températures plus élevées, le carbamate d'ammonium se condense en urée :

: NH<sub>2</sub>CO<sub>2</sub>NH<sub>4</sub> → {{chem|(H|2|N)|2|C{{=}}O}} + {{H2O}}

Cette réaction a été découverte pour la première fois en 1870 par Bassarov, en chauffant du carbamate d'ammonium dans des tubes de verre scellés à des températures allant de {{tmp|130|140|°C}}<ref name="clark1933">{{Bibliographie|Q59410838}}</ref>.

=== Équilibre dans l'eau ===
Aux températures et pressions ordinaires, le carbamate d'ammonium existe dans les solutions aqueuses en équilibre avec l'ammoniac et le dioxyde de carbone, et les anions [[bicarbonate]], HCO{{ind|3}}{{exp|−}}, et [[carbonate]], CO{{ind|3}}{{exp|2−}}<ref name="burr1912">George H. Burrows et Gilbert N. Lewis (1912), ''The equilibrium between ammonium carbonate and ammonium carbamate in aqueous solution at 25°'', ''Journal of the American Chemical Society'', vol. 34, n° 8, p. 993-995, {{Doi|10.1021/ja02209a003}}</ref>{{,}}<ref name="clark1933" />. En effet, les solutions de carbonate ou de bicarbonate d'ammonium contiendront également des anions carbamate.
:<chem>H2NCO2- + 2 H2O <=> NH4+ + HCO3- + HO-</chem>
:<chem>H2NCO2- + H2O <=> NH4+ + CO3^2-</chem>

=== Structure ===
La structure du carbamate d'ammonium solide a été confirmée par [[cristallographie aux rayons X]]. Les centres oxygène forment des [[liaisons hydrogène]] avec le cation ammonium<ref name="adams1973">{{Bibliographie|Q59410837}}</ref>.

== Occurrence naturelle ==
Le carbamate d'ammonium joue un rôle clé dans la formation de [[carbamyl-phosphate]], nécessaire à la fois au [[cycle de l'urée]] et à la production de [[pyrimidine]]s. Dans cette réaction catalysée par une [[enzyme]], l'ATP et le carbamate d'ammonium sont convertis en ADP et en carbamyl-phosphate<ref name="gold2009">Goldberg, R. N., ''Apparent Equilibrium Constants for Enzyme-catalyzed reactions'', 2009, ''[[CRC Handbook of Chemistry and Physics]]'', 7–19. Retrieved from https://www.nist.gov/manuscript-publication-search.cfm?pub_id=900943</ref>{{,}}<ref>[https://books.google.com/books?id=3Ixbk8K4p-MC&pg=PA127 Phosphorus Compounds: Advances in Research and Application: 2011 Edition]</ref> :

: ATP + NH<sub>2</sub>CO<sub>2</sub>NH<sub>4</sub> → ADP + H<sub>2</sub>NC(O)OPO<sub>3</sub><sup>2−</sup>

== Préparation ==

=== À partir de l'ammoniac liquide et de la neige carbonique ===
Le carbamate d'ammonium est préparé par la réaction directe entre l'ammoniac liquide et la [[neige carbonique]] (dioxyde de carbone solide)<ref name="1946_L._A._Brooks">{{Ouvrage|nom1=Brooks, L. A.|nom2=Audrieta, L. F.|nom3=Bluestone, H.|nom4=Jofinsox, W. C.|titre=Ammonium Carbamate|volume=2|collection=Inorganic Syntheses|année=1946|pages totales=85–86|isbn=9780470132333|doi=10.1002/9780470132333.ch23<!--|journal=Inorg. Synth.-->}}</ref> :

: 2 {{NH3}} + {{CO2}} → H<sub>2</sub>NCOONH<sub>4</sub>

Il est également préparé par réaction des deux gaz à haute température ({{nb|450-500 K}}) et haute pression (150-250 [[Bar (unité)|bar]])<ref name="barz2011" />.

=== À partir de l'ammoniac gazeux et du dioxyde de carbone ===
Le carbamate d'ammonium peut également être obtenu par barbotage de {{CO2}} et {{Formule chimique|NH|3}} dans de l'[[éthanol]] anhydre, du [[Propan-1-ol|1-propanol]] ou du [[N,N-Diméthylformamide|DMF]] à pression ambiante et à {{tmp|0|°C}}. Le carbamate précipite et peut être séparé par simple filtration, et le liquide contenant l'ammoniac n'ayant pas réagi peut être renvoyé au [[Réacteur (chimie)|réacteur]]. L'absence d'eau empêche la formation de bicarbonate et de carbonate, et aucun ammoniac n'est perdu<ref name="barz2011">{{Bibliographie|Q59410840}}</ref>.

== Usages ==

=== Synthèse d'urée ===
Le carbamate d'ammonium est un intermédiaire dans la production industrielle d'[[urée]]. Une usine industrielle typique qui fabrique de l'urée peut produire jusqu'à {{nb|1500 t/j}} dans un réacteur. La [[réaction de déshydratation]] est la suivante<ref name="barz2011" /> :

: NH<sub>2</sub>CO<sub>2</sub>NH<sub>4</sub> → NH<sub>2</sub>CONH<sub>2</sub> + {{H2O}}

=== Préparations de pesticides ===
Le carbamate d'ammonium a également été approuvé par l'[[Environmental Protection Agency|Agence de protection de l'environnement des États-Unis]] en tant qu'ingrédient inerte présent dans les [[formulation]]s de pesticides à base de [[phosphure d'aluminium]]. Ce [[pesticide]] est couramment utilisé pour lutter contre les insectes et les rongeurs dans les zones où sont entreposés des produits agricoles. On choisit le carbamate d'ammonium en tant qu'ingrédient pour rendre la [[phosphine]] moins inflammable en libérant de l'ammoniac et du dioxyde de carbone pour diluer la phosphine hydrogène formée par une réaction d'hydrolyse<ref name="four">United States Environmental Protection Agency (2006), ''Inert Reassessment-Ammonium Carbamate'' [Data File]. Retrieved from http://www.epa.gov/opprd001/inerts/carbamate.pdf</ref>.

=== Laboratoire ===
Le carbamate d'ammonium peut être utilisé comme un bon agent pour un traitement à l'[[ammoniac]], mais pas aussi fort que l'ammoniac lui-même. Par exemple, c'est un réactif efficace pour la préparation de différents esters β-amino-α,β-insaturés substitués. La réaction peut être effectuée dans du méthanol à température ambiante et peut être isolée en l'absence d'eau, avec une pureté et un rendement élevés<ref name="loyv2005">Mladen Litvić, Mirela Filipan, Ivan Pogorelić et Ivica Cepanec (2005), ''Ammonium carbamate; mild, selective and efficient ammonia source for preparation of β-amino-α, β-unsaturated esters at room temperature'', ''Green Chemistry'', vol. 7, n° 11, p. 771-774, {{Doi|10.1039/B510276F}}.</ref>.

=== Préparation de carbamates métalliques ===
Le carbamate d'ammonium peut être un réactif de départ pour la production de sels d'autres [[cation]]s. Par exemple, en le faisant réagir avec du [[chlorure de potassium]] KCl solide dans de l'ammoniac liquide, on peut obtenir du [[carbamate de potassium]] K{{exp|+}}{{Formule chimique|(NH|2|)COO{{exp|−}}}}<ref name="thor1935">Carl Theodor Thorssell et August Kristensson (1935), ''[https://patents.google.com/patent/US2002681A/en?oq=US31484228A Process for the production of potassium carbamate]'', US Patent 2002681, US31484228A.</ref>. Les carbamates d'autres métaux, tels que le [[calcium]], peuvent être produits en faisant réagir du carbamate d'ammonium avec un sel approprié du cation souhaité, dans un [[solvant]] anhydre tel que le [[méthanol]], l'[[éthanol]] ou le [[formamide]], même à température ambiante<ref name="kuss1935">Erns Kuss et Emil Germann (1935), ''[https://patents.google.com/patent/US2023890A/en Production of metal carbamates]'', US Patent US2023890A.</ref>.

== Notes et références ==
{{Références}}

{{Portail|chimie}}

[[Catégorie:Composé de l'ammonium]]
[[Catégorie:Carbamate]]
[[Catégorie:Pages avec des traductions non relues]]